半導體幫助 Harald Parzhuber 實現了可持續生活。

無論是房頂上的 36 塊太陽能電池板、將太陽能轉化為電能為家庭供電的光伏逆變器、儲存電能的電池，還是安裝在車庫墻壁上的電動汽車充電器和混合動力電動汽車，都離不開創新的半導體技術。

Harald 帶領公司團隊設計了用于太陽能發電和儲能的高壓電源轉換系統，他表示：“為了實現一個減少非再生能源使用的未來，我們必須提高電氣化水平。半導體正在革新能量產生、儲存和消耗的方式。”

無論是 Harald 慕尼黑附近家中的可再生能源系統，還是上百萬個其他相似的電網級系統，它們都采用了德州儀器的技術，幫助設計人員開發更經濟實惠、更小巧和更高效的系統，不斷推動社區、工廠等場所開始以可持續的方式產生和消耗電能：

電源轉換：我們的 C2000 實時微控制器可為寬帶隙器件（如氮化鎵或碳化硅 FET）等高壓系統中典型的復雜電源拓撲提供高效的電源轉換。

德州儀器 C2000 業務部經理 Matt Watson 表示：“我們的技術能夠非常迅速地傳輸數據，并具有超低延遲，為了在電力傳輸過程中盡可能多地留存能量，減少熱損耗并縮小尺寸，低延遲信號鏈至關重要。它能幫助設計工程師突破電源效率、功率密度和成本的邊界，從而讓更多人能夠使用高能源效率的產品。對于那些以電源效率和尺寸作為關鍵指標的儲能系統，低延遲信號鏈尤其重要。”

電流和電壓檢測：實時能量管理至關重要，能充分發揮應用潛力，有助于提高電網的穩定性和性能。我們精密的電流和電壓檢測技術可實現精確測量，并通過過壓管理、過流管理和接地故障檢測來提高安全性。

德州儀器電網基礎設施系統總經理 Henrik Mannesson 介紹：“能源越來越稀缺，也越來越昂貴。許多人都想測量并了解自己的用電量和需要支付的費用。電流和電壓檢測技術可幫助居民計算功率，以便確定如何使用其太陽能系統產生的電能。每個使用太陽能電池板或具有儲能系統的家庭都可以在某個時段利用太陽能發電并儲存電能，滿足家庭使用需求；或者反過來將剩余電能銷售給電網。這些方案都需要能夠測量電壓和電流的智能功能，半導體技術恰好是測量的關鍵。”

邊緣處理和通信：許多應用需要通過易于使用的接口連接電網和用戶，從而實現車輛到電網或即插即充等技術。我們的高性能處理器可在實際應用中實現本地計算，讓處理過程更快、更安全。通過將這些處理器與我們易于安裝的連接產品和軟件配合使用，設計人員可在微型逆變器等系統以及家庭能源系統和用戶之間實現更加可靠的無縫通信。

Henrik 表示：“基于當前的電價，用戶可以決定是將電能銷售給電網，還是儲存在電池中。我能在電價較高時銷售電能，在電價較低時儲存電能。更智能的電表或家庭能源系統可跟蹤電價，并做出有關如何運營系統的智能決策。”

電池管理：通過收集和存儲電能，并在用電高峰時向電網返回電能，可以優化電網性能。我們出色的電池監測和儲能解決方案能滿足能源需求，讓最需要用電的一方有電可用。

Henrik 提到：“可持續的未來在部分程度上依賴于家庭和電網基礎設施層面上的電氣化，現代可再生能源應用中的模擬和嵌入式處理產品不斷發展，能實現更智能、更可靠和更易用的太陽能、儲能和電動汽車充電系統。”

用可再生能源實現發電

當今世界的大部分地區仍采用將機械能轉化為電能的方式進行發電。利用煤炭、天然氣或核能等燃料釋放能量，再通過水、蒸汽、空氣或壓縮氣體等流體推動汽輪機。汽輪機軸連接著發電機，發電機將機械能轉化成交流電輸送至電網，進入家庭和企業。這時，當你撥起墻上的開關，燈就會發光。

太陽能等形式的可再生能源不使用發電機產生電能。以太陽能為例，當光伏面板吸收陽光后，數十億電子受到激發。這些電子形成直流電并在光伏逆變器中進行轉化，半導體元件通過測量電壓和電流來控制能量，管理能量，并將直流電轉化為交流電。你可以打開照明開關，直接使用這些電能；也可以把電能儲存在電池中或返回至電網，從而幫助管理用電需求。

推動電氣化發展

對于 Harald 而言，使用可再生能源關乎個人責任。

他認為：“星星之火可以燎原。我們要先從個人做起，不能等到頒布節能法規后才行動。”

因此，當 Harald 和他的妻子 Alexandra 在 2018 年建好房子后，便著手為安裝太陽能電池板進行設計。三年后，他們在房頂上安裝了 36 塊太陽能電池板、一個光伏逆變器、一個用于儲存太陽能發電的電池和一個安裝在車庫墻壁上的充電器，來為混合動力電動汽車供電。通過這些設備，他們的用電量驟減了三分之二，而且他們使用的電都源自于風能和太陽能等可再生能源。

隨著用電成本不斷上升，不久，Harald 的鄰居開始詢問如何安裝太陽能裝置，以及如何減少用電。

他表示：“人們想要進一步了解他們的用電量和電能的產生方式。如果每個人都這樣想，那會產生更深遠的影響。事不宜遲，我們需要盡快實現電氣化。我很熱衷于實現這件事。”

審核編輯：湯梓紅