Chinesische Wechselrichter haben auf dem internationalen Markt stark an Bedeutung gewonnen.

Als eine der Kernkomponenten des Photovoltaiksystems verfügt der Photovoltaik-Wechselrichter nicht nur über die Funktion der Gleichstrom-/Wechselstromwandlung, sondern auch über die Funktion der Maximierung der Leistung der Solarzelle und der Systemfehlerschutzfunktion, was sich direkt auf die Stromerzeugungseffizienz des Solar-Photovoltaiksystems auswirkt.

Im Jahr 2003 brachte Sungrow Power unter der Leitung von Cao Renxian, dem damaligen Leiter der Hochschule, Chinas ersten netzgekoppelten 10-kW-Photovoltaik-Wechselrichter mit eigenen Schutzrechten auf den Markt. Bis 2009 gab es in China jedoch nur wenige Wechselrichterhersteller, und ein Großteil der Ausrüstung war auf Importe angewiesen. Zahlreiche ausländische Marken wie Emerson, SMA, Siemens, Schneider und ABB genossen hohes Ansehen.

In den letzten zehn Jahren hat Chinas Wechselrichterindustrie einen Aufschwung erlebt. 2010 dominierten europäische und amerikanische Marken die Top 10 der Photovoltaik-Wechselrichter weltweit. Doch laut den Marktdaten von 2021 zählen chinesische Wechselrichterhersteller zu den weltweit führenden Anbietern.

Im Juni 2022 veröffentlichte IHS Markit, ein weltweit renommiertes Marktforschungsinstitut, die Rangliste des globalen PV-Wechselrichtermarktes für 2021. In dieser Liste gab es die größten Veränderungen im Ranking chinesischer PV-Wechselrichterhersteller.

Seit 2015 sind Sungrow Power und Huawei die beiden führenden Hersteller von Photovoltaik-Wechselrichtern weltweit. Zusammen decken sie über 40 % des globalen Wechselrichtermarktes ab. Das deutsche Unternehmen SMA, das lange als Maßstab für Chinas Photovoltaik-Wechselrichterhersteller galt, fiel 2021 im globalen Marktranking weiter zurück, vom dritten auf den fünften Platz. Jinlang Technology, 2020 noch der siebtgrößte chinesische Photovoltaik-Wechselrichterhersteller, überholte etablierte Unternehmen und stieg zu einem der drei weltweit aufstrebendsten Unternehmen auf.

Chinas Photovoltaik-Wechselrichterhersteller haben sich endgültig unter die drei größten der Welt entwickelt und bilden ein neues Dreiergespann. Die Wechselrichterhersteller Jinlang, Guriwat und Goodway haben ihre internationale Expansion beschleunigt und sind in Europa, den USA, Lateinamerika und anderen Märkten weit verbreitet. Ausländische Hersteller wie SMA, PE und SolerEdge konzentrieren sich zwar weiterhin auf regionale Märkte wie Europa, die USA und Brasilien, ihr Marktanteil ist jedoch deutlich gesunken.

Rasanter Anstieg

Vor 2012 wurde der Markt für Photovoltaik-Wechselrichter aufgrund des Booms der Photovoltaik in Europa, den USA und anderen Ländern sowie des kontinuierlichen Anstiegs der installierten Leistung von europäischen Unternehmen dominiert. Damals hielt der deutsche Wechselrichterhersteller SMA einen Marktanteil von 22 % am Weltmarkt. In dieser Zeit nutzten die früh etablierten chinesischen Photovoltaik-Unternehmen diesen Trend und traten international in Erscheinung. Nach 2011 verlagerte sich der Schwerpunkt des europäischen Photovoltaikmarktes, und die Märkte in Australien und Nordamerika erlebten einen rasanten Aufschwung. Chinesische Wechselrichterhersteller zogen schnell nach. Berichten zufolge erreichten chinesische Wechselrichterhersteller 2012 in Australien einen Marktanteil von über 50 %, was auf ihr hervorragendes Preis-Leistungs-Verhältnis zurückzuführen ist.

Seit 2013 verfolgt die chinesische Regierung eine richtungsweisende Strompreispolitik, und zahlreiche inländische Projekte wurden daraufhin gestartet. Chinas Photovoltaikmarkt hat sich rasant entwickelt und Europa nach und nach als weltweit größten Markt für Photovoltaikanlagen abgelöst. In diesem Kontext herrscht ein Mangel an zentralen Wechselrichtern; der Marktanteil lag zwischenzeitlich bei fast 90 %. Huawei hat nun beschlossen, mit einer Wechselrichter-Serie in den Markt einzusteigen, die als „doppelte Umkehrung“ des Rotmeer-Marktes und als Standardprodukt betrachtet werden kann.

Huaweis Einstieg in den Markt für Photovoltaik-Wechselrichter zielt einerseits auf die vielversprechenden Entwicklungsperspektiven der Photovoltaikbranche ab. Andererseits weist die Wechselrichterfertigung Parallelen zu Huaweis Kerngeschäft mit Kommunikationsausrüstung und Energiemanagement auf. Dadurch kann das Unternehmen schnell auf bestehende Technologien und Lieferketten zurückgreifen, etablierte Zulieferer einbinden, die Kosten für Forschung, Entwicklung und Beschaffung von Wechselrichtern deutlich senken und sich rasch Wettbewerbsvorteile sichern.

Im Jahr 2015 belegte Huawei den ersten Platz auf dem globalen Markt für PV-Wechselrichter, und Sungrow Power überholte SMA erstmals. Damit sicherte sich China die beiden Spitzenplätze im Bereich der Photovoltaik-Wechselrichter und feierte einen fulminanten Erfolg.

Von 2015 bis 2018 stieg die Zahl der inländischen PV-Wechselrichterhersteller kontinuierlich an und eroberte den Markt dank Preisvorteilen rasch. Der Marktanteil etablierter ausländischer Wechselrichterhersteller geriet dadurch zunehmend unter Druck. Im Bereich kleinerer Anlagen konnten SolarEdge, Enphase und andere Premium-Wechselrichterhersteller dank ihrer Marken- und Vertriebsvorteile weiterhin einen gewissen Marktanteil halten. Im Markt für große Photovoltaik-Kraftwerke mit starkem Preiswettbewerb hingegen sanken die Marktanteile etablierter europäischer und japanischer Wechselrichterhersteller wie SMA, ABB, Schneider Electric, TMEIC, Omron und anderer.

Nach 2018 begannen einige ausländische Wechselrichterhersteller, sich aus dem Geschäft mit Photovoltaik-Wechselrichtern zurückzuziehen. Für große Energiekonzerne machen Photovoltaik-Wechselrichter nur einen relativ geringen Anteil ihres Geschäfts aus. Auch ABB, Schneider und andere Wechselrichterhersteller haben sich sukzessive aus diesem Geschäft zurückgezogen.

Chinesische Wechselrichterhersteller haben ihre Expansion auf ausländischen Märkten beschleunigt. Am 27. Juli 2018 nahm Sungrow Power in Indien eine Produktionsstätte für Wechselrichter mit einer Kapazität von bis zu 3 GW in Betrieb. Am 27. August desselben Jahres eröffnete das Unternehmen ein umfassendes Servicezentrum in den USA, um die Lagerhaltung und den Kundendienst im Ausland zu stärken. Gleichzeitig haben Huawei, Shangneng, Guriwat, Jinlang, Goodway und weitere Hersteller ihre Auslandspräsenz weiter ausgebaut und gefestigt. Auch Marken wie Sanjing Electric, Shouhang New Energy und Mosuo Power suchen verstärkt nach neuen Geschäftsmöglichkeiten im Ausland.

Angesichts der Entwicklungen auf den internationalen Märkten hat sich zwischen Markenunternehmen und Kunden im aktuellen Markt ein gewisses Gleichgewicht zwischen Angebot und Nachfrage weitgehend eingestellt, und die internationalen Marktstrukturen haben sich im Wesentlichen gefestigt. Einige aufstrebende Märkte befinden sich jedoch weiterhin in einer dynamischen Entwicklungsphase und können nach Durchbrüchen streben. Die kontinuierliche Entwicklung dieser Märkte wird chinesischen Wechselrichterherstellern neue Impulse verleihen.

Seit 2016 sind chinesische Wechselrichterhersteller weltweit führend auf dem Markt für Photovoltaik-Wechselrichter. Technologische Innovationen und die breite Anwendung haben zu einem rasanten Kostenrückgang entlang der gesamten Wertschöpfungskette der Photovoltaik geführt. Die Kosten von Photovoltaikanlagen sind innerhalb von zehn Jahren um mehr als 90 % gesunken. Als Kernkomponente von Photovoltaikanlagen sind die Kosten für Wechselrichter pro Watt in den letzten zehn Jahren kontinuierlich gesunken: von über 1 Yuan/W zu Beginn auf etwa 0,1–0,2 Yuan/W im Jahr 2021 und damit auf etwa ein Zehntel des Wertes von vor zehn Jahren.

Segmentierung beschleunigen

In der Anfangsphase der Photovoltaikentwicklung konzentrierten sich Wechselrichterhersteller auf die Reduzierung der Gerätekosten, die Optimierung der maximalen Leistungsnachführung und eine effizientere Energieumwandlung. Mit der kontinuierlichen Weiterentwicklung der Technologie und der Verbesserung der Systemanwendungen wurden in Wechselrichter zusätzliche Funktionen integriert, wie z. B. PID-Schutz und -Reparatur von Komponenten, die Integration von Nachführungsunterstützung, Reinigungssysteme und weitere Peripheriegeräte. Ziel war es, die Leistung des gesamten Photovoltaik-Kraftwerks zu verbessern und die maximale Stromerzeugung zu gewährleisten.

In den letzten zehn Jahren haben sich die Anwendungsbereiche von Wechselrichtern deutlich erweitert. Sie müssen sich nun komplexen geografischen Umgebungen und extremen Wetterbedingungen stellen, wie beispielsweise hohen Temperaturen in der Wüste, hoher Luftfeuchtigkeit auf See und starkem Salznebel. Einerseits muss der Wechselrichter seine eigene Wärmeabfuhr gewährleisten, andererseits muss sein Schutzniveau erhöht werden, um den rauen Umgebungsbedingungen standzuhalten. Dies stellt unweigerlich höhere Anforderungen an die Konstruktion und die Materialtechnologie von Wechselrichtern.

Vor dem Hintergrund der hohen Anforderungen der Projektentwickler an die Qualität und Effizienz der Stromerzeugung entwickelt sich die Photovoltaik-Wechselrichterindustrie hin zu höherer Zuverlässigkeit, Umwandlungseffizienz und niedrigen Kosten.

Der intensive Wettbewerb auf dem Markt hat zu ständigen technologischen Weiterentwicklungen geführt. Um das Jahr 2010 basierte die gängigste Schaltungstopologie von PV-Wechselrichtern auf einer zweistufigen Schaltung mit einem Wirkungsgrad von etwa 97 %. Heute liegt der maximale Wirkungsgrad der Wechselrichter führender Hersteller weltweit in der Regel bei über 99 %, das nächste Ziel sind 99,5 %. In der zweiten Jahreshälfte 2020 wurden Photovoltaikmodule mit hoher Leistung auf Basis von 182-mm- und 210-mm-Siliziumchips eingeführt. Innerhalb von weniger als einem halben Jahr zogen zahlreiche Unternehmen wie Huawei, Sungrow Power, TBEA, Kehua Digital Energy, Hewang, Guriwat und Jinlang Technology nach und brachten sukzessive entsprechende Hochleistungswechselrichter auf den Markt.

Laut Daten des chinesischen Photovoltaik-Industrieverbandes wird der heimische Markt für PV-Wechselrichter derzeit noch von String- und Zentralwechselrichtern dominiert, während andere Mikro- und dezentrale Wechselrichter einen relativ geringen Anteil ausmachen. Mit dem rasanten Wachstum des Marktes für dezentrale Photovoltaik und dem steigenden Anteil von String-Wechselrichtern in zentralen Photovoltaik-Kraftwerken hat sich der Gesamtanteil der String-Wechselrichter Jahr für Jahr erhöht und erreichte 2020 über 60 %, während der Anteil zentraler Wechselrichter unter 30 % lag. Zukünftig wird der Marktanteil von String-Wechselrichtern mit der zunehmenden Verbreitung in großen Freiflächenkraftwerken weiter steigen.

Aus Sicht der Marktstruktur für Wechselrichter zeigt die Aufstellung verschiedener Hersteller, dass die Bereiche Solarstromversorgung und SMA-Produkte umfassend abgedeckt sind und sowohl zentrale als auch serielle Wechselrichter angeboten werden. Power Electronics und Shangneng Electric konzentrieren sich hauptsächlich auf zentrale Wechselrichter. Huawei, SolarEdge, Jinlang Technology und Goodway setzen auf String-Wechselrichter. Die Produkte von Huawei sind vorwiegend große String-Wechselrichter für große Freiluftkraftwerke sowie industrielle und gewerbliche Photovoltaikanlagen, während die Produkte der drei letztgenannten Hersteller hauptsächlich für den Privatkundenmarkt bestimmt sind. Emphase, Hemai und Yuneng Technology verwenden hauptsächlich Mikro-Wechselrichter.

Auf dem Weltmarkt sind Reihen- und Zentralwechselrichter die gängigsten Wechselrichtertypen. In China liegt der Marktanteil von Zentral- und Reihenwechselrichtern stabil bei über 90 %.

Die Entwicklung von Wechselrichtern wird sich zukünftig diversifizieren. Zum einen diversifizieren sich die Anwendungsbereiche von Photovoltaik-Kraftwerken, und verschiedene Anwendungen wie Wüsten-, Meeres-, dezentrale Dach- und gebäudeintegrierte Photovoltaik (BIPV) nehmen zu und stellen unterschiedliche Anforderungen an Wechselrichter. Zum anderen treiben die rasante Entwicklung von Leistungselektronik, Komponenten und anderen neuen Technologien sowie die Integration von KI, Big Data, Internet und weiteren Technologien den kontinuierlichen Fortschritt der Wechselrichterindustrie voran. Wechselrichter entwickeln sich hin zu höherer Effizienz, höherer Leistung, höherer Gleichspannung, intelligenteren, sichereren, umweltverträglicheren und wartungsfreundlicheren Funktionen.

Mit dem weltweiten Ausbau erneuerbarer Energien und dem damit einhergehenden Anstieg der Photovoltaik-Einspeisung müssen Wechselrichter eine höhere Netzstützkapazität aufweisen, um den Anforderungen an einen stabilen Betrieb und eine schnelle Anpassung an schwache Stromnetze gerecht zu werden. Optische Speicherintegration, die Integration von optischer Speicherung und Ladefunktion, die photovoltaische Wasserstoffproduktion sowie weitere innovative und integrierte Anwendungen werden zunehmend an Bedeutung gewinnen und dem Wechselrichter ein größeres Entwicklungspotenzial eröffnen.