Welche Branchen und Anwendungen können von Wolfspeed WolfPACK™ Modulen profitieren?

Die Wolfspeed WolfPACK-Module sind leicht skalierbar und bieten eine höhere Stromstärke im Vergleich zur gleichen Topologie mit mehreren diskreten Bauteilen. Diese Module sind mit allen SiC-Komponenten ausgestattet und in verschiedenen Gerätekonfigurationen erhältlich, einschließlich Halbbrücken- und Six-Pack-Topologien.

Die Wolfspeed WolfPACK Leistungsmodule unterstützen eine Vielzahl von Anwendungen. Werfen wir einen genaueren Blick auf einige davon:

Auto-Ladestationen

Die Nachfrage nach Elektrofahrzeugen (EVs) ist in den letzten Jahren erheblich gestiegen, aber ein entscheidender Bereich, der zu einem spürbaren, schnellen Wachstum führen wird, ist die Fähigkeit, Schnellladestationen bereitzustellen. Einer der größten Vorteile von Fahrzeugen mit fossilen Brennstoffen gegenüber Elektrofahrzeugen ist die Möglichkeit der erstgenannten, innerhalb von Minuten aufgetankt zu werden. Auf der anderen Seite können EVs viel länger benötigen, um wieder einsatzbereit zu sein; verschiedene Ladegestaltungen können es ermöglichen, in nur 30 Minuten oder in bis zu zwölf Stunden aufgeladen zu werden. Die Schnellladetechnologie kann die Ladezeit verkürzen, indem sie mithilfe höherer Spannungen, höherer Ströme oder einer Kombination aus beiden große Energiemengen schnell überträgt.

Die SiC-Technologie der Wolfspeed WolfPACK-Leistungsmodulen und ihre hohe Strombelastbarkeit machen sie ideal für Schnellladeumgebungen. Das geringe Profil dieser Module ermöglicht den Einsatz an vielen verschiedenen Orten, sei es an großen Tankstellen oder in platzbeschränkten städtischen Ladestandorten. Darüber hinaus ermöglicht die Skalierbarkeit der Module den Herstellern die Entwicklung skalierbarer Ladesysteme, ein Aspekt, der mit steigender Energiekapazität von Elektrofahrzeugen zunehmend an Bedeutung gewinnen wird.

Erneuerbare Energie

Um eine nachhaltigere Energiezukunft zu unterstützen, ist auch im Energiesektor eine reduzierte Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen erforderlich — was einen Anstieg der erneuerbaren Energielösungen, wie Wind- und Solarenergie, erfordert. Obwohl diese Energiequellen umweltfreundlich sind, erzeugen beide Strom, der nicht direkt ins Netz eingespeist werden kann — daher benötigen sie zusätzliche Stromumwandlungsschritte, um praktikabel zu sein.

Die von Windturbinen erzeugte Energie kann einen AC/DC-Wandler erfordern, der verwendet wird, um AC-Strom (dessen Frequenz oder Phase nicht mit dem Netz synchronisiert ist) in DC-Strom umzuwandeln. Wenn dies abgeschlossen ist, wird der Strom wieder in AC umgewandelt, um mit dem Netz verwendet zu werden. Solarzellen hingegen erzeugen nur DC-Strom und benötigen daher einen Wechselrichter, wenn sie an das Netz angeschlossen werden sollen.

Je nach Einsatz können Stromverteilungssysteme für erneuerbare Energien in ihrer Größe eingeschränkt sein, was bei solarbetriebenen Anlagen im Wohnbereich oft der Fall ist, die häufig an Strommasten montiert werden. Die in den Wolfspeed WolfPACK-Modulen verwendete SiC-MOSFET-Technologie ermöglicht eine insgesamt reduzierte Größe von Stromumwandlungssystemen durch eine Erhöhung der Leistungsdichte. Bei der Betrachtung der Einsparungen auf Systemebene, die mit einem Wechsel zu SiC verbunden sind, wurde gezeigt, dass Photovoltaik (PV)-Wechselrichter im Vergleich zu Si-basierter Technologie Größe, Gewicht und Kosten um 20 bis 50 % reduzieren können, während die Effizienz beibehalten oder sogar erhöht wird. Dies ist auf die optimalen Materialeigenschaften von SiC zurückzuführen; die breitere Bandlücke ermöglicht eine höhere Durchbruchspannung und einen höheren Betriebstemperaturbereich, was zu einer höheren Leistungsdichte als bei Si mit höherer Effizienz führt. Jede Effizienzsteigerung ist entscheidend für die Unterstützung eines besseren Stromverteilungsnetzes, da sie zu weniger verlorener Energie führt – eine nur 1%ige Effizienzsteigerung würde jährlich zusätzlichen 600 Megawatt Solarstrom von den 60 Gigawatt installierten Solaranlagen in den Vereinigten Staaten entsprechen. Wenn Sie neugierig sind, wie man die Energieeinsparungen durch diese Effizienzsteigerung einordnen kann, hat das Energieministerium eine Reihe veröffentlicht, um eine Perspektive für nur 1 Gigawatt, was 1 Milliarde Watt entspricht, zu bieten.

Energiespeicherung

Ein Anstieg der erneuerbaren Energien erfordert nicht nur eine Umwandlung der Energie zur Gewährleistung der Rentabilität, sondern auch, dass die Energie rund um die Uhr, an jedem Tag des Jahres zur Deckung des Verbrauchs- und Industriebedarfs verfügbar ist. In manchen Fällen produzieren erneuerbare Energiequellen aufgrund suboptimaler Umgebungsbedingungen zu wenig, während sie in anderen Fällen übermäßige Energie über die unmittelbare Nachfrage hinaus erzeugen können. Um dieses Missverhältnis zwischen stabiler Energieversorgung und Nachfrage zu lösen, werden großflächige Energiespeichersysteme, wie Batterien, eingesetzt. Diese Systeme laden sich während der Hochphasen der Erzeugung von erneuerbaren Energien auf und speisen zurück in das Stromnetz, wenn die erneuerbaren Energien die Spitzenlast nicht decken können.

Wie bei den Anforderungen an die Leistungsumwandlung von erneuerbaren Energien sind Wolfspeed WolfPACK SiC-Module ideal für Speicherlösungen für erneuerbare Energien aufgrund der inhärenten Erhöhung der Systemdichte und Effizienz, die mit der SiC-Technologie verbunden sind. Die Fähigkeit dieser Module, leicht skalierbare Lösungen zu schaffen, zusammen mit ihrem reduzierten Platzbedarf, macht die Technologie ideal für die Entwicklung einer Infrastruktur für erneuerbare Energien, die die Versorgung des Netzes zur Deckung der Nachfrage unterstützt.

Industrielle Stromversorgungssysteme

Industrielle Stromversorgungssysteme finden in verschiedenen Arten von Industriesektoren Anwendung: von Rechenzentren über Flughäfen, Produktion bis hin zur Automobilindustrie und mehr. Während viele industrielle Stromversorgungssysteme mit einem Fokus auf Erweiterbarkeit, Automatisierung und Anpassungsfähigkeit entwickelt werden, verlangen diese Systeme auch Zuverlässigkeit – denn Ausfallzeiten eines beliebigen Geräts können teuer werden. In solchen industriellen Anwendungen ist Zuverlässigkeit das entscheidende Element bei der Entscheidungsfindung, da Ausfallzeiten enorm sind.

Wolfspeed WolfPACK-Module sind ideal für industrielle Energiesysteme, dank der bewährten Billionen-Stunden-Bilanz des Unternehmens, die die Zuverlässigkeit im Feld demonstriert. Die geringe Induktivität und die niedrigen Schaltverluste dieser Module machen sie ideal für den Hochfrequenzbetrieb in Anwendungen wie Motorsteuerungssystemen, Stromwandlern und Schweißgeräten. Darüber hinaus verfügen die Module über ein Gehäuse ohne Grundplatte, das in Verbindung mit den führenden SiC-Technologielösungen des Unternehmens den Systemdesignern eine flexible Implementierung des Wärmemanagements ermöglicht.

Fazit

Wolfspeed WolfPACK-Module bieten enormes Potenzial in einer Reihe von Branchen und Anwendungen, einschließlich EV-Ladestationen, erneuerbare Energien, Energiespeicherung und industrielle Stromsysteme, unter anderem. Ihre einfache Implementierung, kombiniert mit der hohen Effizienz und überlegenen Leistung von SiC-Technologien, positioniert Wolfspeed WolfPACK-Module als ein starkes Paket für Lösungen im mittleren Leistungsbereich.