- 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
- 風力發(fā)電中整流器、逆變器、晶閘管、保護器件、變壓器發(fā)揮了重要的作用
- 太陽能系統(tǒng)廣闊的應用需要使用更多的蓄電池和逆變器
市場數(shù)據(jù)：
- 預計到2015年，風電行業(yè)總產(chǎn)值將增至目前水平的5倍
- 預估2010年中國太陽能發(fā)電市場需求將達6.2億美元，年成長率高達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、低碳經(jīng)濟已經(jīng)成為全球關(guān)注焦點；市場對太陽能/風力發(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)友奉獻了精彩紛呈的LED盛宴。
LEDinside預估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進入一系列新的下一代照明應用。同時，LED路燈的光源效率已達132lm/W，整燈效率達70-80lm/W；成本方面，LED路燈已經(jīng)于高壓鈉燈相差無幾，可以預見，發(fā)光效率提升和成本下降促進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，還是當前世界許多國家應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)濟的一場技術(shù)革命。可以預見，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用會為半導體廠商開拓新的價值增長點。如LED照明、太陽能/風能發(fā)電、電動汽車和更多新應用領(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用，在太陽能/風力發(fā)電等領(lǐng)域探討技術(shù)進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，風能最具競爭力。從長遠來看，全球風能產(chǎn)業(yè)的前景相當樂觀，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，全球風電發(fā)展正進入迅速擴張時期，風能產(chǎn)業(yè)將保持每年20%的增速，預計到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，為半導體企業(yè)提供了新的機遇與挑戰(zhàn)。
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由于風能是一種非常不穩(wěn)定的能源，風機輸出的電壓、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)的大型風力發(fā)電場通常主要由以下幾個部分組成：風力渦輪機、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、濾波電容、扼流線圈、散熱器、隔離器和MCU構(gòu)成。風力發(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，大功率風電應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險，雷擊成了自然界中對風力發(fā)電機組安全運行危害最大的一種災害。雷電釋放的巨大能量會造成風力發(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)推出的電路保護研討會匯集了業(yè)界最優(yōu)秀的電路保護企業(yè)，同時提供一整套的電路保護解決方案。
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用，據(jù)拓墣預估2010年中國太陽能發(fā)電市場需求將達6.2億美元，高達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展非常緩慢。審視交流發(fā)電應用的核心環(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)生的直流電先進入蓄電池儲存，達到一定閾值，才能供應照明負載。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，當照明負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用。而照明負載為交流負載時必須使用。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、欠壓保護、過流保護、反接保護及雷電保護等功能。
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、欠壓保護、過流保護、反接保護及雷電保護等功能。
iSuppli公司預計，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。
