A Nemzetközi Energia Ügynökség (IEA) korábban kvantitatívan kiadta a „Special Report on Photovoltaic Global Supply Chain”, amely azt mutatja, hogy 2011 óta Kína több mint 50 milliárd dollárt fektetett be a fotovoltaikus berendezések gyártási kapacitásának bővítésére, ami tízszeres. hogy Európáé.Kína több mint 300 000 gyártási munkahelyet teremtett;A kínai fotovoltaikus feldolgozóipar a globális termelési kapacitás legalább 80%-át foglalja el a napelemek összes gyártási szakaszában, a szilícium anyagoktól a szilícium ingotokon, lapkákon át a cellákig és modulokig, amelyek közül a legalacsonyabb a legmagasabb a szilícium anyag (79,4%), és a legmagasabb a szilícium ingot (96,8%).Az IEA továbbá azt jósolja, hogy 2025-re Kína termelési kapacitása bizonyos összeköttetéseken eléri a 95%-ot vagy még többet.

Nem csoda, hogy az IEA a „dominate” szót fogja használni a kínai fotovoltaikus ipar állapotának leírására, sőt azt állítja, hogy ez bizonyos fenyegetést jelent a globális fotovoltaikus ellátási láncra. „…a globális ellátási láncok földrajzi koncentrációja is potenciális kihívásokat jelent, a kormányoknak foglalkozniuk kell vele.” Ha minőségileg nézzük, még érdekesebb, hogy a „New York Times” kommentárja Kína fotovoltaikus iparát tekinti komoly fenyegetésnek.Az utolsó „fenyegetés-elmélet” továbbra is az 5G lehet.

A napelemek azonban nem az egyetlen láncszem a napelem-értékláncban, amelyet a kínai vállalatok uralnak.Ez a cikk a fotovoltaikus energiatermelő rendszerekben egy másik kevésbé ismert, de ugyanolyan kritikus eszközre – a fotovoltaikus inverterre – összpontosít.

Inverter, a fotovoltaik szíve és agya

A fotovoltaikus inverter a napelem modul által generált egyenáramot állítható frekvenciájú váltakozó árammá tudja alakítani, és termelésre és élettartamra használható.Az inverter felelős a fotovoltaikus panelek energiatermelési kapacitásának maximalizálásáért és a rendszerhiba elleni védelemért, beleértve, de nem kizárólagosan az automatikus működési és leállítási funkciókat, a maximális teljesítmény követési vezérlési funkciókat, a hálózatra kapcsolt rendszerek által igényelt funkciók sorozatát stb. .

Más szóval, a fotovoltaikus inverter alapvető funkciója úgy is összefoglalható, hogy követi a fotovoltaikus modulsor maximális kimeneti teljesítményét, és energiáját a legkisebb konverziós veszteséggel és a legjobb áramminőséggel táplálja be a hálózatba.E fotovoltaikus rendszer „szíve és agya” nélkül a jelenlegi napelemek által termelt villamos energia nem lenne elérhető az emberek számára.

Az ipari lánc helyzete szempontjából az inverter a fotovoltaikus ipar downstream részén helyezkedik el, és az áramtermelő rendszer (mindegy milyen formában) kiépítése során lép be a láncszembe.

Költség szempontjából a fotovoltaikus inverterek aránya a költségekben nem magas.Általában az elosztott fotovoltaikus rendszerek aránya magasabb, mint a nagyméretű földi erőműveké.

A jelenlegi fotovoltaikus inverterek többféle osztályozási módszerrel rendelkeznek, amelyek elterjedtebbek és könnyebben érthetők, és terméktípusonként megkülönböztethetők.Főleg négy típusa van: központosított, sztring, elosztott és mikro inverter.Közülük a mikroinverter meglehetősen eltér a másik három eszköztől, és csak kisméretű fotovoltaikus energiatermelő rendszerekben, például otthoni fotovoltaikus rendszerekben használható, és nem alkalmas nagyméretű rendszerekre.

A piaci részesedés szempontjából a string inverterek abszolút domináns pozícióba kerültek, a központosított inverterek nagy különbséggel a második helyen állnak, a többi típus pedig nagyon keveset.A CPIA adatai szerint a string inverterek aránya 69,6%, a központosított inverterek 27,7%, az elosztott inverterek piaci részesedése körülbelül 2,7%, a mikroinverterek pedig nem láthatók.statisztika.

Az ok, amiért a jelenlegi legtöbb inverteres termék húros típusú, az az oka, hogy: az üzemi feszültségtartomány széles és az energiatermelési képesség gyenge fényviszonyok mellett is erős;egyetlen inverter kevés akkumulátor alkatrészt vezérel, általában csak tucatokat, ami jóval kisebb, mint a központosított inverter A generátorok ezrei száma, a váratlan meghibásodások hatása a teljes energiatermelési hatékonyságra viszonylag alacsony;az üzemeltetési és karbantartási költségek alacsonyak, a hibaészlelés viszonylag egyszerű, és hiba esetén a hibaelhárítási idő rövid, a meghibásodás és a karbantartás kevesebb veszteséget okoz.

Hangsúlyozni kell azonban, hogy a nagy erőművek mellett a fotovoltaikus iparnak is számos konkrét alkalmazási forgatókönyve van, és sokféle elosztott fotovoltaik létezik, mint például a háztartási fotovoltaik, a gyári tetőtéri napelemek, a sokemeletes épületek fotovoltaikus elemei. függönyfalak és így tovább.Az ilyen fotovoltaikus energiatermelő létesítményekre az államnak is vannak megfelelő tervei.Például a Lakásügyi és Város-vidékfejlesztési Minisztérium, valamint a Nemzeti Fejlesztési és Reformbizottság által júliusban kiadott, a város- és vidéképítés szén-dioxid-csúcsának megvalósítási tervében szerepel, hogy 2025-re új közintézményi épületek, A tető Az újonnan épült gyárépület fotovoltaikus lefedettsége eléri az 50%-ot.A különböző alkalmazási forgatókönyvek eltérő igényeket támasztanak a fotovoltaikus inverterekkel szemben, és a fotovoltaikus ipar gyors fejlődésével nem lehet figyelmen kívül hagyni a technológiai iterációk iparágra gyakorolt ​​hatását, ami bizonytalanná teszi a fotovoltaikus inverterek piaci szerkezetét.

A piac méretét tekintve meg kell állapítani, hogy mivel az inverteriparban több vezető cég nem került be a listára, a hiányos információközlés bizonyos statisztikai nehézségeket okozott, ami a különböző intézmények által közölt adatokban bizonyos eltéréseket eredményezett. kaliber hatása.

A piac méretét tekintve a szállítási statisztikák szerint: az IHS Markit napelemes inverterszállítmányai 2021-ben mintegy 218 GW-ot tesznek ki, ami éves szinten mintegy 27%-os növekedést jelent;A Wood Mackenzie adatai több mint 225 GW, ami éves szinten 22%-os növekedést jelent.

A jelenlegi fotovoltaikus inverteripar jelentős versenyképességének oka elsősorban a hazai vállalkozások stabil költségszabályozási képességéből adódó jelentős árelőnynek köszönhető.Ebben a szakaszban szinte minden invertertípus Kínában meglehetősen nyilvánvaló költségelőnnyel rendelkezik, és a wattonkénti költség a tengerentúli költségeknek csak körülbelül 50%-a, sőt 20%-a.

A költségcsökkentés és a hatékonyság növelése az optimalizálás iránya

Ebben a szakaszban a hazai fotovoltaikus inverterek bizonyos versenyelőnyt hoztak létre, de ez természetesen nem jelenti azt, hogy ne lenne lehetőség további optimalizálásra az iparágban.A jövőbeni fotovoltaikus inverterek fő költségcsökkentési módjai három szempontra összpontosítanak: a kulcsfontosságú alkatrészek lokalizációjára, a teljesítménysűrűség javítására és a technológiai innovációra.

Költségszerkezetét tekintve igen magas, 80%-ot meghaladó arányt képviselnek a fotovoltaikus inverterek közvetlen anyagai, amelyek nagyjából négy részre oszthatók: teljesítmény-félvezetők (főleg IGBT-k), mechanikai alkatrészek (műanyag alkatrészek, öntvények, radiátorok, Lemezalkatrészek stb.), segédanyagok (szigetelőanyagok, csomagolóanyagok stb.) és egyéb elektronikai alkatrészek (kondenzátorok, induktorok, integrált áramkörök stb.).A fotovoltaikus inverterekben használt anyagok általános árát jelentősen befolyásolják az upstream nyersanyagok, a gyártási nehézség nem magas, a piaci verseny már elégséges, a további költségcsökkentés nehézkes, az alkuterek viszonylag korlátozottak, ami nem tud sokat nyújtani. segítség az inverterek további költségcsökkentésében.

De a félvezető eszközök mások.A teljesítmény-félvezetők az inverter költségének 10-20%-át teszik ki.Ezek a fő összetevők az inverter DC-AC inverter funkciójának megvalósításához, és közvetlenül meghatározzák a berendezés átalakítási hatékonyságát.Az IGBT-k magas ipari akadályai miatt azonban a lokalizáció szintje ebben a szakaszban nem magas.

Emiatt a teljesítmény-félvezetők árazási ereje erősebb, mint más eszközök.Szintén a 2021 óta tapasztalható globális félvezetőhiány és áremelkedés az, ami nyilvánvaló nyomást gyakorolt ​​az inverterek profitjára, és a termékek bruttó haszonkulcsa többnyire csökkent.A hazai félvezetők gyors fejlődésével az inverteripar várhatóan a jövőben megvalósítja az IGBT-k lokalizált cseréjét és általános költségcsökkentést.

A teljesítménysűrűség növekedése azonos tömeg mellett nagyobb teljesítményű, azonos teljesítményű könnyebb termékek kifejlesztését jelenti, ezzel hígítva a szerkezeti elemek/segédanyagok fix költségeit és relatív költségcsökkentési eredményeket érünk el.A termékparaméterek szempontjából a jelenlegi különböző inverterek valóban folyamatosan javítják a névleges teljesítményt és a teljesítménysűrűséget.

A technológiai iteráció viszonylag egyszerű.Az inverteripar a terméktervezés további optimalizálásával, az anyagok mennyiségének csökkentésével, a gyártási folyamatok javításával és a hatékonyabb eszközökre való átállással érheti el a költségkontrollt és tovább nyithatja a haszonkulcsokat.

A következő világ, az energiatárolás?

A jelenlegi inverteripar másik piaci iránya a napelemek mellett az ugyanilyen melegenergia-tárolás.

A fotovoltaikus energiatermelés, különösen az elosztott fotovoltaikus rendszerek, természetes szakaszossággal és ingadozással rendelkezik.Az energiatároló rendszerekhez való csatlakozás a folyamatos és stabil áramellátás elérése érdekében széles körben elismert megoldás.

Az új villamosenergia-rendszer igényeinek kielégítése érdekében létrejött a Power Conversion System (PCS; néha energiatároló inverternek is nevezik a megértés megkönnyítése érdekében).A PCS egy elektrokémiai rendszer, amely összeköti az akkumulátorrendszert és az elektromos hálózatot, hogy megvalósítsa az elektromos energia kétirányú átalakítását.Nemcsak a váltakozó áramot képes egyenárammá alakítani, hogy töltse az akkumulátort a terhelés alatt, hanem a tároló akkumulátorban lévő egyenáramot is váltakozó árammá alakítja át a csúcsterhelési időszakban, és csatlakozik a hálózathoz..

Az összetettebb funkciók miatt azonban az elektromos hálózatnak magasabb teljesítményigénye van az energiatároló inverterekkel szemben, ami jelentősen megnöveli a felhasznált alkatrészek számát, ami közel kétszerese lehet a hagyományos fotovoltaikus invertereknek.Ugyanakkor a komplex funkciók magasabb technikai akadályokat is hoznak.

Ennek megfelelően, bár a méretarány nem túl nagy, az energiatároló inverter már most is kiváló jövedelmezőséget mutatott, és a bruttó haszonkulcs jelentős előnnyel rendelkezik a fotovoltaikus inverterrel szemben.

Az iparág jelenlegi helyzetéből ítélve a tengerentúli energiatárolási piac korábban beindult, a kereslet pedig erősebb, mint Kínában.A hazai cégek még nem hoztak létre olyan piaci erőfölényt, mint az akkumulátor-alkatrészek és inverterek az iparágban.Az energiatároló inverterek piaci skálája azonban ebben a szakaszban nem nagy, és óriási a szakadék a fotovoltaikus inverterek között.A hazai és a külföldi vállalatok versenyképességében nincs szembetűnő különbség, ami elsősorban az üzleti döntések eredménye.

A vállalkozások számára, bár vannak bizonyos technikai akadályok, az energiatároló inverterek és a fotovoltaikus inverterek technológiája azonos eredetű, és a vállalkozások számára nem túl nehéz átalakítani.A hazai piacon pedig – mind az ipar, mind a politika által vezérelve – az energiatároló ipar a gyors fejlődés időszakába lépett, jelentős piaci növekedéssel és erős iparági biztonsággal, ami nagyon egyértelmű üzletfejlesztési irány az inverteres cégek számára.

Valójában sok vállalat profitált az energiatárolási ágazat jó elvárásából.A 2021-es teljesítményből ítélve számos vállalat energiatárolási üzletága erőteljes növekedést mutatott.Bár ennek a növekedésnek van némi kapcsolata az alacsony bázissal, ez elegendő annak bizonyítására, hogy az energiatároláshoz kapcsolódó berendezésgyártás fejlődése erős bizonyossággal, kétségtelenül jó üzleti logikával és növekedéssel rendelkezik.

Az energiatároló inverterek jövőbeni költségcsökkentési útja is viszonylag egyértelmű, ami nem sokban különbözik a fotovoltaikus inverterektől.Az alkatrészek árának csökkentésére összpontosít, különös tekintettel a teljesítmény-félvezetők helyi cseréjére.Mivel a felhasznált komponensek száma jóval nagyobb, hazai gyártású A helyettesítés által hozott költségcsökkentő hatás tovább fokozható.

Ha az invertercégek felgyorsítják az energiatároló átalakító termékek fejlesztését, az energiatároló ipar gyors fejlődésére és a hálózatra kapcsolt inverterek kialakult versenyelőnyeire támaszkodva, akkor minden okunk megvan azt hinni, hogy a helyi iparnak minden lehetősége megvan arra, hogy Kína termékeire hagyatkozzon. A gyártás előnyei, a fotovoltaikus ipar virágzásának újratermelése az energiatárolási értékláncban, a hazai vállalkozások kereskedelmi sikere is természetes eredmény.