중국산 인버터가 국제 시장에서 강세를 보이고 있습니다.

태양광 발전 시스템의 핵심 구성 요소 중 하나인 태양광 인버터는 직류/교류 변환 기능뿐만 아니라 태양 전지의 성능을 극대화하고 시스템 고장을 방지하는 기능도 갖추고 있어 태양광 발전 시스템의 발전 효율에 직접적인 영향을 미칩니다.

2003년, 차오 런셴 학장이 이끄는 선그로우 파워는 독자적인 지적 재산권을 보유한 중국 최초의 10kW 계통연계형 태양광 인버터를 출시했습니다. 그러나 2009년까지 중국 내 인버터 생산 기업은 극히 드물었고, 대부분의 장비는 수입에 의존했습니다. 에머슨, SMA, 지멘스, 슈나이더, ABB 등 해외 유명 브랜드들이 높은 명성을 누리고 있었습니다.

지난 10년간 중국의 인버터 산업은 비약적인 성장을 이루었습니다. 2010년에는 전 세계 10대 태양광 인버터 시장을 유럽과 미국 브랜드가 장악했지만, 2021년 인버터 시장 점유율 순위 자료에 따르면 중국 인버터 기업들이 세계 최고 수준에 진입했습니다.

세계적인 시장조사기관인 IHS Markit은 2022년 6월, 2021년 글로벌 태양광 인버터 시장 순위를 발표했습니다. 이 순위에서 중국 태양광 인버터 기업들의 순위는 상당한 변동을 보였습니다.

2015년 이후 성로우파워와 화웨이는 전 세계 태양광 인버터 출하량에서 1, 2위를 차지해 왔으며, 두 회사의 점유율은 전 세계 인버터 시장의 40% 이상을 차지합니다. 중국 태양광 인버터 기업의 벤치마크로 여겨져 온 독일 기업 SMA는 2021년 세계 인버터 시장 순위에서 3위에서 5위로 하락했습니다. 한편, 2020년 중국 태양광 인버터 기업 중 7위에 오른 진랑테크놀로지는 기존 강자들을 제치고 세계 3대 ‘떠오르는 스타’ 기업으로 부상했습니다.

중국의 태양광 인버터 기업들이 마침내 세계 3대 기업으로 자리매김하며 새로운 세대의 ‘삼각대’ 구도를 형성했다. 진랑(Jinlang), 구리왓(Guriwat), 굿웨이(Goodway) 등의 인버터 제조업체들은 해외 진출 속도를 높여 유럽, 미국, 남미 등 주요 시장에서 널리 사용되고 있다. 반면 SMA, PE, 솔러엣지(SolerEdge)와 같은 해외 업체들은 여전히 ​​유럽, 미국, 브라질 등 지역 시장에 집중하고 있지만 시장 점유율은 크게 감소했다.

급격한 상승

2012년 이전에는 유럽, 미국 등지에서 태양광 시장이 급성장하고 설치 용량이 지속적으로 증가하면서 유럽 기업들이 태양광 인버터 시장을 장악했습니다. 당시 독일 인버터 기업인 SMA는 전 세계 인버터 시장 점유율의 22%를 차지했습니다. 이 시기에 중국의 태양광 기업들은 이러한 흐름을 활용하여 국제 무대에 진출하기 시작했습니다. 2011년 이후 유럽의 태양광 시장이 변화하기 시작했고, 호주와 북미 시장이 부상하면서 국내 인버터 기업들도 빠르게 시장에 뛰어들었습니다. 2012년에는 높은 가성비를 앞세워 중국 인버터 기업들이 호주 시장에서 50% 이상의 점유율을 차지한 것으로 알려져 있습니다.

2013년 중국 정부가 기준 전기 요금 정책을 발표한 이후, 국내 프로젝트들이 잇따라 추진되면서 중국의 태양광 시장은 급속도로 성장하여 점차 유럽을 제치고 세계 최대 태양광 발전 시장으로 자리매김했습니다. 이러한 상황에서 중앙 집중식 인버터의 공급이 부족해졌고, 한때 시장 점유율이 90%에 육박하기도 했습니다. 이에 화웨이는 시리즈 인버터 출시를 통해 이 시장에 진출하기로 결정했는데, 이는 중국 시장의 '이중 도약'이자 주력 제품으로 평가받고 있습니다.

화웨이가 태양광 인버터 분야에 진출한 것은 한편으로는 태양광 산업의 광범위한 발전 전망에 주목한 것이고, 다른 한편으로는 인버터 제조가 화웨이의 기존 통신 장비 사업 및 전력 관리 사업과 유사점을 가지고 있어 기술 이전 및 공급망의 이점을 신속하게 활용하고, 기존 공급업체를 확보하여 인버터 연구 개발 및 조달 비용을 크게 절감하고 경쟁력을 빠르게 구축할 수 있다는 장점이 있습니다.

2015년 화웨이는 세계 태양광 인버터 시장에서 1위를 차지했고, 선그로우 파워(Sungrow Power) 또한 처음으로 SMA를 제치고 올라섰습니다. 이로써 중국은 태양광 인버터 분야에서 세계 2위 자리를 석권하며 ‘인버터’ 시장을 장악하는 데 성공했습니다.

2015년부터 2018년까지 국내 태양광 인버터 제조업체들은 가격 경쟁력을 앞세워 빠르게 시장을 장악하며 성장세를 이어갔다. 이에 따라 해외 기존 브랜드 인버터 제조업체들의 시장 점유율은 지속적으로 하락세를 보였다. 소규모 발전 분야에서는 SolarEdge, Enphase 등 고급 인버터 제조업체들이 브랜드와 유통망 우위를 바탕으로 여전히 일정 수준의 시장 점유율을 유지하고 있는 반면, 가격 경쟁이 치열한 대규모 태양광 발전소 시장에서는 SMA, ABB, Schneider, TMEIC, Omron 등 유럽과 일본의 기존 인버터 제조업체들의 시장 점유율이 감소하고 있다.

2018년 이후 일부 해외 인버터 제조업체들이 태양광 인버터 사업에서 철수하기 시작했습니다. 대형 전력 회사들에게 태양광 인버터는 전체 사업에서 차지하는 비중이 상대적으로 작습니다. ABB, 슈나이더 등 여러 인버터 제조업체들도 잇따라 인버터 사업에서 손을 떼었습니다.

중국 인버터 제조업체들이 해외 시장 진출에 박차를 가하기 시작했다. 2018년 7월 27일, 성로우파워(Sungrow Power)는 인도에 최대 3GW 규모의 인버터 생산 기지를 가동했다. 이어 8월 27일에는 미국에 현지 종합 서비스 센터를 설립하여 해외 예비 재고 및 사후 서비스 역량을 강화했다. 화웨이, 상넝, 구리왓, 진랑, 굿웨이 등 다른 제조업체들도 해외 사업 확장에 박차를 가했다. 동시에 산징전기(Sanjing Electric), 서우항신에너지(Shouhang New Energy), 모쑤오파워(Mosuo Power) 등도 해외 시장 진출 기회를 모색하기 시작했다.

해외 시장 상황을 살펴보면, 현재 시장에서 브랜드 기업과 고객 간에는 수요와 공급의 균형이 어느 정도 이루어졌으며, 국제 시장 구도 또한 기본적으로 안정화되었습니다. 그러나 일부 신흥 시장은 여전히 ​​활발한 개발 단계에 있으며, 돌파구를 모색할 가능성이 있습니다. 해외 신흥 시장의 지속적인 성장은 중국 인버터 기업들에게 새로운 활력을 불어넣을 것입니다.

2016년 이후 중국 인버터 제조업체들은 세계 태양광 인버터 시장에서 선두 자리를 지켜왔습니다. 기술 혁신과 대규모 적용이라는 두 가지 요인이 태양광 산업 사슬 전반에 걸친 비용의 급격한 하락을 이끌었고, 태양광 시스템 비용은 10년 만에 90% 이상 감소했습니다. 태양광 시스템의 핵심 장비인 인버터의 와트당 비용은 지난 10년간 꾸준히 하락하여 초기 1위안/와트 이상에서 2021년에는 0.1~0.2위안/와트, 그리고 10년 전의 1/10 수준으로 떨어졌습니다.

세분화를 가속화합니다

태양광 발전 개발 초기에는 인버터 제조업체들이 장비 비용 절감, 최대 전력 추적 최적화, 그리고 더욱 효율적인 에너지 변환에 집중했습니다. 기술이 지속적으로 발전하고 시스템 적용이 향상됨에 따라 인버터는 구성 요소 PID 보호 및 복구, 추적 지원, 클리닝 시스템 및 기타 주변 장비와의 통합 등 더 많은 기능을 통합하여 전체 태양광 발전소의 성능을 향상시키고 발전 수익을 극대화할 수 있게 되었습니다.

지난 10년간 인버터의 적용 시나리오가 증가하면서 사막의 고온, 해양의 고습도, 염수 안개와 같은 다양한 복잡한 지리적 환경과 극한 기상 조건에 대응해야 하는 상황이 늘어나고 있습니다. 인버터는 이러한 환경에서 자체적인 열 방출 요구 사항을 충족하는 동시에, 가혹한 환경에 대처하기 위한 보호 수준을 향상시켜야 하므로, 인버터의 구조 설계 및 소재 기술에 대한 요구 조건이 더욱 높아지고 있습니다.

발전 품질과 효율에 대한 개발업체들의 높은 요구 사항을 배경으로, 태양광 인버터 산업은 신뢰성 향상, 변환 효율 증대 및 비용 절감을 목표로 발전하고 있습니다.

치열한 시장 경쟁은 지속적인 기술 발전을 가져왔습니다. 2010년경에는 태양광 인버터의 주요 회로 구조가 2단 회로였으며, 변환 효율은 약 97%였습니다. 오늘날 전 세계 주요 제조업체의 인버터 최대 효율은 일반적으로 99%를 넘어섰고, 다음 목표는 99.5%입니다. 2020년 하반기에는 182mm와 210mm 실리콘 칩 크기의 고출력 태양광 모듈이 출시되었습니다. 반년도 채 되지 않아 화웨이, 선그로우 파워, TBEA, 커화 디지털 에너지, 휴왕, 구리왓, 진랑 테크놀로지 등 여러 기업이 이에 발 빠르게 대응하여 해당 모듈에 맞는 고출력 시리즈 인버터를 잇달아 출시했습니다.

중국 태양광산업협회 자료에 따르면, 현재 국내 태양광 인버터 시장은 스트링 인버터와 중앙집중형 인버터가 주도하고 있으며, 마이크로 및 분산형 인버터는 상대적으로 작은 비중을 차지하고 있습니다. 분산형 태양광 시장의 급속한 성장과 중앙집중형 태양광 발전소에서 스트링 인버터의 비중 증가로 인해 전체 스트링 인버터의 비중은 매년 증가하여 2020년에는 60%를 넘어섰고, 중앙집중형 인버터의 비중은 30% 미만입니다. 향후 대규모 지상 발전소에 스트링 인버터가 더욱 널리 적용됨에 따라 시장 점유율은 더욱 증가할 것으로 예상됩니다.

인버터 시장 구조 관점에서 볼 때, 여러 제조업체의 제품 구성을 살펴보면 태양광 발전 설비 및 SMA(단일 모드 인버터) 제품이 완비되어 있으며, 중앙 집중식 인버터와 직렬형 인버터 사업이 모두 활발하게 이루어지고 있음을 알 수 있습니다. 파워 일렉트로닉스와 상넝전기는 주로 중앙 집중식 인버터를 사용합니다. 화웨이, 솔라엣지, 진랑테크놀로지, 굿웨이는 모두 직렬형 인버터를 기반으로 사업을 전개하는데, 화웨이 제품은 주로 대규모 지상 발전소 및 산업·상업용 태양광 시스템용 대형 직렬형 인버터이며, 진랑테크놀로지와 굿웨이는 주로 가정용 시장을 겨냥하고 있습니다. 엠페이스, 허마이, 유넝테크놀로지는 주로 마이크로 인버터를 사용합니다.

세계 시장에서 직렬형 및 중앙집중형 인버터가 주요 유형입니다. 중국에서는 중앙집중형 인버터와 직렬형 인버터의 시장 점유율이 90% 이상으로 안정적입니다.

향후 인버터 개발은 더욱 다양화될 것입니다. 한편으로는 태양광 발전소의 적용 유형이 다양해지고 사막, 해양, 분산형 옥상, 건물일체형 태양광(BIPV) 등 다양한 응용 분야가 증가함에 따라 인버터에 대한 요구 사항도 달라지고 있습니다. 다른 한편으로는 전력 전자, 부품 및 기타 신기술의 급속한 발전과 인공지능(AI), 빅데이터, 인터넷 등의 기술과의 융합 또한 인버터 산업의 지속적인 발전을 견인하고 있습니다. 인버터는 고효율, 고출력, 고전압 직류, 더욱 지능적이고 안전하며 환경 적응성이 뛰어나고 작동 및 유지 관리가 더욱 간편해지는 방향으로 발전할 것입니다.

또한, 전 세계적으로 신재생에너지의 대규모 적용이 확대됨에 따라 태양광 발전 보급률이 증가하고 있으며, 인버터는 안정적인 운영과 약한 전류 계통의 신속한 대응을 위해 더욱 강력한 계통 연계 지원 능력을 갖춰야 합니다. 광 저장 장치 통합, 광 저장 및 충전 통합, 태양광 수소 생산 등 혁신적이고 통합적인 응용 분야 또한 점차 중요해질 것이며, 인버터는 더욱 큰 발전 가능성을 열어갈 것입니다.