Kínverski inverterinn hefur hækkað mikið á alþjóðamarkaði

Sem einn af kjarnaþáttum sólarorkukerfisins hefur sólarorkubreytirinn ekki aðeins DC/AC umbreytingarvirkni, heldur einnig það hlutverk að hámarka afköst sólarsellu og vernda gegn bilunum í kerfinu, sem hefur bein áhrif á orkuframleiðslugetu sólarorkukerfisins.

Árið 2003 setti Sungrow Power, undir forystu Cao Renxian, skólastjóra, á markað fyrsta 10 kW ljósavirkjaspennubreyti Kína sem tengdist raforkukerfinu og var með sjálfstæðum hugverkaréttindum. En fram til ársins 2009 voru mjög fá fyrirtæki sem framleiddu spennubreyti í Kína og mikill fjöldi búnaðar var háður innflutningi. Fjöldi erlendra vörumerkja eins og Emerson, SMA, Siemens, Schneider og ABB nutu mikillar virðingar.

Á síðasta áratug hefur kínverski inverteraiðnaðurinn náð uppsveiflu. Árið 2010 voru evrópsk og bandarísk vörumerki ráðandi í 10 efstu sólarorku inverturum heims. Hins vegar, samkvæmt röðunargögnum um markaðshlutdeild invertera árið 2021, voru kínversk inverterafyrirtæki komin á meðal þeirra efstu í heiminum.

Í júní 2022 birti IHS Markit, alþjóðlega viðurkennd rannsóknarstofnun, lista yfir alþjóðlegan markað fyrir PV-invertera fyrir árið 2021. Á þessum lista hefur röðun kínverskra PV-inverterafyrirtækja gengið í gegnum frekari breytingar.

Frá árinu 2015 hafa Sungrow Power og Huawei verið efstu tvö fyrirtækin í alþjóðlegum sendingum á sólarorkubreytum. Samanlagt standa þau fyrir meira en 40% af alþjóðlegum inverteramarkaði. Þýska fyrirtækið SMA, sem hefur verið talið vera viðmið fyrir kínversk sólarorkubreytafyrirtæki í sögunni, féll enn frekar á lista yfir alþjóðlegan inverteramarkað árið 2021, úr þriðja sæti í fimmta. Og Jinlang Technology, sjöunda kínverska sólarorkubreytafyrirtækið árið 2020, fór fram úr gamla inverterafyrirtækinu og var kynnt til sögunnar sem þrjú „rísandi stjörnur“ í heiminum.

Kínversk fyrirtæki sem framleiða sólarorkubreyti eru loksins orðin þrjú efstu í heiminum og mynda nýja kynslóð af „þrífót“-mynstrum. Þar að auki hafa framleiðendur invertera, eins og Jinlang, Guriwat og Goodway, aukið hraða sinn í sjóflutningum og eru mikið notaðir í Evrópu, Bandaríkjunum, Rómönsku Ameríku og öðrum mörkuðum. Erlendis framleiðendur eins og SMA, PE og SolerEdge halda sig enn við svæðisbundna markaði eins og Evrópu, Bandaríkin og Brasilíu, en markaðshlutdeild þeirra hefur minnkað verulega.

Hröð hækkun

Fyrir árið 2012, vegna uppkomu sólarorkumarkaðarins í Evrópu, Bandaríkjunum og öðrum löndum og stöðugrar aukningar á uppsettri afkastagetu, hafði evrópsk fyrirtæki ráðið ríkjum á markaði sólarorkubreyta. Á þeim tíma nam þýska inverterfyrirtækið SMA 22% af heimsmarkaðshlutdeild invertera. Á þessu tímabili nýttu kínversk sólarorkufyrirtæki sér þessa þróun og fóru að komast á alþjóðavettvang. Eftir 2011 fór sólarorkumarkaðurinn í Evrópu að breytast og markaðir í Ástralíu og Norður-Ameríku brutust út. Innlend inverterfyrirtæki fylgdu einnig hratt í kjölfarið. Greint er frá því að árið 2012 námu kínversk inverterfyrirtæki meira en 50% af markaðshlutdeild í Ástralíu með yfirburðum vegna mikils kostnaðar.

Frá árinu 2013 hefur kínversk stjórnvöld gefið út viðmiðunarstefnu um rafmagnsverð og innlend verkefni hafa verið sett af stað í röð. Kínverski sólarorkumarkaðurinn hefur komist inn á hraðbraut þróunarinnar og smám saman tekið við af Evrópu sem stærsti markaður fyrir sólarorkuuppsetningar í heiminum. Í þessu samhengi er framboð á miðstýrðum inverterum af skornum skammti og markaðshlutdeildin var áður nærri 90%. Eins og er hefur Huawei ákveðið að koma inn á markaðinn með raðinverter, sem má líta á sem „tvöfölda umsnúningu“ á Rauðahafsmarkaðnum og almennum vörum.

Innkoma Huawei á sviði sólarorkubreyta snýst annars vegar um víðtæka þróunarmöguleika sólarorkuiðnaðarins. Á sama tíma hefur framleiðsla invertera líkt með „gamla bankanum“ samskiptabúnaðarviðskiptum Huawei og orkustjórnunarviðskiptum. Það getur fljótt afritað kosti flutningstækni og framboðskeðju, flutt inn núverandi birgja, dregið verulega úr kostnaði við rannsóknir, þróun og innkaup á inverterum og fljótt myndað forskot.

Árið 2015 lenti Huawei í fyrsta sæti á heimsmarkaði fyrir sólarorkubreyti og Sungrow Power fór einnig fram úr SMA í fyrsta skipti. Hingað til hefur kínverski sólarorkubreytirinn loksins unnið tvö efstu sætin í heiminum og lokið „breytileika“.

Frá 2015 til 2018 héldu innlendir framleiðendur sólarorkubreyta áfram að vaxa og náðu markaðnum hratt með verðforskotum. Markaðshlutdeild gamalla framleiðenda invertera erlendis hélt áfram að verða fyrir áhrifum. Á sviði lítilla orkuframleiðenda geta SolarEdge, Enphase og aðrir hágæða inverteraframleiðendur samt sem áður náð ákveðnum markaðshlutdeild vegna vörumerkja- og söluleiða sinna, en á markaði stórra sólarorkuvera með harða verðsamkeppni er markaðshlutdeild gamalla evrópskra og japanskra inverteraframleiðenda eins og SMA, ABB, Schneider, TMEIC, Omron og svo framvegis að minnka.

Eftir 2018 fóru sumir erlendir framleiðendur invertera að draga sig út úr PV inverteraviðskiptum. Fyrir stóra rafmagnsrisa eru inverterar með sólarorku tiltölulega lítill hluti af viðskiptum þeirra. ABB, Schneider og aðrir inverteraframleiðendur hafa einnig dregið sig út úr inverteraviðskiptum smám saman.

Kínverskir framleiðendur invertera fóru að flýta fyrir skipulagningu erlendra markaða. Þann 27. júlí 2018 hóf Sungrow Power framleiðslu á invertera með allt að 3 GW afkastagetu á Indlandi. Síðan, þann 27. ágúst, setti það upp staðbundna þjónustumiðstöð í Bandaríkjunum til að styrkja birgðir og þjónustu eftir sölu erlendis. Á sama tíma hafa Huawei, Shangneng, Guriwat, Jinlang, Goodway og aðrir framleiðendur enn frekar styrkt og aukið markaðssetningu sína erlendis. Á sama tíma fóru vörumerki eins og Sanjing Electric, Shouhang New Energy og Mosuo Power að leita nýrra tækifæra erlendis.

Í ljósi þróunar erlendra markaða hafa vörumerkjafyrirtæki og viðskiptavinir á núverandi markaði í grundvallaratriðum náð ákveðnu jafnvægi í framboði og eftirspurn, og alþjóðleg markaðsmynstur hefur einnig í grundvallaratriðum styrkst. Hins vegar eru sumir vaxandi markaðir enn í virkri þróunarátt og geta leitað að ákveðnum byltingarkenndum árangri. Stöðug þróun erlendra vaxandi markaða mun færa kínverskum inverterfyrirtækjum nýjan kraft.

Frá árinu 2016 hafa kínverskir framleiðendur invertera verið leiðandi á heimsmarkaði fyrir sólarorku-invertera. Tvöfaldur þáttur, tækninýjungar og stórfelld notkun, hefur leitt til hraðrar lækkunar á kostnaði við allar keðjur sólarorkuiðnaðarins og kostnaður við sólarorkukerfi hefur lækkað um meira en 90% á 10 árum. Sem kjarnabúnaður sólarorkukerfa hefur kostnaður við sólarorku-invertera á watt smám saman lækkað á síðustu 10 árum, úr meira en 1 júan/W í upphafi í um 0,1~0,2 júan/W árið 2021 og í um 1/10 af því sem var fyrir 10 árum.

Hraða skiptingu

Á fyrstu stigum þróunar sólarorkuvera einbeittust framleiðendur invertera að því að draga úr kostnaði við búnað, hámarka aflmælingar og skilvirkari orkubreytingu. Með sífelldri þróun tækni og uppfærslu á kerfisnotkun hefur inverterinn samþætt fleiri aðgerðir, svo sem PID vörn og viðgerðir á íhlutum, samþættingu við mælingarstuðning, hreinsunarkerfi og annan jaðarbúnað, til að bæta afköst allrar sólarorkuverstöðvarinnar og tryggja hámarkstekjur af orkuframleiðslu.

Á síðasta áratug hefur notkunarsvið invertera aukist og þeir þurfa að takast á við flókið landfræðilegt umhverfi og öfgakennd veðurfar, svo sem háan hita í eyðimörkum, mikinn raka undan ströndum og mikla saltþoku. Annars vegar þarf inverterinn að uppfylla eigin varmadreifingarþarfir og hins vegar þarf hann að bæta verndarstig sitt til að takast á við erfiðar aðstæður, sem án efa setur hærri kröfur um hönnun og efnistækni invertersins.

Í ljósi mikilla krafna frá forriturum um gæði og skilvirkni raforkuframleiðslu er iðnaðurinn fyrir sólarorkubreyti að þróast í átt að meiri áreiðanleika, skilvirkni og lágum kostnaði.

Hörð samkeppni á markaði hefur leitt til stöðugra tækniframfara. Um það bil árið 2010 var aðalrásarkerfi PV-invertera tveggja þrepa rásir, með umbreytingarnýtni upp á um 97%. Í dag hefur hámarksnýtni invertera helstu framleiðenda í heiminum almennt farið yfir 99% og næsta markmið er 99,5%. Á seinni hluta ársins 2020 hafa sólarorkueiningar sett á markað afkastamiklar einingar byggðar á 182 mm og 210 mm kísilflísum. Á innan við hálfu ári hafa fjölmörg fyrirtæki eins og Huawei, Sungrow Power, TBEA, Kehua Digital Energy, Hewang, Guriwat og Jinlang Technology fylgt hratt eftir og sett á markað afkastamiklar invertera sem passa við þá.

Samkvæmt gögnum frá kínverska samtökum sólarorkuiðnaðarins er innlendur PV-invertermarkaður enn ráðandi af strenginverturum og miðstýrðum inverturum, en aðrir ör- og dreifðir invertarar eru tiltölulega lítill. Með hraðri vexti dreifðra sólarorkumarkaðarins og aukningu á hlutfalli strenginvertara í miðstýrðum sólarorkuverum hefur heildarhlutfall strenginvertara aukist ár frá ári og fór yfir 60% árið 2020, en hlutfall miðstýrðra invertara er minna en 30%. Í framtíðinni, með útbreiddri notkun raðinvertara í stórum jarðorkuverum, mun markaðshlutdeild þeirra aukast enn frekar.

Frá sjónarhóli uppbyggingar inverteramarkaðarins sýnir uppbygging hinna ýmsu framleiðenda að sólarorkuframleiðendur og SMA vörur eru heildstæðar og það eru bæði miðlægir inverterar og raðinverterar. Power Electronics og Shangneng Electric nota aðallega miðlæga invertera. Huawei, SolarEdge, Jinlang Technology og Goodway eru öll byggð á strenginverterum, þar af eru vörur Huawei aðallega stórir strenginverterar fyrir stórar jarðvirkjanir og iðnaðar- og viðskipta sólarorkukerfi, en þrír síðastnefndu eru aðallega fyrir heimilismarkaðinn. Emphase, Hemai og Yuneng Technology nota aðallega örinvertera.

Á heimsmarkaði eru raðtengdir og miðstýrðir inverterar helstu gerðirnar. Í Kína er markaðshlutdeild miðstýrðra invertera og raðtengdra invertera stöðug við meira en 90%.

Í framtíðinni mun þróun invertera verða fjölbreyttari. Annars vegar eru notkunargerðir sólarorkuvera fjölbreyttari og ýmis notkunarsvið eins og eyðimerkur, sjór, dreifð þök og BIPV eru að aukast, með mismunandi kröfum um invertera. Hins vegar knýr hröð þróun rafeindatækni, íhluta og annarrar nýrrar tækni, sem og samþætting við gervigreind, stór gögn, internetið og aðra tækni, einnig áframhaldandi framfarir inverteraiðnaðarins. Inverterinn er að þróast í átt að meiri skilvirkni, hærra aflstigi, hærri jafnspennu, greindari, öruggari, sterkari umhverfisaðlögunarhæfni og vingjarnlegri notkun og viðhaldi.

Þar að auki, með víðtækri notkun endurnýjanlegrar orku í heiminum, eykst útbreiðsla sólarorkuvera og inverterinn þarfnast sterkari stuðningsgetu raforkukerfisins til að uppfylla kröfur um stöðugan rekstur og hraðvirk viðbrögð við veikstraumsneti. Samþætting ljósgeymsla, ljósgeymsla og hleðslu, framleiðsla á vetni frá sólarorku og önnur nýstárleg og samþætt forrit munu einnig smám saman verða mikilvæg leið og inverterinn mun skapa stærra þróunarrými.