Solar verliert als Leitmarkt für SiC und GaN an Bedeutung
99 Prozent Wirkungsgrad gibt es auch ohne SiC-MOSFETs
Inzwischen setzen die PV-Inverter-Hersteller aus Kostengründen wieder vor allem auf klassische Silizium-Lösungen. Ungeachtet dessen bietet SiC im Hinblick auf Wirkungsgrad, Gewicht und Systemkosten immer noch einiges an Potential. Allmählich zeichnet sich zudem ein häufiger werdender Einsatz im Bereich Industriestromversorgungen ab.
Lange Zeit galt die Photovoltaik mit der Anwendung Solarinverter als ein Schlüsselmarkt für den Einsatz von Wide-Band-Gap-Materialien wie SiC oder GaN. Wohl auf keinem anderen Feld der Stromversorgungstechnik wurde so intensiv um die ständige Verbesserung des Wirkungsgrades gerungen wie in diesem Bereich. Jede Verbesserung um einen weiteren Prozentpunkt war den Herstellern ganzseitige Anzeigenkampagnen wert. Paradiesische Zustände für die Pioniere der SiC-Leistungsschalter, egal ob SiC-MOSFETs oder -JFETs.
Die Vertreibung aus dem Paradies, zumindest in Europa, begann mit dem strukturellen Umbruch der PV-Branche in Deutschland. Ein Blick auf die Umsatzentwicklung der namhaften Solarinverter-Hersteller in Zentraleuropa spricht Bände. Marktführer wie SMA haben ihren Umsatz innerhalb weniger Jahre zum Teil mehr als halbiert. »Wechselrichter-Hersteller stehen zur Zeit unter einem enormen Kostendruck«, versichert Ralf Maier, Vertriebsleiter von Rusol, »vor diesem Hintergrund betrachten sie die Einführung neuer Bauelemente inzwischen sehr differenziert«.
SiC und GaN für Solarinverter?
Thomas Herold, Produktmanager bei IBC Solar, bestätigt das und verweist auf die eigene Handelsware: »Keiner unserer Hersteller, ob das nun Danfoss, Fronius, SMA oder Sungrow ist, bietet derzeit ein marktreifes Produkt mit SiC-Technologie an oder plant die Markteinführung eines solchen Produkts in naher Zukunft.« Wenn es um den Einsatz von SiC-MOSFETs geht, handelt es sich nach seiner Einschätzung derzeit ausschließlich um Forschungsapplikationen, »eine breite Markteinführung von Wechselrichtern mit SiC-MOSFETs in den nächsten Jahren halte ich für unwahrscheinlich«.
Dabei war die Branche in diesem Punkt schon mal weiter: Eine Reihe von Herstellern hatte Produkte mit SiC-MOSFETs in der Pipeline, wie Dieter Liesabeths, Director Power Sales EMEA bei Cree Power, versichert, nur wurden diesen Pläne dann letztlich nicht oder kaum realisiert, entsprechende Designs wieder auf klassische Silizium-Lösungen zurückdesignt. Aus Sicht von Thomas Grasshoff, Head of Strategic Marketing bei Semikron, eine absolut kostengetriebene Entscheidung: »Mit 3-Level Topologien kann man im Solarinverter eben einen besseren Trade-off zwischen Kosten und Wirkungsgrad erzielen als mit dem Einsatz von SiC«, so der Semikron-Manager, »im Booster dagegen hat SiC nach wie vor seine Berechtigung«.
»Die entscheidende Frage lautet: wieviel Dollar pro Kilowatt?«, stellt Wolfgang Ademmer, Vice President High-Power Products bei Power Integrations, fest, »es ist aber zu beobachten, dass sich technisch getriebene Lösungen besser am Markt etablieren können. Sie verlieren langsam ihren Exotenstatus.« Diesen Trend beobachtet Ademmer aber immer häufiger in Traktionsanwendungen, weshalb er zu der Überzeugung gekommen ist, »dass Solar heute nicht mehr der Leitmarkt für Wide-Band-Gap-Materialien wie SiC oder GaN ist«.
Es gibt aber noch einen Aspekt, warum sich speziell die Bedeutung von SiC-MOSFET-Applikationen für Solarinverter in den letzten Jahren verändert hat: »Bei Eigenverbrauchsanlagen ist der Wirkungsgrad weniger bedeutungsvoll als bei Einspeiseanlagen«, erläutert Ulrich Winter, Vertriebsleiter Solar Energy bei Fronius. Angesichts von Wechselrichter-Wirkungsgraden, die inzwischen bei 98 bis 99 Prozent angekommen seien, werde SiC vermutlich in Zukunft zunehmend zum Einsatz kommen, aber kein Fokus-Thema sein. Da ist es auch nur wenig verwunderlich, dass Winter davon ausgeht, dass GaN noch einige Zeit eher im Bereich der Forschungsapplikationen zu finden sein wird.
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