
中国移动采用低压氮化镓,下一个战场浮现
在云南红河河口的边境山区,山高谷深、灾害频发,无市电、无光纤一直是通信网络建设的老大难问题。最近,中国移动云南公司采用低压氮化镓等新技术解决了这一难题,走出一条边疆通信纯绿电建站的新路径,而氮化镓功率器件则走进一个新的赛道——通信基站能源系统。

中国移动:边疆基站光伏系统导入GaN技术
近日,中国移动通信集团云南有限公司宣布,他们联合中国移动研究院、中兴通讯,在云南红河哈尼族彝族自治州河口瑶族自治县成功建成,并率先开通“塔柜光伏共构”绿色能源微波光伏站。
据介绍,红河州边境区域山高谷深、灾害多发,传统通信建站模式高度依赖市电接入与光缆铺设,基建投入大、施工难度高,难以适配边疆复杂场景的部署需求。
针对这一共性难题,中国移动团队主要从两个方面来解决:
针对空间和成本难题,该团队打破传统建站局限,首创“塔柜光伏共构”模式,将机柜直接集成于塔身,因此可以在最大化释放空间效能的同时,大幅降低基建与运维成本。
针对“无市电、无光纤”的特殊组网痛点,该团队通过多维技术创新,打造了“5G接入+光伏供电+锂电储能+微波回传”一体化解决方案。
而在这一创新方案中,氮化镓直流耦合架构的应用成为能源供给环节的关键技术亮点。
据介绍,中国移动和中兴通讯项目团队通过高效光伏组件配合高精度MPPT光伏控制器,以及GaN直流耦合架构,使光电转换效率达到23%,光伏模块峰值效率达98.5%以上,实现了通信基站的纯绿电直供。
这个全国首个“塔柜光伏共构”绿色能源微波光伏站的商用落地实践,估计也是全球首个基站光伏MPPT系统采用氮化镓功率器件的案例,不仅验证了氮化镓直流耦合架构在通信基站光伏供电中的可行性与先进性,也为绿色能源微波站的规模化商用提供了可复制、可推广的示范样板。
苛刻场景证明GaN的替代优势
打通“信息能源”这个被低估的增量市场
对于全国首个“塔柜光伏共构”方案的商用落地,中国移动表示,该项目以“无需市电、无需光缆”的极简建设模式,成功验证了该方案在边疆场景下的可行性与经济性。
中国移动表示,他们在云南的氮化镓光伏基站项目,为同类地区的其他通信网络建设提供了可借鉴、可推广的标准化方案。下一步,他们将联合中国移动研究院、中兴通讯,加速该方案复制推广至更多边疆区域。这意味着氮化镓正在“通信能源”这个被低估的增量市场打开了一个关键切口。
更重要的是,云南项目只是前哨。中国移动正在全国基站建设项目中导入光伏技术,氮化镓也有望随之进入这些光伏基站,从 “边疆特例” 变成 “普遍选项”。
云南基站是起点,边疆复制是路径,基站光伏全面导入是更大的空间。通信能源这一被低估的增量市场,正成为GaN继消费快充、光伏逆变器之后值得重估的第三极。
对于氮化镓来说,中国移动与中兴通讯的商用导入,意味着氮化镓器件技术和供应链已经成熟,并且成功验证氮化镓设计方案的不可替代性。
在光伏逆变器里,MPPT(最大功率点跟踪)是决定发电量高低的核心功能。因为光照、温度和负载一直在变,光伏板的输出功率也跟着变,因此需要通过MPPT让光伏系统始终工作在输出功率最高的工作点,从而尽可能多地把阳光变成电能。
MPPT的核心部件由电压电流采样电路、MPPT算法控制器和DC-DC变换器组成,中国移动是将低压氮化镓功率器件用于DC-DC环节,替代了传统硅MOSFET器件。
在边疆基站光伏系统中,相较于硅器件,氮化镓有替代性优势。
第一,高开关频率下的效率碾压。
据中国移动相关材料,采用氮化镓 MPPT 的光伏系统组件光电转换效率约为 23%,MPPT模块峰值转换效率达98.5%以上。基站需7×24小时不间断运行,且5G单站功耗约为4G的3倍、覆盖同等面积所需基站数量亦约为4G的3倍,因此在站址基数庞大的背景下,转换效率每提升一个百分点,其绝对节电量的边际效益都会相应放大。
第二,高功率密度适配小型化的硬性需求。
中国移动的“塔柜光伏共构”模式将机柜直接集成于塔身,对功率转换模块的体积、散热要求远高于地面光伏电站。氮化镓的高频特性能够大幅缩减磁性元件与电容尺寸,解决基站场景空间受限的痛点,同等效率条件下,这是硅器件难以实现的。
据英诺赛科解释,传统硅器件由于开关损耗的限制频率限制在100k以下,输入输出端电容以及磁性元器件数量多,因此导致MPPT的体积较大。而GaN器件低开关损耗,无反向恢复损耗的优势可将开关频率提升3-4倍,他们与合作伙伴开发的方案已经证实可减少50%电容数量,并将整个MPPT装备的体积缩小50%以上。此外,氮化镓还可以减小MPPT散热器的体积和成本,助力设备轻量化。
GaN光伏MPPT 谁在卡位?
在光伏MPPT赛道,GaN功率器件正从“可选”走向“必选”,产业链企业围绕不同场景加快卡位。
据“行家说三代半”了解,英诺赛科的GaN产品目前已成功应用于户储和阳台储能领域,在分布式光伏储能场景中形成先发优势。
根据公开信息,英飞凌已经向BRC Solar GmbH供应100V氮化镓开关器件,用于模块级功率优化器集成,瞄准组件级MPPT的精细化需求。
EPC的增强型GaN功率晶体管已与奥地利阳台光伏厂商Efficient Energy Technology(EET)达成合作,用于后者的SolMate MPPT产品。
纳微半导体选择与MCU厂商协同。其与兆易创新联合推出500W单级光伏微逆方案,以单级架构展示GaN在光伏微逆中的系统价值。
综上可见,从户储、阳台储能,到组件级优化器、光伏微逆,再到通信基站能源架构,GaN在光伏MPPT的卡位战已全面展开。
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