Z kvantitatívneho hľadiska Medzinárodná energetická agentúra (IEA) predtým vydala „Špeciálnu správu o globálnom fotovoltaickom dodávateľskom reťazci“, ktorá ukazuje, že od roku 2011 Čína investovala viac ako 50 miliárd amerických dolárov do rozšírenia výrobnej kapacity fotovoltaických zariadení, čo je 10-násobok tej Európy.Čína vytvorila viac ako 300 000 pracovných miest vo výrobe;Čínsky fotovoltaický výrobný priemysel zaberá najmenej 80 % celosvetovej výrobnej kapacity vo všetkých výrobných linkách solárnych panelov, od kremíkových materiálov, kremíkových ingotov, doštičiek až po články a moduly, z ktorých najnižší Najvyšší je kremíkový materiál (79,4 %) a najvyšší je kremíkový ingot (96,8 %).IEA ďalej predpovedá, že do roku 2025 bude čínska výrobná kapacita v určitých prepojeniach predstavovať 95 % alebo viac.

Niet divu, že IEA bude používať slovo „dominovať“ na opis stavu čínskeho fotovoltaického priemyslu a dokonca tvrdiť, že predstavuje určitú hrozbu pre globálny dodávateľský reťazec fotovoltiky.“...úroveň geografickej koncentrácie v globálnych dodávateľských reťazcoch tiež vytvára potenciálne výzvy, ktoré vlády musia riešiť.“ Ak sa na to pozriete kvalitatívne, je ešte zaujímavejšie, že komentár v „New York Times“ považuje čínsky fotovoltaický priemysel za veľkú hrozbu.Posledná „teória hrozieb“ môže byť stále 5G.

Solárne panely však nie sú jediným článkom v hodnotovom reťazci fotovoltiky, ktorému dominujú čínske spoločnosti.Tento článok sa zameriava na ďalšie menej známe, ale rovnako dôležité zariadenie vo fotovoltaických systémoch na výrobu energie – fotovoltaický invertor.

Invertor, srdce a mozog fotovoltaiky

Fotovoltaický invertor dokáže premeniť jednosmerný prúd generovaný modulom solárneho článku na striedavý prúd s nastaviteľnou frekvenciou a môže byť použitý na výrobu a životnosť.Invertor je tiež zodpovedný za maximalizáciu kapacity výroby energie fotovoltaických panelov a za zabezpečenie ochrany pred poruchami systému, vrátane, ale nie výlučne, funkcií automatickej prevádzky a vypínania, riadiacich funkcií sledovania maximálneho výkonu, série funkcií požadovaných systémami pripojenými k sieti atď. .

Inými slovami, základná funkcia fotovoltaického meniča môže byť tiež zhrnutá ako sledovanie maximálneho výstupného výkonu poľa fotovoltaických modulov a dodávanie jeho energie do siete s najmenšou stratou konverzie a najlepšou kvalitou energie.Bez „srdca a mozgu“ tohto fotovoltaického systému by elektrina vyrobená súčasnými solárnymi článkami nebola pre ľudí dostupná.

Z pohľadu pozície priemyselného reťazca je menič umiestnený v náväznosti na fotovoltaický priemysel a vstupuje do článku v procese budovania systému výroby energie (bez ohľadu na jeho formu).

Z nákladového hľadiska nie je podiel fotovoltaických meničov na nákladoch vysoký.Vo všeobecnosti je podiel distribuovaných fotovoltaických systémov vyšší ako u veľkých pozemných elektrární.

Súčasné fotovoltaické invertory majú rôzne klasifikačné metódy, ktoré sú bežnejšie a ľahšie pochopiteľné a rozlišujú sa podľa typov produktov.Existujú hlavne štyri typy: centralizované, reťazcové, distribuované a mikro invertory.Medzi nimi je mikroinvertor celkom odlišný od ostatných troch zariadení a môže byť použitý len v malých fotovoltaických systémoch na výrobu energie, ako je domáca fotovoltaika, a nie je vhodný pre veľké systémy.

Z hľadiska podielu na trhu zaujali reťazcové invertory absolútne dominantné postavenie, centralizované invertory sa umiestnili na druhom mieste s veľkým odstupom a ostatné typy predstavovali veľmi málo.Podľa údajov CPIA tvoria reťazcové invertory 69,6 %, centralizované invertory 27,7 %, distribuované meniče majú podiel na trhu približne 2,7 % a mikro invertory nie sú viditeľné.štatistiky.

Dôvod, prečo sú súčasné najbežnejšie invertorové produkty typu string je, že: rozsah prevádzkového napätia je široký a schopnosť generovať energiu je silná pri slabom osvetlení;jeden invertor riadi niekoľko batériových komponentov, vo všeobecnosti len desiatky, čo je oveľa menej ako centralizovaný invertor Počet tisícov generátorov, vplyv neočakávaných porúch na celkovú účinnosť výroby energie je relatívne nízky;náklady na prevádzku a údržbu sú nízke, zisťovanie poruchy je relatívne jednoduché a keď sa vyskytne porucha, čas na riešenie problémov je krátky a porucha a údržba spôsobujú menšie straty.

Je však potrebné zdôrazniť, že okrem veľkých elektrární má fotovoltický priemysel aj množstvo špecifických aplikačných scenárov a existuje mnoho typov distribuovanej fotovoltaiky, ako napríklad fotovoltaika pre domácnosti, fotovoltaika na strechách tovární, fotovoltaika pre výškové budovy. závesné steny a pod.S takýmito fotovoltaickými zariadeniami na výrobu elektriny má štát aj zodpovedajúce plány.Napríklad v Implementačnom pláne pre zvyšovanie emisií uhlíka v mestskej a vidieckej výstavbe, ktorý vydalo Ministerstvo bývania a rozvoja miest a vidieka a Národná komisia pre rozvoj a reformy v júli, sa uvádza, že do roku 2025 budú nové budovy verejných inštitúcií, The roof miera fotovoltaického pokrytia novopostavenej výrobnej budovy dosiahne 50 %.Rôzne aplikačné scenáre majú rôzne potreby pre fotovoltaické invertory a s rýchlym rozvojom fotovoltaického priemyslu nemožno ignorovať vplyv technologických iterácií na priemysel, čím sa štruktúra trhu s fotovoltaickými invertormi stáva neistou.

Pokiaľ ide o veľkosť trhu, treba konštatovať, že keďže viac ako jedna vedúca spoločnosť v odvetví invertorov nebola uvedená na zozname, neúplné zverejnenie informácií spôsobilo určité štatistické ťažkosti, čo malo za následok určité rozdiely v údajoch poskytnutých rôznymi inštitúciami v dôsledku vplyv kalibru.

Z pohľadu veľkosti trhu, podľa štatistík zásielok: dodávky FV invertorov IHS Markit v roku 2021 sú približne 218 GW, čo predstavuje medziročný nárast približne o 27 %;Údaje Wood Mackenzie sú viac ako 225 GW, čo predstavuje medziročný nárast o 22 %.

Dôvodom, prečo má súčasný priemysel fotovoltaických invertorov značnú konkurencieschopnosť, je najmä značná cenová výhoda, ktorú prináša stabilná schopnosť domácich podnikov kontrolovať náklady.V tejto fáze má takmer každý typ meniča v Číne celkom zjavnú nákladovú výhodu a náklady na watt sú len asi 50 % alebo dokonca 20 % zahraničných nákladov.

Smerom optimalizácie je zníženie nákladov a zvýšenie efektivity

Domáce fotovoltické meniče si v tejto fáze vytvorili určitú konkurenčnú výhodu, ale to samozrejme neznamená, že v odvetví neexistuje možnosť ďalšej optimalizácie.Hlavné cesty znižovania nákladov pre budúce fotovoltaické invertory sa zamerajú na tri aspekty: lokalizáciu kľúčových komponentov, zlepšenie hustoty výkonu a technologické inovácie.

Z hľadiska štruktúry nákladov majú veľmi vysoký podiel, presahujúci 80 %, priame materiály fotovoltaických meničov, ktoré možno zhruba rozdeliť na štyri časti: výkonové polovodiče (hlavne IGBT), mechanické časti (plastové diely, tlakové odliatky, radiátory, Plechové diely a pod.), pomocné materiály (izolačné materiály, obalové materiály a pod.) a iné elektronické súčiastky (kondenzátory, tlmivky, integrované obvody atď.).Všeobecná cena materiálov používaných vo fotovoltaických meničoch je výrazne ovplyvnená vstupnými surovinami, náročnosť výroby nie je vysoká, konkurencia na trhu je už dostatočná, ďalšie znižovanie nákladov je náročné a priestor na vyjednávanie je pomerne obmedzený, čo nemôže poskytnúť veľa pomoc pri ďalšom znižovaní nákladov na invertory.

Polovodičové zariadenia sú však iné.Výkonové polovodiče predstavujú 10 % až 20 % nákladov na invertor.Sú základnými komponentmi na realizáciu funkcie DC-AC invertora meniča a priamo určujú účinnosť konverzie zariadenia.Avšak vzhľadom na vysoké priemyselné bariéry IGBT nie je úroveň lokalizácie v tomto štádiu vysoká.

Vďaka tomu majú výkonové polovodiče silnejší cenový výkon ako iné zariadenia.Je to tiež globálny nedostatok polovodičov a zvyšovanie cien od roku 2021, ktoré viedli k zjavnému tlaku na zisk invertorov a hrubá marža produktov väčšinou klesla.S rýchlym rozvojom domácich polovodičov sa očakáva, že invertorový priemysel v budúcnosti zrealizuje lokalizovanú výmenu IGBT a dosiahne celkové zníženie nákladov.

Zvýšenie hustoty výkonu sa týka vývoja produktov s vyšším výkonom pri rovnakej hmotnosti alebo ľahších produktov s rovnakým výkonom, čím sa znížia fixné náklady na konštrukčné diely/pomocné materiály a dosiahnu sa relatívne výsledky zníženia nákladov.Z hľadiska parametrov produktov súčasné rôzne meniče skutočne neustále zlepšujú menovitý výkon a hustotu výkonu.

Technologická iterácia je pomerne jednoduchá.Odvetvie invertorov môže dosiahnuť kontrolu nákladov a ďalej otvárať ziskové marže ďalšou optimalizáciou dizajnu produktov, znížením množstva materiálov, zlepšením výrobných procesov a prechodom na efektívnejšie zariadenia.

Ďalší svet, skladovanie energie?

Okrem fotovoltaiky je ďalším trhovým smerom súčasného invertorového priemyslu rovnako horúce zásobníky energie.

Výroba fotovoltaickej energie, najmä distribuovaných fotovoltaických systémov, má prirodzenú prerušovanosť a volatilitu.Pripojenie k systémom skladovania energie na dosiahnutie nepretržitého a stabilného napájania je široko uznávaným riešením.

Aby bolo možné uspokojiť potreby nového energetického systému, vznikol Power Conversion System (PCS; niekedy označovaný ako invertor na ukladanie energie pre lepšie pochopenie).PCS je elektrochemický systém, ktorý spája batériový systém a rozvodnú sieť na realizáciu obojsmernej premeny elektrickej energie.Dokáže nielen konvertovať striedavý prúd na jednosmerný prúd na nabíjanie batérie počas záťaže, ale aj premieňať jednosmerný prúd v akumulátore na striedavý prúd počas obdobia špičkového zaťaženia a pripojiť sa k sieti..

Avšak kvôli zložitejším funkciám má elektrická sieť vyššie požiadavky na výkon invertorov na akumuláciu energie, čo vedie k podstatnému zvýšeniu počtu použitých komponentov, ktorý môže byť takmer dvojnásobný v porovnaní s bežnými fotovoltaickými invertormi.Zložité funkcie zároveň prinášajú aj vyššie technické bariéry.

Aj keď celkový rozsah nie je príliš veľký, menič na akumuláciu energie už preukázal vynikajúcu ziskovosť a hrubá zisková marža má oproti fotovoltaickému meniču značnú výhodu.

Súdiac podľa súčasnej situácie v tomto odvetví, zámorský trh skladovania energie začal skôr a dopyt je silnejší ako v Číne.Domáce spoločnosti si zatiaľ nevytvorili dominantné postavenie na trhu podobné batériovým komponentom a meničom v tomto odvetví.Trhový rozsah meničov na akumuláciu energie však v tejto fáze nie je veľký a medzi fotovoltaickými invertormi existuje obrovská medzera.Medzi domácimi a zahraničnými spoločnosťami nie je zjavný rozdiel v konkurencieschopnosti, čo je najmä výsledkom obchodných rozhodnutí.

Pre podniky, aj keď existujú určité technické bariéry, technológia meničov na skladovanie energie a fotovoltaických invertorov má rovnaký pôvod a pre podniky nie je veľmi ťažké transformovať sa.A na domácom trhu, poháňanom priemyslom aj politikou, vstúpilo odvetvie skladovania energie do obdobia rýchleho rozvoja so značným rastom trhu a silnou istotou priemyslu, čo je veľmi jasný smer rozvoja podnikania pre invertorové spoločnosti.

V skutočnosti mnohé spoločnosti ťažili z dobrých očakávaní odvetvia skladovania energie.Súdiac podľa výkonnosti v roku 2021, obchodné línie skladovania energie mnohých spoločností vykázali silný rast.Hoci tento rast má určitú súvislosť s nízkou základňou, stačí to na dôkaz toho, že rozvoj výroby zariadení na skladovanie energie má veľkú istotu a niet pochýb, že má dobrú obchodnú logiku a rast.

Pomerne jasná je aj budúca cesta znižovania nákladov meničov na akumuláciu energie, ktorá sa veľmi nelíši od fotovoltaických meničov.Zameriava sa na znižovanie cien komponentov, najmä lokalizovanú výmenu výkonových polovodičov.Pretože počet použitých komponentov je oveľa väčší, domáca výroba. Účinok znižovania nákladov spôsobený substitúciou sa môže ešte zväčšiť.

Ak spoločnosti zaoberajúce sa invertormi urýchlia vývoj produktov konvertorov na ukladanie energie, spoliehajúc sa na rýchly rozvoj priemyslu skladovania energie a zavedené konkurenčné výhody meničov pripojených k sieti, máme všetky dôvody veriť, že miestny priemysel má každú príležitosť spoľahnúť sa na čínske Prirodzeným výsledkom sú aj výhody výroby, reprodukcia prosperity fotovoltaického priemyslu v hodnotovom reťazci skladovania energie a komerčný úspech domácich podnikov.