Chiński falownik odnotował silny wzrost na rynku międzynarodowym

Falownik fotowoltaiczny, jako jeden z głównych elementów systemu fotowoltaicznego, nie tylko pełni funkcję konwersji prądu stałego na prąd przemienny, ale także maksymalizuje wydajność ogniw słonecznych i pełni funkcję ochrony przed awariami systemu, co bezpośrednio wpływa na wydajność wytwarzania energii przez system fotowoltaiczny.

W 2003 roku firma Sungrow Power, kierowana przez Cao Renxiana, dyrektora uczelni, wprowadziła na rynek pierwszy w Chinach falownik fotowoltaiczny o mocy 10 kW, podłączony do sieci elektroenergetycznej i posiadający niezależne prawa własności intelektualnej. Jednak do 2009 roku w Chinach działało bardzo niewiele przedsiębiorstw produkujących falowniki, a znaczna część sprzętu była uzależniona od importu. Wiele zagranicznych marek, takich jak Emerson, SMA, Siemens, Schneider i ABB, cieszyło się dużym uznaniem.

W ciągu ostatniej dekady chiński przemysł inwerterowy odnotował wzrost. W 2010 roku w pierwszej dziesiątce światowych producentów inwerterów fotowoltaicznych dominowały marki europejskie i amerykańskie. Jednak do 2021 roku, według danych dotyczących udziału w rynku inwerterów, chińskie przedsiębiorstwa zajmujące się inwerterami plasowały się w czołówce na świecie.

W czerwcu 2022 roku IHS Markit, globalny autorytet badawczy, opublikował ranking światowego rynku falowników fotowoltaicznych na rok 2021. W rankingu chińskich przedsiębiorstw zajmujących się falownikami fotowoltaicznymi zaszły pewne zmiany.

Od 2015 roku Sungrow Power i Huawei zajmują dwa czołowe miejsca na świecie pod względem dostaw falowników fotowoltaicznych. Łącznie odpowiadają za ponad 40% globalnego rynku falowników. Niemieckie przedsiębiorstwo SMA, które w historii było uznawane za punkt odniesienia dla chińskich przedsiębiorstw produkujących falowniki fotowoltaiczne, w 2021 roku spadło w rankingu globalnego rynku falowników, zajmując w nim piąte miejsce. Jinlang Technology, siódma chińska firma produkująca falowniki fotowoltaiczne w 2020 roku, wyprzedziła dotychczasową firmę i awansowała do pierwszej trójki „wschodzących gwiazd” na świecie.

Chińskie przedsiębiorstwa produkujące falowniki fotowoltaiczne w końcu znalazły się w pierwszej trójce na świecie, tworząc nową generację wzorca „trójnogu”. Ponadto producenci falowników, reprezentowani przez Jinlang, Guriwat i Goodway, przyspieszyli ekspansję na rynki morskie i są szeroko wykorzystywani w Europie, Stanach Zjednoczonych, Ameryce Łacińskiej i na innych rynkach. Zagraniczni producenci, tacy jak SMA, PE i SolerEdge, nadal koncentrują się na rynkach regionalnych, takich jak Europa, Stany Zjednoczone i Brazylia, ale ich udział w rynku znacznie spadł.

Szybki wzrost

Przed 2012 rokiem, ze względu na gwałtowny rozwój rynku fotowoltaicznego w Europie, Stanach Zjednoczonych i innych krajach oraz ciągły wzrost mocy zainstalowanej, rynek falowników fotowoltaicznych był zdominowany przez przedsiębiorstwa europejskie. W tym czasie niemiecki producent falowników SMA posiadał 22% udziału w światowym rynku falowników. W tym okresie wczesne chińskie przedsiębiorstwa fotowoltaiczne wykorzystały ten trend i zaczęły pojawiać się na arenie międzynarodowej. Po 2011 roku rynek fotowoltaiczny w Europie zaczął się zmieniać, a rynki w Australii i Ameryce Północnej odnotowały gwałtowny wzrost. Krajowe przedsiębiorstwa produkujące falowniki również szybko podążyły tą samą drogą. Podaje się, że w 2012 roku chińskie przedsiębiorstwa produkujące falowniki posiadały ponad 50% udziału w rynku australijskim, co przełożyło się na wysoką efektywność kosztową.

Od 2013 roku chiński rząd wprowadził politykę cen referencyjnych energii elektrycznej, a krajowe projekty były sukcesywnie uruchamiane. Chiński rynek fotowoltaiczny wszedł na ścieżkę szybkiego rozwoju i stopniowo zastąpił Europę jako największy rynek instalacji fotowoltaicznych na świecie. W tym kontekście podaż scentralizowanych falowników jest ograniczona, a ich udział w rynku wynosił kiedyś blisko 90%. Obecnie Huawei zdecydował się na wejście 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 i zarządzania energią, należącej do „starego banku”. Firma może szybko skopiować zalety technologii migracji i łańcucha dostaw, importować istniejących dostawców, znacznie obniżyć koszty badań, rozwoju i zaopatrzenia w falowniki oraz szybko uzyskać przewagę.

W 2015 roku Huawei zajął pierwsze miejsce na światowym rynku falowników fotowoltaicznych, a Sungrow Power po raz pierwszy wyprzedził SMA. Jak dotąd chiński falownik fotowoltaiczny w końcu zajął dwa pierwsze miejsca na świecie i zakończył swoją działalność jako „inwerter”.

W latach 2015–2018 krajowi producenci falowników fotowoltaicznych nadal odnotowywali wzrost, szybko zdobywając rynek dzięki przewadze cenowej. Udziały rynkowe zagranicznych producentów falowników starszych marek nadal spadały. W sektorze małej mocy, SolarEdge, Enphase i inni producenci falowników z wyższej półki wciąż mogą utrzymać pewien udział w rynku dzięki przewadze marki i kanału dystrybucji, podczas gdy na rynku dużych elektrowni fotowoltaicznych, gdzie panuje silna konkurencja cenowa, udział rynkowy starych europejskich i japońskich producentów falowników, takich jak SMA, ABB, Schneider, TMEIC, Omron itd., maleje.

Po 2018 roku niektórzy zagraniczni producenci falowników zaczęli wycofywać się z rynku falowników fotowoltaicznych. W przypadku dużych gigantów branży elektrycznej falowniki fotowoltaiczne stanowią stosunkowo niewielką część ich działalności. ABB, Schneider i inni producenci falowników również sukcesywnie wycofywali się z rynku falowników.

Chińscy producenci falowników zaczęli przyspieszać ekspansję na rynki zagraniczne. 27 lipca 2018 roku Sungrow Power uruchomił w Indiach bazę produkcyjną falowników o mocy do 3 GW. Następnie, 27 sierpnia, firma utworzyła lokalne, kompleksowe centrum serwisowe w Stanach Zjednoczonych, aby wzmocnić zagraniczne zapasy urządzeń rezerwowych i możliwości obsługi posprzedażowej. Jednocześnie Huawei, Shangneng, Guriwat, Jinlang, Goodway i inni producenci podjęli dalsze działania w celu konsolidacji i rozbudowy swojej działalności zagranicznej. W tym samym czasie marki takie jak Sanjing Electric, Shouhang New Energy i Mosuo Power zaczęły poszukiwać nowych możliwości za granicą.

Biorąc pod uwagę strukturę rynku zagranicznego, przedsiębiorstwa i klienci na obecnym rynku osiągnęli zasadniczo pewną równowagę podaży i popytu, a struktura rynku międzynarodowego również uległa zasadniczej stabilizacji. Jednak niektóre rynki wschodzące nadal podążają w kierunku aktywnego rozwoju i mogą poszukiwać przełomowych rozwiązań. Ciągły rozwój zagranicznych rynków wschodzących nada nowy impuls chińskim przedsiębiorstwom zajmującym się inwerterami.

Od 2016 roku chińscy producenci inwerterów zajmują wiodącą pozycję na światowym rynku inwerterów fotowoltaicznych. Podwójny czynnik innowacji technologicznych i zastosowania na szeroką skalę spowodował gwałtowny spadek kosztów wszystkich ogniw łańcucha przemysłu fotowoltaicznego, a koszt systemu fotowoltaicznego spadł o ponad 90% w ciągu 10 lat. Koszt inwertera fotowoltaicznego, będącego podstawowym elementem systemu fotowoltaicznego, w przeliczeniu na 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 roku i do około 1/10 tej wartości sprzed 10 lat.

Przyspiesz segmentację

Na wczesnym etapie rozwoju fotowoltaiki producenci falowników koncentrowali się na redukcji kosztów urządzeń, optymalizacji śledzenia mocy maksymalnej oraz bardziej wydajnej konwersji energii. Dzięki ciągłemu rozwojowi technologii i unowocześnianiu aplikacji systemowych, falowniki integrują coraz więcej funkcji, takich jak ochrona i naprawa PID podzespołów, integracja z obsługą śledzenia, system czyszczenia i inne urządzenia peryferyjne, aby poprawić wydajność całej elektrowni fotowoltaicznej i zapewnić maksymalizację przychodów z wytwarzania energii.

W ostatniej dekadzie zakres zastosowań falowników znacznie wzrósł, a urządzenia muszą radzić sobie z różnymi, złożonymi warunkami geograficznymi i ekstremalnymi warunkami pogodowymi, takimi jak wysokie temperatury na pustyni, wysoka wilgotność na morzu i wysoka wilgotność mgły solnej. Z jednej strony falownik musi sprostać własnym potrzebom w zakresie odprowadzania ciepła, z drugiej strony musi poprawić poziom ochrony, aby sprostać trudnym warunkom środowiskowym, co niewątpliwie stawia wyższe wymagania dotyczące konstrukcji falownika i technologii materiałowej.

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

Zacięta konkurencja na rynku doprowadziła do ciągłego rozwoju technologicznego. Około 2010 roku główną topologią obwodów falowników fotowoltaicznych był układ dwupoziomowy o sprawności konwersji około 97%. Obecnie maksymalna sprawność falowników czołowych światowych producentów przekracza 99%, a kolejnym celem jest 99,5%. W drugiej połowie 2020 roku na rynku modułów fotowoltaicznych pojawiły się moduły dużej mocy oparte na krzemowych chipach o rozmiarach 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 trendem i sukcesywnie wprowadzało na rynek falowniki dużej mocy o identycznej mocy.

Według danych Chińskiego Stowarzyszenia Przemysłu Fotowoltaicznego (China Photovoltaic Industry Association), obecnie na krajowym rynku falowników fotowoltaicznych nadal dominują falowniki szeregowe i falowniki scentralizowane, podczas gdy inne mikroinwertery i falowniki rozproszone stanowią stosunkowo niewielki odsetek. Wraz z szybkim rozwojem rozproszonego rynku fotowoltaicznego i wzrostem udziału falowników szeregowych w scentralizowanych elektrowniach fotowoltaicznych, ogólny udział falowników szeregowych wzrastał z roku na rok, przekraczając 60% w 2020 roku, podczas gdy udział falowników scentralizowanych wynosił mniej niż 30%. W przyszłości, wraz z szerokim zastosowaniem falowników szeregowych w dużych elektrowniach naziemnych, ich udział w rynku będzie się nadal zwiększał.

Z perspektywy struktury rynku falowników, struktura oferty różnych producentów pokazuje, że systemy zasilania energią słoneczną i produkty SMA są kompletne, a firmy oferują zarówno falowniki scentralizowane, jak i szeregowe. Power Electronics i Shangneng Electric wykorzystują głównie falowniki scentralizowane. Huawei, SolarEdge, Jinlang Technology i Goodway bazują na falownikach szeregowych, przy czym produkty Huawei to głównie duże falowniki szeregowe do dużych elektrowni naziemnych oraz przemysłowych i komercyjnych systemów fotowoltaicznych, podczas gdy trzy ostatnie są przeznaczone głównie na rynek gospodarstw domowych. Emphase, Hemai i Yuneng Technology wykorzystują głównie mikroinwertery.

Na rynku globalnym dominują falowniki szeregowe i scentralizowane. W Chinach udział falowników scentralizowanych i szeregowych utrzymuje się na stabilnym poziomie ponad 90%.

W przyszłości rozwój falowników będzie się rozwijał w sposób zróżnicowany. Z jednej strony, typy zastosowań elektrowni fotowoltaicznych są zróżnicowane, a różne zastosowania, takie jak instalacje pustynne, morskie, dachowe i BIPV, rosną, co wiąże się z różnymi wymaganiami wobec falowników. Z drugiej strony, szybki rozwój elektroniki mocy, komponentów i innych nowych technologii, a także integracja ze sztuczną inteligencją, dużymi zbiorami danych, internetem i innymi technologiami, również napędzają ciągły postęp w branży falowników. Falowniki ewoluują w kierunku wyższej sprawności, wyższego poziomu mocy, wyższego napięcia stałego, bardziej inteligentnego, bezpieczniejszego, bardziej odpornego na warunki środowiskowe oraz bardziej przyjaznej obsługi i konserwacji.

Ponadto, wraz z masowym wykorzystaniem energii odnawialnej na świecie, rośnie wskaźnik penetracji fotowoltaiki, a falowniki muszą zapewniać większą wydajność sieci, aby sprostać wymaganiom stabilnej pracy i szybkiej reakcji sieci o niskim natężeniu prądu. Integracja optycznego magazynowania energii, optycznego magazynowania energii i ładowania, fotowoltaiczna produkcja wodoru i inne innowacyjne i zintegrowane zastosowania również stopniowo staną się ważnymi obszarami rozwoju, a falowniki będą otwierać nowe możliwości rozwoju.