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一筋の太陽の光を一杯のコーヒーに変える

電気は、調理、照明、暖房、冷房、モビリティなど、私たちの生活の中心です。しかし、増加する電力需要をCO<sub>2</sub>ニュートラルな方法で管理するには、太陽光発電や風力発電などの再生可能エネルギーに頼らざるを得ません。

Energy
Renewables
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02/07/2025

エネルギー変換のカギは再生可能エネルギー

私たちはコーヒーやお茶で一日を始めます。自宅で仕事をしている場合、数時間するとキッチンに来て間食のために冷蔵庫を開けるでしょう。お昼には、炊飯器や電子レンジを使って簡単なランチを作ります。コーヒーマシン、冷蔵庫、炊飯器といったこれらすべての家庭用アプリケーションには、電力が必要であるという共通点があります。

日の当たるなか座ってコーヒーを飲む女性
日の当たるなか座ってコーヒーを飲む女性
日の当たるなか座ってコーヒーを飲む女性

電力はますます私たちの生活の中心になりつつあります。私たちは、調理、照明、暖房、冷房、移動など、日常的なニーズのすべてにおいて、電力に依存しています。電力エネルギーは、光、運動、熱に簡単に変換できるため、最も高品質で柔軟性の高いエネルギー形態です。 しかし、CO2ニュートラルな方法で電力需要の増加に対応するためには、太陽光発電や風力発電などの再生可能エネルギーに目を向ける必要があります。革新的な半導体ソリューションは、このエネルギー変換に不可欠な要素です。

太陽光をエネルギー源として利用

太陽は、私たち人間にとって重要であるように、ソーラーパネルにとっても欠かせません。太陽光発電 (PV) ソーラーパネルは、太陽光をエネルギー源として直流 (DC) 電流を生成します。太陽光中の光子 (フォトン) は、太陽電池層のさまざまな電気特性にエネルギーを与え、電場を作り出して発電します。ソーラーパネルは光線からエネルギーを生成するために使用されますが、そのエネルギーを使用可能な電気エネルギーに変換するにはインバーターが必要です。インバーターは、ソーラーパネルと電力網 (グリッド) の間をつなぐものです。ソーラーパネルによって生成された直流 (DC) 電流を交流 (AC) 電流に変換し、そこから送電網に供給して、最終的にはコーヒーマシンなどの消費者向けアプリケーションで使用されます。

ワイドバンドギャップ半導体による効率の向上

最新のパワー半導体は、炭化ケイ素 (SiC) や窒化ガリウム (GaN) のような特別なウエハー材料で作られており、エネルギー効率を最適化する特定の特性を備えています。その構造と特性により、より高い電圧と周波数を処理し、より高い温度でもスムーズに機能します。このことから、ソーラーインバーターなどのさまざまな電力アプリケーションに最適です。SiCが設計の大幅な小型化を実現した顕著な例は、太陽光発電システムのセントラルインバーター、またはストリングインバーターです。インフィニオンのCoolSiC™ MOSFETは電力密度を2.5倍にします。たとえば、80 kg 未満の重量で、50 kW (Si) から125 kW (SiC) に向上できるため、設置の際も2人の作業者で持ち上げることができます。GaNは、次世代の住宅用太陽エネルギー生産における重要な構成要素であり、大幅なエネルギー節約、パフォーマンスの向上、再生可能エネルギー源の採用の加速を実現します。GaNベースのマイクロインバーター、オプティマイザー、パワー コンディショナーは、バッテリーに蓄えられたソーラーパネルからのDC電力を、家庭や企業、充電ステーションで使用可能なAC電力により効率的に変換します。

屋根にソーラーパネルを設置する住宅所有者
屋根にソーラーパネルを設置する住宅所有者
屋根にソーラーパネルを設置する住宅所有者

インフィニオンのポートフォリオは、住宅用のわずか数W~kWから、商業およびユーティリティ規模の市場向けの数MW までのインバーターを構築する、幅広い製品で構成されています。つまり、インフィニオンのワイドバンドギャップ コンポーネントは、ソーラーインバーターと太陽光発電所の全体的な効率を向上させるのに役立っています。

より環境に優しい未来を支える : グリーン インダストリアル パワー事業部プレジデント、ピーター バーウァー (Dr. Peter Wawer) の知見

Moore's Lobby Podcastの「All about Circuits」では、ピーター バーウアーが、シリコン太陽電池、組込みフラッシュ、そして現在はパワーエレクトロニクス用のワイドバンドギャップ半導体と3つのユニークな半導体技術に触れてきた、卓越したキャリアからの知見を提供します。

視聴はこちらから
ピーター バーウアーによる再生可能エネルギー ポッドキャスト
ピーター バーウアーによる再生可能エネルギー ポッドキャスト
ピーター バーウアーによる再生可能エネルギー ポッドキャスト

エネルギー貯蔵 – 需要と供給のバランス

エネルギー貯蔵システムのイメージ
エネルギー貯蔵システムのイメージ
エネルギー貯蔵システムのイメージ

太陽光発電システムは、高度にモジュール化されており、一世帯からプラントレベルまでの発電ユニットを設置できます。しかし、風力と同様に、太陽エネルギーの利用には、需要と供給のバランスという大きな課題がともないます。太陽光発電モジュールによる電力供給量は、天候によって大きく変動します。そのため、ソーラーパネルと半導体技術に基づくエネルギー貯蔵システムを効率的に組み合わせることは、需要と供給を同期させる効果的な方法のひとつです。

エネルギー貯蔵についてさらに詳しく

私たちの家における独立したエネルギー生産は、常に増加しています。太陽光発電は、エネルギーの自立を達成するための実行可能な方法を提供できますが、夜間や曇りの日の便利な電力には、自己供給とオンサイトのエネルギー貯蔵容量を組み合わせる必要があります。ハイブリッド ソーラー インバーターは、両方の要件をカバーします。複数のPVパネルを接続し、生成された直流 (DC) を家電製品が使用する交流(AC)に変換します。また、バッテリーなどのエネルギー貯蔵システムに直接DC電流を供給することもできます。

ハイブリッド インバーターについてさらに詳しく

効率的で収益性の高い再生可能エネルギー

近年、太陽光、風力、その他の再生可能エネルギーの発電量が大幅に増加しています。その間、再生可能エネルギーは化石燃料と同等のコストに達しており、世界をより環境に優しいものにする取り組みにおいて重要な役割を果たしています。半導体は、再生可能エネルギーをより効率的にし、商業的に利益を上げるために、当初から不可欠でした。

インフィニオンは、太陽と風の無限の可能性を活用する上で重要な役割を果たしています。当社の半導体ソリューションによって風力および太陽光発電システム設計の効率と小型化を改善することにより、風力発電と太陽光発電を従来のエネルギー源と同等レベルに引き上げます。

私たちは、脱炭素化を断固として支持します。

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