नवीकरणीय ऊर्जा के तेजी से विकसित हो रहे परिदृश्य में,ऊर्जा भंडारण प्रणाली(ईएसएस) ग्रिड स्थिरता के लिए एक महत्वपूर्ण स्तंभ के रूप में उभरा है। किसी भी ईएसएस के केंद्र में पावर कन्वर्जन सिस्टम (पीसीएस) होता है, जो द्विदिशात्मक एसी/डीसी पावर रूपांतरण के लिए जिम्मेदार मुख्य उपकरण है। पीसीएस का प्रदर्शन, दक्षता और विश्वसनीयता इसके अंतर्निहित पावर सेमीकंडक्टर स्विच द्वारा काफी हद तक तय होती है। वर्तमान में, दो प्रमुख प्रौद्योगिकियां इस स्थान पर हावी हैं: पारंपरिक सिलिकॉन आधारित इंसुलेटेड गेट बाइपोलर ट्रांजिस्टर (SiC IGBTs) और अगली पीढ़ी सिलिकॉन कार्बाइड (SiC) MOSFETs।
SiC ब्रेकथ्रू: उच्च दक्षता और न्यूनतम हानि
हालाँकि, जैसे-जैसे ऊर्जा भंडारण की माँगें उच्च शक्ति घनत्व और अधिक एकीकरण की ओर बढ़ती हैं, सिलिकॉन आधारित उपकरण अपनी भौतिक सीमाओं के करीब पहुँच रहे हैं। यहीं पर सिलिकॉन कार्बाइड (SiC) MOSFETs एक विघटनकारी शक्ति के रूप में काम में आते हैं। एक विस्तृत बैंडगैप (डब्ल्यूबीजी) सेमीकंडक्टर के रूप में, सिलिकॉन कार्बाइड में आंतरिक भौतिक गुण होते हैं जो इसे पारंपरिक आईजीबीटी की तुलना में स्विचिंग ऊर्जा हानि को 50% से 70% तक कम करते हुए काफी उच्च स्विचिंग आवृत्तियों पर संचालित करने की अनुमति देते हैं।
दक्षता से परे, SiC उपकरण बेहतर तापीय चालकता प्रदर्शित करते हैं और बहुत अधिक ऑपरेटिंग तापमान का सामना कर सकते हैं। क्योंकि SiC अत्यधिक कम अपशिष्ट ताप उत्पन्न करता है, इंजीनियर भारी कूलिंग रेडिएटर्स का आकार काफी कम कर सकते हैं या जटिल तरल कूलिंग सिस्टम से सरल फोर्स्ड एयर कूलिंग में भी बदलाव कर सकते हैं।
800V संक्रमण और भविष्य की मुख्यधारा का मार्ग
उद्योग वर्तमान में थ्रूपुट को अधिकतम करने और केबल हानियों को कम करने के लिए 800V {{1}और यहां तक कि 1500V {{3}उच्च {{4}वोल्टेज बैटरी प्लेटफ़ॉर्म) की ओर बड़े पैमाने पर वास्तुशिल्प बदलाव देख रहा है। इन ऊंचे वोल्टेज थ्रेशोल्ड पर, पारंपरिक आईजीबीटी बढ़ते स्विचिंग घाटे से ग्रस्त हैं, जिसके लिए अक्सर जटिल बहु-स्तरीय टोपोलॉजी की आवश्यकता होती है जो सिस्टम भेद्यता को बढ़ाती है। SiC MOSFETs, अपनी उच्च ब्रेकडाउन विद्युत क्षेत्र शक्ति के साथ, सरल, अधिक सुरुचिपूर्ण सर्किट डिज़ाइन के साथ इन उच्च वोल्टेज वातावरण को आसानी से संभालते हैं।
नतीजतन, SiC उद्योग के लिए एक प्रीमियम विकल्प से मुख्यधारा के उन्नयन पथ में तेजी से बदलाव कर रहा है। जबकि SiC चिप्स वर्तमान में IGBTs की तुलना में अधिक स्टैंडअलोन घटक लागत वहन करते हैं, छोटे बाड़ों, कम थर्मल प्रबंधन और आजीवन ऊर्जा बचत के माध्यम से प्राप्त समग्र बचत एक आकर्षक आर्थिक मामला बनाती है। आगे बढ़ते हुए, SiC धीरे-धीरे मध्यम-से-उच्च शक्ति अनुप्रयोगों में पारंपरिक आईजीबीटी को प्रतिस्थापित करने के लिए तैयार है, जो अंततः दुनिया भर में वाणिज्यिक, औद्योगिक और उपयोगिता पैमाने पर ऊर्जा भंडारण प्रणालियों के लिए मानक विन्यास बन जाएगा।