क्या ऊर्जा प्रणाली में लागत का एक बड़ा हिस्सा डायोड का होता है?

दूसरा, ऊर्जा भंडारण प्रणाली: डायोड का लागत अनुपात कम है, लेकिन उनका मूल्य भार अधिक है
ऊर्जा भंडारण प्रणालियाँ डायोड की मांग में सबसे तेजी से बढ़ते क्षेत्रों में से एक हैं। उदाहरण के तौर पर 2024 में वैश्विक ऊर्जा भंडारण बाजार को लेते हुए, डायोड की शिपमेंट मात्रा 4.2 बिलियन तक पहुंच गई, जिसका बाजार आकार केवल 1.8 बिलियन युआन था, लेकिन सिस्टम बीओएम लागत पर इसका प्रभाव 11 बिलियन युआन से अधिक हो गया। यह डेटा एक प्रमुख विरोधाभास को उजागर करता है: एकल डायोड की लागत कम है, लेकिन इसका उपयोग बड़ा है और सीधे सिस्टम दक्षता और जीवनकाल से संबंधित है।

लागत अनुपात का 'अदृश्य चैंपियन' प्रभाव
ऊर्जा भंडारण प्रणालियों में, डायोड की लागत लगभग 3% -5% होती है, लेकिन तीन कोर मॉड्यूल के बीच उनका मूल्य वितरण बेहद असमान है:

बीएमएस (बैटरी प्रबंधन प्रणाली): कुल डायोड उपयोग का 55%, एक 20 फुट कंटेनर के लिए 1600-1800 टुकड़ों की आवश्यकता होती है, मुख्य रूप से टीवीएस (ट्रांसिएंट वोल्टेज सप्रेसर) और शोट्की डायोड। बीएमएस डायोड के माध्यम से बैटरी संतुलन, ओवरवॉल्टेज सुरक्षा और डेटा अधिग्रहण प्राप्त करता है, और इसका प्रदर्शन सीधे बैटरी जीवन और सिस्टम सुरक्षा को प्रभावित करता है।
PCS (एनर्जी स्टोरेज कन्वर्टर): उपयोग का 30% हिस्सा है, और एक 500kW मॉडल के लिए 120 - 150 फास्ट रिकवरी डायोड या सिलिकॉन कार्बाइड (SiC) शोट्की डायोड की आवश्यकता होती है। जब पीसीएस की स्विचिंग आवृत्ति 16kHz से बढ़कर 50kHz से अधिक हो जाती है, तो सिलिकॉन-आधारित FRD (फास्ट रिकवरी डायोड) का रिवर्स रिकवरी नुकसान 1% से अधिक हो जाता है और नुकसान को कम करने के लिए इसे SiC डायोड से बदला जाना चाहिए।
सहायक बिजली आपूर्ति और थर्मल प्रबंधन: उपयोग का 15% हिस्सा, हालांकि सकल लाभ मार्जिन सबसे अधिक है, इस परिदृश्य में डायोड बिजली संरक्षण और इलेक्ट्रोस्टैटिक संरक्षण जैसे किनारे के कार्यों के लिए अधिक जिम्मेदार हैं।
तकनीकी पुनरावृत्ति लागत संरचना को बाधित करती है
ऊर्जा भंडारण प्रणालियों को 1500V उच्च -वोल्टेज प्लेटफार्मों में अपग्रेड करने के साथ, डायोड की तकनीकी सीमा और लागत संरचना का पुनर्गठन किया जा रहा है:

उच्च वोल्टेज रूपांतरण: टीवीएस के क्लैंपिंग वोल्टेज को 40V से बढ़ाकर 60V कर दिया गया है, जिससे डायोड को उच्च वोल्टेज प्रतिरोध और तेज़ प्रतिक्रिया गति की आवश्यकता होती है।
उच्च आवृत्ति: पीसीएस स्विचिंग आवृत्ति में वृद्धि से सिलिकॉन आधारित डायोड में घाटे में वृद्धि हुई है, जिससे SiC डायोड की प्रवेश दर 2024 में 12% से बढ़कर 2027 में 38% हो गई है, जिससे औसत कीमतों में 7% -9% की वार्षिक वृद्धि हुई है।
उच्च तापमान: बैटरी क्लस्टर के अंदर तापमान का अंतर 3 डिग्री से कम या उसके बराबर होना आवश्यक है, और तापमान संवेदनशील टीवीएस डायोड मानक बन गए हैं। घरेलू निर्माताओं ने DFN8 × 8 पैकेजिंग तकनीक के माध्यम से थर्मल प्रतिरोध को 0.35K/W और जंक्शन तापमान को 25 डिग्री तक कम कर दिया है, जिससे पीसीएस 65 डिग्री के परिवेश तापमान पर भी पूर्ण लोड पर काम कर सकता है। रेडिएटर की एल्यूमीनियम सामग्री 30% कम हो गई है, और सिस्टम लागत 0.015 युआन/डब्ल्यू कम हो गई है।
केस: सनशाइन पावर की 1500V ऊर्जा भंडारण प्रणाली, जिसे 2025 में लॉन्च किया गया था, पीसीएस दक्षता को 1.2% तक बढ़ाने के लिए SiC डायोड और अनुकूलित पैकेजिंग तकनीक का उपयोग करती है, सिस्टम लागत प्रति किलोवाट घंटे (LCOS) को 0.03 युआन/kWh तक कम करती है, और परियोजना शुद्ध वर्तमान मूल्य (NPV) को 8% तक बढ़ाती है।

2, फोटोवोल्टिक प्रणाली: डायोड की लागत खेल और दक्षता संतुलन
डायोड अनुप्रयोगों के लिए फोटोवोल्टिक सिस्टम सबसे परिपक्व क्षेत्रों में से एक है, लेकिन उनके लागत अनुपात और तकनीकी मार्ग चयन पर हमेशा विवाद रहा है। एक उदाहरण के रूप में घटक स्तर के बाईपास डायोड को लेते हुए, हालांकि उनकी लागत का अनुपात कम है, वे सीधे सिस्टम की बिजली उत्पादन और विश्वसनीयता को प्रभावित करते हैं।

1. बाईपास डायोड का "लागत-लाभ" विरोधाभास
पारंपरिक फोटोवोल्टिक मॉड्यूल में, बाईपास डायोड की लागत लगभग 0.1% -0.3% होती है, लेकिन उनकी भूमिका अपूरणीय है:

हॉट स्पॉट सुरक्षा: जब घटक आंशिक रूप से बाधित होता है, तो बाईपास डायोड हॉट स्पॉट प्रभाव को बैटरी सेल को जलने से रोकने के लिए करंट का संचालन कर सकता है।
बिजली उत्पादन की गारंटी: गणना के अनुसार, आंशिक रूप से बाधित परिदृश्यों में बाईपास डायोड के बिना घटक अपनी बिजली उत्पादन का 30% से अधिक खो सकते हैं।
हालाँकि, जैसे ही घटक शक्ति 700W से अधिक हो जाती है, बाईपास डायोड के लिए लागत अनुकूलन स्थान संकुचित हो जाता है:

सामग्री लागत में कमी: डायोड की संख्या को कम करके और जंक्शन बक्से के डिजाइन को अनुकूलित करके, एकल घटक की सामग्री लागत को 6-7 युआन तक कम किया जा सकता है।
उत्पादन दक्षता में सुधार: वेल्डिंग बिंदुओं की संख्या 6 से घटाकर 2 कर दी गई है, आभासी वेल्डिंग दर में 50% की कमी आई है, और उत्पादन चक्र में 20% की वृद्धि हुई है।
छिपी हुई लागत उन्मूलन: ग्राहकों की शिकायतों और डायोड बर्नआउट, बिजली के हमलों/इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षति आदि के कारण होने वाले मुआवजे जैसे जोखिमों को खत्म करें।
2. बुद्धिमान फोटोवोल्टिक के युग में डायोड नवाचार
बुद्धिमान फोटोवोल्टिक प्रणालियों में, डायोड निष्क्रिय सुरक्षा घटकों से सक्रिय नियंत्रण नोड्स में अपग्रेड हो रहे हैं:

आदर्श डायोड नियंत्रक: माइक्रोवोल्ट स्तर वोल्टेज अंतर का पता लगाने और तेज़ प्रतिक्रिया के माध्यम से (<1 μ s), the software definition of diode function is achieved, reducing losses by 0.2% -0.3%.
एमपीपीटी (अधिकतम पावर प्वाइंट ट्रैकिंग) एकीकरण: घटक स्तर अनुकूलन दक्षता में सुधार के लिए डीसी/डीसी कन्वर्टर्स के साथ डायोड को एकीकृत करना। क़िंगहाई में 20MW गोलमुड पावर स्टेशन के मामले के अध्ययन से पता चलता है कि इस तरह के समाधान से वार्षिक बिजली उत्पादन 2% -3% तक बढ़ सकता है।
3, इलेक्ट्रिक वाहन: डायोड की 'छोटी लागत, बड़ा प्रभाव'
डायोड मांग के लिए इलेक्ट्रिक वाहन सबसे तेजी से बढ़ते उप बाजारों में से एक हैं। 2024 में, चीनी ऑटोमोटिव डायोड का बाजार आकार 5.8 बिलियन युआन तक पहुंच जाएगा, जिसमें पावरट्रेन सिस्टम का हिस्सा 25.9% है, जिसका उपयोग मुख्य रूप से बैटरी प्रबंधन, मोटर नियंत्रण और ऊर्जा रिकवरी सिस्टम में किया जाता है।

1. बैटरी प्रबंधन प्रणाली का "सटीक वाल्व"।
बीएमएस में, डायोड बैटरी संतुलन, ओवरवॉल्टेज सुरक्षा और इन्सुलेशन मॉनिटरिंग जैसे मुख्य कार्य करते हैं

सक्रिय संतुलन: बैटरियों के बीच ऊर्जा हस्तांतरण प्राप्त करने के लिए MOSFETs और डायोड के संयोजन से, संतुलन दक्षता 95% से अधिक हो जाती है।
उच्च वोल्टेज सुरक्षा: 1200V SiC डायोड 800V उच्च वोल्टेज प्लेटफ़ॉर्म की आवश्यकताओं को पूरा कर सकता है, जिसमें रिवर्स रिकवरी का समय 10ns से कम हो जाता है और स्विच हानि 30% कम हो जाती है।
2. मोटर नियंत्रण प्रणाली की दक्षता लीवर
मोटर नियंत्रकों में, डायोड IGBT/SiC MOSFETs के साथ मिलकर काम करते हैं, और उनका प्रदर्शन सीधे सिस्टम दक्षता को प्रभावित करता है:

SiC डायोड प्रतिस्थापन: SiC डायोड का उपयोग मोटर नियंत्रक की दक्षता में 1% -2% तक सुधार कर सकता है और रेंज को 5% -8% तक बढ़ा सकता है।
पैकेजिंग अनुकूलन: कॉपर क्लिप बाइंडिंग और सिल्वर सिंटरिंग तकनीक का उपयोग करके, डायोड का थर्मल प्रतिरोध 50% कम हो जाता है, जिससे जंक्शन तापमान 200 डिग्री तक बढ़ जाता है और हीट सिंक की मात्रा 30% कम हो जाती है।
4, लागत अनुपात और मूल्य पुनर्निर्माण का भ्रम
डेटा से, ऊर्जा प्रणालियों में डायोड का लागत अनुपात आम तौर पर 5% से कम है, लेकिन उनका मूल्य पुनर्निर्माण तर्क लागत से कहीं अधिक है:

दक्षता उत्तोलन: डायोड घाटे में प्रत्येक 0.1% की कमी के लिए, ऊर्जा भंडारण प्रणाली की प्रति किलोवाट घंटे की लागत 0.005 युआन/किलोवाट तक कम की जा सकती है, और परियोजना की आईआरआर (रिटर्न की आंतरिक दर) को 1-2 प्रतिशत अंक तक बढ़ाया जा सकता है।
विश्वसनीयता गुणक: डायोड विफलता दर में कमी के प्रत्येक क्रम के लिए, सिस्टम रखरखाव लागत को 30% -50% तक कम किया जा सकता है, और जीवनकाल को 5-8 साल तक बढ़ाया जा सकता है।
तकनीकी पुनरावृत्ति त्वरक: SiC डायोड के लोकप्रिय होने से ऊर्जा भंडारण प्रणालियों की बिजली घनत्व में 16%, फोटोवोल्टिक मॉड्यूल की बिजली उत्पादन में 2% -3% और इलेक्ट्रिक वाहनों की रेंज में 5% -8% की वृद्धि हुई है।