Ποσοτικά, ο Διεθνής Οργανισμός Ενέργειας (IEA) δημοσίευσε προηγουμένως την «Ειδική Έκθεση για την Παγκόσμια Εφοδιαστική Αλυσίδα Φωτοβολταϊκών», η οποία δείχνει ότι από το 2011, η Κίνα έχει επενδύσει περισσότερα από 50 δισεκατομμύρια δολάρια ΗΠΑ για να επεκτείνει την παραγωγική ικανότητα φωτοβολταϊκού εξοπλισμού, η οποία είναι 10 φορές αυτή της Ευρώπης.Η Κίνα έχει δημιουργήσει περισσότερες από 300.000 θέσεις εργασίας στη μεταποίηση.Η βιομηχανία παραγωγής φωτοβολταϊκών της Κίνας καταλαμβάνει τουλάχιστον το 80% της παγκόσμιας παραγωγικής ικανότητας σε όλους τους δεσμούς παραγωγής ηλιακών συλλεκτών, από υλικά πυριτίου, πλινθώματα πυριτίου, γκοφρέτες έως κυψέλες και μονάδες, μεταξύ των οποίων το χαμηλότερο Το υψηλότερο είναι υλικό πυριτίου (79,4%) και το υψηλότερο είναι το πλινθίο πυριτίου (96,8%).Ο ΔΟΕ προβλέπει περαιτέρω ότι έως το 2025, η παραγωγική ικανότητα της Κίνας σε ορισμένες ζεύξεις θα αντιστοιχεί στο 95% ή περισσότερο.

Δεν είναι περίεργο που ο ΔΟΕ θα χρησιμοποιήσει τη λέξη «κυριαρχία» για να περιγράψει την κατάσταση της βιομηχανίας φωτοβολταϊκών της Κίνας, και μάλιστα να ισχυριστεί ότι αποτελεί μια ορισμένη απειλή για την παγκόσμια αλυσίδα εφοδιασμού φωτοβολταϊκών. «…το επίπεδο γεωγραφικής συγκέντρωσης στις παγκόσμιες αλυσίδες εφοδιασμού δημιουργεί επίσης πιθανές προκλήσεις που Οι κυβερνήσεις πρέπει να το αντιμετωπίσουν».Η τελευταία «θεωρία απειλής» μπορεί να είναι ακόμα το 5G.

Όμως τα ηλιακά πάνελ δεν είναι ο μόνος κρίκος στην αλυσίδα αξίας των φωτοβολταϊκών που κυριαρχείται από κινεζικές εταιρείες.Αυτό το άρθρο εστιάζει σε μια άλλη λιγότερο γνωστή, αλλά εξίσου κρίσιμη συσκευή στα φωτοβολταϊκά συστήματα παραγωγής ενέργειας — τον φωτοβολταϊκό μετατροπέα.

Inverter, η καρδιά και ο εγκέφαλος των φωτοβολταϊκών

Ο φωτοβολταϊκός μετατροπέας μπορεί να μετατρέψει το συνεχές ρεύμα που παράγεται από τη μονάδα ηλιακής κυψέλης σε εναλλασσόμενο ρεύμα με ρυθμιζόμενη συχνότητα και μπορεί να χρησιμοποιηθεί για παραγωγή και διάρκεια ζωής.Ο μετατροπέας είναι επίσης υπεύθυνος για τη μεγιστοποίηση της ικανότητας παραγωγής ενέργειας των φωτοβολταϊκών πλαισίων και την παροχή προστασίας από σφάλματα του συστήματος, συμπεριλαμβανομένων, ενδεικτικά, των λειτουργιών αυτόματης λειτουργίας και απενεργοποίησης, των λειτουργιών ελέγχου παρακολούθησης μέγιστης ισχύος, μιας σειράς λειτουργιών που απαιτούνται από συστήματα συνδεδεμένα στο δίκτυο κ.λπ. .

Με άλλα λόγια, η βασική λειτουργία του φωτοβολταϊκού μετατροπέα μπορεί επίσης να συνοψιστεί ως παρακολούθηση της μέγιστης ισχύος εξόδου της συστοιχίας φωτοβολταϊκών μονάδων και τροφοδοσία της ενέργειάς του στο δίκτυο με τη μικρότερη απώλεια μετατροπής και την καλύτερη ποιότητα ισχύος.Χωρίς την «καρδιά και τον εγκέφαλο» αυτού του φωτοβολταϊκού συστήματος, η ηλεκτρική ενέργεια που παράγεται από τα σημερινά ηλιακά κύτταρα δεν θα ήταν διαθέσιμη στους ανθρώπους.

Από τη σκοπιά της θέσης της βιομηχανικής αλυσίδας, ο μετατροπέας βρίσκεται στο κατάντη της βιομηχανίας φωτοβολταϊκών και εισέρχεται στον κρίκο στη διαδικασία κατασκευής ενός συστήματος παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας (ανεξαρτήτως μορφής).

Από πλευράς κόστους, η αναλογία των φωτοβολταϊκών μετατροπέων στο κόστος δεν είναι υψηλή.Γενικά, το ποσοστό των κατανεμημένων φωτοβολταϊκών συστημάτων είναι υψηλότερο από αυτό των επίγειων σταθμών ηλεκτροπαραγωγής μεγάλης κλίμακας.

Οι σημερινοί φωτοβολταϊκοί μετατροπείς έχουν μια ποικιλία μεθόδων ταξινόμησης, οι οποίες είναι πιο κοινές και κατανοητές και διακρίνονται ανά τύπο προϊόντων.Υπάρχουν κυρίως τέσσερις τύποι: κεντρικοί, στοιχειοσειράς, κατανεμημένοι και μικρομετατροπείς.Μεταξύ αυτών, ο μικρο-μετατροπέας είναι αρκετά διαφορετικός από τις άλλες τρεις συσκευές και μπορεί να χρησιμοποιηθεί μόνο σε μικρά φωτοβολταϊκά συστήματα παραγωγής ενέργειας, όπως τα οικιακά φωτοβολταϊκά, και δεν είναι κατάλληλος για συστήματα μεγάλης κλίμακας.

Από την άποψη του μεριδίου αγοράς, οι μετατροπείς στοιχειοσειρών κατέλαβαν απόλυτη δεσπόζουσα θέση, οι κεντρικοί μετατροπείς κατέλαβαν τη δεύτερη θέση με μεγάλο χάσμα και άλλοι τύποι αντιπροσώπευαν πολύ λίγα.Σύμφωνα με τα στοιχεία της CPIA, οι μετατροπείς στοιχειοσειρών αντιπροσωπεύουν το 69,6%, οι κεντρικοί μετατροπείς αντιστοιχούν στο 27,7%, οι κατανεμημένοι μετατροπείς έχουν μερίδιο αγοράς περίπου 2,7% και οι μικρομετατροπείς δεν είναι ορατοί.στατιστική.

Ο λόγος για τον οποίο τα τρέχοντα προϊόντα βασικού αντιστροφέα είναι τύπου στοιχειοσειρών είναι ότι: το εύρος της τάσης λειτουργίας είναι ευρύ και η ικανότητα παραγωγής ενέργειας είναι ισχυρή σε χαμηλό φωτισμό.ένας μόνο μετατροπέας ελέγχει λίγα εξαρτήματα της μπαταρίας, γενικά μόνο δεκάδες, που είναι πολύ μικρότερο από τον κεντρικό μετατροπέα.το κόστος λειτουργίας και συντήρησης είναι χαμηλό, η ανίχνευση σφάλματος είναι σχετικά εύκολη και όταν παρουσιάζεται σφάλμα, ο χρόνος αντιμετώπισης προβλημάτων είναι σύντομος και η αστοχία και η συντήρηση προκαλούν λιγότερες απώλειες.

Ωστόσο, πρέπει να τονιστεί ότι εκτός από σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής μεγάλης κλίμακας, η βιομηχανία φωτοβολταϊκών έχει επίσης πολλά ειδικά σενάρια εφαρμογής και υπάρχουν πολλοί τύποι κατανεμημένων φωτοβολταϊκών, όπως φωτοβολταϊκά οικιακής χρήσης, φωτοβολταϊκά στέγης εργοστασίων, φωτοβολταϊκά πολυώροφων κτιρίων. κουρτινότοιχους και ούτω καθεξής.Για τέτοιες εγκαταστάσεις ηλεκτροπαραγωγής φωτοβολταϊκών το κράτος έχει και αντίστοιχους σχεδιασμούς.Για παράδειγμα, στο Σχέδιο Εφαρμογής για την Αύξηση του Άνθρακα στις Αστικές και Αγροτικές Κατασκευές που εκδόθηκε από το Υπουργείο Στέγασης και Αστικής-Αγροτικής Ανάπτυξης και την Εθνική Επιτροπή Ανάπτυξης και Μεταρρυθμίσεων τον Ιούλιο, αναφέρεται ότι έως το 2025, νέα κτίρια δημόσιων ιδρυμάτων, Η στέγη Το ποσοστό κάλυψης φωτοβολταϊκών του νεόδμητου εργοστασίου θα φτάσει το 50%.Τα διαφορετικά σενάρια εφαρμογών έχουν διαφορετικές ανάγκες για φωτοβολταϊκούς μετατροπείς και με την ταχεία ανάπτυξη της βιομηχανίας φωτοβολταϊκών, δεν μπορεί να αγνοηθεί ο αντίκτυπος των τεχνολογικών επαναλήψεων στη βιομηχανία, καθιστώντας τη δομή της αγοράς των φωτοβολταϊκών μετατροπέων αβέβαιη.

Όσον αφορά το μέγεθος της αγοράς, θα πρέπει να αναφερθεί ότι επειδή περισσότερες από μία κορυφαίες εταιρείες στον κλάδο των μετατροπέων δεν έχουν εισαχθεί στο χρηματιστήριο, η ελλιπής αποκάλυψη πληροφοριών έχει προκαλέσει ορισμένες στατιστικές δυσκολίες, με αποτέλεσμα ορισμένες διαφορές στα δεδομένα που δίνονται από διαφορετικά ιδρύματα λόγω επιρροή του διαμετρήματος.

Από την άποψη του μεγέθους της αγοράς, σύμφωνα με τα στατιστικά στοιχεία των αποστολών: Οι αποστολές Φ/Β μετατροπέων της IHS Markit το 2021 είναι περίπου 218 GW, σημειώνοντας αύξηση περίπου 27% σε ετήσια βάση.Τα δεδομένα της Wood Mackenzie είναι περισσότερα από 225 GW, σημειώνοντας αύξηση 22% από έτος σε έτος.

Ο λόγος για τον οποίο η σημερινή βιομηχανία φωτοβολταϊκών μετατροπέων έχει σημαντική ανταγωνιστικότητα οφείλεται κυρίως στο σημαντικό πλεονέκτημα τιμής που προσφέρει η σταθερή ικανότητα ελέγχου του κόστους των εγχώριων επιχειρήσεων.Σε αυτό το στάδιο, σχεδόν κάθε τύπος μετατροπέα στην Κίνα έχει ένα αρκετά προφανές πλεονέκτημα κόστους και το κόστος ανά watt είναι μόνο περίπου το 50% ή ακόμα και το 20% του κόστους στο εξωτερικό.

Η μείωση του κόστους και η αύξηση της αποδοτικότητας είναι η κατεύθυνση της βελτιστοποίησης

Στην παρούσα φάση, οι εγχώριοι φωτοβολταϊκοί μετατροπείς έχουν δημιουργήσει ένα συγκεκριμένο ανταγωνιστικό πλεονέκτημα, αλλά αυτό φυσικά δεν σημαίνει ότι δεν υπάρχει δυνατότητα περαιτέρω βελτιστοποίησης στον κλάδο.Οι κύριες διαδρομές μείωσης του κόστους για τους μελλοντικούς φωτοβολταϊκούς μετατροπείς θα επικεντρωθούν σε τρεις πτυχές: εντοπισμός βασικών εξαρτημάτων, βελτίωση της πυκνότητας ισχύος και τεχνολογική καινοτομία.

Όσον αφορά τη δομή του κόστους, τα άμεσα υλικά των φωτοβολταϊκών μετατροπέων αντιπροσωπεύουν ένα πολύ υψηλό ποσοστό, που ξεπερνά το 80%, το οποίο μπορεί να χωριστεί χονδρικά σε τέσσερα μέρη: ημιαγωγοί ισχύος (κυρίως IGBT), μηχανικά μέρη (πλαστικά μέρη, χυτά καλώδια, θερμαντικά σώματα, Μέρη από λαμαρίνες κ.λπ.), βοηθητικά υλικά (μονωτικά υλικά, υλικά συσκευασίας κ.λπ.), και άλλα ηλεκτρονικά εξαρτήματα (πυκνωτές, επαγωγείς, ολοκληρωμένα κυκλώματα κ.λπ.).Η γενική τιμή των υλικών που χρησιμοποιούνται σε φωτοβολταϊκούς μετατροπείς επηρεάζεται σημαντικά από τις πρώτες ύλες ανάντη, η δυσκολία παραγωγής δεν είναι υψηλή, ο ανταγωνισμός στην αγορά είναι ήδη επαρκής, η περαιτέρω μείωση του κόστους είναι δύσκολη και ο χώρος διαπραγμάτευσης είναι σχετικά περιορισμένος, κάτι που δεν μπορεί να προσφέρει πολλά βοήθεια για περαιτέρω μείωση του κόστους των μετατροπέων .

Αλλά οι συσκευές ημιαγωγών είναι διαφορετικές.Οι ημιαγωγοί ισχύος αντιπροσωπεύουν το 10% έως 20% του κόστους του μετατροπέα.Αποτελούν τα βασικά στοιχεία για την υλοποίηση της λειτουργίας μετατροπέα DC-AC του μετατροπέα και καθορίζουν άμεσα την απόδοση μετατροπής του εξοπλισμού.Ωστόσο, λόγω των υψηλών βιομηχανικών φραγμών των IGBT, το επίπεδο εντοπισμού σε αυτό το στάδιο δεν είναι υψηλό.

Αυτό κάνει τους ημιαγωγούς ισχύος να έχουν ισχυρότερη ισχύ τιμολόγησης από άλλες συσκευές.Είναι επίσης η παγκόσμια έλλειψη ημιαγωγών και οι αυξήσεις των τιμών από το 2021 που οδήγησαν σε εμφανείς πιέσεις στο κέρδος των μετατροπέων και το μεικτό περιθώριο κέρδους των προϊόντων μειώθηκε κυρίως.Με την ταχεία ανάπτυξη των εγχώριων ημιαγωγών, η βιομηχανία μετατροπέων αναμένεται να πραγματοποιήσει την τοπική αντικατάσταση των IGBT στο μέλλον και να επιτύχει συνολική μείωση του κόστους.

Η αύξηση της πυκνότητας ισχύος αναφέρεται στην ανάπτυξη προϊόντων με υψηλότερη ισχύ κάτω από το ίδιο βάρος ή ελαφρύτερων προϊόντων με την ίδια ισχύ, μειώνοντας έτσι το πάγιο κόστος των δομικών μερών/ βοηθητικών υλικών και επιτυγχάνοντας αποτελέσματα σχετικής μείωσης του κόστους.Από την άποψη των παραμέτρων του προϊόντος, οι τρέχοντες διάφοροι μετατροπείς βελτιώνουν πράγματι συνεχώς την ονομαστική ισχύ και την πυκνότητα ισχύος.

Η τεχνολογική επανάληψη είναι σχετικά απλή.Ο κλάδος των μετατροπέων μπορεί να επιτύχει έλεγχο κόστους και να ανοίξει περαιτέρω περιθώρια κέρδους βελτιστοποιώντας περαιτέρω τον σχεδιασμό προϊόντων, μειώνοντας τα υλικά, βελτιώνοντας τις διαδικασίες παραγωγής και μεταβαίνοντας σε πιο αποδοτικές συσκευές.

Ο επόμενος κόσμος, αποθήκευση ενέργειας;

Εκτός από τα φωτοβολταϊκά, μια άλλη κατεύθυνση της αγοράς της σημερινής βιομηχανίας inverter είναι η εξίσου αποθήκευση θερμής ενέργειας.

Η παραγωγή φωτοβολταϊκής ενέργειας, ειδικά τα κατανεμημένα φωτοβολταϊκά συστήματα, έχει φυσική διακοπτόμενη και αστάθεια.Η σύνδεση σε συστήματα αποθήκευσης ενέργειας για την επίτευξη συνεχούς και σταθερής τροφοδοσίας είναι μια ευρέως αναγνωρισμένη λύση.

Προκειμένου να καλύψει τις ανάγκες του νέου συστήματος ισχύος, δημιουργήθηκε το Σύστημα Μετατροπής Ισχύος (PCS, που μερικές φορές αναφέρεται ως μετατροπέας αποθήκευσης ενέργειας για ευκολία κατανόησης).Το PCS είναι ένα ηλεκτροχημικό σύστημα που συνδέει το σύστημα μπαταρίας και το ηλεκτρικό δίκτυο για να πραγματοποιήσει αμφίδρομη μετατροπή ηλεκτρικής ενέργειας.Δεν μπορεί μόνο να μετατρέψει το εναλλασσόμενο ρεύμα σε συνεχές ρεύμα για τη φόρτιση της μπαταρίας κατά τη διάρκεια της φόρτωσης, αλλά και να μετατρέψει το συνεχές ρεύμα στην μπαταρία αποθήκευσης σε εναλλασσόμενο ρεύμα κατά την περίοδο αιχμής φορτίου και να συνδεθεί στο δίκτυο..

Ωστόσο, λόγω των πιο πολύπλοκων λειτουργιών, το ηλεκτρικό δίκτυο έχει υψηλότερες απαιτήσεις απόδοσης για μετατροπείς αποθήκευσης ενέργειας, με αποτέλεσμα μια σημαντική αύξηση στον αριθμό των εξαρτημάτων που χρησιμοποιούνται, ο οποίος μπορεί να είναι σχεδόν διπλάσιος από τους συνηθισμένους φωτοβολταϊκούς μετατροπείς.Ταυτόχρονα, οι σύνθετες λειτουργίες φέρνουν και υψηλότερα τεχνικά εμπόδια.

Αντίστοιχα, αν και η συνολική κλίμακα δεν είναι πολύ μεγάλη, ο μετατροπέας αποθήκευσης ενέργειας έχει ήδη δείξει εξαιρετική κερδοφορία και το μεικτό περιθώριο κέρδους έχει σημαντικό πλεονέκτημα έναντι του φωτοβολταϊκού μετατροπέα.

Κρίνοντας από την τρέχουσα κατάσταση του κλάδου, η αγορά αποθήκευσης ενέργειας στο εξωτερικό ξεκίνησε νωρίτερα και η ζήτηση είναι ισχυρότερη από αυτή στην Κίνα.Οι εγχώριες εταιρείες δεν έχουν ακόμη αποκτήσει κυριαρχία στην αγορά παρόμοια με αυτή των εξαρτημάτων μπαταριών και των μετατροπέων στη βιομηχανία.Ωστόσο, η κλίμακα αγοράς των μετατροπέων αποθήκευσης ενέργειας σε αυτό το στάδιο δεν είναι μεγάλη και υπάρχει τεράστιο κενό με τους φωτοβολταϊκούς μετατροπείς.Δεν υπάρχει εμφανής διαφορά ανταγωνιστικότητας μεταξύ εγχώριων και ξένων εταιρειών, η οποία είναι κυρίως αποτέλεσμα επιχειρηματικών επιλογών.

Για τις επιχειρήσεις, αν και υπάρχουν ορισμένα τεχνικά εμπόδια, η τεχνολογία των μετατροπέων αποθήκευσης ενέργειας και των φωτοβολταϊκών μετατροπέων έχει την ίδια προέλευση και δεν είναι πολύ δύσκολο για τις επιχειρήσεις να μετασχηματιστούν.Και στην εγχώρια αγορά, καθοδηγούμενη τόσο από τη βιομηχανία όσο και από την πολιτική, ο κλάδος αποθήκευσης ενέργειας έχει εισέλθει σε μια περίοδο ταχείας ανάπτυξης, με σημαντική ανάπτυξη της αγοράς και ισχυρή βεβαιότητα του κλάδου, που είναι μια πολύ σαφής κατεύθυνση επιχειρηματικής ανάπτυξης για τις εταιρείες μετατροπέων.

Στην πραγματικότητα, πολλές εταιρείες έχουν επωφεληθεί από τις καλές προσδοκίες του κλάδου αποθήκευσης ενέργειας.Κρίνοντας από τις επιδόσεις το 2021, οι επιχειρηματικές γραμμές αποθήκευσης ενέργειας πολλών εταιρειών παρουσίασαν ισχυρή ανάπτυξη.Αν και αυτή η ανάπτυξη έχει κάποια σχέση με τη χαμηλή βάση, αρκεί να αποδειχθεί ότι η ανάπτυξη της κατασκευής εξοπλισμού που σχετίζεται με την αποθήκευση ενέργειας έχει μεγάλη βεβαιότητα και δεν υπάρχει αμφιβολία ότι έχει καλή επιχειρηματική λογική και ανάπτυξη.

Η μελλοντική διαδρομή μείωσης του κόστους των μετατροπέων αποθήκευσης ενέργειας είναι επίσης σχετικά σαφής, η οποία δεν διαφέρει πολύ από τους φωτοβολταϊκούς μετατροπείς.Επικεντρώνεται στη μείωση της τιμής των εξαρτημάτων, ιδιαίτερα στην τοπική αντικατάσταση των ημιαγωγών ισχύος.Δεδομένου ότι ο αριθμός των εξαρτημάτων που χρησιμοποιούνται είναι πολύ μεγαλύτερος, εγχώριας παραγωγής.

Εάν οι εταιρείες μετατροπέων επιταχύνουν την ανάπτυξη προϊόντων μετατροπέων αποθήκευσης ενέργειας, βασιζόμενες στην ταχεία ανάπτυξη της βιομηχανίας αποθήκευσης ενέργειας και στα καθιερωμένα ανταγωνιστικά πλεονεκτήματα των συνδεδεμένων στο δίκτυο μετατροπέων, έχουμε κάθε λόγο να πιστεύουμε ότι η τοπική βιομηχανία έχει κάθε ευκαιρία να βασιστεί στην Κίνα. Φυσικά αποτελέσματα είναι και τα πλεονεκτήματα της μεταποίησης, η αναπαραγωγή της ευημερίας της βιομηχανίας φωτοβολταϊκών στην αλυσίδα αξίας αποθήκευσης ενέργειας και η εμπορική επιτυχία των εγχώριων επιχειρήσεων.