Ο μετατροπέας της Κίνας ανέβηκε σημαντικά στη διεθνή αγορά

Ως ένα από τα βασικά στοιχεία του φωτοβολταϊκού συστήματος, ο φωτοβολταϊκός μετατροπέας δεν έχει μόνο τη λειτουργία μετατροπής DC/AC, αλλά έχει επίσης τη λειτουργία της μεγιστοποίησης της απόδοσης του ηλιακού κυττάρου και της λειτουργίας προστασίας από σφάλματα συστήματος, η οποία επηρεάζει άμεσα την παραγωγή ενέργειας αποδοτικότητα του ηλιακού φωτοβολταϊκού συστήματος.

Το 2003, η Sungrow Power, με επικεφαλής τον Cao Renxian, τον επικεφαλής του κολεγίου, κυκλοφόρησε τον πρώτο φωτοβολταϊκό μετατροπέα 10 kW συνδεδεμένο στο δίκτυο της Κίνας με ανεξάρτητα δικαιώματα πνευματικής ιδιοκτησίας.Ωστόσο, μέχρι το 2009, υπήρχαν πολύ λίγες επιχειρήσεις μετατροπέων σε παραγωγή στην Κίνα και ένας μεγάλος αριθμός εξοπλισμού εξαρτιόταν από τις εισαγωγές.Ένας μεγάλος αριθμός εμπορικών σημάτων στο εξωτερικό όπως η Emerson, η SMA, η Siemens, η Schneider και η ABB έτυχαν μεγάλης εκτίμησης.

Την τελευταία δεκαετία, η βιομηχανία μετατροπέων της Κίνας σημείωσε άνοδο.Το 2010, στους 10 κορυφαίους φωτοβολταϊκούς μετατροπείς στον κόσμο κυριαρχούσαν ευρωπαϊκές και αμερικανικές μάρκες.Ωστόσο, μέχρι το 2021, σύμφωνα με τα δεδομένα κατάταξης του μεριδίου αγοράς μετατροπέων, οι κινεζικές επιχειρήσεις μετατροπέων κατατάσσονται μεταξύ των κορυφαίων στον κόσμο.

Τον Ιούνιο του 2022, η IHS Markit, ένα παγκόσμιο έγκυρο ερευνητικό ίδρυμα, δημοσίευσε την παγκόσμια λίστα κατάταξης της αγοράς Φ/Β μετατροπέων για το 2021.Σε αυτή τη λίστα, η κατάταξη των κινεζικών επιχειρήσεων φωτοβολταϊκών μετατροπέων έχει υποστεί περισσότερες αλλαγές.

Από το 2015, η Sungrow Power και η Huawei είναι οι δύο πρώτες στις παγκόσμιες αποστολές φωτοβολταϊκών μετατροπέων.Μαζί, αντιπροσωπεύουν περισσότερο από το 40% της παγκόσμιας αγοράς μετατροπέων.Η γερμανική επιχείρηση SMA, η οποία έχει θεωρηθεί ως σημείο αναφοράς για τις επιχειρήσεις Φ/Β μετατροπέων της Κίνας στην ιστορία, υποχώρησε περαιτέρω στην κατάταξη της παγκόσμιας αγοράς μετατροπέων το 2021, από την τρίτη στην πέμπτη θέση.Και η Jinlang Technology, η έβδομη κινεζική εταιρεία φωτοβολταϊκών μετατροπέων το 2020, ξεπέρασε την παλιά εταιρεία μετατροπέων και προήχθη στα τρία κορυφαία «ανερχόμενα αστέρια» στον κόσμο.

Οι επιχειρήσεις φωτοβολταϊκών μετατροπέων της Κίνας έγιναν επιτέλους οι τρεις κορυφαίες στον κόσμο, διαμορφώνοντας μια νέα γενιά μοτίβων «τρίποδων».Επιπλέον, οι κατασκευαστές μετατροπέων που εκπροσωπούνται από την Jinlang, την Guriwat και την Goodway έχουν επιταχύνει την ταχύτητά τους στη θάλασσα και χρησιμοποιούνται ευρέως στην Ευρώπη, τις Ηνωμένες Πολιτείες, τη Λατινική Αμερική και άλλες αγορές.Οι ξένοι κατασκευαστές όπως η SMA, η PE και η SolerEdge εξακολουθούν να τηρούν τις περιφερειακές αγορές όπως η Ευρώπη, οι Ηνωμένες Πολιτείες και η Βραζιλία, αλλά το μερίδιο αγοράς έχει μειωθεί σημαντικά.

Γρήγορη άνοδος

Πριν από το 2012, λόγω της έκρηξης της αγοράς φωτοβολταϊκών στην Ευρώπη και τις Ηνωμένες Πολιτείες και άλλες χώρες και τη συνεχή αύξηση της εγκατεστημένης ισχύος, η αγορά φωτοβολταϊκών μετατροπέων κυριαρχούνταν από ευρωπαϊκές επιχειρήσεις.Εκείνη την εποχή, η γερμανική επιχείρηση μετατροπέων SMA αντιπροσώπευε το 22% του παγκόσμιου μεριδίου αγοράς μετατροπέων.Κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου, οι πρώιμες επιχειρήσεις φωτοβολταϊκών της Κίνας εκμεταλλεύτηκαν την τάση και άρχισαν να εμφανίζονται στη διεθνή σκηνή.Μετά το 2011, η αγορά φωτοβολταϊκών στην Ευρώπη άρχισε να αλλάζει και οι αγορές στην Αυστραλία και τη Βόρεια Αμερική ξέσπασαν.Οι εγχώριες επιχειρήσεις μετατροπέων ακολούθησαν επίσης γρήγορα.Αναφέρεται ότι το 2012, οι κινεζικές επιχειρήσεις μετατροπέων αντιπροσώπευαν περισσότερο από το 50% του μεριδίου αγοράς στην Αυστραλία με το πλεονέκτημα της απόδοσης υψηλού κόστους.

Από το 2013, η κινεζική κυβέρνηση έχει εκδώσει μια πολιτική αναφοράς για τις τιμές ηλεκτρικής ενέργειας και εγχώρια έργα έχουν ξεκινήσει διαδοχικά.Η αγορά φωτοβολταϊκών της Κίνας εισήλθε στη γρήγορη λωρίδα ανάπτυξης και σταδιακά αντικατέστησε την Ευρώπη ως τη μεγαλύτερη αγορά φωτοβολταϊκών εγκαταστάσεων στον κόσμο.Σε αυτό το πλαίσιο, η προσφορά κεντρικών μετατροπέων είναι ελλιπής και το μερίδιο αγοράς κάποτε πλησίαζε το 90%.Αυτή τη στιγμή, η Huawei αποφάσισε να εισέλθει στην αγορά με έναν μετατροπέα σειράς, ο οποίος μπορεί να θεωρηθεί ως μια «διπλή αναστροφή» της αγοράς της Ερυθράς Θάλασσας και των βασικών προϊόντων.

Η είσοδος της Huawei στον χώρο των φωτοβολταϊκών μετατροπέων, αφενός, εστιάζεται στις ευρείες προοπτικές ανάπτυξης του κλάδου των φωτοβολταϊκών.Ταυτόχρονα, η κατασκευή μετατροπέων έχει ομοιότητες με την επιχείρηση εξοπλισμού επικοινωνίας και διαχείρισης ενέργειας της Huawei «παλιάς τράπεζας».Μπορεί να αντιγράψει γρήγορα τα πλεονεκτήματα της τεχνολογίας μετανάστευσης και της αλυσίδας εφοδιασμού, να εισάγει υπάρχοντες προμηθευτές, να μειώσει σημαντικά το κόστος έρευνας και ανάπτυξης και προμήθειας μετατροπέων και να δημιουργήσει γρήγορα πλεονεκτήματα.

Το 2015, η Huawei κατέλαβε την πρώτη θέση στην παγκόσμια αγορά μετατροπέων φωτοβολταϊκών και η Sungrow Power επίσης ξεπέρασε την SMA για πρώτη φορά.Μέχρι στιγμής, ο κινεζικός φωτοβολταϊκός μετατροπέας έχει επιτέλους κερδίσει τις δύο πρώτες θέσεις στον κόσμο και ολοκλήρωσε ένα παιχνίδι «inverter».

Από το 2015 έως το 2018, οι εγχώριοι κατασκευαστές φωτοβολταϊκών μετατροπέων συνέχισαν να ανεβαίνουν και κατέλαβαν γρήγορα την αγορά με πλεονεκτήματα τιμής.Το μερίδιο αγοράς των αλλοδαπών κατασκευαστών μετατροπέων παλαιάς μάρκας συνέχισε να επηρεάζεται.Στον τομέα της μικρής ισχύος, οι SolarEdge, Enphase και άλλοι κατασκευαστές μετατροπέων υψηλής τεχνολογίας μπορούν ακόμη να καταλαμβάνουν ένα συγκεκριμένο μερίδιο αγοράς λόγω των πλεονεκτημάτων της επωνυμίας και των καναλιών τους, ενώ στην αγορά των μεγάλων φωτοβολταϊκών σταθμών με έντονο ανταγωνισμό τιμών, το μερίδιο αγοράς των παλαιών Ευρωπαίων και Ιαπωνικών κατασκευαστών inverter όπως SMA, ABB, Schneider, TMEIC, Omron κ.ο.κ. μειώνεται.

Μετά το 2018, ορισμένοι κατασκευαστές μετατροπέων στο εξωτερικό άρχισαν να αποχωρούν από την επιχείρηση φωτοβολταϊκών μετατροπέων.Για τους μεγάλους ηλεκτρικούς γίγαντες, οι φωτοβολταϊκοί μετατροπείς αντιπροσωπεύουν ένα σχετικά μικρό ποσοστό στην επιχείρησή τους.Η ABB, η Schneider και άλλοι κατασκευαστές μετατροπέων αποσύρθηκαν επίσης διαδοχικά από τον κλάδο των μετατροπέων.

Οι Κινέζοι κατασκευαστές μετατροπέων άρχισαν να επιταχύνουν τη διάταξη των υπερπόντιων αγορών.Στις 27 Ιουλίου 2018, η Sungrow Power έθεσε σε χρήση μια βάση κατασκευής inverter χωρητικότητας έως 3 GW στην Ινδία.Στη συνέχεια, στις 27 Αυγούστου, δημιούργησε ένα τοπικό ολοκληρωμένο κέντρο εξυπηρέτησης στις Ηνωμένες Πολιτείες για να ενισχύσει τις δυνατότητες του αποθέματος αναμονής στο εξωτερικό και τις δυνατότητες εξυπηρέτησης μετά την πώληση.Ταυτόχρονα, η Huawei, η Shangneng, η Guriwat, η Jinlang, η Goodway και άλλοι κατασκευαστές έχουν προχωρήσει περαιτέρω για να ενοποιήσουν και να επεκτείνουν τη διάταξή τους στο εξωτερικό.Την ίδια στιγμή, μάρκες όπως η Sanjing Electric, η Shouhang New Energy και η Mosuo Power άρχισαν να αναζητούν νέες ευκαιρίες στο εξωτερικό.

Λαμβάνοντας υπόψη το μοτίβο της υπερπόντιας αγοράς, οι επιχειρήσεις και οι πελάτες της μάρκας στην τρέχουσα αγορά έχουν βασικά φτάσει σε μια ορισμένη ισορροπία στην προσφορά και τη ζήτηση και το πρότυπο της διεθνούς αγοράς έχει επίσης βασικά στερεοποιηθεί.Ωστόσο, ορισμένες αναδυόμενες αγορές εξακολουθούν να είναι προς την κατεύθυνση της ενεργού ανάπτυξης και μπορούν να επιδιώξουν ορισμένες ανακαλύψεις.Η συνεχής ανάπτυξη των αναδυόμενων αγορών στο εξωτερικό θα δώσει νέα ώθηση στις κινεζικές επιχειρήσεις μετατροπέων.

Από το 2016, οι Κινέζοι κατασκευαστές μετατροπέων κατέχουν την ηγετική θέση στην παγκόσμια αγορά φωτοβολταϊκών μετατροπέων.Οι διπλοί παράγοντες της τεχνολογικής καινοτομίας και της εφαρμογής μεγάλης κλίμακας έχουν οδηγήσει στη ραγδαία μείωση του κόστους όλων των κρίκων της αλυσίδας της βιομηχανίας φωτοβολταϊκών και το κόστος του φωτοβολταϊκού συστήματος έχει μειωθεί περισσότερο από 90% σε 10 χρόνια.Ως βασικός εξοπλισμός του φωτοβολταϊκού συστήματος, το κόστος του φωτοβολταϊκού μετατροπέα ανά watt μειώθηκε σταδιακά τα τελευταία 10 χρόνια, από περισσότερο από 1 γιουάν/W στο αρχικό στάδιο σε περίπου 0,1~0,2 γιουάν/W το 2021 και σε περίπου 1 /10 από αυτά πριν από 10 χρόνια.

Επιτάχυνση τμηματοποίησης

Στο αρχικό στάδιο της ανάπτυξης των φωτοβολταϊκών, οι κατασκευαστές μετατροπέων εστίασαν στη μείωση του κόστους του εξοπλισμού, στη βελτιστοποίηση παρακολούθησης μέγιστης ισχύος και στην αποτελεσματικότερη μετατροπή ενέργειας.Με τη συνεχή ανάπτυξη της τεχνολογίας και την αναβάθμιση της εφαρμογής του συστήματος, ο μετατροπέας έχει ενσωματώσει περισσότερες λειτουργίες, όπως προστασία και επισκευή PID εξαρτημάτων, ενσωμάτωση με υποστήριξη παρακολούθησης, σύστημα καθαρισμού και άλλο περιφερειακό εξοπλισμό, για τη βελτίωση της απόδοσης ολόκληρου του φωτοβολταϊκού σταθμού και να εξασφαλίσει τη μεγιστοποίηση του εισοδήματος από την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας.

Την τελευταία δεκαετία, τα σενάρια εφαρμογής των μετατροπέων έχουν αυξηθεί και πρέπει να αντιμετωπίσουν διάφορα περίπλοκα γεωγραφικά περιβάλλοντα και ακραίες καιρικές συνθήκες, όπως υψηλή θερμοκρασία στην έρημο, υπεράκτια υψηλή υγρασία και υψηλή ομίχλη αλατιού.Αφενός, ο μετατροπέας πρέπει να καλύψει τις δικές του ανάγκες απαγωγής θερμότητας, αφετέρου, πρέπει να βελτιώσει το επίπεδο προστασίας του για να αντιμετωπίσει το σκληρό περιβάλλον, το οποίο αναμφίβολα θέτει υψηλότερες απαιτήσεις για το σχεδιασμό της δομής του μετατροπέα και την τεχνολογία υλικών.

Υπό το υπόβαθρο των υψηλών απαιτήσεων για την ποιότητα και την απόδοση παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας από τους προγραμματιστές, η βιομηχανία φωτοβολταϊκών μετατροπέων εξελίσσεται προς υψηλότερη αξιοπιστία, απόδοση μετατροπής και χαμηλό κόστος.

Ο σκληρός ανταγωνισμός της αγοράς έχει επιφέρει συνεχή τεχνολογική αναβάθμιση.Το 2010 περίπου, η κύρια τοπολογία κυκλώματος του Φ/Β μετατροπέα ήταν κύκλωμα δύο επιπέδων, με απόδοση μετατροπής περίπου 97%.Σήμερα, η μέγιστη απόδοση των μετατροπέων των mainstream κατασκευαστών στον κόσμο έχει γενικά ξεπεράσει το 99%, και ο επόμενος στόχος είναι το 99,5%.Το δεύτερο εξάμηνο του 2020, οι φωτοβολταϊκές μονάδες κυκλοφόρησαν μονάδες υψηλής ισχύος που βασίζονται σε μεγέθη τσιπ πυριτίου 182 mm και 210 mm.Σε λιγότερο από μισό χρόνο, ορισμένες επιχειρήσεις, όπως η Huawei, η Sungrow Power, η TBEA, η Kehua Digital Energy, η Hewang, η Guriwat και η Jinlang Technology, κυκλοφόρησαν γρήγορα και διαδοχικά μετατροπείς σειράς υψηλής ισχύος που τους ταιριάζουν.

Σύμφωνα με τα στοιχεία της Ένωσης Φωτοβολταϊκών Βιομηχανιών της Κίνας, επί του παρόντος, η εγχώρια αγορά μετατροπέων φωτοβολταϊκών εξακολουθεί να κυριαρχείται από μετατροπείς στοιχειοσειρών και κεντρικούς μετατροπείς, ενώ άλλοι μικρο- και κατανεμημένοι μετατροπείς αντιπροσωπεύουν ένα σχετικά μικρό ποσοστό.Με την ταχεία ανάπτυξη της κατανεμημένης αγοράς φωτοβολταϊκών και την αύξηση του ποσοστού των μετατροπέων στοιχειοσειρών σε κεντρικούς φωτοβολταϊκούς σταθμούς, το συνολικό ποσοστό των μετατροπέων στοιχειοσειρών αυξάνεται χρόνο με το χρόνο, ξεπερνώντας το 60% το 2020, ενώ το ποσοστό των κεντρικών μετατροπέων είναι μικρότερο από 30%.Στο μέλλον, με την εκτεταμένη εφαρμογή μετατροπέων σειράς σε μεγάλους επίγειους σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής, το μερίδιο αγοράς τους θα αυξηθεί περαιτέρω.

Από τη σκοπιά της δομής της αγοράς των μετατροπέων, η διάταξη των διαφόρων κατασκευαστών δείχνει ότι η παροχή ηλιακής ενέργειας και τα προϊόντα SMA είναι πλήρη, και υπάρχουν κεντρικές επιχειρήσεις μετατροπέων και μετατροπέων σειράς.Η Power Electronics και η Shangneng Electric χρησιμοποιούν κυρίως κεντρικούς μετατροπείς.Η Huawei, η SolarEdge, η Jinlang Technology και η Goodway βασίζονται όλες σε μετατροπείς στοιχειοσειρών, εκ των οποίων τα προϊόντα της Huawei είναι κυρίως μετατροπείς μεγάλων στοιχειοσειρών για μεγάλους επίγειους σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής και βιομηχανικά και εμπορικά φωτοβολταϊκά συστήματα, ενώ τα τρία τελευταία προορίζονται κυρίως για την οικιακή αγορά.Η Emphase, η Hemai και η Yuneng Technology χρησιμοποιούν κυρίως μικρο μετατροπείς.

Στην παγκόσμια αγορά, οι σειρές και οι κεντρικοί μετατροπείς είναι οι κύριοι τύποι.Στην Κίνα, το μερίδιο αγοράς των κεντρικών μετατροπέων και μετατροπέων σειράς είναι σταθερό σε περισσότερο από 90%.

Στο μέλλον, η ανάπτυξη μετατροπέων θα διαφοροποιηθεί.Από τη μία πλευρά, οι τύποι εφαρμογών των φωτοβολταϊκών σταθμών παραγωγής ενέργειας διαφοροποιούνται και διάφορες εφαρμογές όπως η έρημος, η θάλασσα, η κατανεμημένη στέγη και το BIPV αυξάνονται, με διαφορετικές απαιτήσεις για μετατροπείς.Από την άλλη πλευρά, η ταχεία ανάπτυξη ηλεκτρονικών ισχύος, εξαρτημάτων και άλλων νέων τεχνολογιών, καθώς και η ενσωμάτωση με την τεχνητή νοημοσύνη, τα μεγάλα δεδομένα, το Διαδίκτυο και άλλες τεχνολογίες, οδηγούν επίσης στη συνεχή πρόοδο του κλάδου των μετατροπέων.Ο μετατροπέας εξελίσσεται προς υψηλότερη απόδοση, υψηλότερο επίπεδο ισχύος, υψηλότερη τάση DC, πιο έξυπνο, ασφαλέστερο, ισχυρότερη περιβαλλοντική προσαρμοστικότητα και πιο φιλική λειτουργία και συντήρηση.

Επιπλέον, με τη μεγάλης κλίμακας εφαρμογή ανανεώσιμων πηγών ενέργειας στον κόσμο, ο ρυθμός διείσδυσης των φωτοβολταϊκών αυξάνεται και ο μετατροπέας πρέπει να έχει ισχυρότερη ικανότητα υποστήριξης δικτύου για να ανταποκρίνεται στις απαιτήσεις σταθερής λειτουργίας και ταχείας απόκρισης διανομής ασθενούς ρεύματος δικτύου.Η ενσωμάτωση οπτικής αποθήκευσης, η ενσωμάτωση οπτικής αποθήκευσης και φόρτισης, η παραγωγή φωτοβολταϊκού υδρογόνου και άλλες καινοτόμες και ολοκληρωμένες εφαρμογές θα γίνουν επίσης σταδιακά σημαντικός τρόπος και ο μετατροπέας θα δημιουργήσει μεγαλύτερο χώρο ανάπτυξης.