Stroom opwekken uit de zon is niet het probleem. De technologie is er al tientallen jaren. Door die energie efficiënt op te slaan, echter, een uitdaging geweest.

Daarom heeft het Department of Energy sinds dag één $ 3 miljoen toegekend aan technische onderzoekers van de Universiteit van Texas in Austin om de achilleshiel van het zonne-energieverhaal te overwinnen:hoe de energie op te slaan.

Daten, de meeste grote zonne-energiesystemen zijn omvangrijk en duur, met inefficiënte opslagcapaciteit. Energie afkomstig van bestaande zonne-energiesystemen moet worden ondergebracht in opslagsystemen buiten de generatoren die de stroom opwekken. Met andere woorden, er zijn twee afzonderlijke systemen nodig om een ​​succesvolle werking te garanderen.

Maar experts van de Cockrell School of Engineering van de UT hebben een manier ontwikkeld om de opwekking en opslag van zonne-energie in één systeem te integreren. effectief de kosten met 50 procent verminderen. Het UT-project zal de volgende generatie fotovoltaïsche omvormers op utiliteitsschaal ontwikkelen, ook wel modulair genoemd, multifunctioneel, multipoort- en middenspanningsomvormers van siliciumcarbide voor zonne-energie.

collectief, de gecombineerde technologieën staan ​​bekend als een M4-omvormer - hun belangrijkste functie is de omzetting van de gelijkstroom van zonnepanelen naar middenspanningswisselstroom, waardoor er geen omvangrijke en dure laagfrequente transformator nodig is.

Elektriciteits- en computertechniek professor Alex Huang, die het Semiconductor Power Electronics Center in de Cockrell School leidt en samenwerkt met het UT Center for Electromechanics, is de hoofdonderzoeker van dit door DOE gefinancierde project. Hij is van mening dat de M4-omvormer op verschillende manieren efficiëntie zal opleveren.

"Onze oplossing voor de opslag van zonne-energie verlaagt niet alleen de kapitaalkosten, maar het vermindert ook de bedrijfskosten door zijn multifunctionele mogelijkheden, Huang zei. "Deze functionaliteiten zullen ervoor zorgen dat de elektriciteitsnetten van morgen een hoger percentage zonne-energie kunnen bevatten. Door de impact van de intermitterende zonne-energie op het net sterk te verminderen en netbeheersondersteuning te bieden, de M4-omvormer biedt dezelfde veerkracht als elk door fossiele brandstoffen aangedreven netwerk."

Een van die extra functies is de mogelijkheid om een ​​snelle frequentieregeling te bieden, die zou voorkomen dat een elektriciteitsnet op zonne-energie uitvalt op dagen dat grote bewolking zonnelandbouw zou kunnen belemmeren.

Om het efficiëntieniveau te bereiken dat nodig is om de zonne-energie om te zetten in het elektriciteitsnet, nieuwe siliciumcarbide vermogenselektronica schakelaars zullen worden gebruikt in de M4 Inverter. De noodzaak voor een omvangrijke 60-hertz transformator wordt ook geëlimineerd in de M4-omvormer om de efficiëntie verder te verhogen en de kapitaal- en installatiekosten te verlagen. De constructie van het systeem zal gebaseerd zijn op het modulaire bouwblokconcept dat de productiekosten verder verlaagt en een betrouwbare werking biedt via een stroomback-up. Het team zal samenwerken met de Electric Reliability Council van Texas, Toshiba Internationaal, Wolfspeed en Opal-RT, evenals Argonne National Lab.

De DOE heeft $ 20 miljoen aan financiering toegekend voor negen projecten om de vroege fase van elektronicatechnologieën voor zonne-energie te bevorderen. De gekozen projecten werden als cruciaal beschouwd voor het aanpakken van uitdagingen op het gebied van fotovoltaïsche zonne-energie, het verlagen van de kosten voor het installeren en onderhouden van een fotovoltaïsch zonne-energiesysteem en het bereiken van het doel van de DOE om de kosten van elektriciteit voor een zonnestelsel tegen 2030 te halveren.