Cantitativ, Agenția Internațională pentru Energie (IEA) a lansat anterior „Raportul special privind lanțul global de aprovizionare fotovoltaic”, care arată că, din 2011, China a investit peste 50 de miliarde de dolari SUA pentru a extinde capacitatea de producție a echipamentelor fotovoltaice, care este de 10 ori. cea a Europei.China a creat peste 300.000 de locuri de muncă în producție;Industria de producție fotovoltaică din China ocupă cel puțin 80% din capacitatea de producție globală în toate verigile de producție a panourilor solare, de la materiale de siliciu, lingouri de siliciu, napolitane la celule și module, dintre care cel mai scăzut Cel mai mare este materialul de siliciu (79,4%) și cel mai mare este lingoul de siliciu (96,8%).AIE mai prezice că până în 2025, capacitatea de producție a Chinei în anumite legături va reprezenta 95% sau mai mult.

Nu e de mirare că IEA va folosi „domina” pentru a descrie statutul industriei fotovoltaice din China și chiar va pretinde că reprezintă o anumită amenințare pentru lanțul global de aprovizionare fotovoltaică.”…nivelul de concentrare geografică în lanțurile globale de aprovizionare creează, de asemenea, provocări potențiale care guvernele trebuie să abordeze.” Dacă te uiți la asta calitativ, este și mai interesant că un comentariu din „New York Times” consideră industria fotovoltaică din China ca o amenințare majoră.Ultima „teorie a amenințării” poate fi încă 5G.

Dar panourile solare nu sunt singura verigă din lanțul valoric fotovoltaic dominat de companiile chineze.Acest articol se concentrează pe un alt dispozitiv mai puțin cunoscut, dar la fel de critic în sistemele de generare a energiei fotovoltaice - invertorul fotovoltaic.

Invertorul, inima și creierul fotovoltaicului

Invertorul fotovoltaic poate converti curentul continuu generat de modulul de celule solare în curent alternativ cu frecvență reglabilă și poate fi utilizat pentru producție și viață.Invertorul este, de asemenea, responsabil pentru maximizarea capacității de generare a energiei a panourilor fotovoltaice și pentru asigurarea protecției defecțiunilor sistemului, incluzând, dar fără a se limita la funcții de funcționare automată și oprire, funcții de control al urmăririi puterii maxime, o serie de funcții cerute de sistemele conectate la rețea etc. .

Cu alte cuvinte, funcția de bază a invertorului fotovoltaic poate fi, de asemenea, rezumată ca urmărirea puterii maxime de ieșire a rețelei de module fotovoltaice și alimentarea acesteia în rețea cu cea mai mică pierdere de conversie și cea mai bună calitate a puterii.Fără „inima și creierul” acestui sistem fotovoltaic, electricitatea produsă de celulele solare actuale nu ar fi disponibilă oamenilor.

Din perspectiva poziției lanțului industrial, invertorul se află în avalul industriei fotovoltaice și intră în veriga în procesul de construire a unui sistem de generare a energiei (indiferent de formă).

Din punct de vedere al costurilor, proporția invertoarelor fotovoltaice în cost nu este mare.În general, ponderea sistemelor fotovoltaice distribuite este mai mare decât cea a centralelor electrice terestre la scară largă.

Invertoarele fotovoltaice actuale au o varietate de metode de clasificare, care sunt mai comune și mai ușor de înțeles și se disting după tipurile de produse.Există în principal patru tipuri: invertoare centralizate, string, distribuite și microinvertoare.Printre acestea, micro-invertorul este destul de diferit de celelalte trei dispozitive și poate fi utilizat numai în sisteme fotovoltaice mici de generare a energiei, cum ar fi fotovoltaicele de acasă, și nu este potrivit pentru sistemele la scară largă.

Din perspectiva cotei de piață, invertoarele șir au ocupat o poziție dominantă absolută, invertoarele centralizate s-au clasat pe locul al doilea cu un decalaj mare, iar alte tipuri au reprezentat foarte puțin.Conform datelor oferite de CPIA, invertoarele string reprezintă 69,6%, invertoarele centralizate 27,7%, invertoarele distribuite au o cotă de piață de aproximativ 2,7%, iar microinvertoarele nu sunt vizibile.statistici.

Motivul pentru care cele mai multe produse invertoare curente sunt de tip șir este că: gama de tensiune de operare este larg și capacitatea de generare a energiei este puternică în lumină slabă;un singur invertor controlează câteva componente ale bateriei, în general doar zeci, ceea ce este mult mai mic decât invertorul centralizat. Numărul de mii de generatoare, impactul defecțiunilor neașteptate asupra eficienței generale de generare a energiei este relativ scăzut;costurile de operare și întreținere sunt scăzute, detectarea defecțiunilor este relativ ușoară, iar atunci când apare o defecțiune, timpul de depanare este scurt, iar defecțiunea și întreținerea cauzează mai puține pierderi.

Cu toate acestea, trebuie subliniat faptul că, pe lângă centralele electrice la scară largă, industria fotovoltaică are și numeroase scenarii de aplicații specifice și există multe tipuri de fotovoltaice distribuite, cum ar fi fotovoltaice de uz casnic, fotovoltaice pentru acoperișuri fabrici, fotovoltaice pentru clădiri înalte. pereți cortină și așa mai departe.Pentru astfel de instalații de producere a energiei fotovoltaice, statul are și planuri corespunzătoare.De exemplu, în Planul de Implementare pentru Carbon Peaking în Construcțiile Urbane și Rurale emis de Ministerul Locuinței și Dezvoltării Urbano-Rurale și Comisia Națională de Dezvoltare și Reformă în iulie, se menționează că până în 2025, noi clădiri de instituții publice, Acoperișul Rata de acoperire fotovoltaică a clădirii fabricii nou construite va ajunge la 50%.Diferite scenarii de aplicare au nevoi diferite pentru invertoarele fotovoltaice, iar odată cu dezvoltarea rapidă a industriei fotovoltaice, impactul iterațiilor tehnologice asupra industriei nu poate fi ignorat, ceea ce face ca structura pieței invertoarelor fotovoltaice să fie incertă.

În ceea ce privește dimensiunea pieței, trebuie precizat că, deoarece nu a fost listată mai mult de o companie lider în industria invertoarelor, dezvăluirea incompletă a informațiilor a cauzat anumite dificultăți statistice, rezultând anumite diferențe în datele furnizate de diferite instituții din cauza influența calibrului.

Din perspectiva dimensiunii pieței, conform statisticilor livrărilor: livrările de invertoare fotovoltaice ale IHS Markit în 2021 sunt de aproximativ 218 GW, o creștere de la an la an de aproximativ 27%;Datele lui Wood Mackenzie sunt de peste 225 GW, o creștere de 22% față de an.

Motivul pentru care industria actuală a invertoarelor fotovoltaice are o competitivitate considerabilă se datorează în principal avantajului considerabil de preț adus de capacitatea stabilă de control a costurilor a întreprinderilor autohtone.În această etapă, aproape fiecare tip de invertor din China are un avantaj de cost destul de evident, iar costul pe watt este de doar aproximativ 50% sau chiar 20% din costul de peste mări.

Reducerea costurilor și creșterea eficienței este direcția de optimizare

În această etapă, invertoarele fotovoltaice casnice au stabilit un anumit avantaj competitiv, dar, desigur, acest lucru nu înseamnă că nu există posibilitatea unei optimizări suplimentare în industrie.Principalele căi de reducere a costurilor pentru viitoarele invertoare fotovoltaice se vor concentra pe trei aspecte: localizarea componentelor cheie, îmbunătățirea densității puterii și inovația tehnologică.

În ceea ce privește structura costurilor, materialele directe ale invertoarelor fotovoltaice reprezintă o proporție foarte mare, depășind 80%, care poate fi împărțită aproximativ în patru părți: semiconductori de putere (în principal IGBT-uri), părți mecanice (piese din plastic, piese turnate sub presiune, radiatoare, Piese din tablă etc.), materiale auxiliare (materiale izolante, materiale de ambalare etc.) și alte componente electronice (condensatori, bobine, circuite integrate etc.).Prețul general al materialelor utilizate în invertoarele fotovoltaice este afectat semnificativ de materiile prime din amonte, dificultatea de producție nu este mare, concurența pe piață este deja suficientă, reducerea suplimentară a costurilor este dificilă, iar spațiul de negociere este relativ limitat, ceea ce nu poate oferi prea mult ajutor pentru reducerea suplimentară a costurilor invertoarelor.

Dar dispozitivele semiconductoare sunt diferite.Semiconductorii de putere reprezintă 10% până la 20% din costul invertorului.Acestea sunt componentele de bază pentru a realiza funcția de invertor DC-AC a invertorului și pentru a determina în mod direct eficiența de conversie a echipamentului.Cu toate acestea, din cauza barierelor industriale mari ale IGBT-urilor, nivelul de localizare în această etapă nu este ridicat.

Acest lucru face ca semiconductorii de putere să aibă o putere de preț mai mare decât alte dispozitive.De asemenea, deficitul global de semiconductori și creșterea prețurilor din 2021 au condus la o presiune evidentă asupra profitului invertoarelor, iar marja de profit brută a produselor a scăzut în mare parte.Odată cu dezvoltarea rapidă a semiconductorilor autohtoni, se așteaptă ca industria invertoarelor să realizeze înlocuirea localizată a IGBT-urilor în viitor și să obțină o reducere generală a costurilor.

Creșterea densității de putere se referă la dezvoltarea de produse cu putere mai mare sub aceeași greutate, sau produse mai ușoare la aceeași putere, diluând astfel costurile fixe ale pieselor structurale/materialelor auxiliare și obținând rezultate relative de reducere a costurilor.Din perspectiva parametrilor produsului, diferitele invertoare curente îmbunătățesc într-adevăr în mod constant puterea nominală și densitatea puterii.

Iterația tehnologică este relativ simplă.Industria invertoarelor poate atinge controlul costurilor și poate deschide și mai mult marjele de profit prin optimizarea în continuare a designului produsului, reducerea materialelor, îmbunătățirea proceselor de producție și trecerea la dispozitive mai eficiente.

Lumea următoare, stocarea energiei?

Pe lângă fotovoltaice, o altă direcție de piață a industriei actuale a invertoarelor este stocarea energiei la fel de fierbinte.

Generarea de energie fotovoltaică, în special sistemele fotovoltaice distribuite, are intermitență și volatilitate naturale.Conectarea la sistemele de stocare a energiei pentru a obține o alimentare continuă și stabilă este o soluție recunoscută pe scară largă.

Pentru a satisface nevoile noului sistem de alimentare, a luat ființă Sistemul de conversie a puterii (PCS; uneori denumit invertorul de stocare a energiei pentru confortul înțelegerii).PCS este un sistem electrochimic care conectează sistemul de baterii și rețeaua electrică pentru a realiza conversia bidirecțională a energiei electrice.Nu numai că poate converti curentul alternativ în curent continuu pentru a încărca bateria în timpul încărcăturii, ci și poate transforma curentul continuu din bateria de stocare în curent alternativ în timpul perioadei de vârf și se poate conecta la rețea..

Cu toate acestea, datorită funcțiilor mai complexe, rețeaua de energie electrică are cerințe de performanță mai ridicate pentru invertoarele de stocare a energiei, rezultând o creștere substanțială a numărului de componente utilizate, care poate fi de aproape două ori mai mare decât invertoarele fotovoltaice obișnuite.În același timp, funcțiile complexe aduc și bariere tehnice mai mari.

În mod corespunzător, deși scara generală nu este foarte mare, invertorul de stocare a energiei a demonstrat deja o rentabilitate excelentă, iar marja de profit brut are un avantaj considerabil față de invertorul fotovoltaic.

Judecând după situația actuală a industriei, piața de stocare a energiei de peste mări a început mai devreme, iar cererea este mai puternică decât cea din China.Companiile autohtone nu au stabilit încă o dominație pe piață similară cu cea a componentelor bateriilor și a invertoarelor din industrie.Cu toate acestea, scara pieței invertoarelor de stocare a energiei în această etapă nu este mare și există un decalaj imens cu invertoarele fotovoltaice.Nu există nicio diferență evidentă de competitivitate între companiile autohtone și cele străine, care este în principal rezultatul alegerilor de afaceri.

Pentru întreprinderi, deși există anumite bariere tehnice, tehnologia invertoarelor de stocare a energiei și a invertoarelor fotovoltaice are aceeași origine, iar întreprinderilor nu le este foarte greu să se transforme.Și pe piața internă, condusă atât de industrie, cât și de politică, industria de stocare a energiei a intrat într-o perioadă de dezvoltare rapidă, cu o creștere considerabilă a pieței și o certitudine puternică a industriei, care este o direcție foarte clară de dezvoltare a afacerii pentru companiile cu invertoare.

De fapt, multe companii au beneficiat de așteptările bune ale industriei de stocare a energiei.Judecând după performanța din 2021, liniile de afaceri de stocare a energiei ale multor companii au înregistrat o creștere puternică.Deși această creștere are o anumită relație cu baza scăzută, este suficient să demonstrăm că dezvoltarea producției de echipamente legate de stocarea energiei are o certitudine puternică și nu există nicio îndoială că are o logică de afaceri și o creștere bună.

Ruta viitoare de reducere a costurilor invertoarelor de stocare a energiei este, de asemenea, relativ clară, ceea ce nu este foarte diferit de invertoarele fotovoltaice.Se concentrează pe reducerea prețului componentelor, în special pe înlocuirea localizată a semiconductorilor de putere.Deoarece numărul de componente utilizate este mult mai mare, produse pe plan intern Efectul de reducere a costurilor adus de înlocuire poate fi amplificat și mai mult.

Dacă companiile cu invertoare accelerează dezvoltarea produselor convertoare de stocare a energiei, bazându-se pe dezvoltarea rapidă a industriei de stocare a energiei și pe avantajele competitive stabilite ale invertoarelor conectate la rețea, avem toate motivele să credem că industria locală are toate oportunitățile de a se baza pe China. Avantajele producției, reproducerea prosperității industriei fotovoltaice în lanțul valoric de stocare a energiei și succesul comercial al întreprinderilor autohtone sunt, de asemenea, rezultate naturale.