Biến tần của Trung Quốc đã tăng mạnh trên thị trường quốc tế

Là một trong những thành phần cốt lõi của hệ thống quang điện, biến tần quang điện không chỉ có chức năng chuyển đổi DC/AC mà còn có chức năng tối đa hóa hiệu suất của tế bào quang điện và chức năng bảo vệ sự cố hệ thống, ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất phát điện của hệ thống quang điện mặt trời.

Năm 2003, Sungrow Power do Cao Renxian, hiệu trưởng trường đại học, đứng đầu đã cho ra mắt bộ biến tần quang điện hòa lưới 10kW đầu tiên của Trung Quốc có quyền sở hữu trí tuệ độc lập. Nhưng cho đến năm 2009, có rất ít doanh nghiệp sản xuất biến tần tại Trung Quốc và một lượng lớn thiết bị phụ thuộc vào nhập khẩu. Một số lượng lớn các thương hiệu nước ngoài như Emerson, SMA, Siemens, Schneider và ABB được đánh giá cao.

Trong thập kỷ qua, ngành công nghiệp biến tần của Trung Quốc đã đạt được sự gia tăng. Năm 2010, 10 biến tần quang điện hàng đầu thế giới do các thương hiệu châu Âu và Mỹ thống trị. Tuy nhiên, đến năm 2021, theo dữ liệu xếp hạng thị phần biến tần, các doanh nghiệp biến tần của Trung Quốc đã xếp hạng trong số những doanh nghiệp hàng đầu thế giới.

Vào tháng 6 năm 2022, IHS Markit, một tổ chức nghiên cứu có thẩm quyền toàn cầu, đã công bố danh sách xếp hạng thị trường biến tần PV toàn cầu năm 2021. Trong danh sách này, thứ hạng của các doanh nghiệp biến tần PV Trung Quốc đã có nhiều thay đổi hơn.

Từ năm 2015, Sungrow Power và Huawei là hai công ty đứng đầu về lô hàng biến tần PV toàn cầu. Tổng cộng, họ chiếm hơn 40% thị trường biến tần toàn cầu. Doanh nghiệp Đức SMA, được coi là chuẩn mực cho các doanh nghiệp biến tần PV của Trung Quốc trong lịch sử, đã tiếp tục tụt hạng trong bảng xếp hạng thị trường biến tần toàn cầu năm 2021, từ thứ ba xuống thứ năm. Và Jinlang Technology, công ty biến tần quang điện Trung Quốc thứ bảy năm 2020, đã vượt qua công ty biến tần cũ và được thăng hạng lên top ba "ngôi sao đang lên" trên thế giới.

Các doanh nghiệp biến tần quang điện của Trung Quốc cuối cùng đã trở thành ba doanh nghiệp hàng đầu thế giới, hình thành nên một thế hệ mới của mô hình “chân máy”. Ngoài ra, các nhà sản xuất biến tần đại diện là Jinlang, Guriwat và Goodway đã đẩy nhanh tốc độ tiến ra biển và được sử dụng rộng rãi ở Châu Âu, Hoa Kỳ, Châu Mỹ Latinh và các thị trường khác; Các nhà sản xuất ở nước ngoài như SMA, PE và SolerEdge vẫn bám sát các thị trường khu vực như Châu Âu, Hoa Kỳ và Brazil, nhưng thị phần đã giảm đáng kể.

Tăng nhanh

Trước năm 2012, do sự bùng nổ của thị trường quang điện ở Châu Âu và Hoa Kỳ và các quốc gia khác và công suất lắp đặt liên tục tăng, thị trường biến tần quang điện đã bị các doanh nghiệp Châu Âu thống trị. Vào thời điểm đó, doanh nghiệp biến tần Đức SMA chiếm 22% thị phần biến tần toàn cầu. Trong giai đoạn này, các doanh nghiệp quang điện thành lập sớm của Trung Quốc đã tận dụng xu hướng này và bắt đầu nổi lên trên trường quốc tế. Sau năm 2011, thị trường quang điện ở Châu Âu bắt đầu chuyển dịch và các thị trường ở Úc và Bắc Mỹ bùng nổ. Các doanh nghiệp biến tần trong nước cũng nhanh chóng theo sau. Có thông tin cho biết vào năm 2012, các doanh nghiệp biến tần Trung Quốc chiếm hơn 50% thị phần tại Úc với lợi thế về hiệu suất chi phí cao.

Từ năm 2013, chính phủ Trung Quốc đã ban hành chính sách giá điện chuẩn, các dự án trong nước liên tiếp được triển khai. Thị trường quang điện của Trung Quốc đã bước vào giai đoạn phát triển nhanh chóng, dần thay thế châu Âu trở thành thị trường lắp đặt quang điện lớn nhất thế giới. Trong bối cảnh này, nguồn cung biến tần tập trung đang khan hiếm, thị phần từng gần 90%. Hiện tại, Huawei đã quyết định tham gia thị trường với biến tần nối tiếp, có thể coi là “đảo ngược kép” thị trường Biển Đỏ và các sản phẩm chính thống.

Huawei gia nhập lĩnh vực biến tần quang điện, một mặt tập trung vào triển vọng phát triển rộng lớn của ngành công nghiệp quang điện. Đồng thời, sản xuất biến tần có điểm tương đồng với doanh nghiệp thiết bị truyền thông và quản lý điện năng “ngân hàng cũ” của Huawei. Có thể nhanh chóng sao chép lợi thế của công nghệ di cư và chuỗi cung ứng, nhập khẩu các nhà cung cấp hiện có, giảm đáng kể chi phí nghiên cứu phát triển và mua sắm biến tần, nhanh chóng hình thành lợi thế.

Năm 2015, Huawei xếp hạng nhất trên thị trường biến tần PV toàn cầu, Sungrow Power cũng lần đầu tiên vượt qua SMA. Cho đến nay, biến tần quang điện của Trung Quốc cuối cùng đã giành được hai vị trí hàng đầu thế giới và hoàn thành một vở kịch “biến tần”.

Từ năm 2015 đến năm 2018, các nhà sản xuất biến tần PV trong nước tiếp tục tăng và nhanh chóng chiếm lĩnh thị trường với lợi thế về giá. Thị phần của các nhà sản xuất biến tần thương hiệu cũ ở nước ngoài tiếp tục bị ảnh hưởng. Trong lĩnh vực điện nhỏ, SolarEdge, Enphase và các nhà sản xuất biến tần cao cấp khác vẫn có thể chiếm lĩnh một thị phần nhất định nhờ vào lợi thế về thương hiệu và kênh phân phối của họ, trong khi trên thị trường các nhà máy điện quang điện lớn với sự cạnh tranh khốc liệt về giá, thị phần của các nhà sản xuất biến tần cũ của Châu Âu và Nhật Bản như SMA, ABB, Schneider, TMEIC, Omron, v.v. đang giảm dần.

Sau năm 2018, một số nhà sản xuất biến tần ở nước ngoài bắt đầu rút khỏi hoạt động kinh doanh biến tần PV. Đối với các công ty điện lớn, biến tần quang điện chiếm tỷ lệ tương đối nhỏ trong hoạt động kinh doanh của họ. ABB, Schneider và các nhà sản xuất biến tần khác cũng đã lần lượt rút khỏi hoạt động kinh doanh biến tần.

Các nhà sản xuất biến tần Trung Quốc bắt đầu đẩy nhanh việc bố trí thị trường nước ngoài. Vào ngày 27 tháng 7 năm 2018, Sungrow Power đã đưa vào sử dụng một cơ sở sản xuất biến tần có công suất lên tới 3GW tại Ấn Độ. Sau đó, vào ngày 27 tháng 8, công ty đã thành lập một trung tâm dịch vụ toàn diện tại địa phương tại Hoa Kỳ để tăng cường khả năng dự trữ hàng dự phòng ở nước ngoài và dịch vụ sau bán hàng. Đồng thời, Huawei, Shangneng, Guriwat, Jinlang, Goodway và các nhà sản xuất khác đã tiếp tục tăng cường củng cố và mở rộng bố trí ở nước ngoài. Đồng thời, các thương hiệu như Sanjing Electric, Shouhang New Energy và Mosuo Power bắt đầu tìm kiếm các cơ hội mới ở nước ngoài.

Xét theo mô hình thị trường nước ngoài, các doanh nghiệp thương hiệu và khách hàng trên thị trường hiện tại về cơ bản đã đạt được sự cân bằng nhất định về cung và cầu, mô hình thị trường quốc tế cũng đã cơ bản được củng cố. Tuy nhiên, một số thị trường mới nổi vẫn đang theo hướng phát triển tích cực và có thể tìm kiếm những đột phá nhất định. Sự phát triển liên tục của các thị trường mới nổi ở nước ngoài sẽ mang lại động lực mới cho các doanh nghiệp biến tần Trung Quốc.

Từ năm 2016, các nhà sản xuất biến tần Trung Quốc đã chiếm vị trí hàng đầu trên thị trường biến tần quang điện thế giới. Hai yếu tố đổi mới công nghệ và ứng dụng quy mô lớn đã thúc đẩy sự suy giảm nhanh chóng về chi phí của tất cả các mắt xích trong chuỗi ngành công nghiệp PV và chi phí của hệ thống PV đã giảm hơn 90% trong 10 năm. Là thiết bị cốt lõi của hệ thống PV, chi phí của biến tần PV trên mỗi watt đã giảm dần trong 10 năm qua, từ hơn 1 nhân dân tệ/W trong giai đoạn đầu xuống còn khoảng 0,1~0,2 nhân dân tệ/W vào năm 2021 và xuống còn khoảng 1/10 so với 10 năm trước.

Tăng tốc phân đoạn

Trong giai đoạn đầu phát triển quang điện, các nhà sản xuất biến tần tập trung vào việc giảm chi phí thiết bị, tối ưu hóa theo dõi công suất tối đa và chuyển đổi năng lượng hiệu quả hơn. Với sự phát triển liên tục của công nghệ và nâng cấp ứng dụng hệ thống, biến tần đã tích hợp nhiều chức năng hơn, chẳng hạn như bảo vệ và sửa chữa PID thành phần, tích hợp với hỗ trợ theo dõi, hệ thống làm sạch và các thiết bị ngoại vi khác, để cải thiện hiệu suất của toàn bộ nhà máy điện quang điện và đảm bảo tối đa hóa thu nhập phát điện.

Trong thập kỷ qua, các kịch bản ứng dụng của biến tần đã tăng lên và chúng cần phải đối mặt với nhiều môi trường địa lý phức tạp và thời tiết khắc nghiệt, chẳng hạn như nhiệt độ cao ở sa mạc, độ ẩm cao ngoài khơi và sương muối cao. Một mặt, biến tần cần đáp ứng nhu cầu tản nhiệt của chính nó, mặt khác, nó cần cải thiện mức độ bảo vệ để đối phó với môi trường khắc nghiệt, điều này chắc chắn đặt ra các yêu cầu cao hơn đối với thiết kế cấu trúc biến tần và công nghệ vật liệu.

Trong bối cảnh các nhà phát triển yêu cầu cao về chất lượng và hiệu quả phát điện, ngành biến tần quang điện đang phát triển theo hướng độ tin cậy cao hơn, hiệu suất chuyển đổi cao hơn và chi phí thấp.

Sự cạnh tranh khốc liệt của thị trường đã mang lại sự nâng cấp công nghệ liên tục. Vào khoảng năm 2010, cấu trúc mạch chính của biến tần PV là mạch hai cấp, với hiệu suất chuyển đổi khoảng 97%. Ngày nay, hiệu suất tối đa của biến tần của các nhà sản xuất chính thống trên thế giới nói chung đã vượt quá 99% và mục tiêu tiếp theo là 99,5%. Trong nửa cuối năm 2020, các mô-đun quang điện đã ra mắt các mô-đun công suất cao dựa trên kích thước chip silicon 182mm và 210mm. Trong vòng chưa đầy nửa năm, một số doanh nghiệp như Huawei, Sungrow Power, TBEA, Kehua Digital Energy, Hewang, Guriwat và Jinlang Technology đã nhanh chóng theo sau và liên tiếp ra mắt các biến tần nối tiếp công suất cao phù hợp với họ.

Theo số liệu của Hiệp hội Công nghiệp Quang điện Trung Quốc, hiện nay, thị trường biến tần PV trong nước vẫn do biến tần chuỗi và biến tần tập trung thống trị, trong khi các biến tần vi mô và phân tán khác chiếm tỷ lệ tương đối nhỏ. Với sự tăng trưởng nhanh chóng của thị trường quang điện phân tán và sự gia tăng tỷ lệ biến tần chuỗi trong các nhà máy điện quang điện tập trung, tỷ lệ chung của biến tần chuỗi đã tăng theo từng năm, vượt quá 60% vào năm 2020, trong khi tỷ lệ biến tần tập trung là dưới 30%. Trong tương lai, với việc ứng dụng rộng rãi các biến tần nối tiếp trong các nhà máy điện mặt đất lớn, thị phần của chúng sẽ còn tăng hơn nữa.

Theo quan điểm về cấu trúc thị trường biến tần, bố cục của các nhà sản xuất khác nhau cho thấy nguồn cung cấp điện mặt trời và các sản phẩm SMA đã hoàn thiện, và có cả doanh nghiệp biến tần tập trung và biến tần nối tiếp. Power Electronics và Shangneng Electric chủ yếu sử dụng biến tần tập trung. Huawei, SolarEdge, Jinlang Technology và Goodway đều dựa trên biến tần chuỗi, trong đó các sản phẩm của Huawei chủ yếu là biến tần chuỗi lớn cho các nhà máy điện mặt đất lớn và hệ thống quang điện công nghiệp và thương mại, trong khi ba sản phẩm sau chủ yếu dành cho thị trường hộ gia đình. Emphase, Hemai và Yuneng Technology chủ yếu sử dụng biến tần vi mô.

Trên thị trường toàn cầu, biến tần nối tiếp và biến tần tập trung là loại chính. Ở Trung Quốc, thị phần biến tần tập trung và biến tần nối tiếp ổn định ở mức hơn 90%.

Trong tương lai, sự phát triển của biến tần sẽ được đa dạng hóa. Một mặt, các loại ứng dụng của nhà máy điện quang điện được đa dạng hóa và các ứng dụng khác nhau như sa mạc, biển, mái nhà phân tán và BIPV đang gia tăng, với các yêu cầu khác nhau đối với biến tần. Mặt khác, sự phát triển nhanh chóng của điện tử công suất, các thành phần và các công nghệ mới khác, cũng như sự tích hợp với AI, dữ liệu lớn, Internet và các công nghệ khác, cũng thúc đẩy sự tiến bộ liên tục của ngành biến tần. Biến tần đang phát triển theo hướng hiệu suất cao hơn, mức công suất cao hơn, điện áp DC cao hơn, thông minh hơn, an toàn hơn, khả năng thích ứng với môi trường mạnh hơn và vận hành và bảo trì thân thiện hơn.

Ngoài ra, với việc ứng dụng năng lượng tái tạo trên quy mô lớn trên thế giới, tỷ lệ thâm nhập PV ngày càng tăng và biến tần cần có khả năng hỗ trợ lưới điện mạnh hơn để đáp ứng yêu cầu vận hành ổn định và phản ứng điều độ nhanh của lưới điện yếu. Tích hợp lưu trữ quang, tích hợp lưu trữ và sạc quang, sản xuất hydro quang điện và các ứng dụng tích hợp và sáng tạo khác cũng sẽ dần trở thành một cách quan trọng và biến tần sẽ mở ra không gian phát triển lớn hơn.