讨论能源的未来的发展方向，绿色能源

可再生能源、储能和电网是未来方程式的一部分，绿色能源将取代全球老化的电力基础设施。PowerUP Expo 的小组讨论旨在在电力行业知名专家的帮助下解决这个非常重要且同样广泛的主题。

Texas Instruments 高压电源副总裁 Steve Lambouses 在讨论开始时承认碳化硅 (SiC) 和氮化镓 (GaN)等宽带隙 (WBG) 材料正在推动更高水平的电源效率和密度。他进一步指出，虽然有很多关于这些 WBG 材料在车辆电气化中发挥作用的信息，但在智能电网设计方面却并非如此。

STMicroelectronics 业务部经理 Filippo Di Giovanni 解释了 WBG 材料如何在外形尺寸以及更高频率下无源元件的更小尺寸方面带来优势。在谈到需要 1,200-V 至 1,700-V 开关的智能电网应用逆变器时，Di Giovanni 表示 SiC MOSFET 至关重要。

在本次小组讨论中提出的另一个重要问题是监测高压输电线路中的功率。Analog Devices 绿色能源解决方案总监 Conor Power 指出，如果功率过高，保护继电器会跳闸断路器，通常是电池供电或线路供电。这给功率预算带来了更大的压力。

“电力监控系统通常是一个被遗忘的领域，”鲍尔说。“但现在，电网运营商开始使用惯性测量装置。” 它们被用来检查断路器打开和关闭如何测量低电平和高电平的振动信号。这允许智能电网运营商提前预测签名是否正在改变以干预这种情况。

Infineon Technologies SiC 高级总监 Peter Friedrichs 通过引入包括数据通信和安全功能的双向能量流，将讨论提升到一个新的水平。随着我们转向高达 1,500 V 的向上电压，新的电源拓扑结构将不可避免地发挥作用。根据 Friedrichs 的说法，电力电子将包含硅和 SiC 组件的平衡组合。

接下来，Di Paolo Emilio 就太阳能和风能以外的可再生能源向 Yole Développement 的电力电子和电池首席分析师 Milan Rosina 询问。在这里，Rosina 提到了生物质能、水能和以海洋动力运行的能源涡轮机。对于生物质，他概述了环境和伦理问题。

对于水能，虽然最有效的地点已经建成，但利用海流的风力涡轮机具有强大的潜力，至少在理论上是这样。然而，由于腐蚀以及安装和安全问题，挑战依然存在。因此，Rosina认为光伏和风能具有更高的潜力。

接下来，是时候谈谈分布式能源的数字化管理了，这里Di Paolo Emilio邀请了Shuli Goodman一起讨论。Goodman 是 LF Energy 的执行董事，LF Energy 是一个专注于电力系统领域的开源基金会。古德曼开始谈论电力行业发生的令人难以置信的转变，包括从集中式能源网到分布式能源网的转变。

他说，在可再生能源方面，我们在美国的比例还不到 10%。此外，就资源而言，电网运营商离容量还差得很远。根据 Goodman 的说法，这需要一种新的范例，该范例是数字原生的并且理解电力系统。这意味着电力行业监管机构应该对数字环境有基本的了解。

第二轮小组讨论

Di Paolo Emilio 开始了第二轮讨论，重点讨论了这些电源系统将带来的高压设计和多级拓扑。例如，我们如何转向基于 SiC 和 GaN 半导体的更快开关?在这里，TI 的 Lambouses 谈到了电源关闭以及在电网上和下移动能量的挑战。

接下来，STMicro 的 Di Giovanni 解释了 SiC 在更高电压下进行 DC/DC 转换的优点，其中硅 MOSFET 表现出高 R DS而硅 IGBT 仅在较低频率下可行。他还解释了为什么我们需要采用同步整流技术。

第二次轮到他发言时，ADI 的 Power 强调需要更准确地管理电池。首先，必须准确测量每个电池的电压。此外，必须密切监测和纠正电池组的系统温度波动。使电池管理成为挑战的另一个因素是电池平衡：工程师需要在串联系统中准确平衡每个电池。

Infineon 的 Friedrichs 阐述了将存储集成到智能电网中的必要性，以及它如何通过在最需要的时间和地点提供电力来提高能源效率。他还解释了在这个支持存储的能源管理系统中对通信和安全元素的需求。

LF Energy 的古德曼再次专注于新能源框架的政治和社会经济方面，这次谈论的是创建新电网的开源工具。作为轶事证据，他谈到了移动电话从 1980 年代后期昂贵的大盒子到今天的智能手机的演变。“从根本上说，这是一个经济方程式，”他说。

Yole 的 Rosina，第二轮的最后参与者，引起了人们对电网运营商在接受本地分布式能源方面的惰性的关注。因此，他得出结论，实施智能电网最可行的方法是通过固定电池。