Quantitativament, l'Agència Internacional de l'Energia (IEA) va publicar anteriorment l'"Informe especial sobre la cadena de subministrament global fotovoltaica", que mostra que des de 2011, la Xina ha invertit més de 50.000 milions de dòlars nord-americans per ampliar la capacitat de producció d'equips fotovoltaics, que és 10 vegades superior. el d'Europa.La Xina ha creat més de 300.000 llocs de treball en la indústria manufacturera;La indústria de fabricació fotovoltaica de la Xina ocupa almenys el 80% de la capacitat de producció mundial en tots els enllaços de producció de panells solars, des de materials de silici, lingots de silici, hòsties fins a cèl·lules i mòduls, entre els quals el més baix El més alt és el material de silici (79,4%) i el més alt és el lingot de silici (96,8%).L'AIE preveu a més que el 2025, la capacitat de producció de la Xina en determinats enllaços representarà el 95% o més.

No és estrany que l'AIE utilitzi "dominar" per descriure l'estat de la indústria fotovoltaica de la Xina, i fins i tot afirmar que suposa una certa amenaça per a la cadena de subministrament fotovoltaica mundial. "... el nivell de concentració geogràfica a les cadenes de subministrament global també crea reptes potencials que els governs han d'abordar-ho.” Si ho mirem qualitativament, és encara més interessant que un comentari del “New York Times” consideri la indústria fotovoltaica de la Xina com una amenaça important.L'última "teoria de l'amenaça" encara pot ser 5G.

Però els panells solars no són l'únic baul de la cadena de valor fotovoltaica dominada per les empreses xineses.Aquest article se centra en un altre dispositiu menys conegut, però igualment crític en sistemes de generació d'energia fotovoltaica: l'inversor fotovoltaic.

Inverter, el cor i el cervell de la fotovoltaica

L'inversor fotovoltaic pot convertir el corrent continu generat pel mòdul de cèl·lules solars en corrent altern amb freqüència ajustable i es pot utilitzar per a la producció i la vida útil.L'inversor també s'encarrega de maximitzar la capacitat de generació d'energia dels panells fotovoltaics i de proporcionar protecció contra errors del sistema, incloent, entre d'altres, les funcions d'operació automàtica i d'aturada, funcions de control de seguiment de la potència màxima, una sèrie de funcions requerides pels sistemes connectats a la xarxa, etc. .

En altres paraules, la funció bàsica de l'inversor fotovoltaic també es pot resumir com el seguiment de la potència de sortida màxima de la matriu de mòduls fotovoltaics i l'alimentació de la seva energia a la xarxa amb la menor pèrdua de conversió i la millor qualitat d'energia.Sense el "cor i el cervell" d'aquest sistema fotovoltaic, l'electricitat produïda per les cèl·lules solars actuals no estaria disponible per als humans.

Des de la perspectiva de la posició de la cadena industrial, l'inversor es troba aigües avall de la indústria fotovoltaica i entra a l'enllaç en el procés de construcció d'un sistema de generació d'energia (sin importar la forma).

Des del punt de vista del cost, la proporció dels inversors fotovoltaics en el cost no és elevada.En general, la proporció de sistemes fotovoltaics distribuïts és superior a la de les centrals elèctriques terrestres a gran escala.

Els inversors fotovoltaics actuals tenen una varietat de mètodes de classificació, que són més comuns i fàcils d'entendre, i es distingeixen per tipus de producte.Principalment n'hi ha de quatre tipus: centralitzats, de cadena, distribuïts i micro inversors.Entre ells, el microinversor és força diferent dels altres tres dispositius i només es pot utilitzar en petits sistemes de generació d'energia fotovoltaica, com ara la fotovoltaica domèstica, i no és adequat per a sistemes a gran escala.

Des de la perspectiva de la quota de mercat, els inversors de cadena han pres una posició dominant absoluta, els inversors centralitzats van ocupar el segon lloc amb una gran bretxa i els altres tipus van representar molt poc.Segons les dades proporcionades per CPIA, els inversors de cadena representen el 69,6%, els inversors centralitzats el 27,7%, els inversors distribuïts tenen una quota de mercat d'aproximadament el 2,7% i els micro inversors no són visibles.estadístiques.

La raó per la qual els productes inversors més corrents actuals són del tipus string és que: el rang de tensió de funcionament és ampli i la capacitat de generació d'energia és forta amb poca llum;un únic inversor controla pocs components de la bateria, generalment només dotzenes, que és molt més petit que l'inversor centralitzat. El nombre de milers de generadors, l'impacte de fallades inesperades en l'eficiència general de la generació d'energia és relativament baix;els costos d'operació i manteniment són baixos, la detecció d'errors és relativament fàcil i, quan es produeix una avaria, el temps de resolució de problemes és curt i la fallada i el manteniment causen menys pèrdues.

Tanmateix, cal subratllar que, a més de les centrals elèctriques a gran escala, la indústria fotovoltaica també té nombrosos escenaris d'aplicació específics, i hi ha molts tipus de fotovoltaica distribuïda, com ara la fotovoltaica domèstica, la fotovoltaica de sostres de fàbriques, la fotovoltaica d'edificis de gran alçada. murs cortina, etc.Per a aquestes instal·lacions de generació d'energia fotovoltaica, l'estat també té els plans corresponents.Per exemple, al Pla d'aplicació per al pic de carboni en la construcció urbana i rural emès pel Ministeri d'Habitatge i Desenvolupament Urbà-Rural i la Comissió Nacional de Desenvolupament i Reforma al juliol, s'esmenta que l'any 2025, nous edificis d'institucions públiques, El sostre La taxa de cobertura fotovoltaica de l'edifici de la fàbrica de nova construcció arribarà al 50%.Els diferents escenaris d'aplicació tenen necessitats diferents per als inversors fotovoltaics i, amb el ràpid desenvolupament de la indústria fotovoltaica, no es pot ignorar l'impacte de les iteracions tecnològiques en la indústria, cosa que fa que l'estructura del mercat dels inversors fotovoltaics sigui incerta.

Pel que fa a la mida del mercat, cal assenyalar que, com que no s'ha cotitzat més d'una empresa líder en la indústria dels inversors, la divulgació incompleta d'informació ha provocat certes dificultats estadístiques, donant lloc a certes diferències en les dades facilitades per diferents institucions a causa de la influència del calibre.

Des de la perspectiva de la mida del mercat, segons les estadístiques d'enviaments: els enviaments d'inversors fotovoltaics d'IHS Markit el 2021 són d'uns 218 GW, un augment interanual d'uns 27%;Les dades de Wood Mackenzie són de més de 225 GW, un augment interanual del 22%.

La raó per la qual la indústria actual dels inversors fotovoltaics té una competitivitat considerable es deu principalment al considerable avantatge de preu que ofereix la capacitat estable de control de costos de les empreses nacionals.En aquesta etapa, gairebé tots els tipus d'inversor a la Xina tenen un avantatge de cost força evident, i el cost per watt és només al voltant del 50% o fins i tot el 20% del cost a l'estranger.

La reducció de costos i l'augment de l'eficiència és la direcció de l'optimització

En aquesta etapa, els inversors fotovoltaics domèstics han establert un cert avantatge competitiu, però, per descomptat, això no vol dir que no hi hagi possibilitats d'optimització addicional en la indústria.Les principals vies de reducció de costos dels inversors fotovoltaics futurs se centraran en tres aspectes: localització de components clau, millora de la densitat de potència i innovació tecnològica.

Pel que fa a l'estructura de costos, els materials directes dels inversors fotovoltaics representen una proporció molt elevada, superior al 80%, que es pot dividir aproximadament en quatre parts: semiconductors de potència (principalment IGBT), peces mecàniques (peces de plàstic, peces de fosa a pressió, radiadors, etc.). peces de xapa, etc.), materials auxiliars (materials aïllants, materials d'embalatge, etc.) i altres components electrònics (condensadors, inductors, circuits integrats, etc.).El preu general dels materials utilitzats en inversors fotovoltaics es veu afectat significativament per les matèries primeres aigües amunt, la dificultat de producció no és alta, la competència del mercat ja és suficient, la reducció de costos addicional és difícil i l'espai de negociació és relativament limitat, cosa que no pot proporcionar gaire. ajuda per a una major reducció de costos dels inversors.

Però els dispositius semiconductors són diferents.Els semiconductors de potència representen entre el 10% i el 20% del cost de l'inversor.Són els components bàsics per realitzar la funció d'inversor DC-AC de l'inversor i determinar directament l'eficiència de conversió de l'equip.Tanmateix, a causa de les altes barreres de la indústria dels IGBT, el nivell de localització en aquesta etapa no és elevat.

Això fa que els semiconductors de potència tinguin una potència de preus més forta que altres dispositius.També és l'escassetat mundial de semiconductors i els augments de preus des del 2021 els que han provocat una pressió evident sobre els beneficis dels inversors, i el marge de benefici brut dels productes ha disminuït majoritàriament.Amb el ràpid desenvolupament dels semiconductors nacionals, s'espera que la indústria de l'inversor realitzi la substitució localitzada dels IGBT en el futur i aconsegueixi una reducció global de costos.

L'augment de la densitat de potència es refereix al desenvolupament de productes amb més potència amb el mateix pes, o productes més lleugers amb la mateixa potència, diluint així els costos fixos de peces estructurals/materials auxiliars i aconseguint resultats relatius de reducció de costos.Des de la perspectiva dels paràmetres del producte, els diferents inversors actuals milloren constantment la potència nominal i la densitat de potència.

La iteració tecnològica és relativament senzilla.La indústria dels inversors pot aconseguir un control de costos i obrir encara més els marges de benefici optimitzant encara més el disseny del producte, reduint materials, millorant els processos de producció i canviant a dispositius més eficients.

El següent món, l'emmagatzematge d'energia?

A més de la fotovoltaica, una altra direcció del mercat de la indústria actual dels inversors és l'emmagatzematge d'energia igualment calenta.

La generació d'energia fotovoltaica, especialment els sistemes fotovoltaics distribuïts, té intermitència i volatilitat naturals.La connexió a sistemes d'emmagatzematge d'energia per aconseguir un subministrament d'alimentació constant i estable és una solució àmpliament reconeguda.

Per tal de satisfer les necessitats del nou sistema d'energia, va néixer el sistema de conversió d'energia (PCS; de vegades conegut com a inversor d'emmagatzematge d'energia per facilitar la comprensió).PCS és un sistema electroquímic que connecta el sistema de bateries i la xarxa elèctrica per realitzar la conversió bidireccional d'energia elèctrica.No només pot convertir el corrent altern en corrent continu per carregar la bateria durant la càrrega, sinó que també pot convertir el corrent continu de la bateria d'emmagatzematge en corrent altern durant el període de càrrega màxima i connectar-se a la xarxa..

No obstant això, a causa de les funcions més complexes, la xarxa elèctrica té requisits de rendiment més elevats per als inversors d'emmagatzematge d'energia, el que resulta en un augment substancial del nombre de components utilitzats, que pot ser gairebé el doble que els inversors fotovoltaics normals.Al mateix temps, les funcions complexes també aporten barreres tècniques més elevades.

En conseqüència, tot i que l'escala general no és molt gran, l'inversor d'emmagatzematge d'energia ja ha mostrat una excel·lent rendibilitat i el marge de benefici brut té un avantatge considerable sobre l'inversor fotovoltaic.

A jutjar per la situació actual de la indústria, el mercat d'emmagatzematge d'energia a l'estranger va començar abans i la demanda és més forta que la de la Xina.Les empreses nacionals encara no han establert un domini del mercat similar al dels components de bateries i inversors a la indústria.Tanmateix, l'escala del mercat dels inversors d'emmagatzematge d'energia en aquesta etapa no és gran i hi ha un gran buit amb els inversors fotovoltaics.No hi ha una diferència òbvia de competitivitat entre les empreses nacionals i estrangeres, que és principalment el resultat de les opcions empresarials.

Per a les empreses, tot i que hi ha certes barreres tècniques, la tecnologia dels inversors d'emmagatzematge d'energia i dels inversors fotovoltaics té el mateix origen, i no és molt difícil que les empreses es transformin.I al mercat nacional, impulsat tant per la indústria com per la política, la indústria d'emmagatzematge d'energia ha entrat en un període de ràpid desenvolupament, amb un creixement considerable del mercat i una forta certesa de la indústria, que és una direcció de desenvolupament empresarial molt clara per a les empreses inversores.

De fet, moltes empreses s'han beneficiat de les bones expectatives del sector de l'emmagatzematge d'energia.A jutjar pel rendiment el 2021, les línies de negoci d'emmagatzematge d'energia de moltes empreses han mostrat un fort creixement.Tot i que aquest creixement té una certa relació amb la base baixa, n'hi ha prou per demostrar que el desenvolupament de la fabricació d'equips relacionats amb l'emmagatzematge d'energia té una forta certesa, i no hi ha dubte que té una bona lògica i creixement empresarial.

La futura ruta de reducció de costos dels inversors d'emmagatzematge d'energia també és relativament clara, que no és gaire diferent dels inversors fotovoltaics.Se centra a reduir el preu dels components, especialment la substitució localitzada de semiconductors de potència.Com que el nombre de components utilitzats és molt més gran, produïts a nivell nacional. L'efecte de reducció de costos provocat per la substitució es pot augmentar encara més.

Si les empreses inversores acceleren el desenvolupament de productes convertidors d'emmagatzematge d'energia, basant-se en el ràpid desenvolupament de la indústria d'emmagatzematge d'energia i els avantatges competitius establerts dels inversors connectats a la xarxa, tenim totes les raons per creure que la indústria local té totes les oportunitats de confiar en els inversors de la Xina. Els avantatges de la fabricació, la reproducció de la prosperitat de la indústria fotovoltaica a la cadena de valor d'emmagatzematge d'energia i l'èxit comercial de les empreses nacionals també són resultats naturals.