شهدت أجهزة العاكس الصينية ارتفاعاً ملحوظاً في السوق الدولية

باعتباره أحد المكونات الأساسية لنظام الخلايا الكهروضوئية، فإن العاكس الكهروضوئي لا يمتلك وظيفة تحويل التيار المستمر/المتردد فحسب، بل يمتلك أيضًا وظيفة زيادة أداء الخلية الشمسية ووظيفة حماية النظام من الأعطال، مما يؤثر بشكل مباشر على كفاءة توليد الطاقة لنظام الخلايا الكهروضوئية الشمسية.

في عام 2003، أطلقت شركة سونغرو باور، بقيادة رئيس الكلية تساو رينشيان، أول عاكس كهروضوئي متصل بالشبكة بقدرة 10 كيلوواط في الصين، متمتعًا بحقوق ملكية فكرية مستقلة. ولكن حتى عام 2009، كان عدد شركات تصنيع العواكس في الصين قليلًا جدًا، وكان عدد كبير من المعدات يعتمد على الاستيراد. وكانت العديد من العلامات التجارية العالمية، مثل إيمرسون، وإس إم إيه، وسيمنز، وشنايدر، وإيه بي بي، تحظى بسمعة مرموقة.

شهدت صناعة أجهزة تحويل الطاقة الشمسية في الصين نموًا ملحوظًا خلال العقد الماضي. ففي عام 2010، هيمنت العلامات التجارية الأوروبية والأمريكية على قائمة أفضل عشر شركات عالمية في هذا المجال. إلا أنه بحلول عام 2021، ووفقًا لبيانات تصنيف حصة السوق، احتلت الشركات الصينية مراكز متقدمة بين الشركات الرائدة عالميًا في هذا القطاع.

في يونيو 2022، نشرت مؤسسة IHS Markit، وهي مؤسسة بحثية عالمية مرموقة، قائمة تصنيف سوق محولات الطاقة الشمسية الكهروضوئية العالمية لعام 2021. وقد شهدت هذه القائمة تغييرات ملحوظة في ترتيب الشركات الصينية العاملة في مجال محولات الطاقة الشمسية الكهروضوئية.

منذ عام 2015، تصدّرت شركتا سانغرو باور وهواوي قائمة الشركات العالمية المصنّعة لأجهزة تحويل الطاقة الشمسية الكهروضوئية. وتستحوذ الشركتان معًا على أكثر من 40% من سوق أجهزة التحويل العالمي. أما شركة إس إم إيه الألمانية، التي تُعتبر مرجعًا لشركات تحويل الطاقة الشمسية الكهروضوئية الصينية عبر التاريخ، فقد تراجعت في تصنيف سوق أجهزة التحويل العالمي عام 2021، من المركز الثالث إلى الخامس. في المقابل، تفوقت شركة جينلانغ تكنولوجي، سابع شركة صينية في مجال أجهزة تحويل الطاقة الشمسية الكهروضوئية عام 2020، على الشركات العريقة في هذا المجال، وصعدت إلى قائمة أفضل ثلاث شركات صاعدة عالميًا.

أصبحت شركات تصنيع محولات الطاقة الشمسية الكهروضوئية الصينية من بين أفضل ثلاث شركات في العالم، مما شكّل نموذجًا ثلاثيًا جديدًا. إضافةً إلى ذلك، سارعت شركات تصنيع المحولات، مثل جينلانغ وغوريوات وجودواي، إلى التوسع عالميًا، وأصبحت منتجاتها تُستخدم على نطاق واسع في أوروبا والولايات المتحدة وأمريكا اللاتينية وغيرها من الأسواق. في المقابل، لا تزال الشركات المصنعة الأجنبية، مثل إس إم إيه وبي إي وسولر إيدج، ملتزمة بالأسواق الإقليمية كأوروبا والولايات المتحدة والبرازيل، إلا أن حصتها السوقية تراجعت بشكل ملحوظ.

ارتفاع سريع

قبل عام 2012، وبسبب ازدهار سوق الطاقة الشمسية الكهروضوئية في أوروبا والولايات المتحدة ودول أخرى، والزيادة المستمرة في القدرة المركبة، هيمنت الشركات الأوروبية على سوق محولات الطاقة الشمسية الكهروضوئية. في ذلك الوقت، استحوذت شركة SMA الألمانية على 22% من حصة السوق العالمية. خلال هذه الفترة، استغلت الشركات الصينية الرائدة في مجال الطاقة الشمسية الكهروضوئية هذا التوجه وبدأت بالبروز على الساحة الدولية. بعد عام 2011، بدأ سوق الطاقة الشمسية الكهروضوئية في أوروبا بالتحول، وبرزت أسواق أستراليا وأمريكا الشمالية. وسرعان ما حذت الشركات الصينية حذوها. وتشير التقارير إلى أنه في عام 2012، استحوذت الشركات الصينية على أكثر من 50% من حصة السوق في أستراليا، مستفيدةً من ميزة الأداء المتميز من حيث التكلفة.

منذ عام 2013، أصدرت الحكومة الصينية سياسة تسعير مرجعية للكهرباء، وتم إطلاق مشاريع محلية متتالية. دخل سوق الطاقة الشمسية الكهروضوئية في الصين مرحلة نمو سريعة، ليحل تدريجيًا محل أوروبا كأكبر سوق لتركيبات الطاقة الشمسية الكهروضوئية في العالم. في هذا السياق، يشهد سوق العواكس المركزية نقصًا في المعروض، بعد أن كانت حصتها السوقية تقارب 90%. حاليًا، قررت هواوي دخول السوق بسلسلة من العواكس، وهو ما يُعدّ بمثابة "استثمار مزدوج" في سوق البحر الأحمر والمنتجات السائدة.

من جهة، يركز دخول هواوي إلى مجال محولات الطاقة الشمسية الكهروضوئية على آفاق التطور الواسعة لصناعة الطاقة الشمسية الكهروضوئية. ومن جهة أخرى، يتشابه تصنيع هذه المحولات مع أعمال هواوي السابقة في مجال معدات الاتصالات وإدارة الطاقة. إذ يتيح لها ذلك الاستفادة السريعة من مزايا نقل التكنولوجيا وسلسلة التوريد، واستيراد الموردين الحاليين، وخفض تكاليف البحث والتطوير والشراء بشكل كبير، وتحقيق ميزة تنافسية سريعة.

في عام 2015، احتلت هواوي المرتبة الأولى في سوق محولات الطاقة الشمسية الكهروضوئية العالمية، وتفوقت شركة سنجرو باور على شركة إس إم إيه لأول مرة. وبذلك، استطاعت محولات الطاقة الشمسية الكهروضوئية الصينية أن تحجز لنفسها مكانة ضمن أفضل شركتين عالميتين، محققةً بذلك إنجازاً بارزاً في هذا المجال.

بين عامي 2015 و2018، واصل مصنّعو محولات الطاقة الشمسية الكهروضوئية المحليون نموهم، واستحوذوا بسرعة على السوق بفضل ميزتهم السعرية. في المقابل، استمر تراجع حصة السوق لمصنّعي محولات الطاقة الشمسية الكهروضوئية الأجانب ذوي العلامات التجارية العريقة. في مجال الطاقة الصغيرة، لا تزال شركات مثل SolarEdge وEnphase وغيرها من الشركات المصنّعة لمحولات الطاقة الشمسية الكهروضوئية عالية الجودة قادرة على الحفاظ على حصة سوقية معينة بفضل علاماتها التجارية وقنوات توزيعها، بينما في سوق محطات الطاقة الشمسية الكهروضوئية الكبيرة التي تشهد منافسة سعرية شرسة، تتراجع حصة السوق لمصنّعي محولات الطاقة الشمسية الكهروضوئية الأوروبيين واليابانيين القدامى، مثل SMA وABB وSchneider وTMEIC وOmron وغيرها.

بعد عام 2018، بدأت بعض الشركات المصنعة لأجهزة تحويل التيار الكهربائي في الخارج بالانسحاب من سوق أجهزة تحويل التيار الكهروضوئي. فبالنسبة لشركات الكهرباء الكبرى، لا تمثل أجهزة تحويل التيار الكهروضوئي سوى نسبة ضئيلة من أعمالها. وقد انسحبت شركات مثل ABB وشنايدر وغيرها من الشركات المصنعة لأجهزة تحويل التيار الكهربائي تباعاً من هذا السوق.

بدأت شركات تصنيع أجهزة تحويل الطاقة الصينية بتسريع وتيرة توسعها في الأسواق الخارجية. ففي 27 يوليو/تموز 2018، افتتحت شركة "سونغرو باور" قاعدة لتصنيع أجهزة تحويل الطاقة في الهند بسعة تصل إلى 3 جيجاواط. ثم في 27 أغسطس/آب، أنشأت مركز خدمة شاملاً محلياً في الولايات المتحدة لتعزيز مخزونها الاحتياطي وخدمات ما بعد البيع في الخارج. وفي الوقت نفسه، عززت شركات أخرى، مثل "هواوي" و"شانغنينغ" و"غوريوات" و"جينلانغ" و"غودواي"، وجودواي، من حضورها في الأسواق الخارجية وتوسيع نطاق أعمالها. كما بدأت علامات تجارية أخرى، مثل "سانجينغ إلكتريك" و"شوهانغ نيو إنرجي" و"موسو باور"، بالبحث عن فرص جديدة في الخارج.

بالنظر إلى نمط السوق الخارجية، فقد حققت الشركات المصنعة للعلامات التجارية والعملاء في السوق الحالية توازناً نسبياً بين العرض والطلب، كما ترسخ نمط السوق الدولية بشكل عام. مع ذلك، لا تزال بعض الأسواق الناشئة تشهد نمواً متسارعاً، ويمكنها تحقيق بعض الإنجازات. وسيُعطي التطور المستمر لهذه الأسواق الخارجية دفعة قوية لشركات تصنيع أجهزة العاكس الصينية.

منذ عام 2016، تبوأت الشركات الصينية المصنعة لأجهزة تحويل الطاقة الشمسية مكانة رائدة في سوق أجهزة تحويل الطاقة الشمسية الكهروضوئية العالمي. وقد ساهم عاملان رئيسيان، هما الابتكار التكنولوجي والتطبيق واسع النطاق، في الانخفاض السريع لتكاليف جميع مراحل سلسلة صناعة الطاقة الشمسية الكهروضوئية، حيث انخفضت تكلفة نظام الطاقة الشمسية الكهروضوئية بأكثر من 90% خلال عشر سنوات. وباعتبارها المعدات الأساسية لنظام الطاقة الشمسية الكهروضوئية، فقد انخفضت تكلفة جهاز تحويل الطاقة الشمسية الكهروضوئية لكل واط تدريجيًا خلال السنوات العشر الماضية، من أكثر من يوان واحد/واط في البداية إلى حوالي 0.1-0.2 يوان/واط في عام 2021، أي ما يعادل عُشر تكلفته قبل عشر سنوات.

تسريع عملية التجزئة

في المراحل الأولى لتطوير الطاقة الكهروضوئية، ركز مصنّعو العواكس على خفض تكلفة المعدات، وتحسين تتبع الطاقة إلى أقصى حد، وزيادة كفاءة تحويل الطاقة. ومع التطور المستمر للتكنولوجيا وتحديث تطبيقات النظام، أُضيفت إلى العواكس وظائف أكثر، مثل حماية وإصلاح مكونات PID، والتكامل مع دعم التتبع، ونظام التنظيف، وغيرها من المعدات الطرفية، وذلك لتحسين أداء محطة الطاقة الكهروضوئية ككل وضمان تحقيق أقصى عائد من توليد الطاقة.

خلال العقد الماضي، تزايدت تطبيقات العواكس، وأصبحت بحاجة لمواجهة بيئات جغرافية معقدة وظروف جوية قاسية، كارتفاع درجات الحرارة في الصحاري، وارتفاع الرطوبة في المناطق البحرية، ووجود ضباب ملحي كثيف. فمن جهة، يجب أن تلبي العواكس احتياجاتها من تبديد الحرارة، ومن جهة أخرى، يجب أن تُحسّن مستوى حمايتها لمواجهة هذه الظروف القاسية، مما يفرض بلا شك متطلبات أعلى على تصميم هيكل العواكس وتقنيات المواد المستخدمة فيه.

في ظل المتطلبات العالية لجودة وكفاءة توليد الطاقة من جانب المطورين، تتطور صناعة محولات الطاقة الكهروضوئية نحو موثوقية أعلى وكفاءة تحويل وتكلفة منخفضة.

أدت المنافسة الشديدة في السوق إلى تطوير تكنولوجي مستمر. ففي عام 2010 تقريبًا، كانت الدائرة الرئيسية لعواكس الطاقة الشمسية ثنائية المستوى، بكفاءة تحويل تبلغ حوالي 97%. أما اليوم، فقد تجاوزت الكفاءة القصوى لعواكس الشركات المصنعة الرائدة عالميًا 99%، والهدف التالي هو 99.5%. وفي النصف الثاني من عام 2020، أطلقت شركات تصنيع وحدات الطاقة الشمسية وحدات عالية الطاقة تعتمد على رقائق سيليكون بأحجام 182 مم و210 مم. وفي أقل من ستة أشهر، سارعت شركات مثل هواوي، وسانغرو باور، وتي بي إي إيه، وكيهوا ديجيتال إنرجي، وهيوانغ، وغوريوات، وجينلانغ تكنولوجي إلى إطلاق سلاسل عواكس عالية الطاقة متوافقة معها.

بحسب بيانات الجمعية الصينية لصناعة الطاقة الشمسية الكهروضوئية، لا يزال سوق محولات الطاقة الشمسية الكهروضوئية المحلي يهيمن عليه حاليًا محولات السلسلة والمحولات المركزية، بينما تمثل المحولات الصغيرة والموزعة الأخرى نسبة ضئيلة نسبيًا. ومع النمو السريع لسوق الطاقة الشمسية الكهروضوئية الموزعة، وزيادة نسبة محولات السلسلة في محطات الطاقة الشمسية الكهروضوئية المركزية، ارتفعت النسبة الإجمالية لمحولات السلسلة سنويًا، لتتجاوز 60% في عام 2020، بينما لا تتجاوز نسبة المحولات المركزية 30%. وفي المستقبل، ومع التوسع في استخدام محولات السلسلة في محطات الطاقة الأرضية الكبيرة، ستزداد حصتها السوقية بشكل أكبر.

من منظور هيكل سوق العواكس، يُظهر توزيع الشركات المصنعة المختلفة اكتمال منتجات الطاقة الشمسية ومنتجات SMA، مع وجود قطاعين رئيسيين: العواكس المركزية والعواكس المتسلسلة. وتعتمد شركتا Power Electronics وShangneng Electric بشكل أساسي على العواكس المركزية. أما شركات Huawei وSolarEdge وJinlang Technology وGoodway فتعتمد جميعها على العواكس المتسلسلة، حيث تُركز منتجات Huawei بشكل رئيسي على العواكس المتسلسلة الكبيرة لمحطات الطاقة الأرضية الضخمة وأنظمة الطاقة الشمسية الكهروضوئية الصناعية والتجارية، بينما تُركز الشركات الثلاث الأخرى بشكل أساسي على السوق المنزلي. وتستخدم شركات Emphase وHemai وYuneng Technology بشكل رئيسي العواكس الدقيقة.

في السوق العالمية، تُعدّ محولات التيار المتردد المتسلسلة والمحولات المركزية النوعين الرئيسيين. وفي الصين، تحافظ كل من المحولات المركزية والمتسلسلة على حصة سوقية ثابتة تتجاوز 90%.

في المستقبل، سيشهد تطوير العواكس تنوعًا كبيرًا. فمن جهة، تتنوع تطبيقات محطات الطاقة الكهروضوئية، وتتزايد تطبيقاتها المختلفة، كالمناطق الصحراوية والبحرية، والأسطح الموزعة، وأنظمة الطاقة الكهروضوئية المدمجة في المباني، ما يستلزم متطلبات متنوعة للعواكس. ومن جهة أخرى، يُسهم التطور السريع للإلكترونيات الكهربائية ومكوناتها وغيرها من التقنيات الحديثة، فضلًا عن دمجها مع الذكاء الاصطناعي والبيانات الضخمة والإنترنت، في دفع عجلة التقدم المستمر لصناعة العواكس. ويتجه تطوير العواكس نحو كفاءة أعلى، ومستوى طاقة أكبر، وجهد تيار مستمر أعلى، فضلًا عن كونها أكثر ذكاءً وأمانًا، وأكثر قدرة على التكيف مع البيئة، وأسهل في التشغيل والصيانة.

بالإضافة إلى ذلك، ومع التوسع الكبير في استخدام الطاقة المتجددة عالميًا، يزداد معدل انتشار الطاقة الشمسية الكهروضوئية، مما يستدعي تعزيز قدرة العاكس على دعم الشبكة لتلبية متطلبات التشغيل المستقر والاستجابة السريعة لشبكات التيار المنخفض. كما ستصبح تطبيقات التكامل الضوئي، وتكامل التخزين الضوئي والشحن، وإنتاج الهيدروجين الكهروضوئي، وغيرها من التطبيقات المبتكرة والمتكاملة، تدريجيًا، وسيلةً مهمةً لتطوير العاكس.