- 政策推動、發(fā)光效率提升和成本下降催生LED照明持續(xù)走紅
- 2010年將是LED商用照明快速成長與普及的年頭
- LED背光電視和LED路燈將在2010年有大發(fā)展
- LED燈泡會在2010年真正打入住宅和企業(yè)一般照明市場
- 風(fēng)力發(fā)電中整流器、逆變器、晶閘管、保護(hù)器件、變壓器發(fā)揮了重要的作用
- 太陽能系統(tǒng)廣闊的應(yīng)用需要使用更多的蓄電池和逆變器
市場數(shù)據(jù)：
- 預(yù)計到2015年，風(fēng)電行業(yè)總產(chǎn)值將增至目前水平的5倍
- 預(yù)估2010年中國太陽能發(fā)電市場需求將達(dá)6.2億美元，年成長率高達(dá)138.5%。
- 2012年全球用于太陽能系統(tǒng)的逆變器出貨量將從2008年時的723,329個增長到950萬
2009年LED照明產(chǎn)業(yè)絲毫沒有受到全球金融危機帶來的負(fù)面影響，在政府的政策推動下，加上LED發(fā)光效率的提升與整體產(chǎn)品成本下降等因素的影響，LED照明產(chǎn)業(yè)一路走紅。與此同時綠色經(jīng)濟(jì)、低碳經(jīng)濟(jì)已經(jīng)成為全球關(guān)注焦點；市場對太陽能/風(fēng)力發(fā)電等新能源、節(jié)能降耗產(chǎn)品的需求與日俱增，這也為電子元器件行業(yè)帶來了變革和創(chuàng)新的契機，也拓寬了相關(guān)功率器件、驅(qū)動電路、電源模塊、散熱管理、連接器產(chǎn)品的發(fā)展空間。
LED照明點亮2010
在“十城萬盞”照明工程的帶動下，全國路燈和24小時連續(xù)使用的隧道燈成為首先替換的重點項目，幾大城市的地鐵也啟動普及LED日光燈節(jié)能項目。技術(shù)和市場的雙重拉動，造就了一批LED照明產(chǎn)業(yè)鏈的新興企業(yè)，據(jù)最新數(shù)據(jù)顯示，深圳市LED相關(guān)企業(yè)數(shù)量由2007年的700余家，迅速發(fā)展到了09年的2000多家。電子元件技術(shù)網(wǎng)一直關(guān)注和見證著LED產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，在2009年相續(xù)推出了LED照明電源社區(qū)和LED照明電源設(shè)計大講臺欄目，為網(wǎng)友奉獻(xiàn)了精彩紛呈的LED盛宴。
LEDinside預(yù)估2010年到2011年將是LED商用照明快速成長與普及的二個年頭。在長期使用效益、節(jié)能環(huán)保因素的推動下，高流明輸出的商業(yè)等級LED照明系統(tǒng)在2010年將會大幅增長，如停車場照明、辦公室照明、工廠照明、倉庫照明等區(qū)域。此外高亮度和高通量LED的另一個關(guān)鍵應(yīng)用增長市場，將是平板液晶電視、筆記本電腦和筆記本電腦顯示器中的大尺寸LCD的背光。有研究機構(gòu)預(yù)測，LED產(chǎn)業(yè)目前即將邁入新的擴張期，未來三年將以15%以上的兩位數(shù)速度增長。這種增長將源于更多的高亮度(HB)和高通量LED進(jìn)入一系列新的下一代照明應(yīng)用。同時，LED路燈的光源效率已達(dá)132lm/W，整燈效率達(dá)70-80lm/W；成本方面，LED路燈已經(jīng)于高壓鈉燈相差無幾，可以預(yù)見，發(fā)光效率提升和成本下降促進(jìn)LED路燈2010年在各個領(lǐng)域大顯身手。電子元件技術(shù)網(wǎng)展望2010 LED照明亮點：LED電視和LED路燈將會有大發(fā)展。
LED照明產(chǎn)業(yè)前進(jìn)的步伐還不僅僅止步于此，發(fā)光效率超過100流明每瓦的高通量LED燈泡的開發(fā)，以及允許LED在不需要逆變器的情況下使用交流電的創(chuàng)新設(shè)計，正在推動LED更接近被主流普通照明市場所采用。iSuppli公司預(yù)測，LED燈泡會在2010年真正打入住宅和企業(yè)一般照明市場。毫無疑問，LED的長遠(yuǎn)未來在于普通照明。
LED照明產(chǎn)業(yè)的持續(xù)走熱，除了LED發(fā)光效率提升和成本的下降的因素外，最主要的推動因素是各國政府對節(jié)能環(huán)保新能源產(chǎn)業(yè)的日益重視和大力扶持。無論是09年閉幕的哥本哈根世界氣候大會，還是當(dāng)前世界許多國家應(yīng)對金融危機的重要舉措，扶持發(fā)展新能源始終處于決定性的重要地位。
所有跡象表明新能源將是近代基于低碳經(jīng)濟(jì)的一場技術(shù)革命?？梢灶A(yù)見，2010年必將是圍繞新能源發(fā)展的一年。未來新能源產(chǎn)業(yè)的價值鏈將圍繞新能源收集和新能源利用，更有效的收集和開拓新能源的新應(yīng)用會為半導(dǎo)體廠商開拓新的價值增長點。如LED照明、太陽能/風(fēng)能發(fā)電、電動汽車和更多新應(yīng)用領(lǐng)域。
電子元件技術(shù)網(wǎng)整理和發(fā)掘2010年新能源對電子元器件的新亮點和新應(yīng)用，在太陽能/風(fēng)力發(fā)電等領(lǐng)域探討技術(shù)進(jìn)步和市場需求引起的電子器件的需求變化和最新挑戰(zhàn)。
風(fēng)力發(fā)電：2010新機遇/新挑戰(zhàn)
在各類可再生能源中，從目前的技術(shù)成熟度和建設(shè)可行性來看，風(fēng)能最具競爭力。從長遠(yuǎn)來看，全球風(fēng)能產(chǎn)業(yè)的前景相當(dāng)樂觀，各國政府不斷出臺有利于再生能源發(fā)展的鼓勵政策，為該產(chǎn)業(yè)帶來巨大的市場機遇。德意志銀行最新發(fā)布的研究報告顯示，全球風(fēng)電發(fā)展正進(jìn)入迅速擴張時期，風(fēng)能產(chǎn)業(yè)將保持每年20%的增速，預(yù)計到2015年，該行業(yè)總產(chǎn)值將增至目前水平的5倍。如此龐大的需求和市場，為半導(dǎo)體企業(yè)提供了新的機遇與挑戰(zhàn)。
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由于風(fēng)能是一種非常不穩(wěn)定的能源，風(fēng)機輸出的電壓、頻率和功率都很不穩(wěn)定，因此不做處理不能直接輸入電網(wǎng)。在從風(fēng)力發(fā)電到并網(wǎng)運行的過程中，整流器、逆變器、晶閘管、保護(hù)器件、變壓器等器件發(fā)揮了重要的作用。
一個能實現(xiàn)與現(xiàn)有國家電網(wǎng)并網(wǎng)的大型風(fēng)力發(fā)電場通常主要由以下幾個部分組成：風(fēng)力渦輪機、整流器、逆變器、控制器、晶閘管、同步器、防雷裝置、變壓器、連接器和其他控制系統(tǒng)。
其中整流器用于將風(fēng)力渦輪機發(fā)出的交流電轉(zhuǎn)換成直流電，以盡可能地降低電能在傳輸過程中的損失。在靠近電網(wǎng)端，逆變器再將整流器過來的直流電能轉(zhuǎn)變成電網(wǎng)采用的正弦電波，然后通過晶閘管和同步器確保生成的交流電與電網(wǎng)同步并將此正弦波交流電并到電網(wǎng)上。
逆變器通常由IGBT模塊、續(xù)流二極管、IGBT柵極驅(qū)動器、驅(qū)動保護(hù)、濾波電容、扼流線圈、散熱器、隔離器和MCU構(gòu)成。風(fēng)力發(fā)電機效益與逆變器的效率直接相關(guān)，繼而又取決于所用元件的能效，因此國內(nèi)的電子元件企業(yè)在逆變器市場存在巨大商機。此外，大功率風(fēng)電應(yīng)用要求能承受上千安培電流和幾千伏高壓的大功率IGBT器件或模塊，而且要求它們必須具備很高的可靠性，這為生產(chǎn)高可靠性、大功率器件的公司提供了為新能源服務(wù)的商機。
為了吸收更多能量，輪轂高度和葉輪直徑隨著增高，相對的也增加了被雷擊的風(fēng)險，雷擊成了自然界中對風(fēng)力發(fā)電機組安全運行危害最大的一種災(zāi)害。雷電釋放的巨大能量會造成風(fēng)力發(fā)電機組葉片損壞、發(fā)電機絕緣擊穿、控制元器件燒毀等。因此風(fēng)力發(fā)電機的防雷解決方案顯得極為重要，防雷裝置一般為防過壓沖擊的氣體放電管(GDT)、晶閘管、TVS二極管或金屬氧化物變阻器(MOV)，以及防過流沖擊的可恢復(fù)PolySwitch器件或一次性熔斷器。2009年電子元件技術(shù)網(wǎng)推出的電路保護(hù)研討會匯集了業(yè)界最優(yōu)秀的電路保護(hù)企業(yè)，同時提供一整套的電路保護(hù)解決方案。
在逆變器和電網(wǎng)之間一般都需要加變壓器，因為電網(wǎng)電壓一般高達(dá)幾萬伏，這么高的電壓逆變器是做不到的，因此需要大型變壓器進(jìn)行升壓，國內(nèi)的大型變壓器企業(yè)起步較早，技術(shù)和價格優(yōu)勢明顯，如天威保變等國內(nèi)企業(yè)。
成本降低催生太陽能產(chǎn)業(yè)擴張
作為新能源中的另一個大市場是太陽能的應(yīng)用，據(jù)拓墣預(yù)估2010年中國太陽能發(fā)電市場需求將達(dá)6.2億美元，高達(dá)138.5%的年成長率亦可看出其發(fā)展?jié)摿Α?/span>
廣闊的市場推動廠商拼命降低太陽能發(fā)電的成本，其中最簡單的方法就是提高太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率。但目前太陽能光電轉(zhuǎn)換效率能實現(xiàn)商業(yè)化量產(chǎn)的大部分還不超過20％，雖然有著很大的提升空間，但受限于基礎(chǔ)材料的限制其提升進(jìn)展非常緩慢。審視交流發(fā)電應(yīng)用的核心環(huán)節(jié)：太陽能電池板、太陽能充電控制器、蓄電池和逆變器，半導(dǎo)體廠商的機會主要集中在充電和逆變環(huán)節(jié)。
由于太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的輸入能量極不穩(wěn)定,所以一般需要配置蓄電池系統(tǒng)才能工作。太陽能電池產(chǎn)生的直流電先進(jìn)入蓄電池儲存，達(dá)到一定閾值，才能供應(yīng)照明負(fù)載。蓄電池的特性直接影響系統(tǒng)的工作效率、可靠性和價格。蓄電池容量的選擇一般要遵循以下原則：首先在能夠滿足夜晚照明的前提下,把白天太陽能電池組件的能量盡量存儲下來，同時還要能夠存儲預(yù)定的連續(xù)陰雨天夜晚照明需要的電能。
在太陽能系統(tǒng)中，逆變器把直流電變成交流電，當(dāng)照明負(fù)載為直流時無需使用(如LED照明)，目前已經(jīng)有太陽能直接供電的LED照明系統(tǒng)，相信這個趨勢將在未來得到更多應(yīng)用。而照明負(fù)載為交流負(fù)載時必須使用。考慮到太陽能光電轉(zhuǎn)換效率的低下，這更凸顯了逆變器轉(zhuǎn)換效率的重要。太陽能逆變器中功率電子器件的選擇對逆變器實現(xiàn)最小損耗和最高效率至關(guān)重要，就以太陽能逆變器應(yīng)用來說，絕緣柵雙極晶體管 (IGBT) 能比其他功率元件提供更多的效益，其中包括高載流能力、以電壓而非電流進(jìn)行控制，并能使逆并聯(lián)二極管與IGBT配合，如何正確地為太陽能逆變器應(yīng)用選擇IGBT，是工程師在設(shè)計逆變器、提高轉(zhuǎn)化效率時面臨的挑戰(zhàn)。
此外，多數(shù)獨立型太陽能發(fā)電設(shè)備工作環(huán)境偏遠(yuǎn)且惡劣，這就要求逆變器能在惡劣的使用環(huán)境及較少的維護(hù)條件下長期穩(wěn)定工作，因此很多逆變器也添加了電路短路保護(hù)、欠壓保護(hù)、過流保護(hù)、反接保護(hù)及雷電保護(hù)等功能。
此外，多數(shù)獨立型太陽能發(fā)電設(shè)備工作環(huán)境偏遠(yuǎn)且惡劣，這就要求逆變器能在惡劣的使用環(huán)境及較少的維護(hù)條件下長期穩(wěn)定工作，因此很多逆變器也添加了電路短路保護(hù)、欠壓保護(hù)、過流保護(hù)、反接保護(hù)及雷電保護(hù)等功能。
iSuppli公司預(yù)計，2012年全球用于太陽能系統(tǒng)的逆變器出貨量將從2008年時的723,329個增長到950萬個。太陽能系統(tǒng)廣闊的應(yīng)用需要使用更多的蓄電池和逆變器，這為從事電源設(shè)計和元器件廠商帶來巨大的機會。
