ডায়োড কি শক্তি ব্যবস্থায় ব্যয়ের একটি বড় অনুপাতের জন্য দায়ী?

一, এনার্জি স্টোরেজ সিস্টেম: ডায়োডের খরচের অনুপাত কম, কিন্তু তাদের মান ওজন বেশি
এনার্জি স্টোরেজ সিস্টেমগুলি ডায়োডের চাহিদার মধ্যে সবচেয়ে দ্রুত-ক্রমবর্ধমান ক্ষেত্রগুলির মধ্যে একটি। 2024 সালে বিশ্বব্যাপী শক্তি সঞ্চয়ের বাজারকে উদাহরণ হিসাবে নিলে, ডায়োডের চালানের পরিমাণ 4.2 বিলিয়ন পৌঁছেছে, যার বাজার আকার মাত্র 1.8 বিলিয়ন ইউয়ান, কিন্তু সিস্টেম BOM খরচের উপর এর প্রভাব 11 বিলিয়ন ইউয়ান ছাড়িয়ে গেছে। এই তথ্যটি একটি মূল দ্বন্দ্ব প্রকাশ করে: একটি একক ডায়োডের খরচ কম, কিন্তু এর ব্যবহার বড় এবং সরাসরি সিস্টেমের দক্ষতা এবং জীবনকালের সাথে সম্পর্কিত।

খরচ অনুপাতের 'অদৃশ্য চ্যাম্পিয়ন' প্রভাব
এনার্জি স্টোরেজ সিস্টেমে, ডায়োডের খরচ প্রায় 3% -5%, কিন্তু তিনটি মূল মডিউলের মধ্যে তাদের মূল্য বন্টন অত্যন্ত অসম:

BMS (ব্যাটারি ম্যানেজমেন্ট সিস্টেম): মোট ডায়োড ব্যবহারের 55% জন্য দায়ী, একটি একক 20 ফুট কন্টেইনারের জন্য 1600-1800 টুকরা প্রয়োজন, প্রধানত টিভিএস (ট্রানজিয়েন্ট ভোল্টেজ সাপ্রেসার) এবং স্কোটকি ডায়োড। BMS ডায়োডের মাধ্যমে ব্যাটারি ভারসাম্য, ওভারভোল্টেজ সুরক্ষা এবং ডেটা অধিগ্রহণ অর্জন করে এবং এর কার্যকারিতা সরাসরি ব্যাটারি জীবন এবং সিস্টেম সুরক্ষাকে প্রভাবিত করে।
PCS (এনার্জি স্টোরেজ কনভার্টার): ব্যবহারের 30% জন্য দায়ী, এবং একটি একক 500kW মডেলের জন্য 120-150 দ্রুত পুনরুদ্ধার ডায়োড বা সিলিকন কার্বাইড (SiC) Schottky ডায়োড প্রয়োজন। যখন PCS-এর সুইচিং ফ্রিকোয়েন্সি 16kHz থেকে 50kHz-এর বেশি হয়, তখন সিলিকন-ভিত্তিক FRD (দ্রুত পুনরুদ্ধার ডায়োড) এর বিপরীত পুনরুদ্ধারের ক্ষতি 1% ছাড়িয়ে যায় এবং ক্ষতি কমাতে অবশ্যই SiC ডায়োড দিয়ে প্রতিস্থাপন করতে হবে।
অক্জিলিয়ারী পাওয়ার সাপ্লাই এবং থার্মাল ম্যানেজমেন্ট: ব্যবহারের 15% জন্য অ্যাকাউন্টিং, যদিও গ্রস প্রফিট মার্জিন সবচেয়ে বেশি, ডায়োডগুলি এই দৃশ্যে বজ্র সুরক্ষা এবং ইলেক্ট্রোস্ট্যাটিক সুরক্ষার মতো প্রান্ত ফাংশনের জন্য বেশি দায়ী৷
প্রযুক্তিগত পুনরাবৃত্তি খরচ কাঠামো ব্যাহত
এনার্জি স্টোরেজ সিস্টেমগুলিকে 1500V উচ্চ ভোল্টেজ প্ল্যাটফর্মে আপগ্রেড করার সাথে সাথে, ডায়োডগুলির প্রযুক্তিগত থ্রেশহোল্ড এবং খরচ কাঠামো পুনর্গঠন করা হচ্ছে:

উচ্চ ভোল্টেজ রূপান্তর: TVS-এর ক্ল্যাম্পিং ভোল্টেজ 40V থেকে 60V-এ বৃদ্ধি করা হয়েছে, যার জন্য ডায়োডগুলির উচ্চ ভোল্টেজ প্রতিরোধের এবং দ্রুত প্রতিক্রিয়া গতির প্রয়োজন।
উচ্চ ফ্রিকোয়েন্সি: পিসিএস স্যুইচিং ফ্রিকোয়েন্সি বৃদ্ধির ফলে সিলিকন-ভিত্তিক ডায়োডের ক্ষতি বেড়েছে, যার ফলে SiC ডায়োডের অনুপ্রবেশের হার 2024 সালে 12% থেকে 2027 সালে 38%-এ উন্নীত হয়েছে, যার ফলে গড় দামে 7% -9% বার্ষিক বৃদ্ধি হয়েছে৷
উচ্চ তাপমাত্রা: ব্যাটারি ক্লাস্টারের ভিতরে তাপমাত্রার পার্থক্য 3 ডিগ্রীর কম বা সমান হওয়া প্রয়োজন এবং তাপমাত্রা সংবেদনশীল টিভিএস ডায়োডগুলি আদর্শ হয়ে উঠেছে। গার্হস্থ্য নির্মাতারা DFN8 × 8 প্যাকেজিং প্রযুক্তির মাধ্যমে তাপীয় প্রতিরোধের 0.35K/W এবং জংশনের তাপমাত্রা 25 ডিগ্রিতে কমিয়েছে, যার ফলে PCS 65 ডিগ্রি পরিবেষ্টিত তাপমাত্রায়ও সম্পূর্ণ লোডে কাজ করতে পারে। রেডিয়েটারের অ্যালুমিনিয়াম উপাদান 30% হ্রাস করা হয়েছে, এবং সিস্টেম খরচ 0.015 ইউয়ান/ওয়াট কমেছে।
কেস: সানশাইন পাওয়ারের 1500V এনার্জি স্টোরেজ সিস্টেম, যা 2025 সালে চালু হয়েছে, PCS দক্ষতা 1.2% বৃদ্ধি করতে SiC ডায়োড এবং অপ্টিমাইজড প্যাকেজিং প্রযুক্তি ব্যবহার করে, সিস্টেম খরচ প্রতি কিলোওয়াট ঘন্টায় (LCOS) 0.03 ইউয়ান/kWh কমাতে এবং প্রকল্পের নেট বর্তমান মান (NPV) দ্বারা 8% বৃদ্ধি করে৷

2, ফটোভোলটাইক সিস্টেম: খরচ খেলা এবং ডায়োডের দক্ষতা ভারসাম্য
ফটোভোলটাইক সিস্টেমগুলি ডায়োড অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য সবচেয়ে পরিণত ক্ষেত্রগুলির মধ্যে একটি, তবে তাদের খরচের অনুপাত এবং প্রযুক্তিগত রুট নির্বাচন নিয়ে সর্বদা বিতর্ক রয়েছে। একটি উদাহরণ হিসাবে উপাদান স্তর বাইপাস ডায়োড গ্রহণ, যদিও তাদের খরচ অনুপাত কম, তারা সরাসরি সিস্টেমের শক্তি উৎপাদন এবং নির্ভরযোগ্যতা প্রভাবিত করে।

1. বাইপাস ডায়োডের "খরচ-বেনিফিট" প্যারাডক্স
প্রথাগত ফটোভোলটাইক মডিউলগুলিতে, বাইপাস ডায়োডের খরচ প্রায় 0.1% -0.3%, কিন্তু তাদের ভূমিকা অপরিবর্তনীয়:

হট স্পট সুরক্ষা: যখন উপাদানটি আংশিকভাবে বাধাগ্রস্ত হয়, তখন বাইপাস ডায়োড হট স্পট প্রভাবকে ব্যাটারি কোষটি পুড়িয়ে ফেলা থেকে রোধ করতে কারেন্ট পরিচালনা করতে পারে।
বিদ্যুৎ উৎপাদনের গ্যারান্টি: গণনা অনুসারে, বাইপাস ডায়োড ছাড়া উপাদানগুলি আংশিকভাবে বাধাগ্রস্ত পরিস্থিতিতে তাদের 30% এর বেশি বিদ্যুৎ উৎপাদন হারাতে পারে।
যাইহোক, কম্পোনেন্ট পাওয়ার 700W এর উপরে বেড়ে গেলে, বাইপাস ডায়োডের জন্য খরচ অপ্টিমাইজেশান স্থান সংকুচিত হয়:

উপাদান ব্যয় হ্রাস: ডায়োডের সংখ্যা হ্রাস করে এবং জংশন বাক্সের নকশা অপ্টিমাইজ করে, একটি একক উপাদানের উপাদান ব্যয় 6-7 ইউয়ান হ্রাস করা যেতে পারে।
উত্পাদন দক্ষতার উন্নতি: ওয়েল্ডিং পয়েন্টের সংখ্যা 6 থেকে 2 এ হ্রাস করা হয়েছে, ভার্চুয়াল ঢালাইয়ের হার 50% হ্রাস পেয়েছে এবং উত্পাদন চক্র 20% বৃদ্ধি পেয়েছে।
লুকানো খরচ নির্মূল: গ্রাহকের অভিযোগ এবং ডায়োড বার্নআউট, বজ্রপাত/ইলেক্ট্রোস্ট্যাটিক ক্ষতি ইত্যাদির কারণে ক্ষতিপূরণের মতো ঝুঁকি দূর করুন।
2. বুদ্ধিমান ফটোভোলটাইক্সের যুগে ডায়োড উদ্ভাবন
বুদ্ধিমান ফটোভোলটাইক সিস্টেমে, ডায়োডগুলি প্যাসিভ সুরক্ষা উপাদান থেকে সক্রিয় নিয়ন্ত্রণ নোডে আপগ্রেড হচ্ছে:

আদর্শ ডায়োড কন্ট্রোলার: মাইক্রোভোল্ট স্তরের ভোল্টেজ পার্থক্য সনাক্তকরণ এবং দ্রুত প্রতিক্রিয়ার মাধ্যমে (<1 μ s), the software definition of diode function is achieved, reducing losses by 0.2% -0.3%.
MPPT (সর্বোচ্চ পাওয়ার পয়েন্ট ট্র্যাকিং) ইন্টিগ্রেশন: কম্পোনেন্ট লেভেল অপ্টিমাইজেশান দক্ষতা উন্নত করতে DC/DC রূপান্তরকারীদের সাথে ডায়োডগুলিকে একীভূত করা। কিংহাইতে 20MW গোলমুড পাওয়ার স্টেশনের কেস স্টাডি দেখায় যে এই জাতীয় সমাধান বার্ষিক বিদ্যুৎ উৎপাদন 2% -3% বৃদ্ধি করতে পারে।
3, বৈদ্যুতিক যানবাহন: ডায়োডের 'ছোট খরচ, বড় প্রভাব'
বৈদ্যুতিক যানবাহন ডায়োডের চাহিদার জন্য দ্রুততম-বর্ধনশীল সাব মার্কেটগুলির মধ্যে একটি। 2024 সালে, চীনা স্বয়ংচালিত ডায়োডগুলির বাজারের আকার 5.8 বিলিয়ন ইউয়ানে পৌঁছাবে, যার মধ্যে পাওয়ারট্রেন সিস্টেমের জন্য 25.9%, যা প্রধানত ব্যাটারি পরিচালনা, মোটর নিয়ন্ত্রণ এবং শক্তি পুনরুদ্ধার সিস্টেমে ব্যবহৃত হয়।

1. ব্যাটারি ম্যানেজমেন্ট সিস্টেমের "নির্ভুল ভালভ"
বিএমএস-এ, ডায়োডগুলি ব্যাটারি ভারসাম্য, ওভারভোল্টেজ সুরক্ষা এবং নিরোধক পর্যবেক্ষণের মতো মূল কাজগুলি পরিচালনা করে

সক্রিয় ভারসাম্য: ব্যাটারির মধ্যে শক্তি স্থানান্তর অর্জনের জন্য MOSFET এবং ডায়োডগুলিকে একত্রিত করার মাধ্যমে, ভারসাম্য দক্ষতা 95% এর উপরে উন্নত হয়।
উচ্চ ভোল্টেজ নিরাপত্তা: 1200V SiC ডায়োড 800V উচ্চ ভোল্টেজ প্ল্যাটফর্মের প্রয়োজনীয়তা পূরণ করতে পারে, বিপরীত পুনরুদ্ধারের সময় 10ns-এর কম এবং সুইচ লস 30% হ্রাস করে।
2. মোটর কন্ট্রোল সিস্টেমের দক্ষতা লিভার
মোটর কন্ট্রোলারগুলিতে, ডায়োডগুলি IGBT/SiC MOSFET-এর সাথে একত্রে কাজ করে এবং তাদের কর্মক্ষমতা সরাসরি সিস্টেমের দক্ষতাকে প্রভাবিত করে:

SiC ডায়োড প্রতিস্থাপন: SiC ডায়োড ব্যবহার করে মোটর কন্ট্রোলারের কার্যকারিতা 1% -2% এবং পরিসর 5% -8% বৃদ্ধি করতে পারে।
প্যাকেজিং অপ্টিমাইজেশান: কপার ক্লিপ বাইন্ডিং এবং সিলভার সিন্টারিং প্রযুক্তি ব্যবহার করে, ডায়োডের তাপীয় প্রতিরোধের 50% হ্রাস করা হয়, যার ফলে জংশনের তাপমাত্রা 200 ডিগ্রি বাড়তে পারে এবং তাপ সিঙ্কের পরিমাণ 30% কমিয়ে দেয়।
4, খরচ অনুপাত এবং মূল্য পুনর্গঠনের বিভ্রম
ডেটা থেকে, এনার্জি সিস্টেমে ডায়োডের খরচের অনুপাত সাধারণত 5% এর কম, তবে তাদের মূল্য পুনর্গঠনের যুক্তি অনেক বেশি খরচের চেয়ে বেশি:

কার্যকারিতা লিভারেজ: ডায়োডের ক্ষতিতে প্রতি 0.1% হ্রাসের জন্য, প্রতি কিলোওয়াট ঘন্টায় শক্তি সঞ্চয় সিস্টেমের খরচ 0.005 ইউয়ান/কিলোওয়াট কমানো যেতে পারে এবং প্রকল্পের IRR (আভ্যন্তরীণ রিটার্নের হার) 1-2 শতাংশ পয়েন্ট বৃদ্ধি করা যেতে পারে।
নির্ভরযোগ্যতা গুণক: ডায়োড ব্যর্থতার হারের মাত্রা হ্রাসের প্রতিটি অর্ডারের জন্য, সিস্টেম রক্ষণাবেক্ষণের খরচ 30% -50% কমানো যেতে পারে এবং জীবনকাল 5-8 বছর বাড়ানো যেতে পারে।
প্রযুক্তিগত পুনরাবৃত্তি ত্বরণকারী: SiC ডায়োডের জনপ্রিয়করণ শক্তি সঞ্চয় ব্যবস্থার শক্তি ঘনত্ব 16%, ফটোভোলটাইক মডিউলগুলির শক্তি উৎপাদন 2% -3% এবং বৈদ্যুতিক যানবাহনের পরিসীমা 5% -8% বৃদ্ধি করেছে।