Čínsky invertor výrazne vzrástol na medzinárodnom trhu

Ako jedna z hlavných súčastí fotovoltaického systému má fotovoltaický invertor nielen funkciu konverzie DC/AC, ale aj funkciu maximalizácie výkonu solárneho článku a funkciu ochrany pred poruchami systému, čo priamo ovplyvňuje účinnosť výroby energie solárneho fotovoltaického systému.

V roku 2003 spoločnosť Sungrow Power, vedená Cao Renxianom, riaditeľom vysokej školy, uviedla na trh prvý čínsky fotovoltaický invertor s výkonom 10 kW pripojený k sieti s nezávislými právami duševného vlastníctva. Do roku 2009 však v Číne pôsobilo len veľmi málo podnikov zaoberajúcich sa výrobou invertorov a veľké množstvo zariadení bolo závislých od dovozu. Veľké množstvo zahraničných značiek, ako napríklad Emerson, SMA, Siemens, Schneider a ABB, sa tešilo vysokej úcte.

V poslednom desaťročí zaznamenal čínsky priemysel s invertormi vzostup. V roku 2010 dominovali európske a americké značky v prvej desiatke fotovoltaických invertorov na svete. Avšak do roku 2021 sa podľa údajov o podiele na trhu s invertormi čínske spoločnosti zaoberajúce sa invertormi zaradili medzi svetovú špičku.

V júni 2022 zverejnila spoločnosť IHS Markit, globálna autoritatívna výskumná inštitúcia, rebríček globálneho trhu s fotovoltaickými invertormi za rok 2021. V tomto zozname prešlo poradie čínskych podnikov zaoberajúcich sa fotovoltaickými invertormi ďalšími zmenami.

Od roku 2015 sú spoločnosti Sungrow Power a Huawei dvoma najväčšími dodávateľmi fotovoltaických invertorov na svete. Spoločne tvoria viac ako 40 % svetového trhu s invertormi. Nemecký podnik SMA, ktorý bol v histórii považovaný za referenčný bod pre čínske podniky v oblasti fotovoltaických invertorov, v roku 2021 ďalej klesol v rebríčku svetového trhu s invertormi z tretieho na piate miesto. A spoločnosť Jinlang Technology, siedma čínska spoločnosť zaoberajúca sa fotovoltaickými invertormi v roku 2020, predbehla starú spoločnosť zaoberajúcu sa invertormi a postúpila medzi tri najväčšie „vychádzajúce hviezdy“ na svete.

Čínske podniky zaoberajúce sa fotovoltaickými invertormi sa konečne stali tromi najlepšími na svete a vytvorili novú generáciu „trojnožného“ vzoru. Okrem toho výrobcovia invertorov, ktorých zastupujú spoločnosti Jinlang, Guriwat a Goodway, zrýchlili tempo svojho expanzie na more a sú široko používaní v Európe, Spojených štátoch, Latinskej Amerike a na ďalších trhoch; zahraniční výrobcovia, ako napríklad SMA, PE a SolerEdge, sa stále držia regionálnych trhov, ako je Európa, Spojené štáty a Brazília, ale ich podiel na trhu výrazne klesol.

Rýchly vzostup

Pred rokom 2012, v dôsledku prudkého nárastu trhu s fotovoltaikou v Európe, Spojených štátoch a ďalších krajinách a neustáleho nárastu inštalovanej kapacity, dominovali trhu s fotovoltaickými invertormi európske podniky. V tom čase nemecká spoločnosť SMA, ktorá sa zaoberá invertormi, predstavovala 22 % podiel na svetovom trhu s invertormi. Počas tohto obdobia využili tento trend prvé čínske spoločnosti zaoberajúce sa fotovoltaikou a začali sa presadzovať na medzinárodnej scéne. Po roku 2011 sa trh s fotovoltaikou v Európe začal meniť a prudko sa rozvinuli trhy v Austrálii a Severnej Amerike. Domáce spoločnosti zaoberajúce sa invertormi ho tiež rýchlo nasledovali. Uvádza sa, že v roku 2012 čínske spoločnosti zaoberajúce sa invertormi predstavovali viac ako 50 % podielu na trhu v Austrálii s výhodou vysokých nákladov a výkonu.

Od roku 2013 vydala čínska vláda referenčnú cenovú politiku elektriny a postupne sa spúšťali domáce projekty. Čínsky trh s fotovoltaikou vstúpil do rýchleho rozvojového pruhu a postupne nahradil Európu ako najväčší trh s fotovoltaickými inštaláciami na svete. V tejto súvislosti je ponuka centralizovaných meničov nedostatková a podiel na trhu sa kedysi blížil k 90 %. V súčasnosti sa spoločnosť Huawei rozhodla vstúpiť na trh so sériovým meničom, čo možno považovať za „dvojitú inverziu“ trhu s produktmi v Červenom mori a bežných produktov.

Vstup spoločnosti Huawei do oblasti fotovoltaických invertorov sa na jednej strane zameriava na široké rozvojové perspektívy fotovoltaického priemyslu. Zároveň má výroba invertorov podobnosti s podnikaním spoločnosti Huawei v oblasti komunikačných zariadení a riadenia spotreby energie „starou bankou“. Dokáže rýchlo kopírovať výhody migračnej technológie a dodávateľského reťazca, importovať existujúcich dodávateľov, výrazne znížiť náklady na výskum, vývoj a obstarávanie invertorov a rýchlo si vytvárať výhody.

V roku 2015 sa spoločnosť Huawei umiestnila na prvom mieste na globálnom trhu s fotovoltaickými invertormi a spoločnosť Sungrow Power tiež prvýkrát prekonala spoločnosť SMA. Čínsky fotovoltaický invertor sa doteraz konečne umiestnil na dvoch najvyšších miestach na svete a dokončil tak súťaž „invertorov“.

Od roku 2015 do roku 2018 domáci výrobcovia fotovoltaických invertorov naďalej rástli a rýchlo obsadili trh vďaka cenovým výhodám. Trhový podiel zahraničných výrobcov invertorov so starými značkami bol naďalej ovplyvňovaný. V oblasti malých výkonov si SolarEdge, Enphase a ďalší špičkoví výrobcovia invertorov stále dokážu obsadiť určitý podiel na trhu vďaka svojim výhodám v značkách a kanáloch, zatiaľ čo na trhu veľkých fotovoltaických elektrární s tvrdou cenovou konkurenciou klesá trhový podiel starých európskych a japonských výrobcov invertorov, ako sú SMA, ABB, Schneider, TMEIC, Omron atď.

Po roku 2018 sa niektorí zahraniční výrobcovia invertorov začali sťahovať z podnikania s fotovoltaickými invertormi. Pre veľkých elektrárenských gigantov tvoria fotovoltaické invertory relatívne malý podiel na ich podnikaní. Spoločnosti ABB, Schneider a ďalší výrobcovia invertorov sa tiež postupne stiahli z podnikania s invertormi.

Čínski výrobcovia invertorov začali zrýchľovať svoju expanziu na zámorské trhy. 27. júla 2018 spoločnosť Sungrow Power uviedla do prevádzky výrobnú základňu invertorov s kapacitou až 3 GW v Indii. Následne 27. augusta zriadila lokálne komplexné servisné stredisko v Spojených štátoch s cieľom posilniť zásoby v zámorí a popredajné servisné kapacity. Zároveň spoločnosti Huawei, Shangneng, Guriwat, Jinlang, Goodway a ďalší výrobcovia ďalej posilnili svoju expanziu na zahraničné trhy a rozšírili ju. Zároveň značky ako Sanjing Electric, Shouhang New Energy a Mosuo Power začali hľadať nové príležitosti v zahraničí.

Vzhľadom na trend na zahraničných trhoch, značkové podniky a zákazníci na súčasnom trhu v podstate dosiahli určitú rovnováhu medzi ponukou a dopytom a aj medzinárodné trhové vzorce sa v podstate upevnili. Niektoré rozvíjajúce sa trhy sa však stále aktívne rozvíjajú a môžu hľadať určité prielomy. Neustály rozvoj zahraničných rozvíjajúcich sa trhov prinesie čínskym podnikom zaoberajúcim sa invertormi nový impulz.

Od roku 2016 zaujímajú čínski výrobcovia invertorov vedúce postavenie na svetovom trhu s fotovoltaickými invertormi. Dvojitý faktor technologických inovácií a ich rozsiahleho využitia viedol k rýchlemu poklesu nákladov na všetky články fotovoltaického priemyslu a náklady na fotovoltaický systém klesli za 10 rokov o viac ako 90 %. Keďže ide o základné zariadenie fotovoltaického systému, náklady na fotovoltaický invertor na watt sa za posledných 10 rokov postupne znižovali z viac ako 1 juanu/W v počiatočnej fáze na približne 0,1 až 0,2 juanu/W v roku 2021 a na približne 1/10 tejto hodnoty pred 10 rokmi.

Zrýchliť segmentáciu

V počiatočnej fáze vývoja fotovoltaiky sa výrobcovia meničov zameriavali na znižovanie nákladov na zariadenia, maximálnu optimalizáciu sledovania výkonu a efektívnejšiu premenu energie. S neustálym vývojom technológií a modernizáciou systémových aplikácií integrovali meniče viac funkcií, ako je ochrana a oprava PID komponentov, integrácia s podporou sledovania, čistiaci systém a ďalšie periférne zariadenia, s cieľom zlepšiť výkon celej fotovoltaickej elektrárne a zabezpečiť maximalizáciu príjmov z výroby energie.

V poslednom desaťročí sa rozšírili možnosti použitia meničov a meniče musia čeliť rôznym zložitým geografickým prostrediam a extrémnemu počasiu, ako sú vysoké teploty v púšti, vysoká vlhkosť na mori a vysoká soľná hmla. Na jednej strane musí menič spĺňať vlastné potreby odvodu tepla a na druhej strane musí zlepšiť svoju úroveň ochrany, aby sa vyrovnal s drsným prostredím, čo nepochybne kladie vyššie požiadavky na dizajn konštrukcie meniča a materiálovú technológiu.

Vzhľadom na vysoké požiadavky vývojárov na kvalitu a účinnosť výroby energie sa priemysel fotovoltaických invertorov vyvíja smerom k vyššej spoľahlivosti, účinnosti konverzie a nízkym nákladom.

Tvrdá konkurencia na trhu priniesla neustálu technologickú modernizáciu. Približne v roku 2010 bola hlavná topológia obvodu FV invertora dvojúrovňová s účinnosťou konverzie približne 97 %. Dnes maximálna účinnosť invertorov hlavných výrobcov na svete vo všeobecnosti prekročila 99 % a ďalším cieľom je 99,5 %. V druhej polovici roka 2020 fotovoltaické moduly uviedli na trh vysokovýkonné moduly založené na kremíkových čipoch s veľkosťou 182 mm a 210 mm. Za menej ako pol roka niekoľko spoločností, ako napríklad Huawei, Sungrow Power, TBEA, Kehua Digital Energy, Hewang, Guriwat a Jinlang Technology, rýchlo nasledovalo a postupne uviedlo na trh vysokovýkonné sériové invertory, ktoré im zodpovedajú.

Podľa údajov Čínskej asociácie fotovoltického priemyslu v súčasnosti na domácom trhu s fotovoltickými invertormi stále dominujú reťazcové invertory a centralizované invertory, zatiaľ čo ostatné mikro a distribuované invertory tvoria relatívne malý podiel. S rýchlym rastom trhu s distribuovanou fotovoltaikou a nárastom podielu reťazcových invertorov v centralizovaných fotovoltaických elektrárňach sa celkový podiel reťazcových invertorov medziročne zvyšuje a v roku 2020 prekročil 60 %, zatiaľ čo podiel centralizovaných invertorov je menej ako 30 %. V budúcnosti sa s rozsiahlym používaním sériových invertorov vo veľkých pozemných elektrárňach ich podiel na trhu ešte zvýši.

Z pohľadu štruktúry trhu s invertormi ukazuje rozloženie rôznych výrobcov, že solárne zdroje a produkty SMA sú kompletné a existujú podniky zaoberajúce sa centralizovanými invertormi aj sériovými invertormi. Spoločnosti Power Electronics a Shangneng Electric používajú prevažne centralizované invertory. Huawei, SolarEdge, Jinlang Technology a Goodway sú založené na reťazcových invertoroch, pričom produkty Huawei sú prevažne veľké reťazcové invertory pre veľké pozemné elektrárne a priemyselné a komerčné fotovoltaické systémy, zatiaľ čo posledné tri sú určené prevažne pre domácnosti. Spoločnosti Emphase, Hemai a Yuneng Technology používajú prevažne mikro invertory.

Na globálnom trhu sú hlavnými typmi sériové a centralizované meniče. V Číne je trhový podiel centralizovaných a sériových meničov stabilný na viac ako 90 %.

V budúcnosti sa vývoj invertorov bude diverzifikovať. Na jednej strane sú rôzne typy aplikácií fotovoltaických elektrární a rôzne aplikácie, ako napríklad púšť, more, distribuované strešné elektrárne a BIPV, sa rozširujú s rôznymi požiadavkami na invertory. Na druhej strane, rýchly rozvoj výkonovej elektroniky, komponentov a ďalších nových technológií, ako aj integrácia s umelou inteligenciou, veľkými dátami, internetom a ďalšími technológiami, tiež poháňajú neustály pokrok odvetvia invertorov. Invertory sa vyvíjajú smerom k vyššej účinnosti, vyššej úrovni výkonu, vyššiemu jednosmernému napätiu, inteligentnejším, bezpečnejším, silnejšej environmentálnej prispôsobivosti a priateľskejšej prevádzke a údržbe.

Okrem toho, s rozsiahlym využívaním obnoviteľnej energie vo svete sa zvyšuje miera penetrácie fotovoltaiky a meniče potrebujú silnejšiu podpornú kapacitu siete, aby spĺňali požiadavky stabilnej prevádzky a rýchlej dispečerskej reakcie slaboprúdovej siete. Integrácia optického úložiska, integrácia optického úložiska a nabíjania, výroba fotovoltaického vodíka a ďalšie inovatívne a integrované aplikácie sa tiež postupne stanú dôležitým spôsobom a meniče otvoria väčší priestor pre rozvoj.