Kvantitatīvi Starptautiskā Enerģētikas aģentūra (IEA) iepriekš nāca klajā ar “Īpašo ziņojumu par fotoelementu globālo piegādes ķēdi”, kas liecina, ka kopš 2011. gada Ķīna ir ieguldījusi vairāk nekā 50 miljardus ASV dolāru, lai paplašinātu fotoelektrisko iekārtu ražošanas jaudu, kas ir 10 reizes. ka Eiropas.Ķīna ir radījusi vairāk nekā 300 000 ražošanas darbavietu;Ķīnas fotoelementu ražošanas nozare aizņem vismaz 80% no globālās ražošanas jaudas visos saules paneļu ražošanas posmos, sākot no silīcija materiāliem, silīcija lietņiem, plāksnēm un beidzot ar elementiem un moduļiem, starp kuriem zemākais Visaugstākais ir silīcija materiāls (79,4%) un visaugstākais ir silīcija lietņos (96,8%).Turklāt IEA prognozē, ka līdz 2025. gadam Ķīnas ražošanas jauda noteiktos posmos veidos 95% vai vairāk.

Nav brīnums, ka IEA izmantos vārdu "dominēt", lai aprakstītu Ķīnas fotoelektriskās enerģijas nozares statusu, un pat apgalvos, ka tas rada zināmus draudus globālajai fotoelementu piegādes ķēdei. "...ģeogrāfiskās koncentrācijas līmenis globālajās piegādes ķēdēs arī rada potenciālus izaicinājumus, kas valdībām tas ir jārisina.” Ja paskatās uz to kvalitatīvi, ir vēl interesantāk, ka komentārā “New York Times” Ķīnas fotoelementu nozare tiek uzskatīta par galveno draudu.Pēdējā "draudu teorija" joprojām var būt 5G.

Taču saules paneļi nav vienīgais posms PV vērtību ķēdē, kurā dominē Ķīnas uzņēmumi.Šajā rakstā galvenā uzmanība ir pievērsta citai mazāk zināmai, bet tikpat svarīgai ierīcei fotoelektriskās enerģijas ražošanas sistēmās — fotoelektriskajam invertoram.

Invertors, fotoelementu sirds un smadzenes

Fotoelektriskais invertors var pārveidot saules bateriju moduļa radīto līdzstrāvu maiņstrāvā ar regulējamu frekvenci, un to var izmantot ražošanai un kalpošanai.Invertors ir arī atbildīgs par fotoelektrisko paneļu elektroenerģijas ražošanas jaudas maksimālu palielināšanu un sistēmas bojājumu aizsardzības nodrošināšanu, tostarp, bet ne tikai, automātiskās darbības un izslēgšanas funkcijas, maksimālās jaudas izsekošanas vadības funkcijas, virkne funkciju, kas nepieciešamas ar tīklu pieslēgtām sistēmām utt. .

Citiem vārdiem sakot, fotogalvaniskā invertora pamatfunkciju var apkopot arī kā fotoelektrisko moduļu bloka maksimālās izejas jaudas izsekošanu un tās enerģijas ievadīšanu tīklā ar mazāko konversijas zudumu un vislabāko enerģijas kvalitāti.Bez šīs fotoelektriskās sistēmas “sirds un smadzenēm” pašreizējo saules bateriju saražotā elektroenerģija cilvēkiem nebūtu pieejama.

Raugoties no rūpnieciskās ķēdes pozīcijas, invertors atrodas fotoelementu nozares lejtecē, un tas iekļaujas saitē elektroenerģijas ražošanas sistēmas izveides procesā (neatkarīgi no formas).

No izmaksu viedokļa fotoelektrisko invertoru īpatsvars izmaksās nav liels.Parasti sadalīto fotoelektrisko sistēmu īpatsvars ir lielāks nekā liela mēroga zemes elektrostacijās.

Pašreizējiem fotoelektriskajiem invertoriem ir dažādas klasifikācijas metodes, kas ir biežākas un vieglāk saprotamas, un tās atšķiras pēc produktu veidiem.Galvenokārt ir četri veidi: centralizētie, virkņu, sadalītie un mikroinvertori.Tostarp mikroinvertors ir diezgan atšķirīgs no pārējām trim ierīcēm, un to var izmantot tikai mazās fotogalvaniskās enerģijas ražošanas sistēmās, piemēram, mājas fotogalvaniskajās sistēmās, un tas nav piemērots liela mēroga sistēmām.

No tirgus daļas viedokļa stīgu invertori ir ieņēmuši absolūtu dominējošo stāvokli, centralizētie invertori ierindojās otrajā vietā ar lielu atstarpi, un citu veidu invertori ir ļoti maz.Saskaņā ar CPIA sniegtajiem datiem stīgu invertori veido 69,6%, centralizētie invertori veido 27,7%, sadalīto invertoru tirgus daļa ir aptuveni 2,7%, un mikroinvertori nav redzami.statistika.

Iemesls, kāpēc pašreizējie visizplatītākie invertoru produkti ir stīgu tipa, ir šādi: darba sprieguma diapazons ir plašs un elektroenerģijas ražošanas spēja ir spēcīga vājā apgaismojumā;viens invertors kontrolē dažus akumulatora komponentus, parasti tikai desmitiem, kas ir daudz mazāks nekā centralizētais invertors. Tūkstošiem ģeneratoru, negaidītu bojājumu ietekme uz kopējo elektroenerģijas ražošanas efektivitāti ir salīdzinoši zema;ekspluatācijas un apkopes izmaksas ir zemas, defektu noteikšana ir salīdzinoši vienkārša, un, ja rodas kļūme, problēmu novēršanas laiks ir īss, un kļūme un apkope rada mazākus zaudējumus.

Tomēr jāuzsver, ka papildus lielapjoma elektrostacijām fotoelementu nozarei ir arī daudzi specifiski pielietojuma scenāriji, un ir daudz veidu izkliedētās fotogalvaniskās iekārtas, piemēram, mājsaimniecības fotoelementi, rūpnīcas jumta fotoelementi, daudzstāvu ēku fotoelementi. aizkaru sienas utt.Attiecībā uz šādām fotoelementu elektroenerģijas ražošanas iekārtām valstij ir arī attiecīgi plāni.Piemēram, Mājokļu un pilsētvides un lauku attīstības ministrijas un Nacionālās attīstības un reformu komisijas jūlijā izdotajā Īstenošanas plānā Oglekļa emisiju palielināšanai pilsētu un lauku būvniecībā minēts, ka līdz 2025. gadam tiks būvētas jaunas valsts iestāžu ēkas, The jumts. jaunuzceltās rūpnīcas ēkas fotoelementu pārklājuma līmenis sasniegs 50%.Dažādos lietojumu scenārijos ir atšķirīgas vajadzības pēc fotoelektriskajiem invertoriem, un, strauji attīstoties fotoelementu nozarei, nevar ignorēt tehnoloģisko iterāciju ietekmi uz nozari, padarot fotoelektrisko invertoru tirgus struktūru neskaidru.

Runājot par tirgus apjomu, jāatzīmē, ka, tā kā sarakstā nav iekļauts vairāk nekā viens vadošais invertoru nozares uzņēmums, nepilnīgas informācijas izpaušana ir radījusi zināmas statistikas grūtības, kā rezultātā dažādu institūciju sniegtajos datos ir radušās zināmas atšķirības. kalibra ietekme.

No tirgus lieluma viedokļa, saskaņā ar sūtījumu statistiku: IHS Markit PV invertoru piegādes 2021. gadā ir aptuveni 218 GW, kas ir par aptuveni 27% vairāk nekā iepriekšējā gadā;Wood Mackenzie dati ir vairāk nekā 225 GW, kas ir par 22% vairāk nekā iepriekšējā gadā.

Iemesls, kāpēc pašreizējai fotoelementu invertoru nozarei ir ievērojama konkurētspēja, galvenokārt ir saistīts ar ievērojamo cenu priekšrocību, ko rada vietējo uzņēmumu stabilā izmaksu kontroles spēja.Šajā posmā gandrīz visiem invertoru veidiem Ķīnā ir diezgan acīmredzamas izmaksu priekšrocības, un izmaksas par vatu ir tikai aptuveni 50% vai pat 20% no ārvalstu izmaksām.

Izmaksu samazināšana un efektivitātes palielināšana ir optimizācijas virziens

Šajā posmā vietējie fotoelektriskie invertori ir izveidojuši zināmu konkurences priekšrocību, taču tas, protams, nenozīmē, ka nozarē nav iespējas veikt turpmāku optimizāciju.Galvenie nākotnes fotoelektrisko invertoru izmaksu samazināšanas ceļi tiks koncentrēti uz trim aspektiem: galveno komponentu lokalizāciju, jaudas blīvuma uzlabošanu un tehnoloģiskām inovācijām.

Izmaksu struktūras ziņā fotoelementu invertoru tiešie materiāli veido ļoti lielu daļu, pārsniedzot 80%, ko aptuveni var iedalīt četrās daļās: spēka pusvadītāji (galvenokārt IGBT), mehāniskās daļas (plastmasas daļas, lējumi, radiatori, Lokšņu metāla detaļas utt.), palīgmateriāli (izolācijas materiāli, iepakojuma materiāli utt.) un citi elektroniskie komponenti (kondensatori, induktori, integrālās shēmas utt.).Fotogalvaniskajos invertoros izmantoto materiālu vispārējo cenu būtiski ietekmē iepriekšējā posma izejvielas, ražošanas grūtības nav augstas, konkurence tirgū jau ir pietiekama, turpmāka izmaksu samazināšana ir sarežģīta, un sarunu telpa ir salīdzinoši ierobežota, kas nevar nodrošināt daudz. palīdzība turpmākai invertoru izmaksu samazināšanai.

Bet pusvadītāju ierīces ir atšķirīgas.Jaudas pusvadītāji veido 10% līdz 20% no invertora izmaksām.Tie ir galvenie komponenti, lai realizētu invertora līdzstrāvas-maiņstrāvas invertora funkciju un tieši nosaka iekārtas pārveidošanas efektivitāti.Tomēr IGBT augsto nozares šķēršļu dēļ lokalizācijas līmenis šajā posmā nav augsts.

Tādējādi jaudas pusvadītājiem ir lielāka cenu noteikšanas jauda nekā citām ierīcēm.Arī globālais pusvadītāju trūkums un cenu pieaugums kopš 2021. gada ir radījis acīmredzamu spiedienu uz invertoru peļņu, un produktu bruto peļņas norma lielākoties ir samazinājusies.Sagaidāms, ka, strauji attīstoties vietējiem pusvadītājiem, invertoru nozare nākotnē īstenos IGBT lokālu nomaiņu un sasniegs vispārēju izmaksu samazinājumu.

Jaudas blīvuma palielināšana attiecas uz tādu produktu izstrādi, kuriem ir lielāka jauda ar tādu pašu svaru vai vieglāki produkti ar tādu pašu jaudu, tādējādi samazinot strukturālo daļu/palīgmateriālu fiksētās izmaksas un panākot relatīvu izmaksu samazinājuma rezultātus.No produkta parametru viedokļa pašreizējie dažādie invertori patiešām pastāvīgi uzlabo nominālo jaudu un jaudas blīvumu.

Tehnoloģiskā iterācija ir samērā vienkārša.Invertoru nozare var panākt izmaksu kontroli un vēl vairāk palielināt peļņas normu, turpinot optimizēt produktu dizainu, samazinot materiālu daudzumu, uzlabojot ražošanas procesus un pārejot uz efektīvākām ierīcēm.

Nākamā pasaule, enerģijas uzglabāšana?

Papildus fotoelementiem vēl viens pašreizējās invertoru nozares tirgus virziens ir tikpat karstas enerģijas uzglabāšana.

Fotoelementu enerģijas ražošanai, jo īpaši sadalītajām fotoelektriskajām sistēmām, ir dabiska neregulāra un nepastāvība.Savienojuma izveide ar enerģijas uzkrāšanas sistēmām, lai nodrošinātu nepārtrauktu un stabilu barošanu, ir plaši atzīts risinājums.

Lai apmierinātu jaunās energosistēmas vajadzības, tika izveidota Power Conversion System (PCS; izpratnes ērtībai dažkārt saukta par enerģijas uzglabāšanas invertoru).PCS ir elektroķīmiska sistēma, kas savieno akumulatoru sistēmu un elektrotīklu, lai realizētu elektroenerģijas divvirzienu pārveidošanu.Tas var ne tikai pārveidot maiņstrāvu līdzstrāvā, lai uzlādētu akumulatoru slodzes siles laikā, bet arī pārveidotu līdzstrāvu akumulatorā par maiņstrāvu maksimālās slodzes periodā un savienotu ar tīklu..

Tomēr sarežģītāko funkciju dēļ elektrotīklam ir augstākas veiktspējas prasības enerģijas uzkrāšanas invertoriem, kā rezultātā ievērojami palielinās izmantoto komponentu skaits, kas var gandrīz divas reizes pārsniegt parasto fotoelektrisko invertoru skaitu.Tajā pašā laikā sarežģītās funkcijas rada arī augstākas tehniskās barjeras.

Attiecīgi, lai gan kopējais mērogs nav īpaši liels, enerģijas uzkrāšanas invertors jau ir uzrādījis izcilu rentabilitāti, un bruto peļņas normai ir ievērojama priekšrocība salīdzinājumā ar fotoelektrisko invertoru.

Spriežot pēc pašreizējās situācijas nozarē, aizjūras enerģijas uzglabāšanas tirgus sākās agrāk, un pieprasījums ir lielāks nekā Ķīnā.Vietējie uzņēmumi vēl nav izveidojuši dominējošu stāvokli tirgū, kas būtu līdzīgs akumulatoru komponentu un invertoru dominējošajam stāvoklim šajā nozarē.Tomēr enerģijas uzkrāšanas invertoru tirgus mērogs šajā posmā nav liels, un pastāv milzīga atšķirība starp fotoelektriskajiem invertoriem.Konkurētspējas ziņā starp vietējiem un ārvalstu uzņēmumiem nav acīmredzamas atšķirības, kas galvenokārt ir biznesa izvēles rezultāts.

Lai gan uzņēmumiem ir zināmi tehniski šķēršļi, enerģijas uzkrāšanas invertoru un fotoelektrisko invertoru tehnoloģijai ir viena un tā pati izcelsme, un uzņēmumiem to nav īpaši grūti pārveidot.Un vietējā tirgū, ko virza gan nozare, gan politika, enerģijas uzglabāšanas nozare ir iegājusi straujas attīstības periodā ar ievērojamu tirgus izaugsmi un spēcīgu nozares noteiktību, kas ir ļoti skaidrs biznesa attīstības virziens invertoru uzņēmumiem.

Faktiski daudzi uzņēmumi ir guvuši labumu no enerģijas uzglabāšanas nozares labajām cerībām.Spriežot pēc 2021. gada darbības rezultātiem, daudzu uzņēmumu enerģijas uzglabāšanas biznesa virzieni ir uzrādījuši spēcīgu izaugsmi.Lai gan šim pieaugumam ir zināma saistība ar zemo bāzi, ar to pietiek, lai pierādītu, ka ar enerģijas uzkrāšanu saistīto iekārtu ražošanas attīstībai ir liela pārliecība, un nav šaubu, ka tai ir laba biznesa loģika un izaugsme.

Salīdzinoši skaidrs ir arī enerģijas uzkrāšanas invertoru nākotnes izmaksu samazināšanas ceļš, kas īpaši neatšķiras no fotogalvaniskajiem invertoriem.Tas koncentrējas uz komponentu cenu samazināšanu, jo īpaši uz jaudas pusvadītāju lokālu nomaiņu.Tā kā izmantoto komponentu skaits ir daudz lielāks, ražots vietējā tirgū. Aizstāšanas radīto izmaksu samazināšanas efektu var vēl vairāk palielināt.

Ja invertoru uzņēmumi paātrina enerģijas uzglabāšanas pārveidotāju produktu izstrādi, paļaujoties uz straujo enerģijas uzglabāšanas nozares attīstību un tīklam pieslēgtu invertoru izveidotajām konkurences priekšrocībām, mums ir pamats uzskatīt, ka vietējai nozarei ir visas iespējas paļauties uz Ķīnas Ražošanas priekšrocības, fotoelementu nozares uzplaukuma atražošana enerģijas uzglabāšanas vērtību ķēdē un vietējo uzņēmumu komerciālie panākumi arī ir dabiski rezultāti.