電子發燒友網報道（文/黃山明）在當前的儲能系統中，尤其是涉及到高壓、高頻、高效能應用時，寬禁帶半導體材料如SiC（碳化硅）正越來越受到青睞，因為這種材料相對于傳統的IGBT（硅基絕緣柵雙極型晶體管）具有顯著優勢。

與此同時，也看到越來越多的龍頭企業開始導入SiC技術，用來作為硅MOSFET或IGBT的替代方案。

SiC正在成為儲能主流

早在去年底，國家電網等多家企業宣布，他們成功將SiC技術應用在電網電力系統中，并且實現了SiC MOSFET芯片的全國產化。同時首臺基于國產SiC MOSFET芯片的低壓配電網柔性調控裝置現場聯調成功，實際效果處于國際領先水平。

而該裝置的關鍵在于實現了國產SiC MOSFET替代進口IGBT功率芯片，并且采用這種SiC方案對配電臺區供電質量的綜合治理成本降低約75%。

這在于SiC MOSFET相比IGBT具有更低的導通電阻和開關損耗，這使得在相同的工作條件下，SiC器件能夠實現更高的效率。在儲能系統中，這意味著能量轉換的損耗更小，能量利用率更高。

并且SiC材料的高溫工作特性優于硅材料，使得SiC器件在高溫環境下的性能更加穩定。也正是由于SiC器件的高效率和高溫穩定性，可以減少散熱需求，從而減小散熱器的尺寸，使得整個儲能系統的體積和重量得以減少。

SiC MOSFET還支持更高的開關頻率，這有助于減小儲能系統中無源元件的體積和重量，從而實現系統的整體小型化和輕量化。更重要的是SiC材料具有更高的擊穿電壓，使得SiC器件在高壓應用中更為可靠，適合用于高電壓儲能系統。

顯然，SiC在儲能產品中相比IGBT具有顯著的性能優勢，尤其是在效率、高溫穩定性和高頻操作能力方面。甚至不止是SiC，GaN同樣具備較高的禁帶寬度，支持更高頻率的開關操作和更低的傳導損耗。尤其是在高頻DC/DC轉換器和小型化逆變器設計中，GaN的優勢尤為突出，它能實現更小的體積和重量，這對于便攜式儲能設備和需要緊湊結構的設計非常有利。

不過GaN雖然在理論性能上有更高的擊穿電場強度和電子遷移率，尤其適合高頻、低電壓、高效率的電源轉換場景，但在儲能領域的應用還在快速發展的階段，盡管GaN在消費電子、數據中心電源、以及特定類型的儲能系統（如輕量化、高頻率的DC/AC轉換）中有明顯優勢，但其在大規模儲能系統中的普及程度尚不及SiC。

而SiC在儲能應用上的商業化進程確實相對較成熟一些。這是因為SiC技術經過長期的發展和市場驗證，已經在許多高壓和高溫環境下得到了成功應用，尤其是在電動汽車、光伏逆變器以及儲能系統中的功率轉換模塊等方面。

市場中的SiC儲能解決方案

SiC在當前市場的應用其實已經非常廣泛，尤其在新能源汽車以及光伏儲能高速發展的今天，SiC器件通常被作為核心功率轉換模塊的一部分，幫助實現高效、快速的能量轉換和控制，從而優化整個儲能系統的性能和可靠性。

比如在高效的雙向DC-DC轉換器、高壓逆變器、快速充電站、微電網電力轉換設備、大規模儲能電站的功率調節設備。

市場中也有不少公司推出了相關產品來應對目前的儲能市場的變化，如Wolfspeed提供SiC肖特基二極管、SiC MOSFET以及功率模塊，如WolfPACK系列。英飛凌也可以提供1200V SiC MOSFET，用于電動汽車的電驅逆變器。安森美也有一系列基于SiC的產品，適用于電動汽車和工業應用中的電力轉換。此外包括羅姆、ST、ABB等企業都有供應SiC相關產品。

國內市場在SiC的應用上也有了不少的積累，除了上面提到的中國電科、國電南自聯合研發全國產化SiC儲能變流器外，近期也有不少國內企業相繼發布了采用SiC的儲能相關產品。

比如盛弘股份推出了全球首款基于碳化硅技術的工商業模塊化儲能變流器PWS1-125M。該變流器采用SiC技術，提高了功率密度和系統效率，同時減少了無源器件的體積和成本，提升了儲能系統的性價比。

江蘇數世能源推出了搭載全球首款基于碳化硅技術的工商業模塊化儲能變流器的高安全固態電池儲能系統。該系統結合了SiC技術和固態電池，提供了更高的安全性和更長的使用壽命，同時提升了儲能系統的整體性能。

而在近期，英博電氣也推出了一款125kW儲能變流器，采用三相四橋臂設計和SiC核心器件，在效率更加出色的同時，也確保了設備運行的穩定性和可靠性。據測試數據顯示，該模塊的滿載效率大于98%，且擁有更寬的直流電壓范圍。

利星能在SiC技術領域也實現了突破性創新應用，能借助SiC的優越特性，加上自研技術和資源整合優勢，將儲能系統效率和熱性能提升到全新高度，成功實現PCS能量轉換效率≥99%，系統整體效率≥92%，助力用戶效益提升約6%。

許繼電力在十年前就開始對基于碳化硅的IGBT、二極管和MOSFET半導體器件進行研究，研究其驅動的設計、散熱的設計和故障保護等，目前50kW以下的功率模塊均采用的是SiC半導體器件。

不少企業也開始透露，目前將會陸續推出含有SiC的產品，計劃在今年6月份前后完成SiC產品的較完整切換，并準備在2025年之前實現大規模的切換。

小結

SiC解決方案在儲能產品中展現出了明顯的優勢，包括更高的效率、更小的尺寸、更輕的重量、更低的成本以及更好的耐高溫性能，這些都是SiC技術在儲能領域受到青睞的原因。隨著技術的不斷進步和成本的降低，預計SiC在儲能產品中的應用將會更加廣泛。