过去,人们鲜少透过太阳能和高压电池的方式接收能源,并用於住家与汽车上,如今这些技术变得比以往更普遍,也更加智慧和高效。
德州仪器表示:「大约 10 年内,太阳能将成为全球大部分地区最大的能源来源。现在我们正处於能源转型过程,这彻底改变了我们生产、消耗和储存能源的方式。」
TI 高压电源??总裁暨总经理 Kannan Soundarapandian 说明从化石燃料到再生能源,这项持续进行的能源转型之核心趋势、挑战,以及 TI 的技术如何发挥关键作用。
Kannan表示:「我们竭力确保在迈向未来的过程中,能以更永续、更低成本的方式从新技术中获取更多能源,同时提高能源的可靠性及安全性。」
了解我们如何打造更智慧、更高效的电网和再生能源系统。
以下是技术创新帮助建造能源生态系统的五种方式:
安全且高效地利用太阳能。
Kannan 表示:「地球每平方公尺平均从阳光中取得约一千瓦的电力。我们需要加强利用太阳能,为了有效率地撷取,需要在太阳能板内部和周边采用新的高电压技术。」
TI 的先进技术,如氮化?? (GaN) FETs (一种协助将太阳能板发出的直流电转换为住家用交流电的装置),能够实现精巧且低成本的微型变流器设计,可以直接安装在太阳能板本身或附近。
建置更快速、更可靠的电动车充电设施。
Kannan 表示:「我们需要更多充电站,而且我们希??这些充电站能更快速,同时也更安全且更可靠地为车辆充电。协助充电装置普及化的趋势,是投入充电的硬体设施和软体标准的开发,使更多车辆更便於使用各种充电站。举例来说,TI 已经在为车辆及充电装置制造商提供工具,以简化新充电标准的设计。」
我们公司也在透过 AM625 处理器和 CC3301 Wi-FiR 配套积体电路使充电过程更智慧化。他表示:「当电动车与其充电装置连接时,充电装置便会知道车子的电量,以及未来的几个小时内需要充多少电。」
储存能源以供需要的时间和地点使用。
TI 也指出,当日照不足时,能源需求量会很高,其言下之意是,将太阳能和其他类型的再生能源储存在电池中以备日後使用的需求会很高,遗憾的是,储能系统 (ESS) 中常见的锂离子电池很容易过度充电,进而导致过热损坏和安全风险。
Kannan 表示:「目前的挑战在於如何将每颗电池的效率和容量最大化,关键是对充电位准、充电速率和电池温度进行精准和智慧化的监控,有效率地追查投入和支出的内容非常重要,测量越准确,能安全地从电池撷取的电量就越多。」
TI 拥有以领先业界的感测器技术和微控制器为基础的监控解决方案。此外,GaN 半导体藉由提供更快速、更低损耗的切换,为电池内部和周边许多零组件提升额外的性能和效率。
实现家庭能源生态系统的智慧控制。
虽然更好的电动车充电、太阳能及储存系统对於能源转型 (或转变为使用更多的再生能源) 不可或缺,但最大的获益将来自整合这三者成为一个智慧控制系统。
Kannan 表示:「您可以开始在住家网路中运用能源,就像我们现今运用资料一样。换句话说,这是指能够安全且有效率地生产、传输、储存和消耗能源,以最低成本满足住家需求,各个零组件必须在家庭能源生态系统中相互连结,甚至您的电动车也将变成这个生态系统的一部分,它不再只是一辆车,更成为一颗拥有 100 kWh 容量的电池存放於您的车库中。」
当太阳能板产生的电力超过住宅消耗的电力时,多馀的电力不仅可以输送到住家的 ESS,还可以输送到电动车的电池,这样一来,电动车的电池可以藉由双向智慧型切换技术在夜间或阴天提供电力给住家。随着时间的推移,新兴标准会将装置和电器连接到家庭能源生态系统 (包括加热泵浦),以进一步提高能源效率。
建置动态、复杂的能源网路。
许多 TI 技术正在推动住家生态系统的发展,包括电流感测器、微控制器、电源转换器和高电压隔离零组件。Kannan 表示:「添加智慧和连接层次可提供灵活性、效率和控制度。这就是让您从产生或储存的每一焦耳能源中撷取每一点效用的原因。」
且 Kannan 指出整合与智慧控制终究应从住家延伸到电网,他表示:「新一代智慧电表将决定何时储存住家太阳能板的能源、何时为电动车充电,以及何时将能源送回电网。电网的智慧功能将与住家本身的智慧功能一同运作,考量包含能源价格波动、电网容量、车辆使用模式到天气预报等一切因素,以最低成本充分利用能源。」
Kannan 表示,随着能源网路日益复杂化,会有越来越多充分利用能源网路的应用,之後将会发展出和网际网路极度雷同的结果。他表示:「最初,网际网路只是一种将电脑连结在一起的方式,但最终竟发展成远超出原先用途,且没人可预料到的结果。我无法确切地说我们能透过能源生态系统实现什麽,但我知道它的发展将会同样精彩。」