Quali settori e applicazioni possono beneficiare dei moduli Wolfspeed WolfPACK™?
Nell'ambito del suo impegno continuo nella progettazione di componenti SiC che alimentano le soluzioni tecnologiche odierne, Wolfspeed ha annunciato il lancio della sua nuova linea di moduli di potenza Wolfspeed WolfPACK™. Questa nuova famiglia di prodotti è destinata a servire i progettisti odierni con una soluzione di media potenza attraverso un'ampia gamma di tipi di applicazioni.
I moduli Wolfspeed WolfPACK sono facili da scalare e offrono una maggiore ampiezza di corrente rispetto alla stessa topologia con dispositivi discreti multipli. Questi moduli sono dotati di tutti i componenti SiC e sono disponibili in una gamma di configurazioni diverse di dispositivi, tra cui topologie a mezzo ponte e sei pacchi.
La linea di moduli di potenza Wolfspeed WolfPACK supporta una vasta gamma di applicazioni. Esploriamo alcune di queste in maggior dettaglio:
Stazioni di ricarica per auto
La domanda di veicoli elettrici (EV) è aumentata considerevolmente negli ultimi anni, ma un'area chiave che porterà a una crescita tangibile e rapida è la capacità di fornire caricatori veloci. Uno dei maggiori vantaggi dei veicoli a combustibili fossili rispetto ai veicoli elettrici è la capacità dei primi di essere riforniti in pochi minuti. Gli EV, d'altra parte, possono impiegare molto più tempo per essere pronti a tornare sulla strada; i diversi design di ricarica possono richiedere da 30 minuti fino a dodici ore. La tecnologia di ricarica rapida può ridurre il tempo di ricarica trasferendo grandi quantità di energia rapidamente utilizzando tensioni più alte, correnti più alte o una combinazione di entrambi.
La tecnologia SiC dei moduli di potenza Wolfspeed WolfPACK e le loro capacità di alta amperaggio li rendono ideali per ambienti di ricarica rapida. Il profilo ridotto di questi moduli consente l'uso in molteplici stazioni, che siano grandi stazioni di servizio o punti di ricarica urbani con spazio limitato. Inoltre, la scalabilità dei moduli permette ai produttori di sviluppare sistemi di ricarica scalabili, una considerazione che diventerà sempre più importante con l'aumento delle capacità energetiche dei veicoli elettrici.
Energia Rinnovabile
Per supportare un futuro energetico più sostenibile, è necessaria una riduzione della dipendenza dai combustibili fossili anche nel settore energetico — che richiede un aumento delle soluzioni energetiche rinnovabili, come l'eolico e il solare. Sebbene queste fonti di energia siano ecologiche, entrambe producono elettricità che non può essere immessa direttamente nella rete — pertanto richiedono ulteriori passaggi di conversione dell'energia per essere utilizzabili.
La potenza generata dalle turbine eoliche può richiedere un convertitore AC/DC, utilizzato per convertire la potenza AC (che non sarà sincronizzata alla frequenza o alla fase della rete) in potenza DC. Una volta completata questa fase, la potenza viene poi riconvertita in AC per l'utilizzo con la rete. I pannelli solari, invece, producono solo potenza DC e quindi necessitano di un inverter per essere collegati alla rete.
A seconda della distribuzione, i sistemi di distribuzione dell'energia per le energie rinnovabili possono essere soggetti a vincoli di dimensioni, come nel caso delle installazioni solari residenziali che sono spesso montate su pali delle utenze. La tecnologia SiC MOSFET presente nei moduli Wolfspeed WolfPACK consente una riduzione complessiva delle dimensioni dei sistemi di conversione della potenza grazie a un aumento della densità di potenza. Durante la revisione del risparmio a livello di sistema associato a un passaggio al SiC, è stato dimostrato che gli inverter fotovoltaici (PV) riducono dimensioni, peso e costi dal 20 al 50% rispetto alla tecnologia basata su Si, mantenendo o addirittura aumentando l'efficienza. Ciò è dovuto alle proprietà ottimali dei materiali del SiC; la banda proibita più ampia consente un'operazione con tensione di rottura più alta e temperatura di giunzione più elevata, risultando in una maggiore densità di potenza rispetto al Si con maggiore efficienza. Qualsiasi aumento dell'efficienza è fondamentale per supportare una migliore rete di distribuzione dell'energia, poiché comporta una minore perdita di energia — un aumento dell'efficienza dell'1% equivarrebbe a 600 megawatt aggiuntivi di energia solare all'anno derivanti dai 60 gigawatt di energia solare installati negli Stati Uniti. Se sei curioso di sapere come inquadrare il risparmio energetico derivante da questo aumento dell'efficienza, il Dipartimento dell'Energia ha pubblicato una serie su quanto considerare solo 1 gigawatt, cioè 1 miliardo di watt, in prospettiva.
Accumulo di Energia
Un aumento dell'energia rinnovabile non solo richiede la conversione di potenza per essere praticabile, ma anche che l'energia sia disponibile per soddisfare la domanda dei consumatori e industriale in ogni ora, ogni giorno dell'anno. In alcuni casi, le fonti di energia rinnovabile producono in modo insufficiente a causa di condizioni ambientali sub-ottimali, mentre altre volte possono generare un eccesso di energia rispetto alla domanda immediata. Per risolvere questa discrepanza tra offerta e domanda di energia stabile, vengono implementati sistemi di accumulo di energia su larga scala, come le batterie. Questi sistemi si ricaricano durante i periodi di alta generazione di energia rinnovabile e restituiscono energia alla rete quando le energie rinnovabili non possono soddisfare la domanda di energia di picco.
Come per i requisiti di conversione dell'energia delle energie rinnovabili, i moduli Wolfspeed WolfPACK SiC sono ideali per le soluzioni di accumulo di energia rinnovabile grazie agli incrementi intrinseci nella densità e nell'efficienza del sistema associati alla tecnologia SiC. La capacità di questi moduli di creare soluzioni facilmente scalabili, insieme alla loro ridotta impronta dimensionale, rende la tecnologia ideale per sviluppare infrastrutture di energia rinnovabile che supportano la fornitura alla rete per soddisfare la domanda.
Sistemi di Alimentazione Industriale
I sistemi di alimentazione industriale si applicano in diversi settori industriali: dai data center agli aeroporti, dalla produzione all'automobilistico e altro ancora. Sebbene molti sistemi di alimentazione industriale siano costruiti con un focus su espandibilità, automazione e adattabilità, questi sistemi richiedono anche affidabilità — poiché il fermo di un qualsiasi pezzo di attrezzatura può diventare costoso. In tali applicazioni industriali, l'affidabilità è l'elemento più cruciale nel processo decisionale perché il tempo di inattività significa enormi costi.
I moduli Wolfspeed WolfPACK sono ideali per i sistemi di alimentazione industriale, grazie al record di ore di trilione dell'azienda che dimostra l'affidabilità sul campo. La bassa induttanza e le basse perdite di commutazione di questi moduli li rendono ideali per il funzionamento ad alta frequenza in applicazioni come sistemi di controllo motore, convertitori di potenza e saldatrici. Inoltre, i moduli presentano un imballaggio senza piastra di base che, abbinato alle soluzioni tecnologiche SiC all'avanguardia dell'azienda, offre ai progettisti di sistemi flessibilità nell'implementazione della gestione termica.
Conclusione
I moduli Wolfspeed WolfPACK offrono un potenziale enorme in una vasta gamma di settori e applicazioni, tra cui la ricarica di veicoli elettrici, energie rinnovabili, stoccaggio di energia e sistemi di potenza industriale, tra gli altri. La facilità di implementazione, insieme all'alta efficienza e alle prestazioni superiori delle tecnologie SiC, posiziona i moduli Wolfspeed WolfPACK come un pacchetto potente per soluzioni di gamma media di potenza.
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