在自然环境的背景衬托下，几座输电塔屹立其中。

电力基础设施和可再生能源——管理不可预测的自然力量

我们的电力基础设施越来越多地采用风能和光伏发电等可再生能源。半导体如何帮助电网进行调整以确保可靠性和弹性？

电力基础设施
可再生能源
Energy
Renewables
文章

15/01/2026

绿色能源，自然引领！

打开开关，灯就亮了。您的电动汽车可通宵充电。数据中心不间断运行，为人工智能提供动力，并处理我们的数据流。而这一切都需要稳定的电力供应。

随着可再生能源在电网中所占比例的增加，我们面临的挑战也越来越复杂：我们必须利用可靠的半导体技术稳定电网，并扩大其规模，以满足能源密集型应用日益增长的需求。

英飞凌半导体解决方案能够捕捉、引导和管理不可预测的自然力量，并将其转化为可靠的按需电力。

1,650 千兆瓦等待连接
1,650 千兆瓦等待连接
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全球 100,000 千米高压直流线路
全球 100,000 千米高压直流线路
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每年损失 5% 电能
每年损失 5% 电能
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半导体应对现代电网的挑战

我们希望电力供应始终畅通无阻，同时，可再生能源发电有助于实现我们的气候目标。这对能源基础设施，特别是电网提出了新的挑战。毕竟，尽管存在电力波动、远距离输电、双向能源流动和能源密集型终端用途等问题，但电力供应必须始终可靠。

图形高压直流
图形高压直流
图形高压直流

电力波动

由于可再生能源发电取决于天气条件，未来的电网需要平衡电力供应的波动，以便可靠地供电。 电池储能系统（BESS） 和并网逆变器在平衡供需和稳定电网方面发挥着重要作用。

私人绿色能源发电
私人绿色能源发电
私人绿色能源发电

双向能源流动

我们目标实现能源独立，私人绿色能源发电（如屋顶太阳能电池板）正在不断增长。私人发电的过剩能源被输送回配电网，而配电网必须保持稳定和韧性。三相混合太阳能逆变器等智能技术可利用本地储能容量实现能源自给自足，从而促进电网稳定。

双向能量流
双向能量流
双向能量流

地理差距

电力通常在远离消耗地的地方产生，因此需要高效、低损耗的输电。对于近海风能而言，高压直流技术使其能够以最小的损耗将绿色能源输送数百公里，为家庭、办公室和数据中心供电。

数据中心
数据中心
数据中心

能源密集型应用

人工智能数据中心等能源密集型应用正在不断增加。这就是为什么英飞凌要革新未来人工智能数据中心所需的电力传输架构。英飞凌与英伟达合作， 正在开发基于 800 V 高压直流集中发电新架构的下一代电源系统。

聚焦高压直流输电技术：

现代电力基础设施的中流砥柱

当绿色电力需要远距离传输时，它就会走上高速公路。

  • 与交流电（AC）系统相比，高压直流电（HVDC）能以最小的功率损耗将电力传输数百公里。
  • 该系统的核心是：海上和陆上换流站。它们通过地下/海底电缆或架空线路将交流电转换成直流电，并在目的地将直流电转换回交流电。
  • 高压直流输电通常用于两个电网之间的互联，或将海上风电场等远程可再生能源接入主电网。

为什么是高压直流电？

  • 高压直流电具有多种优势，如减少功率损耗、提高可控性和电网稳定性。
  • 长距离输电时，部分电能会因电线电阻而发热损耗。提高电压可以降低电流，进而减少热能损耗。

用于高压直流输电的高性能构件

  • 英飞凌用于功率转换的产品，如集成高压封装（IHV） 外壳中的 3.3 kV、4.5 kV 和 6.5 kV IGBT 模块 或 4.5 kV Press Pack IGBT ，根据功率等级和技术要求安装在换流站中。
  • 数量级的粗略概念：在单个 2 GW 高压直流输电项目中，可安装超过 16,000 个英飞凌 6.5 kV IGBT 模块。
电力基础设施信息图表说明半导体技术的六大电网功能：可再生能源集成、电池存储、电力转换、电网稳定、高压直流输电和双向能量流
电力基础设施信息图表说明半导体技术的六大电网功能：可再生能源集成、电池存储、电力转换、电网稳定、高压直流输电和双向能量流
电力基础设施信息图表说明半导体技术的六大电网功能：可再生能源集成、电池存储、电力转换、电网稳定、高压直流输电和双向能量流

坚韧可靠的电力基础设施解决方案

未来的电网将不仅仅是提供电力。它必须预测和补偿电力波动，防止意外过载，并进行实时通信。

半导体虽然隐藏在幕后，但却是不可或缺的，它能确保将能量输送到需要的地方。英飞凌正在通过各种电压等级的创新技术推动这一发展。

以下是我们的半导体所实现的目标

英飞凌半导体解决方案信息图展示了实现可持续能源系统、电网可靠性和优化电力基础设施的 6 项关键应用
英飞凌半导体解决方案信息图展示了实现可持续能源系统、电网可靠性和优化电力基础设施的 6 项关键应用
英飞凌半导体解决方案信息图展示了实现可持续能源系统、电网可靠性和优化电力基础设施的 6 项关键应用