风力发电：2010新机遇/新挑战

　　在各类可再生能源中，从目前的技术成熟度和建设可行性来看，风能最具竞争力。从长远来看，全球风能产业的前景相当乐观，各国政府不断出台有利于再生能源发展的鼓励政策，为该产业带来巨大的市场机遇。德意志银行最新发布的研究报告显示，全球风电发展正进入迅速扩张时期，风能产业将保持每年20%的增速，预计到2015年，该行业总产值将增至目前水平的5倍。如此庞大的需求和市场，为半导体企业提供了新的机遇与挑战。

　　由于风能是一种非常不稳定的能源，风机输出的电压、频率和功率都很不稳定，因此不做处理不能直接输入电网。在从风力发电到并网运行的过程中，整流器、逆变器、晶闸管、保护器件、变压器等器件发挥了重要的作用。

　　一个能实现与现有国家电网并网的大型风力发电场通常主要由以下几个部分组成：风力涡轮机、整流器、逆变器、控制器、晶闸管、同步器、防雷装置、变压器、连接器和其他控制系统。

　　其中整流器用于将风力涡轮机发出的交流电转换成直流电，以尽可能地降低电能在传输过程中的损失。在靠近电网端，逆变器再将整流器过来的直流电能转变成电网采用的正弦电波，然后通过晶闸管和同步器确保生成的交流电与电网同步并将此正弦波交流电并到电网上。

　　逆变器通常由IGBT模块、续流二极管、IGBT栅极驱动器、驱动保护、滤波电容、扼流线圈、散热器、隔离器和MCU构成。风力发电机效益与逆变器的效率直接相关，继而又取决于所用元件的能效，因此国内的电子元件企业在逆变器市场存在巨大商机。此外，大功率风电应用要求能承受上千安培电流和几千伏高压的大功率IGBT器件或模块，而且要求它们必须具备很高的可靠性，这为生产高可靠性、大功率器件的公司提供了为新能源服务的商机。

　　为了吸收更多能量，轮毂高度和叶轮直径随着增高，相对的也增加了被雷击的风险，雷击成了自然界中对风力发电机组安全运行危害最大的一种灾害。雷电释放的巨大能量会造成风力发电机组叶片损坏、发电机绝缘击穿、控制元器件烧毁等。因此风力发电机的防雷解决方案显得极为重要，防雷装置一般为防过压冲击的气体放电管(GDT)、晶闸管、TVS二极管或金属氧化物变阻器(MOV)，以及防过流冲击的可恢复PolySwitch器件或一次性熔断器。2009年电子元件技术网推出的电路保护研讨会汇集了业界最优秀的电路保护企业，同时提供一整套的电路保护解决方案。

　　在逆变器和电网之间一般都需要加变压器，因为电网电压一般高达几万伏，这么高的电压逆变器是做不到的，因此需要大型变压器进行升压，国内的大型变压器企业起步较早，技术和价格优势明显，如天威保变等国内企业。