Kvantitativno, Međunarodna agencija za energiju (IEA) je ranije objavila “Specijalni izvještaj o fotonaponskom globalnom lancu opskrbe”, koji pokazuje da je Kina od 2011. godine uložila više od 50 milijardi američkih dolara u proširenje proizvodnih kapaciteta fotonaponske opreme, što je 10 puta ono Evrope.Kina je otvorila više od 300.000 radnih mjesta u proizvodnji;Kineska fotonaponska proizvodna industrija zauzima najmanje 80% globalnog proizvodnog kapaciteta u svim proizvodnim vezama solarnih panela, od silicijumskih materijala, silicijumskih ingota, pločica do ćelija i modula, među kojima je najniži Najviši silicijumski materijal (79,4%), a najveći je silicijumski ingot (96,8%).IEA dalje predviđa da će do 2025. godine kineski proizvodni kapacitet u određenim vezama iznositi 95% ili više.

Nije ni čudo što će IEA koristiti „dominaciju“ da opiše status kineske fotonaponske industrije, pa čak i tvrdi da ona predstavlja određenu prijetnju globalnom fotonaponskom lancu snabdijevanja.“…nivo geografske koncentracije u globalnim lancima snabdijevanja također stvara potencijalne izazove koji mogu izazvati izazove. vlade moraju da se pozabave.” Ako to pogledate kvalitativno, još je interesantnije da komentar u “New York Timesu” smatra kinesku fotonaponsku industriju velikom prijetnjom.Posljednja “teorija prijetnje” još uvijek može biti 5G.

Ali solarni paneli nisu jedina karika u fotonaponskom lancu vrijednosti kojim dominiraju kineske kompanije.Ovaj članak se fokusira na još jedan manje poznat, ali jednako kritičan uređaj u fotonaponskim sistemima za proizvodnju energije - fotonaponski inverter.

Inverter, srce i mozak fotonapona

Fotonaponski inverter može pretvoriti jednosmjernu struju koju generiše modul solarne ćelije u naizmjeničnu struju s podesivom frekvencijom i može se koristiti za proizvodnju i život.Inverter je također odgovoran za maksimiziranje kapaciteta proizvodnje energije fotonaponskih panela i pružanje zaštite od grešaka sistema, uključujući, ali ne ograničavajući se na funkcije automatskog rada i isključivanja, funkcije kontrole maksimalne snage praćenja, niz funkcija koje zahtijevaju sistemi povezani na mrežu, itd. .

Drugim riječima, osnovna funkcija fotonaponskog pretvarača također se može sažeti kao praćenje maksimalne izlazne snage niza fotonaponskih modula i dovođenje njegove energije u mrežu uz najmanji gubitak konverzije i najbolji kvalitet energije.Bez “srca i mozga” ovog fotonaponskog sistema, električna energija koju proizvode trenutne solarne ćelije ne bi bila dostupna ljudima.

Iz perspektive položaja industrijskog lanca, inverter se nalazi u nizvodnoj fazi fotonaponske industrije i ulazi u kariku u procesu izgradnje sistema za proizvodnju električne energije (bez obzira u kom obliku).

Sa stajališta troškova, udio fotonaponskih pretvarača u cijeni nije velik.Generalno, udio distribuiranih fotonaponskih sistema je veći od onog u velikim zemaljskim elektranama.

Trenutni fotonaponski pretvarači imaju različite metode klasifikacije, koje su uobičajenije i lako razumljive, a razlikuju se po vrstama proizvoda.Postoje uglavnom četiri tipa: centralizovani, string, distribuirani i mikro invertori.Među njima, mikro-inverter se prilično razlikuje od ostala tri uređaja i može se koristiti samo u malim fotonaponskim sistemima za proizvodnju energije, kao što su kućni fotonaponski uređaji, i nije pogodan za velike sisteme.

Iz perspektive tržišnog udjela, žičani invertori su zauzeli apsolutnu dominantnu poziciju, centralizirani pretvarači su na drugom mjestu sa velikim jazom, a drugi tipovi zauzimaju vrlo malo.Prema podacima CPIA-e, žičani pretvarači čine 69,6%, centralizirani pretvarači 27,7%, distribuirani pretvarači imaju tržišni udio od oko 2,7%, a mikro invertori nisu vidljivi.statistika.

Razlog zašto su trenutni većina mainstream invertorskih proizvoda tipa niza je sljedeći: raspon radnog napona je širok i sposobnost proizvodnje energije je jaka pri slabom svjetlu;jedan inverter kontroliše nekoliko komponenti baterije, uglavnom samo desetine, što je mnogo manje od centralizovanog pretvarača. Broj hiljada generatora, uticaj neočekivanih kvarova na ukupnu efikasnost proizvodnje energije je relativno nizak;troškovi rada i održavanja su niski, otkrivanje kvara je relativno lako, a kada se kvar dogodi, vrijeme otklanjanja kvarova je kratko, a kvar i održavanje uzrokuju manje gubitke.

Međutim, potrebno je naglasiti da fotonaponska industrija osim velikih elektrana ima i brojne specifične scenarije primjene, a postoji i mnogo tipova distribuiranih fotonapona, kao što su fotonaponski aparati za kućanstvo, tvornički krovni fotonapon, fotonapon za visoke zgrade. zidovi zavjese i tako dalje.Za takve fotonaponske objekte za proizvodnju električne energije država također ima odgovarajuće planove.Na primjer, u Planu implementacije za povećanje ugljika u urbanoj i ruralnoj izgradnji koji su izdali Ministarstvo stanovanja i urbano-ruralnog razvoja i Nacionalna komisija za razvoj i reformu u julu, pominje se da će do 2025. godine biti izgrađene nove zgrade javnih institucija, krov fotonaponska pokrivenost novoizgrađene zgrade fabrike dostići će 50%.Različiti scenariji primjene imaju različite potrebe za fotonaponskim pretvaračima, a sa brzim razvojem fotonaponske industrije, utjecaj tehnoloških iteracija na industriju ne može se zanemariti, što tržišnu strukturu fotonaponskih pretvarača čini neizvjesnom.

Što se tiče veličine tržišta, treba istaći da zbog toga što više od jedne vodeće kompanije u industriji invertera nije na listi, nepotpuno objavljivanje informacija izazvalo je određene statističke poteškoće, što je rezultiralo određenim razlikama u podacima koje daju različite institucije zbog uticaj kalibra.

Iz perspektive veličine tržišta, prema statistici isporuka: IHS Markit-ove PV inverterske isporuke u 2021. su oko 218 GW, što je povećanje od oko 27% u odnosu na prethodnu godinu;Podaci Wood Mackenzie-a su više od 225 GW, što je povećanje od 22% u odnosu na prethodnu godinu.

Razlog zašto sadašnja industrija fotonaponskih invertera ima značajnu konkurentnost je uglavnom zbog značajne cjenovne prednosti koju donosi stabilna sposobnost kontrole troškova domaćih poduzeća.U ovoj fazi, skoro svaki tip invertera u Kini ima prilično očiglednu prednost u pogledu troškova, a cijena po vatu je samo oko 50% ili čak 20% cijene u inozemstvu.

Smanjenje troškova i povećanje efikasnosti je pravac optimizacije

U ovoj fazi domaći fotonaponski invertori su uspostavili određenu konkurentsku prednost, ali to naravno ne znači da ne postoji mogućnost dalje optimizacije u industriji.Glavni putevi smanjenja troškova za buduće fotonaponske pretvarače će se fokusirati na tri aspekta: lokalizaciju ključnih komponenti, poboljšanje gustine snage i tehnološke inovacije.

Što se tiče strukture troškova, direktni materijali fotonaponskih pretvarača zauzimaju vrlo visok udio, koji prelazi 80%, koji se može grubo podijeliti na četiri dijela: energetski poluvodiči (uglavnom IGBT), mehanički dijelovi (plastični dijelovi, tlačni odljevci, radijatori, Dijelovi od lima i dr.), pomoćni materijali (izolacijski materijali, materijali za pakovanje, itd.) i druge elektronske komponente (kondenzatori, induktori, integrirana kola, itd.).Na opštu cenu materijala koji se koriste u fotonaponskim inverterima značajno utiču sirovine koje se nalaze u proizvodnji, poteškoće u proizvodnji nisu velike, tržišna konkurencija je već dovoljna, dalje smanjenje troškova je teško, a prostor za pregovaranje je relativno ograničen, što ne može da obezbedi mnogo pomoć za dalje smanjenje troškova invertera.

Ali poluvodički uređaji su drugačiji.Energetski poluprovodnici čine 10% do 20% troškova pretvarača.Oni su osnovne komponente za realizaciju DC-AC inverterske funkcije pretvarača i direktno određuju efikasnost konverzije opreme.Međutim, zbog visokih industrijskih barijera IGBT-a, nivo lokalizacije u ovoj fazi nije visok.

Zbog toga energetski poluvodiči imaju veću cijenu od drugih uređaja.Globalna nestašica poluvodiča i rast cijena od 2021. godine doveli su do očiglednog pritiska na profit invertera, a bruto profitna marža proizvoda uglavnom je opala.Sa brzim razvojem domaćih poluprovodnika, očekuje se da će industrija invertera realizovati lokalizovanu zamjenu IGBT-a u budućnosti i postići ukupno smanjenje troškova.

Povećanje gustine snage odnosi se na razvoj proizvoda veće snage pod istom težinom, ili lakših proizvoda pod istom snagom, čime se razvodnjavaju fiksni troškovi strukturnih dijelova/pomoćnih materijala i postižu rezultati relativnog smanjenja troškova.Iz perspektive parametara proizvoda, trenutni različiti pretvarači zaista konstantno poboljšavaju nazivnu snagu i gustinu snage.

Tehnološka iteracija je relativno jednostavna.Industrija pretvarača može postići kontrolu troškova i dodatno otvoriti profitne marže daljnjom optimizacijom dizajna proizvoda, smanjenjem materijala, poboljšanjem proizvodnih procesa i prelaskom na efikasnije uređaje.

Sljedeći svijet, skladište energije?

Pored fotonaponske, još jedan tržišni pravac trenutne industrije invertera je skladištenje jednako tople energije.

Proizvodnja fotonaponske energije, posebno distribuirani fotonaponski sistemi, ima prirodnu intermitentnost i volatilnost.Povezivanje sa sistemima za skladištenje energije radi postizanja kontinuiranog i stabilnog napajanja je opštepriznato rešenje.

Da bi se zadovoljile potrebe novog elektroenergetskog sistema, nastao je sistem za konverziju energije (PCS; koji se ponekad naziva inverter za skladištenje energije radi lakšeg razumevanja).PCS je elektrohemijski sistem koji povezuje sistem baterija i električnu mrežu kako bi se ostvarila dvosmjerna konverzija električne energije.Ne samo da može pretvoriti naizmjeničnu struju u jednosmjernu za punjenje baterije tokom opterećenja, već i pretvoriti jednosmjernu struju u akumulatoru u naizmjeničnu struju tokom perioda vršnog opterećenja i povezati se na mrežu..

Međutim, zbog složenijih funkcija, elektroenergetska mreža ima veće zahtjeve za performansama za pretvarače za pohranu energije, što rezultira značajnim povećanjem broja korištenih komponenti, što može biti skoro dvostruko više od običnih fotonaponskih invertera.Istovremeno, složene funkcije donose i veće tehničke barijere.

Shodno tome, iako ukupna skala nije velika, pretvarač za skladištenje energije je već pokazao odličnu profitabilnost, a bruto profitna marža ima značajnu prednost u odnosu na fotonaponski inverter.

Sudeći po trenutnoj situaciji u industriji, prekomorsko tržište skladištenja energije počelo je ranije, a potražnja je veća od one u Kini.Domaće kompanije još nisu uspostavile tržišnu dominaciju sličnu onoj kod komponenti baterija i invertera u industriji.Međutim, tržišni opseg pretvarača za pohranu energije u ovoj fazi nije velik, a postoji ogroman jaz u odnosu na fotonaponske pretvarače.Ne postoji očigledna razlika u konkurentnosti između domaćih i stranih kompanija, što je uglavnom rezultat poslovnih izbora.

Za preduzeća, iako postoje određene tehničke barijere, tehnologija pretvarača za skladištenje energije i fotonaponskih invertera ima isto poreklo, a preduzećima nije mnogo teško da se transformišu.A na domaćem tržištu, vođena i industrijom i politikom, industrija skladištenja energije je ušla u period brzog razvoja, sa značajnim rastom tržišta i snažnom sigurnošću industrije, što je vrlo jasan smjer razvoja poslovanja za invertorske kompanije.

U stvari, mnoge kompanije su imale koristi od dobrih očekivanja industrije skladištenja energije.Sudeći po učinku u 2021. godini, poslovne linije za skladištenje energije mnogih kompanija pokazale su snažan rast.Iako je ovaj rast u određenoj vezi sa niskom bazom, dovoljno je da dokaže da razvoj proizvodnje opreme za skladištenje energije ima jaku sigurnost, te da nema sumnje da ima dobru poslovnu logiku i rast.

Budući put smanjenja troškova pretvarača za skladištenje energije je također relativno jasan, koji se ne razlikuje mnogo od fotonaponskih invertera.Fokusira se na smanjenje cijene komponenti, posebno na lokaliziranu zamjenu energetskih poluvodiča.Budući da je broj korištenih komponenti mnogo veći, domaće proizvodnje. Efekat smanjenja troškova koji donosi zamjena može se dodatno povećati.

Ako inverterske kompanije ubrzaju razvoj proizvoda pretvarača za skladištenje energije, oslanjajući se na brzi razvoj industrije skladištenja energije i utvrđene konkurentske prednosti pretvarača povezanih na mrežu, imamo sve razloge vjerovati da lokalna industrija ima sve mogućnosti da se osloni na kinesku Prednosti proizvodnje, reprodukcija prosperiteta fotonaponske industrije u lancu vrijednosti skladištenja energije i komercijalni uspjeh domaćih poduzeća također su prirodni rezultati.