最大の収穫の獲得：太陽光発電用インバーター市場でのSiC・GaNの市場機会の確保

太陽電池用インバーターの市場では、過剰供給や価格圧力により、部品価格の抑制がもっぱらの関心事項となっています。各サプライヤーは性能改善や部品数削減などに取り組んでいますが、最善の解決策は、バンドキャップの広い半導体、特にSiCとGaNを用いたものを搭載することです。こうした半導体は価格維持やLCOE（均等化エネルギー費用）の面で効果があり、特に小型システム（マイクロインバーター、小型ストリングインバーターなど）に大きな競争優位性をもたらします。

当レポートでは、太陽光発電用インバーターに、SiC（炭化ケイ素）・GaN（窒化ガリウム）を用いた半導体を搭載することのメリットや、現在の技術活用・製品開発状況、今後の市場の見通しなどを分析して、その結果を概略以下の構成でお届けします。

エグゼクティブ・サマリー

• GaN-on-SiおよびSiC-on-SiCの導入は、マイクロインバーター部門が最も早い

情勢

• 信頼性向上・LCOE（均等化エネルギー費用）引き下げへの対応が、SiC・GaNの利用を促進する
  • GaNとSiCには、直接的な性能向上効果の他にも、間接的なコスト引き下げ効果がある
  • 太陽電池の設備容量は、2018年には61GWとほぼ倍増となる
  • GaNとSiCの双方にとり、基盤素材の選択は、心に留めておくべき重要な変動要素である
  • インバーターの性能分析が、ディスクリート装置部品の選択を説明する
• 結論

分析

• 効率改善の余地が限られているにも関わらず、GaNとSiCは大きな利点がある
  • SiCダイオード・トランジスタつき回路は、個々のインバーターのケースでは、Si混載回路と最適の組み合わせとなる
  • 太陽周期を考慮に入れれば、付加的な環境発電（エネルギーハーベスティング）と同様の効果が得られる
• 最小のインバーターが、SiC・GaNに関して最大の価格クッション効果をもたらす
  • SiCとGaNが、小型インバーターに関して最大のLCOE改善効果をもたらす
  • 「小型インバーター・小型の用途」が、SiCとGaNにとって最善のエントリーポイントである

将来展望

付録

脚注

LUX RESEARCHについて

Inverters' importance in the solar market has only been emphasized by the oversupply and price pressure that has driven down the cost of components around it. Suppliers are doing their part to reduce costs as well, with incremental improvements in efficiency and component count reduction, but the holy grail for solar inverters is the implementation of wide bandgap semiconductors - specifically, silicon carbide (SiC) and gallium nitride (GaN). The performance benefits from both are such that inverter suppliers could charge a premium price and still achieve a significantly lower levelized cost of electricity (LCOE). As devices featuring GaN and SiC hit the market, they'll hold the biggest competitive advantage in small systems - microinverters and small string inverters, for residential and commercial solar installations - with a powerful proposition: increasing margins on electricity sold through leases and power purchase agreements (PPAs).

Table of Contents

• Executive Summary
• Microinverters are the Fastest to Adopt GaN-on-Si and SiC-on-SiC
• Landscape
• Ability to Deliver Lower LCOE with Higher Reliability will Drive SiC and GaN Adoption
• GaN and SiC Offer Indirect Cost Savings in Addition to Direct Performance Benefits
• Solar Installations are Set to Nearly Double to 61 GW in 2018
• For Both GaN and SiC, the Choice of Substrate Materials is an Important Variation to Bear in Mind
• Performance Analysis of Inverters Accounts for Choice in Discrete Device Components
• Landscape Conclusions
• Analysis
• Despite Little Room for Efficiency Improvement, GaN and SiC Pose Significant Benefits
• Circuits with SiC Diodes and Transistors Best the Si-mix Circuits in Each Inverter Case
• When Solar Cycling is Applied, Added Energy Harvest Trends Similarly
• The Smallest Inverters have the Biggest Price Cushions for SiC and GaN
• SiC and GaN Offer the Best LCOE Improvement in Smaller Inverters
• Small Inverters, Small Applications are the Best Entry Point for SiC and GaN
• Outlook
• Appendix
• Endnotes
• About Lux Research