Kvantitativno je Mednarodna agencija za energijo (IEA) predhodno objavila »Posebno poročilo o fotovoltaični globalni dobavni verigi«, ki kaže, da je Kitajska od leta 2011 vložila več kot 50 milijard ameriških dolarjev v razširitev proizvodne zmogljivosti fotovoltaične opreme, kar je 10-krat da Evrope.Kitajska je ustvarila več kot 300.000 delovnih mest v proizvodnji;Kitajska fotovoltaična proizvodna industrija zavzema vsaj 80 % svetovne proizvodne zmogljivosti v vseh proizvodnih povezavah sončnih panelov, od silicijevih materialov, silicijevih ingotov, rezin do celic in modulov, med katerimi je najnižji Najvišji je silicijev material (79,4 %) in največ je silicijevega ingota (96,8 %).IEA nadalje napoveduje, da bo do leta 2025 kitajska proizvodna zmogljivost v določenih povezavah znašala 95 % ali več.

Nič čudnega, da bo IEA uporabila izraz »prevladuje«, da bi opisala status kitajske fotovoltaične industrije in celo trdila, da predstavlja določeno grožnjo svetovni dobavni verigi fotovoltaike. vlade morajo obravnavati.«Če na to pogledate kvalitativno, je še bolj zanimivo, da komentar v »New York Timesu« kitajsko fotovoltaično industrijo obravnava kot veliko grožnjo.Zadnja »teorija grožnje« je morda še vedno 5G.

Toda sončni kolektorji niso edini člen v fotonapetostni vrednostni verigi, v kateri prevladujejo kitajska podjetja.Ta članek se osredotoča na drugo manj znano, a enako kritično napravo v fotovoltaičnih sistemih za proizvodnjo električne energije – fotovoltaični pretvornik.

Inverter, srce in možgani fotovoltaike

Fotovoltaični pretvornik lahko pretvori enosmerni tok, ki ga ustvari modul sončne celice, v izmenični tok z nastavljivo frekvenco in se lahko uporablja za proizvodnjo in življenjsko dobo.Pretvornik je prav tako odgovoren za maksimiranje zmogljivosti proizvodnje električne energije fotonapetostnih panelov in zagotavljanje sistemske zaščite pred napakami, vključno, vendar ne omejeno na funkcije samodejnega delovanja in izklopa, nadzorne funkcije sledenja največji moči, vrsto funkcij, ki jih zahtevajo sistemi, povezani z omrežjem itd. .

Z drugimi besedami, osrednjo funkcijo fotonapetostnega pretvornika lahko povzamemo tudi kot sledenje največji izhodni moči niza fotonapetostnih modulov in dovajanje njegove energije v omrežje z najmanjšo izgubo pretvorbe in najboljšo kakovostjo električne energije.Brez "srca in možganov" tega fotovoltaičnega sistema električna energija, ki jo proizvajajo sedanje sončne celice, ljudem ne bi bila na voljo.

Z vidika položaja industrijske verige se razsmernik nahaja v nizvodnem delu fotovoltaične industrije in vstopa v člen v procesu izgradnje sistema za proizvodnjo električne energije (ne glede na obliko).

S stroškovnega vidika delež fotovoltaičnih razsmernikov v stroških ni visok.Na splošno je delež porazdeljenih fotonapetostnih sistemov višji od deleža velikih zemeljskih elektrarn.

Trenutni fotonapetostni pretvorniki imajo različne metode razvrščanja, ki so pogostejše in lažje razumljive ter se razlikujejo po vrstah izdelkov.Obstajajo predvsem štiri vrste: centralizirani, stringni, porazdeljeni in mikro pretvorniki.Med njimi se mikropretvornik precej razlikuje od ostalih treh naprav in se lahko uporablja samo v majhnih fotovoltaičnih sistemih za proizvodnjo električne energije, kot je domača fotovoltaika, in ni primeren za velike sisteme.

Z vidika tržnega deleža so string inverterji zavzeli absolutno dominanten položaj, centralizirani inverterji so bili uvrščeni na drugo mesto z velikim zaostankom, drugi tipi pa zelo malo.Po podatkih CPIA predstavljajo stringni razsmerniki 69,6 %, centralizirani razsmerniki 27,7 %, porazdeljeni razsmerniki imajo približno 2,7 % tržni delež, mikro razsmerniki pa niso vidni.statistika.

Razlog, zakaj so trenutno najpogostejši izdelki razsmernikov vrste nizov, je ta, da: je razpon delovne napetosti širok in zmogljivost proizvodnje električne energije je močna pri šibki svetlobi;en sam pretvornik nadzoruje nekaj baterijskih komponent, običajno le na desetine, kar je veliko manj kot centraliziran pretvornik. Število tisoč generatorjev, vpliv nepričakovanih okvar na splošno učinkovitost proizvodnje električne energije je razmeroma majhen;stroški delovanja in vzdrževanja so nizki, odkrivanje napak je razmeroma enostavno, ko pride do napake, je čas za odpravljanje težav kratek, okvara in vzdrževanje pa povzročita manjšo izgubo.

Vendar je treba poudariti, da ima fotovoltaična industrija poleg velikih elektrarn tudi številne posebne scenarije uporabe in obstaja veliko vrst porazdeljene fotovoltaike, kot so fotovoltaika za gospodinjstva, fotovoltaika za tovarniške strehe, fotovoltaika za visoke zgradbe. zavese in tako naprej.Za tovrstne fotovoltaične objekte ima država tudi ustrezne načrte.Na primer, v izvedbenem načrtu za povečanje ogljika v mestni in podeželski gradnji, ki sta ga julija izdala Ministrstvo za stanovanja in razvoj mestnega podeželja ter Nacionalna komisija za razvoj in reforme, je omenjeno, da bodo do leta 2025 nove stavbe javnih institucij, streha stopnja fotovoltaične pokritosti novozgrajene tovarniške zgradbe bo dosegla 50 %.Različni scenariji uporabe imajo različne potrebe po fotonapetostnih pretvornikih in s hitrim razvojem fotovoltaične industrije ni mogoče prezreti vpliva tehnoloških iteracij na industrijo, zaradi česar je tržna struktura fotonapetostnih pretvornikov negotova.

Kar zadeva velikost trga, je treba povedati, da ker več kot eno vodilno podjetje v inverterski industriji ni bilo na borzi, je nepopolno razkritje informacij povzročilo določene statistične težave, kar je povzročilo določene razlike v podatkih različnih institucij zaradi vpliv kalibra.

Z vidika velikosti trga glede na statistiko pošiljk: pošiljke fotonapetostnih pretvornikov IHS Markit v letu 2021 znašajo približno 218 GW, kar je medletno povečanje za približno 27 %;Podatki podjetja Wood Mackenzie so več kot 225 GW, kar je 22-odstotno medletno povečanje.

Razlog, zakaj ima trenutna industrija fotonapetostnih pretvornikov precejšnjo konkurenčnost, je predvsem znatna cenovna prednost, ki jo prinaša stabilna sposobnost nadzora stroškov domačih podjetij.Na tej stopnji ima skoraj vsak tip razsmernika na Kitajskem dokaj očitno stroškovno prednost, cena na vat pa znaša le približno 50 % ali celo 20 % čezmorskih stroškov.

Zmanjševanje stroškov in povečanje učinkovitosti je smer optimizacije

V tej fazi so domači fotonapetostni razsmerniki vzpostavili določeno konkurenčno prednost, kar pa seveda ne pomeni, da v industriji ni možnosti nadaljnje optimizacije.Glavne poti znižanja stroškov za prihodnje fotovoltaične pretvornike bodo osredotočene na tri vidike: lokalizacija ključnih komponent, izboljšanje gostote moči in tehnološke inovacije.

V strukturi stroškov predstavljajo neposredni materiali fotonapetostnih razsmernikov zelo visok delež, več kot 80 %, ki ga lahko grobo razdelimo na štiri dele: močnostni polprevodniki (predvsem IGBT), mehanski deli (plastični deli, tlačni ulitki, radiatorji, Pločevinasti deli itd.), pomožni materiali (izolacijski materiali, embalažni materiali itd.) in druge elektronske komponente (kondenzatorji, induktorji, integrirana vezja itd.).Na splošno ceno materialov, ki se uporabljajo v fotonapetostnih pretvornikih, pomembno vplivajo surovine na začetku proizvodne verige, proizvodne težave niso velike, tržna konkurenca je že zadostna, nadaljnje zniževanje stroškov je težko, pogajalski prostor pa je relativno omejen, kar ne more zagotoviti veliko pomoč pri nadaljnjem znižanju stroškov razsmernikov.

Toda polprevodniške naprave so drugačne.Močnostni polprevodniki predstavljajo 10 % do 20 % stroškov pretvornika.So ključne komponente za uresničitev funkcije pretvornika DC-AC pretvornika in neposredno določajo učinkovitost pretvorbe opreme.Vendar pa zaradi visokih industrijskih ovir IGBT stopnja lokalizacije na tej stopnji ni visoka.

Zaradi tega imajo močnostni polprevodniki večjo cenovno moč kot druge naprave.Prav tako sta svetovno pomanjkanje polprevodnikov in zvišanje cen od leta 2021 povzročila očiten pritisk na dobiček pretvornikov, bruto stopnja dobička izdelkov pa se je večinoma zmanjšala.S hitrim razvojem domačih polprevodnikov se pričakuje, da bo inverterska industrija v prihodnosti uresničila lokalizirano zamenjavo IGBT-jev in dosegla splošno znižanje stroškov.

Povečanje gostote moči se nanaša na razvoj izdelkov z večjo močjo pri enaki teži ali lažjih izdelkov pri enaki moči, s čimer se zmanjšajo fiksni stroški strukturnih delov/pomožnih materialov in dosežejo relativni rezultati znižanja stroškov.Z vidika parametrov izdelka sedanji različni razsmerniki dejansko nenehno izboljšujejo nazivno moč in gostoto moči.

Tehnološka ponovitev je razmeroma enostavna.Inverterska industrija lahko doseže nadzor nad stroški in dodatno poveča profitne marže z nadaljnjim optimiziranjem zasnove izdelkov, zmanjšanjem materialov, izboljšanjem proizvodnih procesov in prehodom na učinkovitejše naprave.

Naslednji svet, shranjevanje energije?

Poleg fotovoltaike je druga tržna usmeritev trenutne inverterske industrije enako vroče shranjevanje energije.

Fotovoltaična proizvodnja električne energije, zlasti distribuirani fotovoltaični sistemi, ima naravno prekinitev in nestanovitnost.Povezava s sistemi za shranjevanje energije za doseganje neprekinjenega in stabilnega napajanja je splošno priznana rešitev.

Da bi izpolnili potrebe novega elektroenergetskega sistema, je nastal sistem za pretvorbo električne energije (PCS; zaradi lažjega razumevanja včasih imenovan tudi pretvornik za shranjevanje energije).PCS je elektrokemični sistem, ki povezuje baterijski sistem in električno omrežje za dvosmerno pretvorbo električne energije.Ne samo, da lahko pretvori izmenični tok v enosmerni tok za polnjenje baterije med obremenitvijo, temveč tudi pretvori enosmerni tok v akumulatorski bateriji v izmenični tok med obdobjem največje obremenitve in se poveže z omrežjem..

Vendar ima električno omrežje zaradi bolj zapletenih funkcij višje zahteve glede zmogljivosti za pretvornike za shranjevanje energije, kar ima za posledico znatno povečanje števila uporabljenih komponent, ki je lahko skoraj dvakrat večje kot pri običajnih fotovoltaičnih pretvornikih.Hkrati kompleksne funkcije prinašajo tudi višje tehnične ovire.

Skladno s tem, čeprav celoten obseg ni zelo velik, je razsmernik za shranjevanje energije že pokazal odlično dobičkonosnost, bruto stopnja dobička pa ima precejšnjo prednost pred fotovoltaičnim pretvornikom.

Sodeč po trenutnem položaju industrije se je čezmorski trg za shranjevanje energije začel prej in povpraševanje je večje kot na Kitajskem.Domača podjetja še niso vzpostavila tržne prevlade, podobne tisti pri baterijskih komponentah in pretvornikih v industriji.Vendar tržni obseg pretvornikov za shranjevanje energije na tej stopnji ni velik in obstaja velika vrzel pri fotovoltaičnih pretvornikih.Med domačimi in tujimi podjetji ni očitne razlike v konkurenčnosti, ki je predvsem posledica poslovnih odločitev.

Za podjetja, čeprav obstajajo določene tehnične ovire, ima tehnologija pretvornikov za shranjevanje energije in fotovoltaičnih pretvornikov enak izvor in podjetjem ni zelo težko preoblikovati.In na domačem trgu, ki ga poganjata tako industrija kot politika, je industrija shranjevanja energije vstopila v obdobje hitrega razvoja s precejšnjo rastjo trga in močno gotovostjo industrije, kar je zelo jasna usmeritev poslovnega razvoja za inverterska podjetja.

Pravzaprav so mnoga podjetja imela koristi od dobrih pričakovanj industrije za shranjevanje energije.Sodeč po uspešnosti v letu 2021 so poslovne linije shranjevanja energije številnih podjetij pokazale močno rast.Čeprav je ta rast v določeni povezavi z nizko osnovo, je dovolj, da dokaže, da ima razvoj proizvodnje opreme, povezane s shranjevanjem energije, močno gotovost in ni dvoma, da ima dobro poslovno logiko in rast.

Razmeroma jasna je tudi prihodnja pot zniževanja stroškov razsmernikov za shranjevanje energije, ki se ne razlikuje veliko od fotovoltaičnih razsmernikov.Osredotoča se na znižanje cene komponent, predvsem na lokalizirano zamenjavo močnostnih polprevodnikov.Ker je število uporabljenih komponent veliko večje, domače proizvodnje. Učinek znižanja stroškov, ki ga prinaša zamenjava, se lahko še poveča.

Če podjetja, ki se ukvarjajo z razsmerniki, pospešijo razvoj pretvornikov za shranjevanje energije, pri čemer se zanašajo na hiter razvoj industrije za shranjevanje energije in uveljavljene konkurenčne prednosti pretvornikov, povezanih z omrežjem, imamo vse razloge za prepričanje, da ima lokalna industrija vse možnosti, da se zanese na kitajsko Prednosti proizvodnje, reprodukcija blaginje fotovoltaične industrije v vrednostni verigi shranjevanja energije in komercialni uspeh domačih podjetij so prav tako naravni rezultati.