Kansainvälinen energiajärjestö IEA julkaisi aiemmin kvantitatiivisesti "Special Report on Photovoltaic Global Supply Chain", joka osoittaa, että Kiina on vuodesta 2011 lähtien investoinut yli 50 miljardia dollaria aurinkosähkölaitteiden tuotantokapasiteetin laajentamiseen, mikä on 10-kertainen. että Euroopan.Kiina on luonut yli 300 000 valmistustyöpaikkaa;Kiinan aurinkosähköteollisuus käyttää vähintään 80 % maailmanlaajuisesta tuotantokapasiteetista kaikissa aurinkopaneelien tuotantolinkeissä piimateriaaleista, piiharkoista, kiekoista kennoihin ja moduuleihin, joista alhaisin Korkein on piimateriaali (79,4 %) ja korkein on piiharkko (96,8 %).Lisäksi IEA ennustaa, että vuoteen 2025 mennessä Kiinan tuotantokapasiteetti tietyissä yhteyksissä on 95 prosenttia tai enemmän.

Ei ihme, että IEA käyttää sanaa "dominoida" kuvaamaan Kiinan aurinkosähköteollisuuden tilaa ja jopa väittää, että se muodostaa tietyn uhan maailmanlaajuiselle aurinkosähkön toimitusketjulle. "...maantieteellisen keskittymisen taso globaaleissa toimitusketjuissa luo myös mahdollisia haasteita, jotka hallitusten on puututtava.” Jos asiaa tarkastellaan laadullisesti, on vielä mielenkiintoisempaa, että ”New York Timesin” kommentissa Kiinan aurinkosähköteollisuutta pidetään suurena uhkana.Viimeinen "uhkateoria" saattaa silti olla 5G.

Mutta aurinkopaneelit eivät ole ainoa lenkki aurinkosähkön arvoketjussa, jota kiinalaiset yritykset hallitsevat.Tämä artikkeli keskittyy toiseen vähemmän tunnettuun, mutta yhtä kriittiseen laitteeseen aurinkosähkön tuotantojärjestelmissä - aurinkosähköinvertteriin.

Invertteri, aurinkosähkön sydän ja aivot

Aurinkosähköinvertteri voi muuntaa aurinkokennomoduulin tuottaman tasavirran vaihtovirraksi säädettävällä taajuudella ja sitä voidaan käyttää tuotantoon ja käyttöikään.Invertteri on myös vastuussa aurinkosähköpaneelien tehontuotantokapasiteetin maksimoimisesta ja järjestelmän vikasuojauksen tarjoamisesta, mukaan lukien, mutta ei rajoittuen, automaattiset käyttö- ja sammutustoiminnot, suurimman tehon seurannan ohjaustoiminnot, sarja verkkoon kytkettyjen järjestelmien vaatimia toimintoja jne. .

Toisin sanoen aurinkosähköinvertterin ydintoiminto voidaan tiivistää myös aurinkosähkömoduuliryhmän suurimman lähtötehon seuraamiseksi ja sen energian syöttämiseksi verkkoon pienimmällä muunnoshäviöllä ja parhaalla tehonlaadulla.Ilman tämän aurinkosähköjärjestelmän "sydäntä ja aivoja" nykyisten aurinkokennojen tuottama sähkö ei olisi ihmisten saatavilla.

Teollisuusketjun aseman näkökulmasta invertteri sijaitsee aurinkosähköteollisuuden alavirran puolella, ja se tulee lenkkiin sähköntuotantojärjestelmän rakentamisprosessissa (muodosta riippumatta).

Kustannusten näkökulmasta aurinkosähköinvertterien osuus kustannuksista ei ole suuri.Yleensä hajautettujen aurinkosähköjärjestelmien osuus on suurempi kuin suurten maavoimaloiden.

Nykyisillä aurinkosähköinverttereillä on erilaisia ​​luokittelumenetelmiä, jotka ovat yleisempiä ja helpompia ymmärtää, ja ne erotetaan tuotetyypeittäin.Niitä on pääasiassa neljää tyyppiä: keskitetyt, merkkijono-, hajautetut ja mikroinvertterit.Niistä mikroinvertteri eroaa melkoisesti kolmesta muusta laitteesta, ja sitä voidaan käyttää vain pienissä aurinkosähköjärjestelmissä, kuten kodin aurinkosähköissä, eikä se sovellu suuriin järjestelmiin.

Markkinaosuuden näkökulmasta merkkijonoinvertterit ovat ottaneet ehdottoman määräävän aseman, keskitetyt invertterit sijoittuivat toiseksi suurella erolla ja muiden tyyppien osuus on erittäin vähäinen.CPIA:n antamien tietojen mukaan merkkijonoinvertterien osuus on 69,6 %, keskitettyjen invertterien osuus 27,7 %, hajautettujen invertterien markkinaosuus on noin 2,7 % ja mikroinvertterit eivät ole näkyvissä.tilastot.

Syy siihen, miksi nykyiset yleisimmät invertterituotteet ovat merkkijonotyyppisiä, on se, että: käyttöjännitealue on laaja ja tehontuotantokyky vahva hämärässä;yksi invertteri ohjaa muutamia akkukomponentteja, yleensä vain kymmeniä, mikä on paljon pienempi kuin keskitetty invertteri. Generaattorien tuhansien lukumäärä, odottamattomien vikojen vaikutus sähköntuotannon kokonaishyötysuhteeseen on suhteellisen pieni;käyttö- ja ylläpitokustannukset ovat alhaiset, vian havaitseminen on suhteellisen helppoa, ja vian ilmetessä vianmääritysaika on lyhyt ja vika ja huolto aiheuttavat vähemmän menetyksiä.

On kuitenkin korostettava, että suurten voimalaitosten lisäksi aurinkosähköteollisuudessa on myös lukuisia erityisiä sovellusskenaarioita, ja hajautettuja aurinkosähköjä on monenlaisia, kuten kotitalouksien aurinkosähkö, tehtaan kattosähkö, korkean rakennuksen aurinkosähkö. verhoseinät ja niin edelleen.Tällaisia ​​aurinkosähkövoimantuotantolaitoksia varten osavaltiolla on myös vastaavat suunnitelmat.Esimerkiksi asunto- ja kaupunki- ja maaseutukehitysministeriön sekä kansallisen kehittämis- ja uudistuskomission heinäkuussa julkaisemassa toteutussuunnitelmassa hiilidioksidipäästöjen huipusta kaupunki- ja maaseuturakentamisessa mainitaan, että vuoteen 2025 mennessä uudet julkiset instituutiot, katto äskettäin rakennetun tehdasrakennuksen aurinkosähkön peittoaste nousee 50 prosenttiin.Eri sovellusskenaarioissa on erilaiset tarpeet aurinkosähköinverttereille, ja aurinkosähköteollisuuden nopean kehityksen myötä teknisten iteraatioiden vaikutusta alaan ei voida jättää huomiotta, mikä tekee aurinkosähköinvertterien markkinarakenteesta epävarman.

Markkinoiden koon osalta on todettava, että koska useampaa kuin yhtä invertterialan johtavaa yritystä ei ole listattu, tietojen puutteellinen julkistaminen on aiheuttanut tiettyjä tilastollisia vaikeuksia, mikä on johtanut tiettyihin eroihin eri instituutioiden antamissa tiedoissa. kaliiperin vaikutus.

Markkinoiden koon näkökulmasta toimitustilastojen mukaan: IHS Markitin aurinkosähköinvertteritoimitukset vuonna 2021 ovat noin 218 GW, kasvua vuositasolla noin 27 %;Wood Mackenzien tiedot ovat yli 225 GW, mikä on 22 % enemmän kuin vuotta aiemmin.

Syy siihen, miksi nykyisellä aurinkosähköinvertteriteollisuudella on huomattava kilpailukyky, johtuu pääasiassa kotimaisten yritysten vakaan kustannusten hallintakyvyn tuomasta huomattavasta hintaedusta.Tässä vaiheessa lähes kaikilla invertterityypeillä Kiinassa on melko ilmeinen kustannusetu, ja wattikohtainen hinta on vain noin 50 % tai jopa 20 % ulkomaisista kustannuksista.

Kustannusten vähentäminen ja tehokkuuden lisääminen on optimoinnin suunta

Tässä vaiheessa kotimaiset aurinkosähköinvertterit ovat saavuttaneet tietyn kilpailuedun, mutta tämä ei tietenkään tarkoita, etteikö alalla olisi mahdollisuutta jatkooptimointiin.Tulevien aurinkosähköinvertterien tärkeimmät kustannussäästöpolut keskittyvät kolmeen näkökohtaan: avainkomponenttien lokalisointiin, tehotiheyden parantamiseen ja teknologisiin innovaatioihin.

Kustannusrakenteessa aurinkosähköinvertterien suorat materiaalit muodostavat erittäin suuren, yli 80 %:n osuuden, joka voidaan karkeasti jakaa neljään osaan: tehopuolijohteet (lähinnä IGBT:t), mekaaniset osat (muoviosat, painevalut, lämpöpatterit, Peltiosat jne.), apumateriaalit (eristysmateriaalit, pakkausmateriaalit jne.) ja muut elektroniset komponentit (kondensaattorit, induktorit, integroidut piirit jne.).Aurinkosähköisissä inverttereissä käytettyjen materiaalien yleiseen hintaan vaikuttavat merkittävästi alkupään raaka-aineet, tuotannon vaikeus ei ole korkea, kilpailu markkinoilla on jo riittävä, kustannusten lisäleikkaus on vaikeaa ja neuvottelutila on suhteellisen rajallinen, mikä ei voi tarjota paljon auttaa invertterien kustannusten vähentämisessä edelleen.

Mutta puolijohdelaitteet ovat erilaisia.Tehopuolijohteet muodostavat 10–20 % invertterin kustannuksista.Ne ovat ydinkomponentteja, jotka toteuttavat invertterin DC-AC-invertteritoiminnon ja määrittävät suoraan laitteiden muunnostehokkuuden.IGBT:iden korkeiden teollisuuden esteiden vuoksi lokalisointitaso ei kuitenkaan tässä vaiheessa ole korkea.

Tämän ansiosta tehopuolijohteilla on vahvempi hinnoitteluteho kuin muilla laitteilla.Myös maailmanlaajuinen puolijohdepula ja hintojen nousu vuodesta 2021 lähtien ovat johtaneet ilmeisiin paineisiin invertterien kannattavuuteen, ja tuotteiden myyntikate on pääosin laskenut.Kotimaisten puolijohteiden nopean kehityksen myötä invertteriteollisuuden odotetaan toteuttavan IGBT:iden paikallisen korvaamisen tulevaisuudessa ja saavuttavan kokonaiskustannusten alenemisen.

Tehotiheyden lisäyksellä tarkoitetaan tuotteiden kehittämistä, joilla on suurempi teho samassa painossa tai kevyempiä tuotteita samalla teholla, mikä laimentaa rakenneosien/apumateriaalien kiinteitä kustannuksia ja saavuttaa suhteellisia kustannussäästöjä.Tuoteparametrien näkökulmasta nykyiset erilaiset invertterit todellakin parantavat jatkuvasti nimellistehoa ja tehotiheyttä.

Teknologinen iteraatio on suhteellisen yksinkertaista.Invertteriteollisuus voi hallita kustannuksia ja avata voittomarginaaleja entisestään optimoimalla tuotesuunnittelua, vähentämällä materiaaleja, parantamalla tuotantoprosesseja ja siirtymällä tehokkaampiin laitteisiin.

Seuraava maailma, energian varastointi?

Aurinkosähkön lisäksi nykyisen invertteriteollisuuden toinen markkinasuunta on yhtä kuuma energian varastointi.

Aurinkosähköenergian tuotannossa, erityisesti hajautetuissa aurinkosähköjärjestelmissä, on luonnollista katkonaisuutta ja epävakautta.Yhdistäminen energian varastointijärjestelmiin jatkuvan ja vakaan virransyötön saavuttamiseksi on laajalti tunnustettu ratkaisu.

Vastatakseen uuden sähköjärjestelmän tarpeisiin syntyi Power Conversion System (PCS; joskus kutsutaan ymmärtämisen helpottamiseksi energian varastointiinvertteriksi).PCS on sähkökemiallinen järjestelmä, joka yhdistää akkujärjestelmän ja sähköverkon toteuttaakseen sähköenergian kaksisuuntaisen muuntamisen.Se ei voi vain muuntaa vaihtovirtaa tasavirraksi akun lataamiseksi kuormituksen aikana, vaan myös muuntaa akun tasavirran vaihtovirraksi huippukuormituksen aikana ja muodostaa yhteyden verkkoon..

Monimutkaisemmista toiminnoista johtuen sähköverkolla on kuitenkin korkeammat suorituskykyvaatimukset energiaa varastoiville inverttereille, mikä lisää huomattavasti käytettyjen komponenttien määrää, mikä voi olla lähes kaksinkertainen tavallisiin aurinkosähköinvertteriin verrattuna.Samalla monimutkaiset toiminnot tuovat myös korkeampia teknisiä esteitä.

Vastaavasti, vaikka kokonaismittakaava ei ole kovin suuri, energiavarastoinvertteri on jo osoittanut erinomaista kannattavuutta ja bruttokate on huomattava etu aurinkosähköinvertteriin verrattuna.

Alan nykytilanteesta päätellen ulkomaiset energian varastointimarkkinat alkoivat aikaisemmin, ja kysyntä on vahvempaa kuin Kiinassa.Kotimaiset yritykset eivät ole vielä saavuttaneet alan akkukomponenttien ja invertterien kaltaista määräävää markkina-asemaa.Energiaa varastoivien invertterien markkinaskaala ei kuitenkaan tässä vaiheessa ole suuri, ja aurinkosähköinverttereissä on valtava aukko.Kotimaisten ja ulkomaisten yritysten kilpailukyvyssä ei ole selvää eroa, mikä johtuu pääasiassa liiketoimintavalinnoista.

Yrityksille on olemassa tiettyjä teknisiä esteitä, mutta energiaa varastoivien invertterien ja aurinkosähköinvertterien teknologialla on sama alkuperä, eikä yrityksille ole kovin vaikeaa muuttaa.Ja kotimarkkinoilla sekä teollisuuden että politiikan vetämänä energian varastointiala on siirtynyt nopean kehityksen jaksoon, jossa markkinat kasvavat huomattavasti ja toimiala on vahvasti varma, mikä on erittäin selkeä liiketoiminnan kehityssuunta invertteriyrityksille.

Itse asiassa monet yritykset ovat hyötyneet energian varastointialan hyvistä odotuksista.Vuoden 2021 kehityksestä päätellen monien yritysten energiavarastointiliiketoimintalinjat ovat osoittaneet vahvaa kasvua.Vaikka tällä kasvulla on tietty suhde matalaan pohjaan, se riittää osoittamaan, että energian varastointiin liittyvän laitevalmistuksen kehityksellä on vahva varmuus, ja sillä on epäilemättä hyvä liikelogiikka ja kasvu.

Myös energiaa varastoivien invertterien tuleva kustannussäästöreitti on suhteellisen selkeä, mikä ei juuri eroa aurinkosähköinverttereistä.Se keskittyy komponenttien hintojen alentamiseen, erityisesti tehopuolijohteiden paikalliseen vaihtoon.Koska käytettyjen komponenttien määrä on paljon suurempi, kotimaisesti tuotettua Korvauksen tuomaa kustannuksia alentavaa vaikutusta voidaan entisestään suurentaa.

Jos invertteriyritykset kiihdyttävät energiaa varastoivien konvertterituotteiden kehitystä luottaen energian varastointiteollisuuden nopeaan kehitykseen ja verkkoon kytkettyjen invertterien vakiintuneisiin kilpailuetuihin, meillä on täysi syy uskoa, että paikallisella teollisuudella on kaikki mahdollisuudet luottaa Kiinan Valmistuksen edut, aurinkosähköteollisuuden vaurauden lisääntyminen energian varastoinnin arvoketjussa ja kotimaisten yritysten kaupallinen menestys ovat myös luonnollisia tuloksia.