Il costo di un sistema di accumulo di energia è composto principalmente da batterie e inverter per l'accumulo di energia. La somma dei due elementi costituisce l'80% del costo di un sistema di accumulo di energia elettrochimico, di cui l'inverter per l'accumulo di energia rappresenta il 20%. Il cristallo bipolare isolante a griglia IGBT è la materia prima a monte dell'inverter per l'accumulo di energia. Le prestazioni dell'IGBT determinano le prestazioni dell'inverter per l'accumulo di energia, rappresentando il 20%-30% del valore dell'inverter.
Il ruolo principale dell'IGBT nel campo dell'accumulo di energia è quello di trasformatore, conversione di frequenza, conversione di intervoluzione, ecc., che è un dispositivo indispensabile nelle applicazioni di accumulo di energia.
Figura: Modulo IGBT
Le materie prime a monte delle variabili di accumulo di energia includono IGBT, capacità, resistenza, resistenza elettrica, PCB, ecc. Tra queste, l'IGBT dipende ancora principalmente dalle importazioni. Esiste ancora un divario tra l'IGBT nazionale a livello tecnologico e i leader mondiali. Tuttavia, con il rapido sviluppo del settore dell'accumulo di energia in Cina, si prevede un'accelerazione anche del processo di domesticazione dell'IGBT.
Valore dell'applicazione dell'accumulo di energia IGBT
Rispetto al fotovoltaico, il valore dell'accumulo di energia tramite IGBT è relativamente elevato. L'accumulo di energia utilizza più IGBT e SIC, coinvolgendo due collegamenti: DCDC e DCAC, includendo due soluzioni, ovvero l'accumulo ottico integrato e un sistema di accumulo di energia separato. Nel sistema di accumulo di energia indipendente, la quantità di dispositivi a semiconduttore di potenza è circa 1,5 volte superiore a quella del fotovoltaico. Attualmente, l'accumulo ottico può rappresentare oltre il 60-70%, mentre un sistema di accumulo di energia separato rappresenta il 30%.
Figura: modulo BYD IGBT
L'IGBT offre un'ampia gamma di livelli applicativi, il che lo rende più vantaggioso rispetto al MOSFET negli inverter per l'accumulo di energia. Nei progetti concreti, l'IGBT ha gradualmente sostituito il MOSFET come dispositivo principale degli inverter fotovoltaici e della generazione di energia eolica. Il rapido sviluppo del settore della generazione di energia di nuova generazione diventerà un nuovo motore trainante per l'industria IGBT.
L'IGBT è il dispositivo principale per la trasformazione e la trasmissione dell'energia
L'IGBT può essere pienamente compreso come un transistor che controlla il flusso elettronico bidirezionale (multidirezionale) con controllo della valvola.
L'IGBT è un dispositivo semiconduttore di potenza composito a controllo completo, pilotato da tensione, composto da un triodo bipolare BJT e da un tubo a effetto di campo con griglia isolante. I vantaggi di due aspetti della caduta di pressione.
Figura: Diagramma schematico della struttura del modulo IGBT
La funzione di commutazione dell'IGBT è quella di formare un canale aggiungendo una tensione positiva alla tensione di gate per fornire la corrente di base al transistor PNP che pilota l'IGBT. Viceversa, aggiungendo la tensione di gate inversa si elimina il canale, si lascia passare la corrente di base inversa e si spegne l'IGBT. Il metodo di pilotaggio dell'IGBT è sostanzialmente lo stesso di quello del MOSFET. Deve controllare solo il polo di ingresso N del MOSFET a un canale, quindi ha caratteristiche di elevata impedenza di ingresso.
L'IGBT è il dispositivo principale per la trasformazione e la trasmissione dell'energia. È comunemente noto come "CPU" dei dispositivi elettrici ed elettronici. In quanto settore emergente strategico a livello nazionale, è stato ampiamente utilizzato in nuove apparecchiature energetiche e in altri settori.
Gli IGBT presentano numerosi vantaggi, tra cui elevata impedenza di ingresso, bassa potenza di controllo, circuito di pilotaggio semplice, elevata velocità di commutazione, elevata corrente di stato, ridotta pressione di deviazione e perdite ridotte. Pertanto, presentano vantaggi assoluti nell'attuale contesto di mercato.
Pertanto, l'IGBT è diventato il più diffuso nel mercato attuale dei semiconduttori di potenza. È ampiamente utilizzato in molti settori, come la generazione di energia da nuove fonti, i veicoli elettrici e le stazioni di ricarica, le navi elettrificate, la trasmissione in corrente continua, l'accumulo di energia, il controllo elettrico industriale e il risparmio energetico.
Figura:InfineonModulo IGBT
Classificazione IGBT
In base alla diversa struttura del prodotto, l'IGBT è di tre tipi: monotubo, modulo IGBT e modulo di potenza intelligente IPM.
(Pale di ricarica) e altri settori (principalmente prodotti modulari di questo tipo venduti sul mercato attuale). Il modulo di alimentazione intelligente IPM è ampiamente utilizzato principalmente nel settore degli elettrodomestici, come i condizionatori inverter e le lavatrici a conversione di frequenza.
A seconda della tensione dello scenario applicativo, gli IGBT sono di tipo: bassissima tensione, bassa tensione, media tensione e alta tensione.
Tra questi, l'IGBT utilizzato dai veicoli a nuova energia, dai controlli industriali e dagli elettrodomestici è principalmente a media tensione, mentre il trasporto ferroviario, la generazione di energia da nuova energia e le reti intelligenti hanno requisiti di tensione più elevati, utilizzando principalmente IGBT ad alta tensione.
Gli IGBT si presentano principalmente sotto forma di moduli. I dati IHS mostrano che la proporzione tra moduli e singolo tubo è di 3:1. Il modulo è un prodotto semiconduttore modulare costituito dal chip IGBT e dal chip FWD (diodo continuo) tramite un ponte di circuito personalizzato e tramite telai, substrati e supporti in plastica, ecc.
Msituazione di mercato:
Le aziende cinesi stanno crescendo rapidamente e attualmente dipendono dalle importazioni
Nel 2022, l'industria IGBT del mio Paese aveva una produzione di 41 milioni, con una domanda di circa 156 milioni e un tasso di autosufficienza del 26,3%. Attualmente, il mercato interno degli IGBT è occupato principalmente da produttori esteri come Yingfei Ling, Mitsubishi Motor e Fuji Electric, di cui la quota maggiore è detenuta da Yingfei Ling, pari al 15,9%.
Il mercato dei moduli IGBT CR3 ha raggiunto il 56,91%, mentre la quota totale dei produttori nazionali Star Director e CRRC, pari al 5,01%, è stata del 5,01%. La quota di mercato dei primi tre produttori di dispositivi split IGBT globali ha raggiunto il 53,24%. I produttori nazionali sono entrati nella top ten dei dispositivi IGBT globali con una quota di mercato del 3,5%.
Gli IGBT si presentano principalmente sotto forma di moduli. I dati IHS mostrano che la proporzione tra moduli e singolo tubo è di 3:1. Il modulo è un prodotto semiconduttore modulare costituito dal chip IGBT e dal chip FWD (diodo continuo) tramite un ponte di circuito personalizzato e tramite telai, substrati e supporti in plastica, ecc.
Msituazione di mercato:
Le aziende cinesi stanno crescendo rapidamente e attualmente dipendono dalle importazioni
Nel 2022, l'industria IGBT del mio Paese aveva una produzione di 41 milioni, con una domanda di circa 156 milioni e un tasso di autosufficienza del 26,3%. Attualmente, il mercato interno degli IGBT è occupato principalmente da produttori esteri come Yingfei Ling, Mitsubishi Motor e Fuji Electric, di cui la quota maggiore è detenuta da Yingfei Ling, pari al 15,9%.
Il mercato dei moduli IGBT CR3 ha raggiunto il 56,91%, mentre la quota totale dei produttori nazionali Star Director e CRRC, pari al 5,01%, è stata del 5,01%. La quota di mercato dei primi tre produttori di dispositivi split IGBT globali ha raggiunto il 53,24%. I produttori nazionali sono entrati nella top ten dei dispositivi IGBT globali con una quota di mercato del 3,5%.
Data di pubblicazione: 08-07-2023
