중국 인버터, 국제시장에서 강세

태양광 인버터는 태양광 발전 시스템의 핵심 구성 요소 중 하나로, DC/AC 변환 기능을 갖추고 있을 뿐만 아니라 태양 전지의 성능을 극대화하는 기능과 시스템 고장 보호 기능도 갖추고 있어 태양광 발전 시스템의 발전 효율에 직접적인 영향을 미칩니다.

2003년, 학원장인 차오 런셴(Cao Renxian)이 이끄는 선그로우 파워(Sungrow Power)는 독자적인 지식재산권을 보유한 중국 최초의 10kW 계통 연계형 태양광 인버터를 출시했습니다. 그러나 2009년까지만 해도 중국에는 인버터 생산 기업이 거의 없었고, 상당수의 장비를 수입에 의존했습니다. 에머슨, SMA, 지멘스, 슈나이더, ABB 등 다수의 해외 브랜드가 높은 평가를 받았습니다.

지난 10년 동안 중국의 인버터 산업은 눈부신 성장을 이루었습니다. 2010년 세계 10대 태양광 인버터는 유럽과 미국 브랜드가 장악했습니다. 그러나 2021년 인버터 시장 점유율 순위 데이터에 따르면 중국 인버터 기업은 세계 상위권에 진입했습니다.

2022년 6월, 세계적인 권위 있는 시장조사기관 IHS 마킷이 2021년 글로벌 PV 인버터 시장 순위를 발표했습니다. 이 목록에서 중국 PV 인버터 기업의 순위는 더욱 큰 변화를 겪었습니다.

2015년 이후 선그로우 파워와 화웨이는 세계 태양광 인버터 출하량 1, ​​2위를 다투며 세계 인버터 시장의 40% 이상을 점유했습니다. 중국 태양광 인버터 기업의 벤치마크로 여겨져 온 독일 기업 SMA는 2021년 세계 인버터 시장 순위가 3위에서 5위로 더욱 하락했습니다. 2020년 중국 태양광 인버터 기업 7위였던 진랑테크놀로지는 기존 인버터 기업을 제치고 세계 3대 '떠오르는 스타'로 발돋움했습니다.

중국 태양광 인버터 기업들은 마침내 세계 3위 기업으로 도약하며 새로운 세대의 "삼각대" 형태를 형성했습니다. 또한, 진랑(Jinlang), 구리왓(Guriwat), 굿웨이(Goodway)로 대표되는 인버터 제조업체들은 해외 시장 진출을 가속화하며 유럽, 미국, 라틴 아메리카 등 여러 시장에서 널리 사용되고 있습니다. SMA, PE, SolerEdge와 같은 해외 제조업체들은 여전히 ​​유럽, 미국, 브라질 등 지역 시장에 집중하고 있지만, 시장 점유율은 크게 감소했습니다.

급격한 상승

2012년 이전까지 유럽과 미국 등 선진국에서 태양광 시장이 활성화되고 설비 용량이 지속적으로 증가하면서 태양광 인버터 시장은 유럽 기업이 주도해 왔습니다. 당시 독일 인버터 기업 SMA는 세계 인버터 시장 점유율 22%를 차지했습니다. 이 시기에 중국의 초기 태양광 기업들은 이러한 흐름을 타고 국제 무대에 진출하기 시작했습니다. 2011년 이후 유럽 태양광 시장이 전환기를 맞이하여 호주와 북미 시장이 활성화되었고, 국내 인버터 기업들도 빠르게 추격했습니다. 2012년에는 중국 인버터 기업이 높은 비용 효율성이라는 장점을 앞세워 호주 시장 점유율 50% 이상을 차지한 것으로 알려졌습니다.

2013년 이후 중국 정부는 기준 전기 가격 정책을 발표하고 국내 프로젝트들을 잇따라 시작했습니다. 중국 태양광 시장은 급속한 발전 궤도에 진입하여 점차 유럽을 제치고 세계 최대 태양광 설치 시장으로 자리 잡았습니다. 이러한 상황에서 중앙집중형 인버터 공급이 부족하여 한때 시장 점유율이 90%에 육박했습니다. 현재 화웨이는 시리즈 인버터로 시장에 진출하기로 결정했는데, 이는 홍해 시장과 주류 제품의 "이중 반전"이라고 할 수 있습니다.

화웨이의 태양광 인버터 분야 진출은 태양광 산업의 폭넓은 발전 전망에 초점을 맞추고 있습니다. 동시에, 인버터 제조는 화웨이의 "구(舊)은행" 통신 장비 사업 및 전력 관리 사업과 유사합니다. 화웨이는 마이그레이션 기술과 공급망의 장점을 빠르게 모방하고, 기존 공급업체를 수입하며, 인버터 연구개발 및 조달 비용을 대폭 절감하고, 빠르게 경쟁 우위를 확보할 수 있습니다.

2015년 화웨이는 세계 태양광 인버터 시장 1위를 차지했고, 선그로우 파워 역시 처음으로 SMA를 추월했습니다. 이로써 중국 태양광 인버터는 마침내 세계 1, 2위를 모두 석권하며 '인버터' 시장을 완성했습니다.

2015년부터 2018년까지 국내 태양광 인버터 제조업체들은 지속적으로 성장하며 가격 우위를 바탕으로 시장을 빠르게 점유했습니다. 반면, 해외 구식 인버터 제조업체들의 시장 점유율은 지속적으로 타격을 입었습니다. 소규모 전력 시장에서는 SolarEdge, Enphase 등 고급 인버터 제조업체들이 브랜드 및 유통망 우위를 바탕으로 여전히 일정 수준의 시장 점유율을 유지하고 있는 반면, 가격 경쟁이 치열한 대형 태양광 발전소 시장에서는 SMA, ABB, Schneider, TMEIC, Omron 등 유럽 및 일본의 구식 인버터 제조업체들의 시장 점유율이 하락하는 추세입니다.

2018년 이후 일부 해외 인버터 제조업체들이 태양광 인버터 사업에서 철수하기 시작했습니다. 대형 전기 대기업의 경우, 태양광 인버터가 차지하는 비중은 상대적으로 작습니다. ABB, 슈나이더를 비롯한 여러 인버터 제조업체들도 잇따라 인버터 사업에서 철수했습니다.

중국 인버터 제조업체들이 해외 시장 진출에 박차를 가하기 시작했습니다. 2018년 7월 27일, 선그로우 파워(Sungrow Power)는 인도에 최대 3GW 용량의 인버터 생산 기지를 가동했습니다. 8월 27일에는 미국에 현지 종합 서비스 센터를 설립하여 해외 대기 재고 및 애프터서비스 역량을 강화했습니다. 이와 함께 화웨이(Huawei), 상능(Shanggneng), 구리왓(Guriwat), 진랑(Jinlang), 굿웨이(Goodway) 등 여러 제조업체들이 해외 시장 진출을 강화하고 확장하기 위해 박차를 가했습니다. 산징 일렉트릭(Sanjing Electric), 쇼우항 뉴 에너지(Shouhang New Energy), 모수오 파워(Mosuo Power)와 같은 브랜드들도 해외 시장 진출을 모색하기 시작했습니다.

해외 시장 패턴을 살펴보면, 현재 시장의 브랜드 기업과 고객은 기본적으로 수요와 공급이 일정 수준에 도달했으며, 국제 시장 패턴 또한 기본적으로 공고화되었습니다. 그러나 일부 신흥 시장은 여전히 ​​활발한 발전 방향을 보이고 있으며, 특정 돌파구를 모색할 수 있습니다. 해외 신흥 시장의 지속적인 발전은 중국 인버터 기업에 새로운 동력을 제공할 것입니다.

2016년 이후 중국 인버터 제조업체들은 세계 태양광 인버터 시장에서 선두 자리를 굳건히 지켜왔습니다. 기술 혁신과 대규모 적용이라는 두 가지 요인은 태양광 산업 체인의 모든 연결 고리의 비용을 빠르게 감소시켰으며, 태양광 시스템 비용은 10년 만에 90% 이상 감소했습니다. 태양광 시스템의 핵심 장비인 태양광 인버터의 와트당 비용은 지난 10년간 점진적으로 하락하여 초기 1위안/W 이상에서 2021년에는 약 0.1~0.2위안/W로, 10년 전의 약 1/10 수준으로 떨어졌습니다.

세분화 가속화

태양광 발전 초기 단계에서 인버터 제조업체들은 설비 비용 절감, 최대 전력 추적 최적화, 그리고 에너지 변환 효율 향상에 집중했습니다. 지속적인 기술 발전과 시스템 애플리케이션 업그레이드를 통해 인버터는 구성 요소 PID 보호 및 수리, 추적 지원, 세척 시스템 및 기타 주변 장치와의 통합 등 더 많은 기능을 통합하여 태양광 발전소 전체의 성능을 향상시키고 발전 수입을 극대화했습니다.

지난 10년 동안 인버터의 적용 분야는 꾸준히 증가해 왔으며, 사막의 고온, 해상의 높은 습도, 염무와 같은 다양하고 복잡한 지리적 환경과 극한의 기후 조건에 대응해야 합니다. 인버터는 자체 방열 요구 사항을 충족해야 하는 동시에, 혹독한 환경에 대처하기 위해 보호 수준을 향상시켜야 합니다. 이는 인버터 구조 설계 및 재료 기술에 대한 더욱 높은 요구 사항을 요구합니다.

개발사들이 발전 품질과 효율성에 대해 높은 기준을 요구함에 따라, 태양광 인버터 산업은 더 높은 신뢰성, 변환 효율성, 낮은 비용을 향해 발전하고 있습니다.

치열한 시장 경쟁은 지속적인 기술 발전을 가져왔습니다. 2010년경 PV 인버터의 주요 회로 토폴로지는 2단계 회로였으며, 변환 효율은 약 97%였습니다. 오늘날 세계 주요 제조업체의 인버터 최대 효율은 일반적으로 99%를 초과했으며, 다음 목표는 99.5%입니다. 2020년 하반기에는 182mm 및 210mm 실리콘 칩 크기를 기반으로 하는 고출력 모듈이 출시되었습니다. 반년도 채 되지 않아 Huawei, Sungrow Power, TBEA, Kehua Digital Energy, Hewang, Guriwat, Jinlang Technology 등 여러 기업이 이에 맞춰 고출력 직렬 인버터를 빠르게 출시했습니다.

중국태양광산업협회 자료에 따르면, 현재 국내 태양광 인버터 시장은 스트링 인버터와 중앙집중형 인버터가 주도하고 있으며, 기타 마이크로 및 분산형 인버터는 상대적으로 적은 비중을 차지하고 있습니다. 분산형 태양광 시장의 급속한 성장과 중앙집중형 태양광 발전소에서 스트링 인버터의 비중 증가에 따라, 스트링 인버터의 전체 비중은 해마다 증가하여 2020년에는 60%를 돌파한 반면, 중앙집중형 인버터의 비중은 30% 미만입니다. 앞으로는 대형 지상 발전소에서 직렬형 인버터가 광범위하게 적용됨에 따라 시장 점유율이 더욱 높아질 것입니다.

인버터 시장 구조 관점에서 볼 때, 다양한 제조업체의 레이아웃은 태양광 발전 및 SMA 제품이 완전하며, 중앙집중형 인버터와 직렬형 인버터 사업이 모두 존재함을 보여줍니다. 파워 일렉트로닉스(Power Electronics)와 상능 전기(Shangneng Electric)는 주로 중앙집중형 인버터를 사용합니다. 화웨이(Huawei), 솔라엣지(SolarEdge), 진랑 테크놀로지(Jinlang Technology), 굿웨이(Goodway)는 모두 스트링 인버터를 기반으로 하며, 그중 화웨이 제품은 주로 대형 지상 발전소 및 산업용 및 상업용 태양광 시스템용 대형 스트링 인버터이고, 굿웨이는 주로 가정용입니다. 엠파스(Emphase), 허마이(Hemai), 윈능 테크놀로지(Yuneng Technology)는 주로 마이크로 인버터를 사용합니다.

글로벌 시장에서는 직렬형 인버터와 중앙집중형 인버터가 주요 유형입니다. 중국에서는 중앙집중형 인버터와 직렬형 인버터의 시장 점유율이 90% 이상으로 안정적으로 유지되고 있습니다.

앞으로 인버터 개발은 더욱 다각화될 것입니다. 태양광 발전소의 적용 분야가 다양화되고 사막, 해상, 분산형 지붕, BIPV 등 다양한 응용 분야가 늘어나면서 인버터에 대한 요구 사항도 달라지고 있습니다. 또한, 전력 전자, 부품 등 신기술의 급속한 발전과 AI, 빅데이터, 인터넷 등 다양한 기술과의 융합 또한 인버터 산업의 지속적인 발전을 견인하고 있습니다. 인버터는 고효율, 고출력, 고전압, 더욱 지능적이고 안전하며 환경 적응성이 뛰어나고, 더욱 편리한 작동 및 유지보수를 지향하며 발전하고 있습니다.

또한, 전 세계적으로 재생에너지의 대규모 적용이 확대됨에 따라 태양광 발전 보급률이 증가하고 있으며, 인버터는 약한 전류 계통의 안정적인 작동 및 신속한 급전 대응 요구를 충족하기 위해 더욱 강력한 계통 지원 용량을 갖춰야 합니다. 광 저장 통합, 광 저장 및 충전 통합, 태양광 수소 생산 등 혁신적이고 통합적인 응용 분야 또한 점차 중요한 분야로 부상할 것이며, 인버터는 더욱 큰 발전 영역을 확보하게 될 것입니다.