2022年4月,彭博社题为空气比北京差的报道向西方展示了一个事实,即北京的天空不再经常伴随着雾霾。
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此时,回顾2013年国务院大气十提出调整能源结构,增加清洁能源供应,中国与世界各国共同推动巴黎气候协定,大家熟悉碳峰碳中和,然后从西电东输到东西计算,可以说中国新能源势头继续增强。
前所未有的转型
让我们回顾一下能源技术转型的历史。工业革命开始后,煤炭被大规模开采和消费, 1965年,石油取代煤炭成为消耗最多的能源,引领世界进入石油时代。如今,煤炭、石油等化石燃料仍然是世界主要能源,由此产生的环境污染,以及有效获取、生产、储存和分配能源面临的日益严峻的挑战,促使人们需要改变,这也创造了可再生能源技术的不断创新,因此被称为新能源。
事实上,中国的新能源之路可以追溯到中华人民共和国成立初期农村实施的小型水电和沼气。2020年9月,中国联合国大会正式提出了中国碳排放的目标:努力在2030年达到峰值,努力在2060年实现碳中和。以此为标志,在中国新能源产业发展倡议下,许多企业升级了系统,掀起了能源转型的新浪潮。
此外,科技进步也是新能源发展的主要驱动力。国际能源署IRENA 根据2020年可再生能源发电成本报告, 2010 年至 2020年,并网大规模太阳能光伏发电成本下降 85%。降低成本的关键因素是随着太阳能利用率的因素是规模经济效应,以及改善太阳能发电、储存和分配的技术创新。 采用更高效的逆变器系统等一系列技术创新,引进配套储能设施,不仅使空气更加清洁,而且具有重要的商业价值。
然而,我国可再生能源的发展道路并非铺满鲜花,也面临着相当大的挑战。具体来说,目前化石能源的比例仍高达70%或80%,由于幅员辽阔、工业生产和能源输出基地分布分散,中国拥有世界上最复杂的电网系统。此外,新能源发电极具动态性,需要创建更智能、更高效的新型分布式电力系统进行消耗。更重要的是,随着以电动汽车为代表的社会电气化趋势的到来,电网负载端的复杂性也在急剧增加。这一系列挑战使中国必须从头发、输入、变化、配置和使用各个环节入手,与先进的储能技术合作,全面构建智能化、数字化的电网系统(TI)现场应用经理Eric Fu说。因此,可再生能源发电、特高压输电、电化学储能、数字配电等技术获得了前所未有的发展机遇,但自然存在着巨大的挑战。
德州仪器(TI)现场应用经理Eric Fu
显然,能源技术的发展离不开更新、更高效的电力电子技术的发展,也离不开促进可再生能源技术创新进步的集成电路的发展。巧合的是,集成电路的发明者TI公司诞生之初的主营业务是石油勘探,可以说TI它与能源产业有着悠久的渊源,所以TI如何理解和参与中国新能源转型?
首先,中国的3060战略布局从高度展示了顶层部署的决心;第二,在整个实施层面,从国家到地方出台了一系列新能源部署的具体措施,包括风景基地、县推广屋顶分布式光伏,明确新能源电站配置固定比例储能设施;第三,最大化市场和商业价值,探索新的商业模式,如峰谷电价、共享储能等。” Eric解释了新能源产业转型与以往的差异。
中国无疑是场容量还是未来增长空间来看,中国无疑是世界上最具吸引力的新能源市场之一。与此同时,我们也可以看到,在新能源发展的浪潮中,中国企业一直在蓬勃发展。Eric说。
克服技术挑战
全球领先的模拟和嵌入式处理半导体公司,已在中国深耕36年,TI帮助中国客户通过各种创新的产品和技术实现目标。高效、高可靠性、高性价比、高功率密度、高安全性是电力电子技术的主要驱动力和差异化因素。
对于电力系统来说,它通常需要在极端高低温的户外条件下稳定高效地运行十年,最重要的是可靠性和安全性。TI 多年来,我们一直致力于打造具有长期产品生命周期的高可靠性产品,以确保未来几十年的供应。 TI 通过严格的开发规范和完整的测试流程,帮助客户通过相关的功能安全认证,确保产品在恶劣的环境中运行。比如Sitara AM263AnalogDevices代理x处理器可以同时满足功能安全和信息安全的可靠性要求C2000 MCU实时特性和丰富高精度的模拟外设可以应对更高开关频率、更复杂拓扑架构和更高电能转换质量的实时处理。
高功率密度是系统小型化、轻量化的关键,TI帮助设计工程师通过各种高集成产品实现系统级小型化。例如,在储能系统的帮助下,TI广泛的模拟、电源和嵌入式产品可以校正功率因数(PFC)结合逆变器,提供完整、高效、尺寸优化的系统。TI可提供的产品包括集成驱动器、温度保护和氮化镓FET新一代功率设备,以及一系列超高工作电压和超高可靠性的隔离产品组合,包括集成隔离和保护功能的驱动器、集成隔离电源和隔离放大器功能AMC3302,多PWM通道的C2000等,实现完整的三相三电平数千瓦级ANPC电源转换。
考虑到电力传输链的节点日益增加,每个子系统都需要保持最高的转换效率,以减少损失。比如储能应用,TI高精度电池管理芯片BQ79616能在高压电池系统中实现准确的电池电压检测。该实现电压测量的准确性和荷电状态计算的完整性,该装置提供内置的二次侧保护、可靠的菊花链通信和独立的内部电池平衡。另一个例子是新推出的集成固态继电器TPSI与机械或光耦继电器相比,3050采用于机械或光耦继电器,从而提高了整个系统的效率。
更高的性价比是新能源基础设施发展和普及的根本要求,产业链各环节都在不断追求降低每瓦发电成本,TI 愿望是通过模拟高可靠性和高功率密度的嵌入式处理产品,帮助提高电子产品的性价比,降低系统成本。 公司继续增加对生产制造的投资,包括扩大 300 毫米晶圆厂的建设将在未来几十年为能源客户提供创新产品。同时,客户的开发成本也不容忽视。 软件开发套件、参考设计和代码库,通过本地系统应用团队、销售和支持团队,TI 可显著降低设计成本,加快产品开发和上市周期。
新能源的未来
毫无疑问,这一波新能源浪潮是前所未有的。这种前所未有的转型不仅在技术上,而且在我们每个人的生活中。伴随着十四五现代能源体系规划、关于完善能源绿色低碳转型体制机制和政策措施的意见、十四五新型储能发展实施方案、氢能产业发展中长期规划(2021-2035年)、十四五能源领域科技创新规划等多项措施的密集发布。作为世界上最大的能源消费国和世界上重要的能源技术提供商,中国的能源改革具有重要影响。
我们的产品组合非常全面,客户合作关系深入广泛,支持全面,使我们能够快速判断市场需求,迭代产品,始终保持在电力和电子领域的优势。 Eric强调。
Eric介绍道,TI内部围绕电力电子领域建立矩阵团队系统,包括产品团队、客户支持团队和系统应用团队,为客户提供子系统甚至完整的半导体解决方案,以应对不断变化的挑战,使可再生能源更高效、更安全、更可靠、更划算。
工业革命和能源革命背后的根本驱动力是科技,而TI通过核心技术授权能源基础设施,通过广泛的模拟和嵌入式加工产品,包括本地研发、本地销售和应用团队,以及全面的本地支持TI.com.cn,帮助中国相关企业做大做强,围绕高可靠性、高效率、小尺寸、更高性价比,为实现全国乃至全球能源转型做出贡献。