安森美半导体应对智能电网挑战的高能效解决方案

上网时间: 2010年06月26日? 作者:安森美半导体? 我来评论 【字号: ? ?小】

关键字:可再生能源? 太阳能板充电控制器? 智能电网?

多家市场调研机构预计,到2030年,可再生能源(如风力发电和太阳能发电)在全球能源消费总量中所占的份额将大幅上升。倡导节能减排、绿色发展对所有行业提出了新的要求,迎合低碳经济时代的节能设计已成为能源企业和电子产品竞争力的重要体现。

市场机遇与挑战

发展可再生能源是大势所趋。而太阳能和风力发电是智能电网的组成部分,同属于分布式发电范畴。推动智能电网发展可以带来许多优势,如利用双向通讯实现需求对应管理,缓和用电高峰,快速发现故障,避免停电事故,从而实现更高能效、可靠性及安全性;智能地整合新的替代能源,并为电动和混合动力汽车提供电力;更好地调整能源供需,更高效地利用发电厂及电网,减少碳排放量;提供动态的费率表,帮助客户优化总电能消费及电费支出,改善客户服务;及远程读表及远程通电和断电可以节省人力成本,提高运营效率等。

在推进可持续发展的共识下,中国目前正在大力发展太阳能、风能等产业,前景看好。其中太阳能领域的技术已经日趋成熟,太阳能发电等都获得了长足发展,太阳能街道照明也越来越受到青睐。此外,为导入新一代智能电网而完善电力基础设施,中国政府制订了到2020年投入4万亿元人民币的宏伟目标,其中的“坚强的智能化电网(Strong&Smart Grid)”的概念已在上海世博会展示。

不过,在发展可再生能源和升级改造现有电网的同时,也面临着不少挑战。对半导体行业来说,最大的挑战莫过于能量转换,因为发展可再生能源的关键在于优化能效。以太阳能供电的LED街道照明为例,这种应用需要高效可靠的太阳能板充电控制器,以及LED驱动器等关键器件,需求相当可观。而智能电网从发电、配电和现场区域网到智能电表通信及家庭区域网,也都需要诸多电子元器件。其中包括功率因数控制器、交流-直流(AC-DC)和直流-直流(DC-DC)控制器、稳压器、MOSFET、三端双向可控硅开关元件(TRIAC)、电力线载波调制解调器、滤波、输入/输出(I/O)及数据保护、线路驱动器及信号放大器、LCD背光驱动器、EEPROM存储器及智能卡接口等。

应用于智能电网的高能效解决方案示例

1. 提升太阳能电池板光电转换能效的方案

近年来,业界越来越关注利用可再生清洁能源太阳能的街道照明。对于太阳能街灯而言,提高太阳能电池板的光电转换能效非常重要。太阳能电池板的电压-电流(V-I)特性曲线呈现非线性和可变性,要从中获取最大量的电能非常困难。这需要太阳能LED街灯的充电控制器及其他相关电子电路(一般采用微控制器来实现)尽可能采用有效的控制方法来提高能效。

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