स्रोत: ines-solaire.org
INES में CEA ने Leti में CEA प्रयोगशालाओं द्वारा विकसित GaN ट्रांजिस्टर के साथ बने 400W फोटोवोल्टिक माइक्रोइनवर्टर के पहले प्रोटोटाइप का उत्पादन किया है।
यह 1.1 किलोवाट / एल का एक उच्च शक्ति घनत्व और 97% की दक्षता प्रदान करता है (सिलिकॉन घटकों का उपयोग करके पारंपरिक प्रौद्योगिकियों के लिए 0.3 किलोवाट / एल और 95% की तुलना में)।
फोटोवोल्टिक पैनल एक प्रत्यक्ष विद्युत प्रवाह उत्पन्न करते हैं। उन्हें विद्युत ग्रिड से जोड़ने के लिए एक इन्वर्टर की आवश्यकता होती है, जो उपभोक्ताओं को एक वैकल्पिक वर्तमान प्रदान करता है। यह रूपांतरण चरण उन ऊर्जा हानियों की ओर ले जाता है जिन्हें नए घटकों के साथ कम किया जा सकता है.
बड़े ग्राउंड-माउंटेड फोटोवोल्टिक पौधों के साथ-साथ तृतीयक या औद्योगिक इमारतों पर स्थापित पौधे "केंद्रीकृत" या "स्ट्रिंग" इन्वर्टर से सुसज्जित हैं और तीन-चरण विद्युत ग्रिड से जुड़े हुए हैं।
घरेलू प्रतिष्ठानों के लिए, उपलब्ध विद्युत नेटवर्क एकल-चरण और कम वोल्टेज है। छतों पर स्थापित फोटोवोल्टिक पैनल संभावित रूप से अधिक छायांकन के अधीन हैं, जिससे नुकसान होता है। इसलिए, मॉड्यूल, एक इष्टतम इकाई उपज और बहुत मॉड्यूलर संचालन (आसान प्रतिस्थापन) के बीच एक स्वतंत्र संचालन की अनुमति देने वाले प्रत्येक फोटोवोल्टिक पैनल के लिए एक इन्वर्टर को जोड़ना दिलचस्प है। इस प्रकार के इन्वर्टर, 200 से 500 वाट की शक्ति के साथ, माइक्रो-इन्वर्टर कहा जाता है। यह प्रत्येक पैनल के पीछे स्थापित किया गया है।
यह उपकरण प्रमुख घटकों का उपयोग करता है: बिजली अर्धचालक।
INES में सीईए लागत को कम करने, ऊर्जा प्रदर्शन में सुधार करने और पावर ग्रिड का समर्थन करने के लिए नई पीढ़ी के इन्वर्टर विकसित कर रहा है। इन वस्तुओं की कॉम्पैक्टनेस भी बिजली संयंत्रों की स्थापना और रखरखाव लागत पर प्रभाव को नियंत्रित करने और सामग्री के उपयोग को कम करने के लिए एक मुद्दा है।
हमारा शोध इलेक्ट्रॉनिक वास्तुकला पर केंद्रित है और सिलिकॉन कार्बाइड (एसआईसी) और गैलियम नाइट्राइड (जीएएन) जैसे "बड़े अंतर" अर्धचालकों का उपयोग करता है, विशेष रूप से ग्रेनोबल में सीईए-एलईटीआई प्रयोगशालाओं में विकसित किया गया है।
GaN प्रौद्योगिकी तथाकथित "वाइड-गैप" प्रौद्योगिकियों (ब्रॉडबैंड अर्धचालक) में से एक है, जो सिलिकॉन का उपयोग करके पावर सेमीकंडक्टर की सीमाओं को धक्का देती है।
यह लागत को कम करते हुए लघुकरण और ऊर्जा दक्षता में वृद्धि के लिए अनुमति देता है।
फोटोवोल्टिक और ऑटोमोटिव उद्योग (इलेक्ट्रिक वाहनों के साथ) GaN या SIC अर्धचालकों के आधार पर इन नए कन्वर्टर्स के लिए मुख्य विकास ड्राइवर हैं।
CEA-Leti में अत्याधुनिक एपिटैक्सी (600V और 1200V) और GaN 600V डायोड और पावर ट्रांजिस्टर का उत्पादन करने के लिए तकनीक है जो सिलिकॉन समकक्षों को मात देती है। इस कोप्लानर तकनीक के साथ, सुरक्षा (तापमान, वोल्टेज, वर्तमान, आदि) और नियंत्रण (ड्राइवर) कार्यों के साथ बिजली घटक को "स्मार्ट" बनाना संभव होगा। द्विदिश वोल्टेज इंटरप्टर्स को डिजाइन करना भी संभव है जो वर्तमान में मौजूद नहीं हैं।
INES में CEA ने इन नए GaN ट्रांजिस्टर के लिए एक उच्च तापमान गतिशील लक्षण वर्णन बेंच का निर्माण किया है, साथ ही साथ CEA Leti के घटक विभाग द्वारा बनाए गए ट्रांजिस्टर का उपयोग करके 400W फोटोवोल्टिक माइक्रोइनवर्टर का पहला प्रोटोटाइप भी बनाया है। इस माइक्रोइनवर्टर में दो रूपांतरण चरण होते हैं:
- एक डीसी / डीसी चरण जिसमें 5 GaN 100V ट्रांजिस्टर शामिल हैं
- एक डीसी / एसी चरण जिसमें 4 GaN 650V ट्रांजिस्टर शामिल हैं
2022 के अंत के लिए माइक्रोइनवर्टर की दूसरी पीढ़ी की योजना बनाई गई है, जिसमें अनुकूलित जीएएन ट्रांजिस्टर का उपयोग किया गया है। उच्च शक्तियों पर अवधारणा को साबित करने के लिए इनवर्टर के अन्य आकारों को भी लक्षित किया जाएगा।
इस तकनीक के 2025-2027 तक बाजार में पहुंचने की उम्मीद है। इस बीच, सीईए-लेटी और आईएनईएस में सीईए-लिटन के शोधकर्ता प्रौद्योगिकी में सुधार करेंगे और एक एकीकृत डिजिटल नियंत्रण प्रणाली विकसित करेंगे। टीम आने वाले वर्षों में नए प्रोटोटाइप का अनावरण करेगी।
यह काम पेटेंट और अंतरराष्ट्रीय सम्मेलनों (PCIM, EPE) में कई लेखों और प्रस्तुतियों का विषय है।
