Z kvantitativního hlediska Mezinárodní energetická agentura (IEA) již dříve vydala „Zvláštní zprávu o fotovoltaickém globálním dodavatelském řetězci“, která ukazuje, že od roku 2011 Čína investovala více než 50 miliard amerických dolarů do rozšíření výrobní kapacity fotovoltaických zařízení, což je 10násobek té Evropy.Čína vytvořila více než 300 000 pracovních míst ve výrobě;Čínský fotovoltaický zpracovatelský průmysl zaujímá nejméně 80 % celosvětové výrobní kapacity ve všech výrobních linkách solárních panelů, od křemíkových materiálů, křemíkových ingotů, waferů až po články a moduly, z nichž nejnižší Nejvyšší je křemíkový materiál (79,4 %) a nejvyšší je křemíkový ingot (96,8 %).IEA dále předpovídá, že do roku 2025 bude čínská výrobní kapacita v určitých spojích činit 95 % nebo více.

Není divu, že IEA bude používat slovo „dominovat“ k popisu stavu čínského fotovoltaického průmyslu, a dokonce tvrdit, že představuje určitou hrozbu pro globální fotovoltaický dodavatelský řetězec.“...úroveň geografické koncentrace v globálních dodavatelských řetězcích také vytváří potenciální výzvy, které vlády musí řešit.“ Pokud se na to podíváte kvalitativně, je ještě zajímavější, že komentář v „New York Times“ považuje čínský fotovoltaický průmysl za velkou hrozbu.Poslední „teorií hrozeb“ může být stále 5G.

Solární panely však nejsou jediným článkem v hodnotovém řetězci fotovoltaiky, kterému dominují čínské společnosti.Tento článek se zaměřuje na další méně známé, ale stejně důležité zařízení ve fotovoltaických systémech na výrobu energie – fotovoltaický střídač.

Střídač, srdce a mozek fotovoltaiky

Fotovoltaický střídač dokáže přeměnit stejnosměrný proud generovaný modulem solárního článku na střídavý proud s nastavitelnou frekvencí a může být použit pro výrobu a životnost.Střídač je také zodpovědný za maximalizaci kapacity výroby energie fotovoltaických panelů a poskytování ochrany proti poruchám systému, včetně, ale bez omezení na funkce automatického provozu a vypínání, funkce řízení maximálního výkonu, řadu funkcí vyžadovaných systémy připojenými k síti atd. .

Jinými slovy, základní funkci fotovoltaického střídače lze také shrnout jako sledování maximálního výstupního výkonu pole fotovoltaických modulů a dodávání jeho energie do sítě s nejmenší ztrátou konverze a nejlepší kvalitou energie.Bez „srdce a mozku“ tohoto fotovoltaického systému by elektřina vyrobená současnými solárními články nebyla pro lidi dostupná.

Z hlediska pozice průmyslového řetězce je střídač umístěn v návaznosti na fotovoltaický průmysl a vstupuje do procesu budování systému výroby elektrické energie (bez ohledu na formu).

Z nákladového hlediska není podíl fotovoltaických střídačů na nákladech vysoký.Obecně je podíl distribuovaných fotovoltaických systémů vyšší než u velkých pozemních elektráren.

Současné fotovoltaické střídače mají různé klasifikační metody, které jsou běžnější a srozumitelnější a rozlišují se podle typů produktů.Existují především čtyři typy: centralizované, řetězcové, distribuované a mikroměniče.Mezi nimi je mikrostřídač zcela odlišný od ostatních tří zařízení a lze jej použít pouze v malých fotovoltaických systémech výroby energie, jako je domácí fotovoltaika, a není vhodný pro rozsáhlé systémy.

Z hlediska podílu na trhu zaujaly absolutní dominantní postavení stringové střídače, centralizované střídače se umístily na druhém místě s velkým odstupem a na ostatní typy připadaly velmi málo.Podle údajů CPIA tvoří stringové střídače 69,6 %, centralizované střídače 27,7 %, distribuované střídače mají podíl na trhu cca 2,7 % a mikro střídače nejsou vidět.statistika.

Důvodem, proč jsou současné nejběžnější produkty invertorů typu string je, že: rozsah provozního napětí je široký a schopnost generovat energii je silná při slabém osvětlení;jeden střídač ovládá několik bateriových komponent, obecně jen desítky, což je mnohem menší než centralizovaný střídač Počet tisíc generátorů, dopad neočekávaných poruch na celkovou účinnost výroby energie je relativně nízký;náklady na provoz a údržbu jsou nízké, detekce závady je relativně snadná, a když dojde k poruše, doba odstraňování závad je krátká a porucha a údržba způsobují menší ztráty.

Je však třeba zdůraznit, že kromě velkých elektráren má fotovoltaický průmysl také řadu specifických aplikačních scénářů a existuje mnoho typů distribuované fotovoltaiky, jako je fotovoltaika pro domácnosti, fotovoltaika na střechách továren, fotovoltaika pro výškové budovy. závěsné stěny a tak dále.S těmito fotovoltaickými zařízeními na výrobu elektřiny má stát rovněž odpovídající plány.Například v Implementačním plánu pro nárůst uhlíku v městské a venkovské výstavbě vydaném Ministerstvem bydlení a rozvoje měst a venkova a Národní komisí pro rozvoj a reformy v červenci se uvádí, že do roku 2025 budou nové budovy veřejných institucí, The roof míra fotovoltaického pokrytí nově postavené tovární budovy dosáhne 50 %.Různé aplikační scénáře mají různé potřeby pro fotovoltaické střídače a s rychlým rozvojem fotovoltaického průmyslu nelze ignorovat dopad technologických iterací na průmysl, takže struktura trhu s fotovoltaickými střídači je nejistá.

Pokud jde o velikost trhu, je třeba konstatovat, že protože nebyla uvedena více než jedna přední společnost v odvětví střídačů, neúplné zveřejnění informací způsobilo určité statistické potíže, což mělo za následek určité rozdíly v údajích poskytnutých různými institucemi v důsledku vliv ráže.

Z pohledu velikosti trhu podle statistik zásilek: dodávky FV invertorů IHS Markit v roce 2021 jsou cca 218GW, což je meziroční nárůst cca 27%;Údaje Wood Mackenzie jsou více než 225 GW, což představuje meziroční nárůst o 22 %.

Důvodem, proč má současný průmysl fotovoltaických střídačů značnou konkurenceschopnost, je především značná cenová výhoda, kterou přináší stabilní schopnost domácích podniků řídit náklady.V této fázi má téměř každý typ invertoru v Číně poměrně zřejmou nákladovou výhodu a náklady na watt jsou pouze asi 50 % nebo dokonce 20 % zahraničních nákladů.

Směrem optimalizace je snižování nákladů a zvyšování efektivity

Tuzemské fotovoltaické střídače si v této fázi vytvořily určitou konkurenční výhodu, ale to samozřejmě neznamená, že v oboru není možnost další optimalizace.Hlavní cesty snižování nákladů pro budoucí fotovoltaické střídače se zaměří na tři aspekty: lokalizaci klíčových komponent, zlepšení hustoty výkonu a technologické inovace.

Z hlediska struktury nákladů tvoří velmi vysoký podíl, přesahující 80 %, přímé materiály fotovoltaických střídačů, které lze zhruba rozdělit do čtyř částí: výkonové polovodiče (hlavně IGBT), mechanické části (plastové díly, tlakové odlitky, radiátory, Plechové díly atd.), pomocné materiály (izolační materiály, obalové materiály atd.) a další elektronické součástky (kondenzátory, induktory, integrované obvody atd.).Obecná cena materiálů používaných ve fotovoltaických střídačích je výrazně ovlivněna vstupními surovinami, obtížnost výroby není vysoká, konkurence na trhu je již dostatečná, další snižování nákladů je obtížné a vyjednávací prostor je poměrně omezený, což nemůže poskytnout mnoho pomoci k dalšímu snížení nákladů na měniče.

Polovodičová zařízení jsou ale jiná.Výkonové polovodiče tvoří 10 až 20 % nákladů na měnič.Jsou základními součástmi pro realizaci funkce DC-AC invertoru měniče a přímo určují účinnost konverze zařízení.Vzhledem k vysokým průmyslovým bariérám IGBT však není úroveň lokalizace v této fázi vysoká.

Díky tomu mají výkonové polovodiče silnější cenový výkon než jiná zařízení.Je to také globální nedostatek polovodičů a růst cen od roku 2021, které vedly ke zjevnému tlaku na zisk měničů a hrubá marže produktů většinou klesla.S rychlým rozvojem domácích polovodičů se očekává, že průmysl invertorů v budoucnu zrealizuje lokalizovanou náhradu IGBT a dosáhne celkového snížení nákladů.

Zvýšení hustoty výkonu se týká vývoje produktů s vyšším výkonem při stejné hmotnosti nebo lehčích produktů při stejném výkonu, čímž se ředí fixní náklady na konstrukční díly/pomocné materiály a dosahují se výsledky relativního snížení nákladů.Z hlediska parametrů výrobků současné různé měniče skutečně neustále zlepšují jmenovitý výkon a hustotu výkonu.

Technologická iterace je poměrně jednoduchá.Odvětví invertorů může dosáhnout kontroly nákladů a dále otevřít ziskové marže další optimalizací návrhu produktu, snížením množství materiálů, zlepšením výrobních procesů a přechodem na účinnější zařízení.

Příští svět, skladování energie?

Kromě fotovoltaiky je dalším tržním směrem současného invertorového průmyslu stejně horké úložiště energie.

Výroba fotovoltaické energie, zejména distribuované fotovoltaické systémy, má přirozenou přerušovanost a volatilitu.Připojení k systémům skladování energie pro dosažení nepřetržitého a stabilního napájení je široce uznávaným řešením.

Aby bylo možné uspokojit potřeby nového energetického systému, vznikl Power Conversion System (PCS; někdy pro lepší porozumění označovaný jako střídač pro ukládání energie).PCS je elektrochemický systém, který propojuje bateriový systém a rozvodnou síť za účelem realizace obousměrné přeměny elektrické energie.Dokáže nejen přeměnit střídavý proud na stejnosměrný proud pro nabíjení baterie během zátěže, ale také přeměnit stejnosměrný proud v akumulátoru na střídavý proud během období špičkového zatížení a připojit se k síti..

Kvůli složitějším funkcím má však rozvodná síť vyšší požadavky na výkon střídačů pro akumulaci energie, což má za následek podstatné zvýšení počtu použitých komponentů, které může být téměř dvojnásobné než u běžných fotovoltaických střídačů.Komplexní funkce zároveň přináší i vyšší technické bariéry.

Odpovídajícím způsobem, ačkoli celkový rozsah není příliš velký, střídač pro akumulaci energie již prokázal vynikající ziskovost a hrubé ziskové rozpětí má oproti fotovoltaickému střídačům značnou výhodu.

Soudě ze současné situace v tomto odvětví, zámořský trh skladování energie začal dříve a poptávka je silnější než v Číně.Tuzemské společnosti si zatím nevytvořily dominantní postavení na trhu podobné tomu, jaké mají bateriové komponenty a měniče v tomto odvětví.Tržní rozsah střídačů pro ukládání energie v této fázi však není velký a mezi fotovoltaickými střídačmi existuje obrovská mezera.Mezi domácími a zahraničními společnostmi není zřejmý rozdíl v konkurenceschopnosti, který je dán především obchodními volbami.

Pro podniky, i když existují určité technické bariéry, technologie střídačů pro ukládání energie a fotovoltaických střídačů má stejný původ a pro podniky není příliš obtížné ji transformovat.A na domácím trhu, taženém jak průmyslem, tak politikou, vstoupilo odvětví skladování energie do období rychlého rozvoje se značným růstem trhu a silnou průmyslovou jistotou, což je pro invertorové společnosti velmi jasný směr rozvoje podnikání.

Ve skutečnosti mnoho společností těžilo z dobrých očekávání odvětví skladování energie.Soudě podle výkonnosti v roce 2021 obchodní linie ukládání energie mnoha společností vykázaly silný růst.I když tento růst má určitou souvislost s nízkou základnou, stačí to prokázat, že rozvoj výroby zařízení pro skladování energie má silnou jistotu a není pochyb o tom, že má dobrou obchodní logiku a růst.

Poměrně jasná je také budoucí cesta snižování nákladů střídačů pro ukládání energie, která se příliš neliší od fotovoltaických střídačů.Zaměřuje se na snižování cen součástek, zejména na lokalizovanou výměnu výkonových polovodičů.Vzhledem k tomu, že počet použitých komponentů je mnohem větší, jsou vyráběny v tuzemsku. Účinek snížení nákladů, který substituce přináší, lze dále zvýšit.

Pokud společnosti vyrábějící střídač urychlí vývoj produktů konvertorů pro ukládání energie a spoléhají na rychlý rozvoj průmyslu skladování energie a zavedené konkurenční výhody invertorů připojených k síti, máme všechny důvody věřit, že místní průmysl má každou příležitost spolehnout se na čínské Přirozeným výsledkem jsou také výhody výroby, reprodukce prosperity fotovoltaického průmyslu v hodnotovém řetězci skladování energie a komerční úspěch tuzemských podniků.