El costo de un sistema de almacenamiento de energía se compone principalmente de baterías e inversores. La suma de ambos constituye el 80% del costo de un sistema de almacenamiento electroquímico, del cual el inversor representa el 20%. El cristal bipolar de rejilla aislante IGBT es la materia prima inicial del inversor. El rendimiento del IGBT determina el rendimiento del inversor, representando entre el 20% y el 30% de su valor.
El papel principal del IGBT en el campo del almacenamiento de energía es el de transformador, conversión de frecuencia, conversión de intervolución, etc., que es un dispositivo indispensable en aplicaciones de almacenamiento de energía.
Figura: Módulo IGBT
Las materias primas utilizadas en las variables de almacenamiento de energía incluyen IGBT, capacitancia, resistencia, resistencia eléctrica, PCB, etc. Entre ellas, los IGBT aún dependen principalmente de las importaciones. Aún existe una brecha tecnológica entre los IGBT nacionales y los líderes mundiales. Sin embargo, con el rápido desarrollo de la industria china de almacenamiento de energía, se prevé que el proceso de nacionalización de los IGBT también se acelere.
Valor de la aplicación del almacenamiento de energía IGBT
En comparación con la energía fotovoltaica, el valor del almacenamiento de energía IGBT es relativamente alto. El almacenamiento de energía utiliza más IGBT y SIC, con dos enlaces: DC/DC y DC/AC, incluyendo dos soluciones: un sistema de almacenamiento de energía integrado y un sistema de almacenamiento de energía independiente. En el sistema de almacenamiento de energía independiente, la cantidad de dispositivos semiconductores de potencia es aproximadamente 1,5 veces mayor que en la fotovoltaica. Actualmente, el almacenamiento óptico puede representar más del 60-70%, y un sistema de almacenamiento de energía independiente representa el 30%.
Figura: Módulo IGBT BYD
Los IGBT tienen una amplia gama de aplicaciones, lo que los hace más ventajosos que los MOSFET en los inversores de almacenamiento de energía. En proyectos reales, los IGBT han reemplazado gradualmente a los MOSFET como dispositivo principal de los inversores fotovoltaicos y la generación de energía eólica. El rápido desarrollo de la industria de generación de energía de nueva generación se convertirá en un nuevo motor para la industria de los IGBT.
IGBT es el dispositivo central para la transformación y transmisión de energía.
IGBT puede entenderse completamente como un transistor que controla el flujo electrónico bidireccional (multidireccional) con control de válvula.
Un IGBT es un dispositivo semiconductor de potencia compuesto, controlado por voltaje y con control total, compuesto por un triodo bipolar BJT y un tubo de efecto de campo con rejilla aislante. Las ventajas se basan en dos aspectos de la caída de presión.
Figura: Diagrama esquemático de la estructura del módulo IGBT
La función de conmutación del IGBT consiste en formar un canal añadiendo un positivo a la tensión de compuerta para proporcionar la corriente de base al transistor PNP y así activar el IGBT. A la inversa, se añade la tensión de compuerta inversa para eliminar el canal, hacer circular la corriente de base inversa y desactivar el IGBT. El método de activación del IGBT es básicamente el mismo que el del MOSFET. Solo necesita controlar el polo de entrada N del MOSFET de un canal, por lo que presenta una alta impedancia de entrada.
IGBT es el dispositivo central para la transformación y transmisión de energía. Se le conoce comúnmente como la "CPU" de los dispositivos electroelectrónicos. Como industria emergente estratégica nacional, se ha utilizado ampliamente en equipos de nuevas energías y otros campos.
Los IGBT ofrecen numerosas ventajas, como alta impedancia de entrada, baja potencia de control, circuito de accionamiento sencillo, alta velocidad de conmutación, alta corriente de estado, menor presión de derivación y bajas pérdidas. Por lo tanto, ofrecen ventajas innegables en el mercado actual.
Por lo tanto, los IGBT se han convertido en el componente más común del mercado actual de semiconductores de potencia. Se utilizan ampliamente en diversas áreas, como la generación de nuevas energías, vehículos eléctricos y estaciones de carga, barcos electrificados, transmisión de CC, almacenamiento de energía, control eléctrico industrial y ahorro energético.
Cifra:InfineonMódulo IGBT
Clasificación IGBT
Según la diferente estructura del producto, IGBT tiene tres tipos: tubo único, módulo IGBT y módulo de potencia inteligente IPM.
Pilas de carga y otros campos (principalmente productos modulares de este tipo que se venden en el mercado actual). El módulo de potencia inteligente IPM se utiliza principalmente en electrodomésticos, como aires acondicionados con inversor y lavadoras con convertidor de frecuencia.
Dependiendo del voltaje del escenario de aplicación, los IGBT tienen tipos como voltaje ultra bajo, voltaje bajo, voltaje medio y voltaje alto.
Entre ellos, el IGBT utilizado por vehículos de nueva energía, control industrial y electrodomésticos es principalmente de voltaje medio, mientras que el tránsito ferroviario, la generación de energía de nueva energía y las redes inteligentes tienen requisitos de voltaje más altos, utilizando principalmente IGBT de alto voltaje.
Los IGBT se presentan principalmente en forma de módulos. Los datos de IHS muestran que la proporción de módulos y tubos individuales es de 3:1. El módulo es un producto semiconductor modular compuesto por el chip IGBT y el chip de diodo continuo (FWD) mediante un puente de circuito personalizado, así como por marcos de plástico, sustratos, etc.
MSituación del mercado:
Las empresas chinas están creciendo rápidamente y actualmente dependen de las importaciones.
En 2022, la industria de IGBT de mi país tuvo una producción de 41 millones, una demanda de aproximadamente 156 millones y una tasa de autoabastecimiento del 26,3 %. Actualmente, el mercado nacional de IGBT está ocupado principalmente por fabricantes extranjeros como Yingfei Ling, Mitsubishi Motors y Fuji Electric, de los cuales Yingfei Ling representa la mayor proporción (15,9 %).
El mercado de módulos IGBT CR3 alcanzó el 56,91%, con una participación total de los fabricantes nacionales Star Director y CRRC del 5,01%. La participación de los tres principales fabricantes en dispositivos IGBT divididos a nivel mundial alcanzó el 53,24%. Los fabricantes nacionales se situaron entre los diez principales con una participación del 3,5%.
Los IGBT se presentan principalmente en forma de módulos. Los datos de IHS muestran que la proporción de módulos y tubos individuales es de 3:1. El módulo es un producto semiconductor modular compuesto por el chip IGBT y el chip de diodo continuo (FWD) mediante un puente de circuito personalizado, así como por marcos de plástico, sustratos, etc.
MSituación del mercado:
Las empresas chinas están creciendo rápidamente y actualmente dependen de las importaciones.
En 2022, la industria de IGBT de mi país tuvo una producción de 41 millones, una demanda de aproximadamente 156 millones y una tasa de autoabastecimiento del 26,3 %. Actualmente, el mercado nacional de IGBT está ocupado principalmente por fabricantes extranjeros como Yingfei Ling, Mitsubishi Motors y Fuji Electric, de los cuales Yingfei Ling representa la mayor proporción (15,9 %).
El mercado de módulos IGBT CR3 alcanzó el 56,91%, con una participación total de los fabricantes nacionales Star Director y CRRC del 5,01%. La participación de los tres principales fabricantes en dispositivos IGBT divididos a nivel mundial alcanzó el 53,24%. Los fabricantes nacionales se situaron entre los diez principales con una participación del 3,5%.
Hora de publicación: 08-jul-2023
