Kiekybiškai Tarptautinė energetikos agentūra (IEA) anksčiau paskelbė „Specialiąją fotovoltinės pasaulinės tiekimo grandinės ataskaitą“, kurioje matyti, kad nuo 2011 m. Kinija investavo daugiau nei 50 mlrd. kad Europos.Kinija sukūrė daugiau nei 300 000 darbo vietų gamyboje;Kinijos fotovoltinės gamybos pramonė užima mažiausiai 80 % pasaulinių gamybos pajėgumų visose saulės kolektorių gamybos grandyse – nuo ​​silicio medžiagų, silicio luitų, plokštelių iki elementų ir modulių, tarp kurių mažiausia Didžiausia yra silicio medžiaga (79,4 %) ir didžiausias yra silicio luitas (96,8%).TEA taip pat prognozuoja, kad iki 2025 m. Kinijos gamybos pajėgumai tam tikrose grandyse sudarys 95% ar daugiau.

Nenuostabu, kad TEA naudos žodį „dominuoti“, kad apibūdintų Kinijos fotoelektros pramonės statusą ir netgi teigs, kad ji kelia tam tikrą grėsmę pasaulinei fotovoltinės energijos tiekimo grandinei.“...geografinės koncentracijos lygis pasaulinėse tiekimo grandinėse taip pat kelia galimų iššūkių, vyriausybių turi imtis veiksmų.Paskutinė „grėsmės teorija“ vis dar gali būti 5G.

Tačiau saulės baterijos nėra vienintelė grandis PV vertės grandinėje, kurioje dominuoja Kinijos įmonės.Šiame straipsnyje dėmesys sutelkiamas į kitą mažiau žinomą, bet ne mažiau svarbų įrenginį fotovoltinės energijos gamybos sistemose - fotovoltinį keitiklį.

Inverteris, fotovoltinės energijos širdis ir smegenys

Fotovoltinis keitiklis gali konvertuoti saulės elementų modulio generuojamą nuolatinę srovę į kintamąją srovę su reguliuojamu dažniu ir gali būti naudojamas gamybai ir eksploatacijai.Inverteris taip pat yra atsakingas už fotovoltinių plokščių energijos gamybos pajėgumo didinimą ir sistemos apsaugos nuo gedimų užtikrinimą, įskaitant, bet neapsiribojant, automatinio veikimo ir išjungimo funkcijas, didžiausios galios sekimo valdymo funkcijas, daugybę funkcijų, reikalingų prie tinklo prijungtoms sistemoms ir kt. .

Kitaip tariant, pagrindinę fotovoltinio keitiklio funkciją taip pat galima apibendrinti kaip didžiausios fotovoltinio modulio matricos išėjimo galios stebėjimą ir jos energijos tiekimą į tinklą su mažiausiais konversijos nuostoliais ir geriausia maitinimo kokybe.Be šios fotovoltinės sistemos „širdies ir smegenų“, dabartinių saulės elementų gaminama elektra nebūtų prieinama žmonėms.

Žvelgiant iš pramonės grandinės padėties, keitiklis yra fotovoltinės pramonės pasroviui ir įeina į grandį kuriant elektros energijos gamybos sistemą (nesvarbu, kokia forma).

Sąnaudų požiūriu fotovoltinių keitiklių dalis sąnaudoje nėra didelė.Paprastai paskirstytų fotovoltinių sistemų dalis yra didesnė nei didelio masto antžeminių elektrinių.

Dabartiniai fotovoltiniai inverteriai turi įvairius klasifikavimo metodus, kurie yra labiau paplitę ir lengviau suprantami bei išskiriami pagal gaminių tipus.Daugiausia yra keturių tipų: centralizuoti, styginiai, paskirstyti ir mikro inverteriai.Tarp jų mikroinverteris gerokai skiriasi nuo kitų trijų įrenginių ir gali būti naudojamas tik mažose fotovoltinės energijos gamybos sistemose, pavyzdžiui, namų fotovoltinėse sistemose, ir netinka didelėms sistemoms.

Rinkos dalies požiūriu styginiai keitikliai užėmė absoliučią dominuojančią padėtį, centralizuoti inverteriai užėmė antrąją vietą su dideliu skirtumu, o kitų tipų inverteriai sudarė labai mažai.CPIA pateiktais duomenimis, styginiai keitikliai sudaro 69,6%, centralizuoti inverteriai - 27,7%, paskirstyti inverteriai užima apie 2,7% rinkos, o mikro inverteriai nėra matomi.statistika.

Priežastis, kodėl dabartiniai dažniausiai naudojami keitiklių gaminiai yra styginių tipo, yra tai, kad: darbinės įtampos diapazonas yra platus, o energijos generavimo galimybė yra stipri esant silpnam apšvietimui;vienas keitiklis valdo keletą baterijos komponentų, dažniausiai tik dešimtis, o tai yra daug mažesnis nei centralizuotas keitiklis. Tūkstančiai generatorių, netikėtų gedimų įtaka bendram energijos gamybos efektyvumui santykinai maža;Eksploatacijos ir priežiūros sąnaudos yra mažos, gedimų aptikimas yra gana lengvas, o atsiradus gedimui trikčių šalinimo laikas yra trumpas, o gedimas ir priežiūra sukelia mažiau nuostolių.

Tačiau reikia pabrėžti, kad be didelio masto elektrinių, fotoelektros pramonė taip pat turi daugybę specifinių pritaikymo scenarijų, taip pat yra daugybė paskirstytų fotovoltinių elementų rūšių, tokių kaip buitinė fotovoltinė, gamyklos stogo fotoelektra, daugiaaukščių pastatų fotoelektra. užuolaidinės sienos ir pan.Tokiems fotovoltinės energijos gamybos objektams valstybė taip pat turi atitinkamų planų.Pavyzdžiui, liepos mėnesį Būsto ir miestų ir kaimo plėtros ministerijos bei Nacionalinės plėtros ir reformų komisijos išleistame anglies dioksido kiekio didinimo miestų ir kaimo statybose įgyvendinimo plane minima, kad iki 2025 m. naujai pastatyto gamyklos pastato fotovoltinės aprėpties lygis sieks 50%.Skirtingi pritaikymo scenarijai turi skirtingus fotovoltinių keitiklių poreikius, o sparčiai vystantis fotoelektros pramonei, negalima ignoruoti technologinių pakartojimų poveikio pramonei, todėl fotovoltinių keitiklių rinkos struktūra tampa neaiški.

Kalbant apie rinkos dydį, reikia konstatuoti, kad kadangi daugiau nei viena pirmaujanti keitiklių pramonės įmonė nebuvo įtraukta į sąrašą, dėl neišsamios informacijos atskleidimo kilo tam tikrų statistinių sunkumų, todėl skirtingų institucijų pateikti duomenys skiriasi dėl kalibro įtaka.

Rinkos dydžio požiūriu, pagal siuntų statistiką: „IHS Markit“ PV keitiklių siuntos 2021 m. yra apie 218 GW, ty apie 27% daugiau nei per metus;„Wood Mackenzie“ duomenys yra daugiau nei 225 GW, ty 22% daugiau nei per metus.

Priežastis, kodėl dabartinė fotovoltinių keitiklių pramonė turi didelį konkurencingumą, daugiausia yra dėl didelio kainų pranašumo, kurį suteikia stabilios vidaus įmonių sąnaudų kontrolės galimybės.Šiame etape beveik visų tipų keitikliai Kinijoje turi gana akivaizdų sąnaudų pranašumą, o kaina už vatą sudaro tik apie 50% ar net 20% užsienio sąnaudų.

Sąnaudų mažinimas ir efektyvumo didinimas yra optimizavimo kryptis

Šiame etape buitiniai fotovoltiniai inverteriai turi tam tikrą konkurencinį pranašumą, tačiau, žinoma, tai nereiškia, kad pramonėje nėra galimybės toliau optimizuoti.Pagrindiniai būsimų fotovoltinių keitiklių sąnaudų mažinimo būdai bus sutelkti į tris aspektus: pagrindinių komponentų lokalizavimą, galios tankio gerinimą ir technologines naujoves.

Kalbant apie sąnaudų struktūrą, tiesioginės fotovoltinių keitiklių medžiagos sudaro labai didelę dalį, viršijančią 80%, kurias galima grubiai suskirstyti į keturias dalis: galios puslaidininkius (daugiausia IGBT), mechanines dalis (plastikines dalis, liejinius, radiatorius, Lakštinio metalo detalės ir kt.), pagalbinės medžiagos (izoliacinės medžiagos, pakavimo medžiagos ir kt.) ir kiti elektroniniai komponentai (kondensatoriai, induktoriai, integriniai grandynai ir kt.).Bendrai fotovoltiniuose inverteriuose naudojamų medžiagų kainai didelę įtaką daro tiekėjų žaliavos, gamybos sunkumai nėra dideli, konkurencija rinkoje jau yra pakankama, sunku toliau mažinti sąnaudas, o derybų erdvė yra gana ribota, o tai negali suteikti daug padėti toliau sumažinti keitiklių sąnaudas.

Tačiau puslaidininkiniai įtaisai skiriasi.Galios puslaidininkiai sudaro 10–20 % keitiklio kainos.Jie yra pagrindiniai komponentai, skirti realizuoti keitiklio DC-AC keitiklio funkciją ir tiesiogiai nustatyti įrangos konversijos efektyvumą.Tačiau dėl didelių IGBT pramonės kliūčių lokalizacijos lygis šiame etape nėra aukštas.

Dėl to galios puslaidininkiai turi didesnę kainą nei kiti įrenginiai.Taip pat pasaulinis puslaidininkių trūkumas ir kainų kilimas nuo 2021 m. lėmė akivaizdų spaudimą inverterių pelnui, o produktų bendrasis pelno marža daugiausia sumažėjo.Sparčiai vystantis buitiniams puslaidininkiams, tikimasi, kad keitiklių pramonė ateityje realizuos vietinį IGBT pakeitimą ir sumažins bendras išlaidas.

Galios tankio padidėjimas susijęs su didesnės galios gaminių kūrimu, kai tas pats svoris, arba lengvesnių gaminių su tokia pačia galia, taip sumažinant pastoviąsias konstrukcinių dalių / pagalbinių medžiagų sąnaudas ir pasiekiant santykinių sąnaudų mažinimo rezultatų.Gaminio parametrų požiūriu, dabartiniai įvairūs keitikliai iš tiesų nuolat gerina vardinę galią ir galios tankį.

Technologinė iteracija yra gana paprasta.Inverterių pramonė gali kontroliuoti sąnaudas ir dar labiau atverti pelno maržas toliau optimizuodama gaminio dizainą, mažindama medžiagų kiekį, gerindama gamybos procesus ir pereidama prie efektyvesnių įrenginių.

Kitas pasaulis, energijos kaupimas?

Be fotoelektros, kita dabartinės inverterių pramonės rinkos kryptis yra vienodai karštos energijos kaupimas.

Fotovoltinės energijos gamyba, ypač paskirstytos fotovoltinės sistemos, turi natūralų pertrūkį ir nepastovumą.Prijungimas prie energijos kaupimo sistemų, kad būtų užtikrintas nuolatinis ir stabilus maitinimo šaltinis, yra plačiai pripažintas sprendimas.

Siekiant patenkinti naujosios elektros energijos sistemos poreikius, atsirado galios konvertavimo sistema (PCS; kad būtų patogiau suprasti, kartais vadinama energijos kaupimo keitikliu).PCS yra elektrocheminė sistema, jungianti baterijų sistemą ir elektros tinklą, kad būtų galima konvertuoti dvikryptį elektros energiją.Jis gali ne tik konvertuoti kintamąją srovę į nuolatinę srovę, kad įkrautų akumuliatorių apkrovos metu, bet ir paversti akumuliatoriaus nuolatinę srovę į kintamąją srovę didžiausios apkrovos laikotarpiu ir prisijungti prie tinklo..

Tačiau dėl sudėtingesnių funkcijų elektros tinklas turi aukštesnius energijos kaupimo keitiklių našumo reikalavimus, todėl labai padidėja naudojamų komponentų skaičius, kuris gali būti beveik dvigubai didesnis nei įprastų fotovoltinių keitiklių.Tuo pačiu metu sudėtingos funkcijos kelia ir didesnių techninių kliūčių.

Atitinkamai, nors bendras mastas nėra labai didelis, energijos kaupimo keitiklis jau pasižymėjo puikiu pelningumu, o bendrasis pelno marža turi nemažą pranašumą prieš fotovoltinį keitiklį.

Sprendžiant iš dabartinės pramonės padėties, užjūrio energijos kaupimo rinka prasidėjo anksčiau, o paklausa yra didesnė nei Kinijoje.Vidaus įmonės dar neįsivaizdavo tokio dominavimo rinkoje kaip baterijų komponentų ir keitiklių pramonėje.Tačiau energijos kaupimo keitiklių rinkos mastai šiame etape nėra dideli, o fotovoltinių keitiklių atžvilgiu yra didžiulis atotrūkis.Nėra akivaizdaus skirtumo tarp šalies ir užsienio įmonių konkurencingumo, o tai daugiausia yra verslo pasirinkimo rezultatas.

Įmonėms, nors ir yra tam tikrų techninių kliūčių, energijos kaupimo keitiklių ir fotovoltinių keitiklių technologijos yra tos pačios kilmės, o įmonėms tai nėra labai sunku transformuoti.O vidaus rinkoje, skatinama tiek pramonės, tiek politikos, energijos kaupimo pramonė įžengė į spartaus vystymosi laikotarpį, su dideliu rinkos augimu ir dideliu pramonės tikrumu, o tai yra labai aiški verslo plėtros kryptis inverterių įmonėms.

Tiesą sakant, daugelis įmonių gavo naudos iš gerų energijos kaupimo pramonės lūkesčių.Sprendžiant iš 2021 m. veiklos rezultatų, daugelio įmonių energijos kaupimo verslo kryptys smarkiai augo.Nors šis augimas turi tam tikrą ryšį su žema baze, pakanka įrodyti, kad su energijos kaupimu susijusios įrangos gamybos plėtra turi tvirtą tikrumą ir neabejotina, kad ji turi gerą verslo logiką ir augimą.

Būsimas energijos kaupimo keitiklių sąnaudų mažinimo būdas taip pat yra gana aiškus, kuris nelabai skiriasi nuo fotovoltinių keitiklių.Jame pagrindinis dėmesys skiriamas komponentų kainų mažinimui, ypač vietiniam galios puslaidininkių keitimui.Kadangi naudojamų komponentų skaičius yra daug didesnis, gaminamas šalies viduje. Pakeitimo sukeliamas sąnaudas mažinantis poveikis gali būti dar padidintas.

Jei inverterių įmonės paspartins energijos kaupimo keitiklių gaminių kūrimą, remdamosi sparčia energijos kaupimo pramonės plėtra ir nustatytais prie tinklo prijungtų keitiklių konkurenciniais pranašumais, turime pagrindo manyti, kad vietinė pramonė turi visas galimybes pasikliauti Kinijos Gamybos pranašumai, fotovoltinės pramonės klestėjimo atkūrimas energijos kaupimo vertės grandinėje ir vidaus įmonių komercinė sėkmė taip pat yra natūralūs rezultatai.