Chinas Wechselrichter hat auf dem internationalen Markt stark zugenommen

Als eine der Kernkomponenten der Photovoltaikanlage verfügt der Photovoltaik-Wechselrichter nicht nur über die DC/AC-Umwandlungsfunktion, sondern auch über die Funktion zur Maximierung der Leistung der Solarzelle und die Systemfehlerschutzfunktion, die sich direkt auf die Stromerzeugungseffizienz der Photovoltaikanlage auswirkt.

Im Jahr 2003 brachte Sungrow Power unter der Leitung von Cao Renxian, dem Leiter der Hochschule, Chinas ersten netzgekoppelten 10-kW-Photovoltaik-Wechselrichter mit unabhängigen geistigen Eigentumsrechten auf den Markt. Bis 2009 produzierten in China jedoch nur sehr wenige Wechselrichterhersteller, und ein Großteil der Geräte war auf Importe angewiesen. Zahlreiche ausländische Marken wie Emerson, SMA, Siemens, Schneider und ABB genossen hohes Ansehen.

In den letzten zehn Jahren hat die chinesische Wechselrichterindustrie einen Aufschwung erlebt. Im Jahr 2010 dominierten europäische und amerikanische Marken die Top 10 der Photovoltaik-Wechselrichter weltweit. Laut Rankingdaten zum Marktanteil von Wechselrichtern gehören chinesische Wechselrichterunternehmen jedoch bis 2021 zu den weltweit führenden Herstellern.

Im Juni 2022 veröffentlichte IHS Markit, ein weltweit führendes Forschungsinstitut, die globale Marktrangliste für PV-Wechselrichter 2021. In dieser Liste hat sich die Rangfolge der chinesischen PV-Wechselrichterunternehmen weiter verändert.

Seit 2015 sind Sungrow Power und Huawei die beiden größten Anbieter von Photovoltaik-Wechselrichtern weltweit. Zusammen decken sie mehr als 40 % des weltweiten Wechselrichtermarktes ab. Das deutsche Unternehmen SMA, das historisch als Maßstab für Chinas Photovoltaik-Wechselrichterunternehmen gilt, fiel 2021 im weltweiten Wechselrichtermarkt-Ranking weiter zurück – vom dritten auf den fünften Platz. Jinlang Technology, der siebte chinesische Photovoltaik-Wechselrichterhersteller im Jahr 2020, überholte den alten Wechselrichterhersteller und stieg in die Top 3 der aufstrebenden Unternehmen der Welt auf.

Chinas Photovoltaik-Wechselrichterhersteller haben sich endgültig zu den drei größten der Welt entwickelt und eine neue Generation von Dreibein-Wechselrichtern geschaffen. Darüber hinaus haben die Wechselrichterhersteller Jinlang, Guriwat und Goodway ihre Markteinführung beschleunigt und sind in Europa, den USA, Lateinamerika und anderen Märkten weit verbreitet. Ausländische Hersteller wie SMA, PE und SolerEdge sind zwar noch in regionalen Märkten wie Europa, den USA und Brasilien vertreten, ihr Marktanteil ist jedoch deutlich zurückgegangen.

Rasanter Aufstieg

Vor 2012 dominierten europäische Unternehmen den Markt für Photovoltaik-Wechselrichter, da der Photovoltaikmarkt in Europa, den USA und anderen Ländern boomte und die installierte Leistung kontinuierlich stieg. Der deutsche Wechselrichterhersteller SMA hielt damals 22 % des weltweiten Wechselrichtermarktes. In dieser Zeit profitierten auch die früh etablierten chinesischen Photovoltaikunternehmen von diesem Trend und begannen, international Fuß zu fassen. Nach 2011 veränderte sich der Photovoltaikmarkt in Europa, und Australien und Nordamerika erschlossen sich. Auch inländische Wechselrichterhersteller zogen schnell nach. Berichten zufolge hielten chinesische Wechselrichterhersteller 2012 in Australien über 50 % des Marktanteils und profitierten dabei von einem guten Preis-Leistungs-Verhältnis.

Seit 2013 hat die chinesische Regierung eine Benchmark-Strompreispolitik erlassen, und in China wurden sukzessive neue Projekte gestartet. Der chinesische Photovoltaikmarkt entwickelt sich rasant und hat Europa schrittweise als weltweit größten Markt für Photovoltaikanlagen abgelöst. Vor diesem Hintergrund ist das Angebot an zentralen Wechselrichtern knapp geworden, deren Marktanteil einst bei knapp 90 % lag. Huawei hat sich nun entschieden, mit einem Serienwechselrichter in den Markt einzusteigen, was als „doppelte Umkehrung“ des Rotmeermarktes und der Mainstream-Produkte angesehen werden kann.

Huaweis Einstieg in den Bereich der Photovoltaik-Wechselrichter zielt einerseits auf die breiten Entwicklungsperspektiven der Photovoltaikbranche ab. Gleichzeitig weist die Wechselrichterherstellung Ähnlichkeiten mit Huaweis altem Geschäft im Bereich Kommunikationsausrüstung und Energiemanagement auf. Huawei kann die Vorteile der Migrationstechnologie und der Lieferkette schnell nutzen, bestehende Lieferanten importieren, die Kosten für Forschung, Entwicklung und Beschaffung von Wechselrichtern deutlich senken und schnell Vorteile erzielen.

Im Jahr 2015 belegte Huawei den ersten Platz auf dem globalen Markt für PV-Wechselrichter und Sungrow Power übertraf erstmals auch SMA. Bislang hat Chinas Photovoltaik-Wechselrichter endlich die ersten beiden Plätze weltweit erobert und ein „Wechselrichter“-Spiel abgeschlossen.

Von 2015 bis 2018 verzeichneten inländische Hersteller von PV-Wechselrichtern einen kontinuierlichen Aufschwung und eroberten den Markt mit Preisvorteilen. Der Marktanteil ausländischer Wechselrichterhersteller alter Marken wurde weiterhin beeinträchtigt. Im Kleinstrombereich konnten SolarEdge, Enphase und andere High-End-Wechselrichterhersteller dank ihrer Marken- und Vertriebsvorteile noch einen gewissen Marktanteil halten, während im Markt für große Photovoltaik-Kraftwerke mit starkem Preiswettbewerb der Marktanteil alter europäischer und japanischer Wechselrichterhersteller wie SMA, ABB, Schneider, TMEIC, Omron usw. zurückging.

Nach 2018 begannen einige ausländische Wechselrichterhersteller, sich aus dem PV-Wechselrichtergeschäft zurückzuziehen. Bei den großen Stromkonzernen machen Photovoltaik-Wechselrichter einen relativ geringen Anteil ihres Geschäfts aus. Auch ABB, Schneider und andere Wechselrichterhersteller haben sich sukzessive aus dem Wechselrichtergeschäft zurückgezogen.

Chinesische Wechselrichterhersteller begannen, ihre Auslandsmärkte zu forcieren. Am 27. Juli 2018 nahm Sungrow Power in Indien eine Wechselrichter-Produktionsstätte mit einer Kapazität von bis zu 3 GW in Betrieb. Am 27. August richtete das Unternehmen in den USA ein lokales Servicecenter ein, um die Lagerbestände und den Kundendienst im Ausland zu stärken. Gleichzeitig verstärkten Huawei, Shangneng, Guriwat, Jinlang, Goodway und andere Hersteller ihre Auslandspräsenz. Marken wie Sanjing Electric, Shouhang New Energy und Mosuo Power suchten nach neuen Möglichkeiten im Ausland.

Angesichts der Marktentwicklung im Ausland haben Markenunternehmen und Kunden im aktuellen Markt grundsätzlich ein Gleichgewicht zwischen Angebot und Nachfrage erreicht, und auch die internationale Marktentwicklung hat sich grundsätzlich gefestigt. Einige Schwellenmärkte befinden sich jedoch weiterhin in einer aktiven Entwicklungsphase und könnten Durchbrüche erzielen. Die kontinuierliche Entwicklung der Schwellenmärkte im Ausland wird chinesischen Wechselrichterunternehmen neue Impulse verleihen.

Seit 2016 sind chinesische Wechselrichterhersteller weltweit führend auf dem Markt für Photovoltaik-Wechselrichter. Technologische Innovation und großflächige Anwendung haben zu einem rapiden Kostenrückgang in allen Bereichen der Photovoltaik-Industrie geführt. Die Kosten für Photovoltaikanlagen sind in den letzten zehn Jahren um über 90 % gesunken. Die Kosten für Photovoltaik-Wechselrichter pro Watt sind in den letzten zehn Jahren schrittweise gesunken, von über 1 Yuan/W in der Anfangsphase auf etwa 0,1–0,2 Yuan/W im Jahr 2021 und auf etwa ein Zehntel des Wertes vor zehn Jahren.

Beschleunigen Sie die Segmentierung

In der frühen Phase der Photovoltaik-Entwicklung konzentrierten sich die Wechselrichterhersteller auf die Kostensenkung, die Optimierung der maximalen Leistungsnachführung und eine effizientere Energieumwandlung. Mit der kontinuierlichen Weiterentwicklung der Technologie und der Verbesserung der Systemanwendung wurden in den Wechselrichter weitere Funktionen integriert, wie z. B. PID-Schutz und -Reparatur der Komponenten, Integration mit Nachführungsunterstützung, Reinigungssystem und anderen Peripheriegeräten, um die Leistung des gesamten Photovoltaik-Kraftwerks zu verbessern und die Stromerzeugungserträge zu maximieren.

In den letzten zehn Jahren hat die Zahl der Anwendungsszenarien für Wechselrichter zugenommen. Sie müssen verschiedenen komplexen geografischen Umgebungen und extremen Wetterbedingungen standhalten, wie beispielsweise hohen Temperaturen in Wüsten, hoher Luftfeuchtigkeit auf hoher See und starkem Salznebel. Einerseits muss der Wechselrichter seinen eigenen Wärmeableitungsbedarf decken, andererseits muss sein Schutzniveau verbessert werden, um den rauen Umgebungsbedingungen standzuhalten. Dies stellt zweifellos höhere Anforderungen an die Konstruktion und Materialtechnologie des Wechselrichters.

Vor dem Hintergrund der hohen Anforderungen der Entwickler an die Qualität und Effizienz der Stromerzeugung entwickelt sich die Photovoltaik-Wechselrichterindustrie in Richtung höherer Zuverlässigkeit, Umwandlungseffizienz und niedrigerer Kosten.

Der harte Wettbewerb auf dem Markt hat zu kontinuierlichen technologischen Verbesserungen geführt. Um 2010 herum war die Hauptschaltungstopologie von PV-Wechselrichtern eine Zwei-Ebenen-Schaltung mit einem Wirkungsgrad von etwa 97 %. Heute liegt der maximale Wirkungsgrad von Wechselrichtern gängiger Hersteller weltweit im Allgemeinen bei über 99 %, und das nächste Ziel liegt bei 99,5 %. In der zweiten Jahreshälfte 2020 wurden Hochleistungsmodule für Photovoltaikmodule auf Basis von Siliziumchips mit einer Größe von 182 mm und 210 mm auf den Markt gebracht. In weniger als einem halben Jahr zogen zahlreiche Unternehmen wie Huawei, Sungrow Power, TBEA, Kehua Digital Energy, Hewang, Guriwat und Jinlang Technology schnell nach und brachten nacheinander entsprechende Hochleistungs-Wechselrichterserien auf den Markt.

Laut Angaben der China Photovoltaic Industry Association dominieren derzeit auf dem heimischen Markt für PV-Wechselrichter noch String- und Zentralwechselrichter, während andere Mikro- und dezentrale Wechselrichter einen relativ geringen Anteil ausmachen. Mit dem rasanten Wachstum des dezentralen Photovoltaikmarktes und der zunehmenden Nutzung von String-Wechselrichtern in zentralen Photovoltaikkraftwerken steigt der Gesamtanteil von String-Wechselrichtern von Jahr zu Jahr und liegt im Jahr 2020 bei über 60 %, während der Anteil zentraler Wechselrichter unter 30 % liegt. Mit der zunehmenden Verbreitung von Reihenwechselrichtern in großen Freiflächenkraftwerken wird ihr Marktanteil künftig weiter steigen.

Aus Sicht der Wechselrichtermarktstruktur zeigt die Aufstellung der verschiedenen Hersteller, dass Solarstromversorgung und SMA-Produkte vollständig sind und es sowohl Unternehmen für zentrale Wechselrichter als auch für Reihenwechselrichter gibt. Power Electronics und Shangneng Electric verwenden hauptsächlich zentrale Wechselrichter. Huawei, SolarEdge, Jinlang Technology und Goodway basieren alle auf Stringwechselrichtern. Die Produkte von Huawei sind hauptsächlich große Stringwechselrichter für große Freiflächenkraftwerke sowie industrielle und gewerbliche Photovoltaiksysteme, während die drei letztgenannten hauptsächlich für den Privathaushaltsmarkt bestimmt sind. Emphase, Hemai und Yuneng Technology verwenden hauptsächlich Mikrowechselrichter.

Auf dem Weltmarkt sind Reihen- und Zentralwechselrichter die wichtigsten Typen. In China liegt der Marktanteil von Zentral- und Reihenwechselrichtern stabil bei über 90 %.

Die Entwicklung von Wechselrichtern wird sich in Zukunft diversifizieren. Einerseits werden die Anwendungsbereiche von Photovoltaik-Kraftwerken vielfältiger, und verschiedene Einsatzgebiete wie Wüste, Meer, verteilte Dächer und BIPV nehmen zu, was unterschiedliche Anforderungen an Wechselrichter mit sich bringt. Andererseits treiben die rasante Entwicklung von Leistungselektronik, Komponenten und anderen neuen Technologien sowie die Integration von KI, Big Data, Internet und anderen Technologien den kontinuierlichen Fortschritt der Wechselrichterindustrie voran. Wechselrichter entwickeln sich in Richtung höherer Effizienz, höherer Leistung, höherer Gleichspannung, intelligenter, sicherer, umweltfreundlicher und benutzerfreundlicher in Bedienung und Wartung.

Darüber hinaus steigt mit der großflächigen Nutzung erneuerbarer Energien weltweit die Photovoltaik-Durchdringung. Wechselrichter benötigen daher eine stärkere Netzstützung, um den Anforderungen an einen stabilen Betrieb und eine schnelle Dispatch-Reaktion in einem schwachen Stromnetz gerecht zu werden. Auch die Integration optischer Speicher, optischer Speicher und Ladelösungen sowie die photovoltaische Wasserstoffproduktion und andere innovative und integrierte Anwendungen werden zunehmend an Bedeutung gewinnen und dem Wechselrichter einen größeren Entwicklungsspielraum eröffnen.