作為一個數(shù)字芯片工程師,我覺得:
好像真沒啥關(guān)系,。
前幾天參加了德州儀器的「可再生能源半導(dǎo)體技術(shù)創(chuàng)新峰會」,,有幸和很多行業(yè)大佬(包括儲能,、光伏,、充電樁、電網(wǎng)等等)一起討論了文章開頭的那個問題,。
事實證明,,是我冒昧了。
接下來,,就和大家分享一下我們討論的三個問題:
1. 可再生能源的潛在痛點有哪些,?
2. 半導(dǎo)體如何幫助解決這些痛點?
3. 可再生能源未來的發(fā)展,,如何靠半導(dǎo)體技術(shù)繼續(xù)推動,?
一、可再生能源的潛在痛點有哪些,?
聊到這個問題,,幾位嘉賓就開啟了「吐槽」模式。比如,,新能安儲能研發(fā)總監(jiān)蘇志高表示,,電化學(xué)儲能作為主要的能源存儲的載體,它的長循環(huán)壽命,、安全可靠性是最大的痛點?,F(xiàn)在有越來越多的客戶希望儲能產(chǎn)品的壽命達到15-20年,這就需要在產(chǎn)品設(shè)計的時候充分考慮安全可靠的問題,。
另外,,大家對儲能產(chǎn)品(特別是電池)存在的最大擔憂其實是安全,。「安全」是個很寬泛的概念,,既包含電池本身的材料安全,又包含電池管理系統(tǒng)的安全,。是否能夠設(shè)計更加可靠的故障預(yù)測算法,,從而在電池失效甚至出事之前提前預(yù)警,也是儲能產(chǎn)品的巨大挑戰(zhàn),。
話筒傳到光伏領(lǐng)域,,古瑞瓦特儲能產(chǎn)品線總監(jiān)王飛飛表示,雖然現(xiàn)在光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速,,但仍然存在兩個挑戰(zhàn):一個是成本,、一個是電網(wǎng)接入,。成本比較好理解,因為如果沒有補貼的話,,光伏的固定成本目前還是沒辦法和火電水電這些傳統(tǒng)能用相比,。電網(wǎng)接入則是指,如何能更好的把光伏發(fā)電接入傳統(tǒng)電網(wǎng),、如何做這些新能源的管理和計費,,這些都是之前大家很少考慮的問題。
主營充電樁業(yè)務(wù)的特來電副總經(jīng)理黃建賓也表示,,可再生能源有很強的間歇性,,所以如何長時間穩(wěn)定使用就成為一個具有挑戰(zhàn)性的難題。另外雖然現(xiàn)在大家給新能源車充電都還比較便宜,,那是由于存在比較多補貼,。一旦補貼降低,如何進一步降低用電成本,,也是這些新能源公司關(guān)注的痛點,。
二、半導(dǎo)體如何幫助解決這些痛點,?
之所以很多人覺得芯片和能源關(guān)系不大,,可能主要是由于傳統(tǒng)能源更多是勞動力密集和資金密集的行業(yè)。但進入光伏,、儲能和充電樁等可再生能源領(lǐng)域,,其實對于半導(dǎo)體芯片和器件帶來了井噴式的需求。拿光伏舉例,,現(xiàn)在光伏面板主要用多晶硅,、單晶硅,轉(zhuǎn)換效率可以達到20%~25%,,并且使用光伏逆變器,,最大化進行能源轉(zhuǎn)換提升發(fā)電量。
作為模擬和功率芯片大廠,,德州儀器也有大量相關(guān)的產(chǎn)品和技術(shù)布局,。比如,TI有進行實時控制的MCU C2000TM,,這個也算是行業(yè)的明星產(chǎn)品了,。電池安全和管理領(lǐng)域,TI也在重點布局電池實時檢測,、以及工業(yè)化領(lǐng)域的模擬前端方向,。TI會持續(xù)投入更高精度、更高功率密度的技術(shù)和產(chǎn)品,。第三代半導(dǎo)體領(lǐng)域,,TI也有十幾年的投入,,并由自己的工廠和工藝進行生產(chǎn)制造,兼顧可靠性和低成本,。
此外,,TI也在布局與可再生能源相關(guān)的傳統(tǒng)模擬器件和相關(guān)技術(shù),比如隔離器,、電流,、電壓采樣、電流傳感等等,。而這些方向的重點,,是開發(fā)更低的成本、更高可靠性的產(chǎn)品,。新型半導(dǎo)體領(lǐng)域,,包括寬禁帶半導(dǎo)體碳化硅、氮化鎵等功率器件,,以及針對電源產(chǎn)品的新型電源拓撲架構(gòu),、創(chuàng)新算法,都會帶來整體轉(zhuǎn)換效率的提升,。
當然,,作為半導(dǎo)體廠商,也要和下游的可再生能源廠商密切配合與合作,,不僅做半導(dǎo)體部件和材料的創(chuàng)新,,也要做系統(tǒng)級的協(xié)同創(chuàng)新。
拿充電領(lǐng)域舉例,,其實就存在很多供需不平衡和損耗的情況,。每個電動汽車都有一個70-100度的電池,但如果長期不使用,,其實就可以看成一個小的儲能,,甚至可以考慮接入電網(wǎng)、把不用的電賣出去,,實現(xiàn)「削峰填谷」,。
三、可再生能源未來的發(fā)展,,如何靠半導(dǎo)體技術(shù)繼續(xù)推動,?
先看光伏行業(yè),。作為已經(jīng)發(fā)展比較成熟的行業(yè),,其實光伏未來仍然存在很多機會。比如對于光伏逆變器來說,,主要是在提升轉(zhuǎn)換效率,,包括加入儲能之后的循環(huán)效率等,。這些都會為第三代半導(dǎo)體、高算力的芯片,、高精度芯片帶來更多需求,。
對于儲能產(chǎn)品來說,TI已經(jīng)和不少行業(yè)頭部玩家深度合作,,把汽車級高可靠芯片應(yīng)用到儲能產(chǎn)品中,,同時針對電池管理系統(tǒng)的高安全、高可靠性做特定的設(shè)計和優(yōu)化,。
對于充電樁來說,,則需要半導(dǎo)體支持高功率、大電流,、高溫度的工作情況,。此外,在充電樁的運維方面其實還存在很多智能化的需求,。能否將AI技術(shù)結(jié)合到可再生能源基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)和運維中,,或許也是未來的發(fā)展方向。
結(jié)語
新能源和芯片不僅有關(guān)系,,而且關(guān)系重大,。這也是我參加這次TI「可再生能源半導(dǎo)體技術(shù)創(chuàng)新峰會」的最大收獲。
TI作為模擬器件和嵌入式芯片「扛把子」的存在,,也在加快可再生能源領(lǐng)域的布局和投資,。在光伏領(lǐng)域,提供光伏逆變器的高效實現(xiàn)方案,;在儲能領(lǐng)域,,TI的芯片為鋰電池組提供完備的監(jiān)控、保護和均衡的功能,,提高系統(tǒng)的能量密度和穩(wěn)定性,,并利用電池管理和電源轉(zhuǎn)換技術(shù)提高可再生能源存儲系統(tǒng)的性能;在電動汽車充電樁領(lǐng)域,,提供高性能實時控制器和無線連接產(chǎn)品,,幫助構(gòu)建快速、高效的電動汽車充電解決方案,。
在討論的最后,,幾位大佬都異口同聲的表示:未來已來,可再生能源已經(jīng)成為了勢不可擋的洪流,。傳統(tǒng)能源向新能源轉(zhuǎn)型,,傳統(tǒng)技術(shù)也在向新技術(shù)轉(zhuǎn)型。雖然挑戰(zhàn)叢生,,但其實都是技術(shù)發(fā)展的重要機遇,。
從這個角度來看,,每個參與的人和公司其實都有很大的機會,就看誰的視野更廣,、執(zhí)行力更強了,。