У кількісному відношенні Міжнародне енергетичне агентство (МЕА) раніше опублікувало «Спеціальний звіт про глобальний ланцюг поставок фотоелектричної енергії», який показує, що з 2011 року Китай інвестував понад 50 мільярдів доларів США у розширення виробничих потужностей фотоелектричного обладнання, що в 10 разів що в Європі.Китай створив понад 300 000 робочих місць у промисловості;Фотоелектрична промисловість Китаю займає принаймні 80% світових виробничих потужностей у всіх ланках виробництва сонячних панелей, від кремнієвих матеріалів, кремнієвих злитків, пластин до елементів і модулів, серед яких найнижчий Найвищий - кремнієвий матеріал (79,4%), і найбільший – кремнієвий злиток (96,8%).Крім того, МЕА прогнозує, що до 2025 року виробничі потужності Китаю на певних ланках становитимуть 95% або більше.

Не дивно, що МЕА використовуватиме «домінувати», щоб описати статус фотоелектричної промисловості Китаю, і навіть стверджувати, що вона становить певну загрозу для глобального ланцюга постачання фотоелектричної енергії. «...рівень географічної концентрації в глобальних ланцюгах постачання також створює потенційні проблеми, які уряди повинні вирішити». Якщо подивитися на це якісно, ​​то ще цікавіше, що коментар у «Нью-Йорк Таймс» розглядає фотоелектричну промисловість Китаю як головну загрозу.Останньою «теорією загрози» все ще може бути 5G.

Але сонячні панелі — не єдина ланка в ланцюжку створення вартості фотоелектричної системи, де домінують китайські компанії.У цій статті мова йде про інший менш відомий, але не менш важливий пристрій у фотоелектричних системах виробництва електроенергії — фотоелектричний інвертор.

Інвертор, серце і мозок фотоелектричної енергії

Фотоелектричний інвертор може перетворювати постійний струм, що генерується модулем сонячної батареї, у змінний струм із регульованою частотою та може використовуватися для виробництва та експлуатації.Інвертор також відповідає за максимізацію потужності генерації електроенергії фотоелектричними панелями та забезпечення захисту системи від несправностей, включаючи, але не обмежуючись функціями автоматичного функціонування та відключення, функціями контролю максимальної потужності, серією функцій, необхідних для підключених до мережі систем тощо. .

Іншими словами, основну функцію фотоелектричного інвертора також можна підсумувати як відстеження максимальної вихідної потужності масиву фотоелектричного модуля та подачу його енергії в мережу з найменшими втратами перетворення та найкращою якістю електроенергії.Без «серця і мозку» цієї фотоелектричної системи електроенергія, вироблена нинішніми сонячними батареями, була б недоступною для людей.

З точки зору позиції промислового ланцюга, інвертор розташований у нижній частині фотоелектричної промисловості, і він входить до ланки в процесі побудови системи виробництва електроенергії (незалежно від форми).

З точки зору вартості, частка фотоелектричних інверторів у вартості невелика.Як правило, частка розподілених фотоелектричних систем вища, ніж частка великих наземних електростанцій.

Сучасні фотоелектричні інвертори мають різноманітні методи класифікації, які є більш поширеними та легкими для розуміння, і розрізняються за типами продуктів.В основному існує чотири типи: централізовані, струнні, розподілені та мікро інвертори.Серед них мікроінвертор суттєво відрізняється від трьох інших пристроїв і може використовуватися лише в невеликих фотоелектричних системах виробництва електроенергії, таких як домашня фотоелектрична система, і не підходить для великих систем.

З точки зору частки ринку струнні інвертори зайняли абсолютне домінуюче становище, централізовані інвертори посіли друге місце з великим розривом, а інші типи займали дуже незначне місце.Згідно з даними CPIA, струнні інвертори становлять 69,6%, централізовані інвертори становлять 27,7%, розподілені інвертори мають частку ринку близько 2,7%, а мікроінвертори не помітні.статистика.

Причина, чому в даний час найпоширеніші інверторні продукти мають рядковий тип, полягає в тому, що: діапазон робочої напруги широкий і здатність генерувати електроенергію висока в умовах слабкого освітлення;один інвертор керує декількома компонентами батареї, як правило, лише десятками, що набагато менше, ніж централізований інвертор. Кількість тисяч генераторів, вплив несподіваних збоїв на загальну ефективність виробництва електроенергії є відносно низьким;витрати на експлуатацію та технічне обслуговування низькі, виявлення несправності відносно просте, а коли виникає несправність, час на усунення несправностей короткий, а відмова та технічне обслуговування спричиняють менші втрати.

Однак слід підкреслити, що окрім великих електростанцій, фотоелектрична промисловість також має численні специфічні сценарії застосування, і існує багато типів розподіленої фотоелектричної енергії, наприклад, побутова фотоелектрична установка, фотоелектрична установка на даху заводу, фотоелектрична установка для багатоповерхових будівель. навісні стіни і так далі.Щодо таких об’єктів фотоелектричної генерації держава також має відповідні плани.Наприклад, у Плані реалізації заходів щодо досягнення піку викидів вуглецю в міському та сільському будівництві, виданому Міністерством житлово-комунального господарства та міського та сільського розвитку та Національною комісією розвитку та реформ у липні, згадується, що до 2025 року нові будівлі державних установ, дахи Рівень фотоелектричного покриття новозбудованої будівлі заводу досягне 50%.Різні сценарії застосування мають різні потреби в фотоелектричних інверторах, і з швидким розвитком фотоелектричної промисловості не можна ігнорувати вплив технологічних ітерацій на галузь, що робить структуру ринку фотоелектричних інверторів невизначеною.

З точки зору розміру ринку, слід зазначити, що оскільки більше ніж одна провідна компанія в інверторній галузі не була включена до списку, неповне розкриття інформації спричинило певні статистичні труднощі, що призвело до певних відмінностей у даних, наданих різними установами через вплив калібру.

З точки зору розміру ринку, згідно зі статистикою поставок: поставки фотоелектричних інверторів IHS Markit у 2021 році становлять близько 218 ГВт, що на 27% більше, ніж у минулому році;Дані Wood Mackenzie складають понад 225 ГВт, що на 22% більше, ніж у минулому році.

Причина, чому нинішня індустрія фотоелектричних інверторів має значну конкурентоспроможність, головним чином пов’язана зі значною ціновою перевагою, яку забезпечує стабільна здатність вітчизняних підприємств контролювати витрати.На цьому етапі майже кожен тип інвертора в Китаї має досить очевидну перевагу в ціні, а вартість ват становить лише близько 50% або навіть 20% від вартості за кордоном.

Зниження собівартості та підвищення ефективності – напрямок оптимізації

На даному етапі вітчизняні фотоелектричні інвертори створили певну конкурентну перевагу, але, звичайно, це не означає, що в галузі немає можливості для подальшої оптимізації.Основні шляхи зниження витрат для майбутніх фотоелектричних інверторів будуть зосереджені на трьох аспектах: локалізація ключових компонентів, підвищення щільності потужності та технологічні інновації.

З точки зору структури витрат, безпосередні матеріали фотоелектричних інверторів становлять дуже високу частку, що перевищує 80%, яку можна грубо розділити на чотири частини: силові напівпровідники (переважно IGBT), механічні частини (пластикові частини, лиття під тиском, радіатори, Частини з листового металу тощо), допоміжні матеріали (ізоляційні матеріали, пакувальні матеріали тощо) та інші електронні компоненти (конденсатори, індуктори, інтегральні схеми тощо).На загальну ціну матеріалів, що використовуються у фотоелектричних інверторах, суттєво впливає вихідна сировина, складність виробництва невисока, ринкова конкуренція вже достатня, подальше зниження витрат ускладнене, а простір для переговорів відносно обмежений, що не може забезпечити багато допомога для подальшого зниження вартості інверторів.

Але напівпровідникові прилади бувають різними.Силові напівпровідники складають від 10% до 20% вартості інвертора.Вони є основними компонентами для реалізації функції інвертора DC-AC і безпосередньо визначають ефективність перетворення обладнання.Однак через високі промислові бар'єри IGBT рівень локалізації на цьому етапі невисокий.

Завдяки цьому силові напівпровідники мають вищу цінову силу, ніж інші пристрої.Крім того, глобальний дефіцит напівпровідників і підвищення цін з 2021 року призвели до явного тиску на прибуток інверторів, і валовий прибуток продукції в основному знизився.Зі швидким розвитком вітчизняних напівпровідників очікується, що інверторна промисловість у майбутньому здійснить локальну заміну IGBT і досягне загального зниження витрат.

Збільшення щільності потужності стосується розробки продуктів з більшою потужністю при тій самій вазі або легших продуктів при тій самій потужності, таким чином зменшуючи постійні витрати на конструктивні частини/допоміжні матеріали та досягаючи відносних результатів зниження витрат.З точки зору параметрів продукту, поточні різні інвертори справді постійно покращують номінальну потужність і щільність потужності.

Технологічна ітерація є відносно простою.Інверторна індустрія може досягти контролю над витратами та ще більше збільшити прибуток шляхом подальшої оптимізації дизайну продукту, зменшення кількості матеріалів, покращення виробничих процесів і переходу на більш ефективні пристрої.

Наступний світ, зберігання енергії?

На додаток до фотовольтаїки, ще одним ринковим напрямком сучасної індустрії інверторів є зберігання рівно гарячої енергії.

Фотоелектричне виробництво електроенергії, особливо розподілені фотоелектричні системи, має природну переривчастість і мінливість.Підключення до систем зберігання енергії для забезпечення безперервного та стабільного електропостачання є широко визнаним рішенням.

Щоб задовольнити потреби нової енергосистеми, з’явилася система перетворення електроенергії (PCS; іноді для зручності розуміння її називають інвертором накопичення енергії).PCS — це електрохімічна система, яка з’єднує акумуляторну систему та електромережу для здійснення двонаправленого перетворення електричної енергії.Він може не тільки перетворювати змінний струм на постійний для заряджання батареї під час навантаження, але й перетворювати постійний струм в акумуляторній батареї на змінний протягом періоду пікового навантаження та підключатися до мережі..

Однак через більш складні функції енергомережа має вищі вимоги до продуктивності інверторів накопичення енергії, що призводить до значного збільшення кількості використовуваних компонентів, яка може бути майже вдвічі більшою, ніж у звичайних фотоелектричних інверторах.У той же час складні функції також створюють вищі технічні бар'єри.

Відповідно, хоча загальний масштаб не дуже великий, інвертор накопичення енергії вже продемонстрував чудову прибутковість, а валовий прибуток має значну перевагу над фотоелектричним інвертором.

Судячи з поточної ситуації в галузі, закордонний ринок зберігання енергії почався раніше, і попит на нього сильніший, ніж у Китаї.Вітчизняні компанії ще не встановили домінування на ринку, подібне до компонентів акумуляторів та інверторів у галузі.Однак масштаби ринку інверторів накопичення енергії на даному етапі невеликі, і існує величезний розрив з фотоелектричними інверторами.Немає очевидної різниці в конкурентоспроможності між вітчизняними та іноземними компаніями, яка в основному є результатом бізнес-вибору.

Для підприємств, хоча існують певні технічні бар’єри, технологія інверторів накопичення енергії та фотоелектричних інверторів має однакове походження, і для підприємств це не дуже складно трансформувати.А на внутрішньому ринку, що керується як галуззю, так і політикою, індустрія зберігання енергії вступила в період швидкого розвитку, зі значним зростанням ринку та сильною галузевою впевненістю, що є дуже чітким напрямком розвитку бізнесу для інверторних компаній.

Насправді багато компаній скористалися хорошими очікуваннями галузі зберігання енергії.Судячи з показників у 2021 році, бізнес-напрямки накопичення енергії багатьох компаній продемонстрували значне зростання.Незважаючи на те, що це зростання має певний зв’язок із низькою базою, цього достатньо, щоб довести, що розвиток виробництва обладнання, пов’язаного з накопиченням енергії, має сильну впевненість і, безсумнівно, має хорошу бізнес-логіку та зростання.

Майбутній шлях зниження вартості інверторів накопичення енергії також є відносно ясним, який не дуже відрізняється від фотоелектричних інверторів.Він зосереджений на зниженні ціни на компоненти, особливо на локальній заміні силових напівпровідників.Оскільки кількість компонентів, що використовуються, набагато більша, вітчизняного виробництва Ефект зниження витрат, отриманий від заміни, може бути ще більше посилений.

Якщо інверторні компанії прискорять розробку перетворювачів накопичувачів енергії, покладаючись на швидкий розвиток індустрії зберігання енергії та встановлені конкурентні переваги інверторів, підключених до мережі, у нас є всі підстави вважати, що місцева промисловість має всі можливості покладатися на китайські. Переваги виробництва, відтворення процвітання фотоелектричної промисловості в ланцюжку вартості зберігання енергії та комерційний успіх вітчизняних підприємств також є природними результатами.