Chiński falownik mocno wzrósł na rynku międzynarodowym

Jako jeden z głównych elementów systemu fotowoltaicznego, falownik fotowoltaiczny nie tylko pełni funkcję konwersji prądu stałego na prąd przemienny, ale także maksymalizuje wydajność ogniwa słonecznego i chroni system przed awariami, co bezpośrednio wpływa na wydajność wytwarzania energii przez system fotowoltaiczny.

W 2003 r. Sungrow Power, kierowany przez Cao Renxiana, dyrektora college'u, uruchomił pierwszy w Chinach 10-kilowatowy falownik fotowoltaiczny podłączony do sieci z niezależnymi prawami własności intelektualnej. Jednak do 2009 r. w Chinach było bardzo mało przedsiębiorstw produkujących falowniki, a duża liczba urządzeń była zależna od importu. Wiele zagranicznych marek, takich jak Emerson, SMA, Siemens, Schneider i ABB, cieszyło się dużym szacunkiem.

W ciągu ostatniej dekady chiński przemysł inwerterowy osiągnął wzrost. W 2010 r. w pierwszej dziesiątce światowych inwerterów fotowoltaicznych dominowały marki europejskie i amerykańskie. Jednak do 2021 r., według danych rankingowych udziału w rynku inwerterów, chińskie przedsiębiorstwa inwerterowe znalazły się w czołówce na świecie.

W czerwcu 2022 r. IHS Markit, globalna instytucja badawcza o dużym autorytecie, opublikowała listę rankingową globalnego rynku falowników fotowoltaicznych na rok 2021. Na tej liście ranking chińskich przedsiębiorstw zajmujących się falownikami fotowoltaicznymi uległ większym zmianom.

Od 2015 r. Sungrow Power i Huawei zajmują dwa pierwsze miejsca w światowych dostawach falowników fotowoltaicznych. Razem odpowiadają za ponad 40% światowego rynku falowników. Niemieckie przedsiębiorstwo SMA, które w historii było uważane za punkt odniesienia dla chińskich przedsiębiorstw zajmujących się falownikami fotowoltaicznymi, spadło w rankingu światowego rynku falowników w 2021 r. z trzeciego na piąte miejsce. A Jinlang Technology, siódma chińska firma zajmująca się falownikami fotowoltaicznymi w 2020 r., prześcignęła starą firmę zajmującą się falownikami i awansowała do pierwszej trójki „wschodzących gwiazd” na świecie.

Chińskie przedsiębiorstwa zajmujące się falownikami fotowoltaicznymi w końcu stały się trzema najlepszymi na świecie, tworząc nową generację wzorca „trójnoga”. Ponadto producenci falowników reprezentowani przez Jinlang, Guriwat i Goodway przyspieszyli tempo wychodzenia na morze i są szeroko wykorzystywani w Europie, Stanach Zjednoczonych, Ameryce Łacińskiej i na innych rynkach; producenci zagraniczni, tacy jak SMA, PE i SolerEdge, nadal trzymają się rynków regionalnych, takich jak Europa, Stany Zjednoczone i Brazylia, ale ich udział w rynku znacznie spadł.

Szybki wzrost

Przed rokiem 2012, z powodu wybuchu rynku fotowoltaicznego w Europie, Stanach Zjednoczonych i innych krajach oraz ciągłego wzrostu zainstalowanej mocy, rynek inwerterów fotowoltaicznych był zdominowany przez przedsiębiorstwa europejskie. W tym czasie niemieckie przedsiębiorstwo inwerterowe SMA odpowiadało za 22% udziału w światowym rynku inwerterów. W tym okresie wczesne chińskie przedsiębiorstwa fotowoltaiczne wykorzystały ten trend i zaczęły pojawiać się na arenie międzynarodowej. Po roku 2011 rynek fotowoltaiczny w Europie zaczął się zmieniać, a rynki w Australii i Ameryce Północnej wybuchły. Krajowe przedsiębiorstwa inwerterowe również szybko poszły w ich ślady. Podaje się, że w 2012 roku chińskie przedsiębiorstwa inwerterowe odpowiadały za ponad 50% udziału w rynku w Australii, mając przewagę w postaci wysokiej wydajności kosztowej.

Od 2013 r. chiński rząd wydał politykę cenową energii elektrycznej, a krajowe projekty były uruchamiane sukcesywnie. Chiński rynek fotowoltaiczny wszedł na szybki pas rozwoju i stopniowo zastąpił Europę jako największy rynek instalacji fotowoltaicznych na świecie. W tym kontekście podaż scentralizowanych falowników jest ograniczona, a udział w rynku wynosił kiedyś blisko 90%. Obecnie Huawei zdecydował się wejść na rynek z falownikiem szeregowym, który można uznać za „podwójną inwersję” rynku Morza Czerwonego i produktów głównego nurtu.

Wejście Huawei na rynek falowników fotowoltaicznych z jednej strony koncentruje się na szerokich perspektywach rozwoju branży fotowoltaicznej. Jednocześnie produkcja falowników ma podobieństwa do działalności Huawei w zakresie sprzętu komunikacyjnego „starego banku” i zarządzania energią. Może szybko kopiować zalety technologii migracji i łańcucha dostaw, importować istniejących dostawców, znacznie obniżyć koszty badań i rozwoju falowników oraz zakupów i szybko tworzyć zalety.

W 2015 r. Huawei zajął pierwsze miejsce na światowym rynku falowników PV, a Sungrow Power po raz pierwszy prześcignął SMA. Jak dotąd chiński falownik fotowoltaiczny w końcu zdobył dwie pierwsze pozycje na świecie i zakończył grę „inwerterową”.

W latach 2015–2018 krajowi producenci falowników fotowoltaicznych nadal wzrastali i szybko zajęli rynek dzięki przewadze cenowej. Udział w rynku zagranicznych producentów falowników starych marek nadal był zagrożony. W dziedzinie małej mocy SolarEdge, Enphase i inni producenci falowników wysokiej klasy mogą nadal zajmować pewien udział w rynku dzięki przewadze marki i kanału, podczas gdy na rynku dużych elektrowni fotowoltaicznych z zaciętą konkurencją cenową udział w rynku starych europejskich i japońskich producentów falowników, takich jak SMA, ABB, Schneider, TMEIC, Omron itd., spada.

Po 2018 r. niektórzy zagraniczni producenci inwerterów zaczęli wycofywać się z działalności w zakresie inwerterów fotowoltaicznych. W przypadku dużych gigantów elektrycznych inwertery fotowoltaiczne stanowią stosunkowo niewielką część ich działalności. ABB, Schneider i inni producenci inwerterów również sukcesywnie wycofywali się z działalności w zakresie inwerterów.

Chińscy producenci inwerterów zaczęli przyspieszać rozmieszczenie rynków zagranicznych. 27 lipca 2018 r. Sungrow Power uruchomił bazę produkcyjną inwerterów o mocy do 3 GW w Indiach. Następnie, 27 sierpnia, utworzył lokalne kompleksowe centrum serwisowe w Stanach Zjednoczonych, aby wzmocnić zapasy zapasów i możliwości obsługi posprzedażowej za granicą. W tym samym czasie Huawei, Shangneng, Guriwat, Jinlang, Goodway i inni producenci poczynili dalsze kroki w celu konsolidacji i rozszerzenia swojego układu zagranicznego. W tym samym czasie marki takie jak Sanjing Electric, Shouhang New Energy i Mosuo Power zaczęły szukać nowych możliwości za granicą.

Biorąc pod uwagę wzorzec rynku zagranicznego, przedsiębiorstwa marek i klienci na obecnym rynku zasadniczo osiągnęli pewną równowagę podaży i popytu, a wzorzec rynku międzynarodowego również zasadniczo się ugruntował. Jednak niektóre rynki wschodzące nadal zmierzają w kierunku aktywnego rozwoju i mogą dążyć do pewnych przełomów. Ciągły rozwój rynków wschodzących za granicą przyniesie nowy impuls chińskim przedsiębiorstwom inwerterowym.

Od 2016 r. chińscy producenci inwerterów zajmują wiodącą pozycję na światowym rynku inwerterów fotowoltaicznych. Podwójne czynniki innowacji technologicznej i zastosowań na dużą skalę spowodowały szybki spadek kosztów wszystkich ogniw łańcucha przemysłu fotowoltaicznego, a koszt systemu fotowoltaicznego spadł o ponad 90% w ciągu 10 lat. Jako podstawowy sprzęt systemu fotowoltaicznego, koszt inwertera fotowoltaicznego za wat stopniowo spadał w ciągu ostatnich 10 lat, z ponad 1 juana/W na wczesnym etapie do około 0,1~0,2 juana/W w 2021 r. i do około 1/10 tej kwoty 10 lat temu.

Przyspiesz segmentację

Na wczesnym etapie rozwoju fotowoltaiki producenci inwerterów skupiali się na redukcji kosztów sprzętu, optymalizacji śledzenia maksymalnej mocy i bardziej wydajnej konwersji energii. Dzięki ciągłemu rozwojowi technologii i ulepszaniu aplikacji systemowych inwerter zintegrował więcej funkcji, takich jak ochrona i naprawa PID komponentów, integracja ze wsparciem śledzenia, system czyszczenia i inne urządzenia peryferyjne, aby poprawić wydajność całej elektrowni fotowoltaicznej i zapewnić maksymalizację dochodów z wytwarzania energii.

W ciągu ostatniej dekady scenariusze zastosowań falowników wzrosły i muszą one stawić czoła różnym złożonym środowiskom geograficznym i ekstremalnym warunkom pogodowym, takim jak wysoka temperatura pustyni, wysoka wilgotność na morzu i wysoka mgła solna. Z jednej strony falownik musi sprostać własnym potrzebom w zakresie rozpraszania ciepła, z drugiej strony musi poprawić swój poziom ochrony, aby poradzić sobie z trudnym środowiskiem, co niewątpliwie stawia wyższe wymagania dotyczące konstrukcji falownika i technologii materiałowej.

Biorąc pod uwagę wysokie wymagania stawiane przez deweloperów w zakresie jakości i wydajności wytwarzania energii, branża inwerterów fotowoltaicznych rozwija się w kierunku większej niezawodności, sprawności konwersji i niskich kosztów.

Zacięta konkurencja rynkowa spowodowała ciągłe udoskonalanie technologiczne. Około 2010 roku główną topologią obwodu falownika fotowoltaicznego był obwód dwupoziomowy o sprawności konwersji wynoszącej około 97%. Obecnie maksymalna sprawność falowników głównych producentów na świecie przekracza na ogół 99%, a kolejnym celem jest 99,5%. W drugiej połowie 2020 roku moduły fotowoltaiczne wprowadziły na rynek moduły dużej mocy oparte na rozmiarach chipów krzemowych 182 mm i 210 mm. W ciągu niecałego pół roku wiele przedsiębiorstw, takich jak Huawei, Sungrow Power, TBEA, Kehua Digital Energy, Hewang, Guriwat i Jinlang Technology, szybko podążyło za tym i sukcesywnie wprowadziło na rynek falowniki o dużej mocy, które im odpowiadają.

Według danych China Photovoltaic Industry Association, obecnie na krajowym rynku falowników PV nadal dominują falowniki szeregowe i falowniki scentralizowane, podczas gdy inne mikroinwertery i falowniki rozproszone stanowią stosunkowo niewielką część. Wraz z szybkim wzrostem rynku rozproszonej fotowoltaiki i wzrostem udziału falowników szeregowych w scentralizowanych elektrowniach fotowoltaicznych, ogólny udział falowników szeregowych wzrastał z roku na rok, przekraczając 60% w 2020 r., podczas gdy udział falowników scentralizowanych jest mniejszy niż 30%. W przyszłości, wraz z szerokim zastosowaniem falowników szeregowych w dużych elektrowniach naziemnych, ich udział w rynku będzie dalej wzrastał.

Z perspektywy struktury rynku falowników, układ różnych producentów pokazuje, że zasilanie energią słoneczną i produkty SMA są kompletne, a istnieją zarówno scentralizowane, jak i szeregowe przedsiębiorstwa falowników. Power Electronics i Shangneng Electric używają głównie scentralizowanych falowników. Huawei, SolarEdge, Jinlang Technology i Goodway opierają się na falownikach szeregowych, z których produkty Huawei to głównie duże falowniki szeregowe dla dużych naziemnych stacji energetycznych oraz przemysłowych i komercyjnych systemów fotowoltaicznych, podczas gdy trzy ostatnie są przeznaczone głównie na rynek gospodarstw domowych. Emphase, Hemai i Yuneng Technology używają głównie mikroinwerterów.

Na rynku globalnym głównymi typami są falowniki szeregowe i scentralizowane. W Chinach udział rynkowy falowników scentralizowanych i szeregowych jest stabilny na poziomie ponad 90%.

W przyszłości rozwój falowników będzie zróżnicowany. Z jednej strony typy zastosowań elektrowni fotowoltaicznych są zróżnicowane, a różne zastosowania, takie jak pustynia, morze, rozproszony dach i BIPV, rosną, z różnymi wymaganiami dla falowników. Z drugiej strony, szybki rozwój elektroniki mocy, komponentów i innych nowych technologii, a także integracja z AI, dużymi danymi, Internetem i innymi technologiami, również napędzają ciągły postęp branży falowników. Falownik rozwija się w kierunku wyższej wydajności, wyższego poziomu mocy, wyższego napięcia DC, bardziej inteligentnego, bezpieczniejszego, silniejszej adaptacji do środowiska oraz bardziej przyjaznej obsługi i konserwacji.

Ponadto, wraz z masowym zastosowaniem energii odnawialnej na świecie, wskaźnik penetracji PV wzrasta, a falownik musi mieć silniejszą zdolność wsparcia sieci, aby sprostać wymaganiom stabilnej pracy i szybkiej reakcji dyspozytorskiej sieci o słabym prądzie. Integracja pamięci optycznej, integracja pamięci optycznej i ładowania, produkcja wodoru fotowoltaicznego i inne innowacyjne i zintegrowane aplikacje również staną się stopniowo ważnym sposobem, a falownik zapoczątkuje większą przestrzeń rozwoju.