德州儀器如何應(yīng)對可再生能源不穩(wěn)定性方面的相關(guān)挑戰(zhàn)
2023-06-25 12:35:13 EETOP本次上海嵌入式展中,EETOP應(yīng)邀參加德州儀器可再生能源話題的群訪討論。在與德州儀器(TI)中國深圳區(qū)經(jīng)理王凡總經(jīng)理的深入溝通中,進一步了解到德州儀器(TI)在儲能方向的計劃與挑戰(zhàn)。
新能源發(fā)電目前所面臨的挑戰(zhàn)
光伏是可持續(xù)性能源其最大的問題就是不穩(wěn)定,并會隨著季節(jié)、地理位置和光照強度而變化。這種不穩(wěn)定性對電網(wǎng)有極大的影響,給電能變換帶來了很大挑戰(zhàn),是整個電力電子行業(yè)需要解決的問題。
不穩(wěn)定性很多情況下都是自然界帶來的。以光伏為例,下雨天、陰天、晚上就沒有能量了,不同的高度和角度在不同季節(jié)的發(fā)電量也是不一樣的。對于風(fēng)能來說就是風(fēng)力大小,對于水力發(fā)電來說就是水流大小。我們?nèi)ヌ幚聿环€(wěn)定性時有不同的方法,光伏發(fā)電面板的效率是非常重要的指標(biāo),這個效率的提升除了從光伏面板的材料解決之外,還可以通過算法來解決。我們的C2000中可以運行叫MPPT的最大功率跟蹤算法,可以最大化光伏面板的發(fā)電效率。風(fēng)能也有相應(yīng)的算法和系統(tǒng)級的考慮。然而器件其實都是類似的,TI的C2000實時控制器可以控制電能變化,TI的M0可以實現(xiàn)控制和邏輯通訊,無線產(chǎn)品可以用來配置藍牙、接入網(wǎng)絡(luò),還有其它各種各樣的模擬器件可以發(fā)揮作用。TI不只提供芯片,也提供完整的方案以及參考設(shè)計,供客戶快速驗證。
圖片來源:EETOP運營總監(jiān) 王婷婷
TI通過儲能系統(tǒng)讓電能變得更加穩(wěn)定。如果產(chǎn)生的電用不完,就可以儲存起來,在需要使用卻沒有光的場景下,再把電能釋放,這是儲能的解決方案。其次是做好雙向的功率變換器,因為儲能系統(tǒng)需要充也需要放,功率變換器的效率就決定了整個系統(tǒng)的效率。我們是芯片供應(yīng)商和解決方案供應(yīng)商,在新能源領(lǐng)域有非常豐富的芯片解決方案。
聚焦到微型逆變器,它需要高功率密度。TI的C2000?是電力電子行業(yè)非常成熟的實時控制器,再加上推出的第三代氮化鎵功率器件,能夠幫助客戶實現(xiàn)高頻率、高效率、高功率密度、小體積。
德州儀器在智能電網(wǎng)方面整套的解決方案
隨著可再生能源越來越多,太陽能、風(fēng)能等不穩(wěn)定的能源對電網(wǎng)的壓力非常巨大。比如夏天傍晚,城市幾乎所有家庭都開著空調(diào),電動車也會在晚上充電,這些都需要很大的電網(wǎng)能源,但這時是沒有太陽能的。所以,電網(wǎng)的發(fā)電和用電其實是不平衡的,這就是智能電網(wǎng)現(xiàn)在非常關(guān)注的地方。
解決這個問題分幾個方面。首先是基礎(chǔ)設(shè)施,智能電網(wǎng)通過智能電表去做測量,先要測得準(zhǔn),測完了還需要把測到的用電量和實時信息傳輸?shù)诫娋W(wǎng)。第二是儲能和逆變器,這是可再生能源在智能電網(wǎng)中最基礎(chǔ)的應(yīng)用,光伏到儲能、儲能再回到電網(wǎng)的過程中,能源的變換是基礎(chǔ);第三是電網(wǎng)的通信,我們需要讓整個電網(wǎng)所有的數(shù)據(jù)通過通訊集中起來,供上層設(shè)備管理和調(diào)配。
把這些考量綜合起來之后,我們可以發(fā)現(xiàn)TI在所有基礎(chǔ)領(lǐng)域里都有合作。MSP430?電表芯片擁有電流檢測、溫度檢測、傳感器和通訊等功能,可以用于智能電表。bq59616可以實現(xiàn)高精度的電池計量,檢測每一節(jié)儲能電池的電壓和溫度,來實現(xiàn)保護與均衡。變換器中的氮化鎵、C2000控制器、門級驅(qū)動都有方案。這就是德州儀器支持智能電網(wǎng)發(fā)展的方式。
德州儀器未來如何面對中國廣闊的新能源市場
新能源車和可再生能源的互動是業(yè)界非常重要的一個環(huán)節(jié)?,F(xiàn)在新能源車的發(fā)展迅速,中國在這一領(lǐng)域又是全球領(lǐng)先。新能源車和可再生能源之間其實是協(xié)同的關(guān)系,如果新能源車充的電來自煤炭、石化,其實并不是真正的新能源,過程中還是包括碳排放。新能源車將來的趨勢就是光儲充一體,光伏發(fā)電,儲能存儲,最后充電給新能源車,這才叫綠色能源、綠色出行。隨著車越來越多,充電對電網(wǎng)的消耗也非常大,電網(wǎng)高峰期的負(fù)荷也會非常大。這就是為什么儲能在電網(wǎng)里的影響很重要。
車載的OBC和驅(qū)動德州儀器都有方案,C2000也被應(yīng)用于充電樁。這些系統(tǒng)的本質(zhì)其實都是能量轉(zhuǎn)換,光變成電能是能量變換,存儲到電池也是能量變換,反向輸出到車又是能量變換。我們可以把它看成可再生能源的能量流動,每一次變換都會有效率損失,所以流動過程中如果提高效率就至關(guān)重要。
德州有非常多的客戶,他們的基礎(chǔ)芯片架構(gòu)就是C2000支持的雙向逆變?,F(xiàn)在充電樁的發(fā)展包括兩部分,一是越建越多,二是越充越快。
中國在光伏和風(fēng)能領(lǐng)域都是全球領(lǐng)先的,這也是德州儀器非??春玫氖袌觥I特別希望和中國客戶合作,把高可靠性、高性價比,高效率的方案提供給廣大的中國客戶。
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