Kvantitativt har International Energy Agency (IEA) tidigare släppt "Special Report on Photovoltaic Global Supply Chain", som visar att Kina sedan 2011 har investerat mer än 50 miljarder US-dollar för att utöka produktionskapaciteten för solcellsutrustning, vilket är 10 gånger Europas.Kina har skapat mer än 300 000 tillverkningsjobb;Kinas solcellstillverkningsindustri upptar minst 80 % av den globala produktionskapaciteten i alla produktionslänkar för solpaneler, från kiselmaterial, kiselgöt, wafers till celler och moduler, bland vilka den lägsta Den högsta är kiselmaterial (79,4 %), och den högsta är kiselgöt (96,8%).IEA förutspår vidare att 2025 kommer Kinas produktionskapacitet i vissa länkar att stå för 95 % eller mer.

Inte konstigt att IEA kommer att använda "dominera" för att beskriva statusen för Kinas solcellsindustri och till och med hävda att den utgör ett visst hot mot den globala solcellsförsörjningskedjan. "...nivån av geografisk koncentration i globala försörjningskedjor skapar också potentiella utmaningar regeringar måste ta itu med.” Om man tittar på det kvalitativt är det ännu mer intressant att en kommentar i ”New York Times” betraktar Kinas solcellsindustri som ett stort hot.Den sista "hotteorin" kan fortfarande vara 5G.

Men solpaneler är inte den enda länken i solcellsvärdekedjan som domineras av kinesiska företag.Den här artikeln fokuserar på en annan mindre känd, men lika kritisk enhet i solcellskraftgenereringssystem - den fotovoltaiska växelriktaren.

Inverter, hjärtat och hjärnan i solceller

Den fotovoltaiska växelriktaren kan omvandla den likström som genereras av solcellsmodulen till växelström med justerbar frekvens och kan användas för produktion och liv.Växelriktaren är också ansvarig för att maximera energigenereringskapaciteten för solcellspanelerna och tillhandahålla systemfelsskydd, inklusive men inte begränsat till automatisk drift och avstängningsfunktioner, maximal effektspårningskontrollfunktioner, en rad funktioner som krävs av nätanslutna system, etc. .

Med andra ord kan den fotovoltaiska växelriktarens kärnfunktion också sammanfattas som att spåra den maximala uteffekten från den fotovoltaiska moduluppsättningen och mata in dess energi till nätet med den minsta omvandlingsförlusten och den bästa strömkvaliteten.Utan "hjärtat och hjärnan" i detta solcellssystem skulle elektriciteten som produceras av nuvarande solceller inte vara tillgänglig för människor.

Ur industrikedjans position är växelriktaren placerad i nedströms solcellsindustrin, och den går in i länken i processen att bygga ett kraftgenereringssystem (oavsett vilken form).

Ur kostnadssynpunkt är andelen solcellsväxelriktare i kostnaden inte hög.Generellt är andelen distribuerade solcellssystem högre än andelen storskaliga markkraftverk.

De nuvarande fotovoltaiska växelriktarna har en mängd olika klassificeringsmetoder, som är vanligare och enkla att förstå, och som särskiljs efter produkttyper.Det finns huvudsakligen fyra typer: centraliserade, strängade, distribuerade och mikroväxelriktare.Bland dem skiljer sig mikroväxelriktaren ganska mycket från de andra tre enheterna och kan endast användas i små solcellskraftgenereringssystem, såsom solceller i hemmet, och är inte lämplig för storskaliga system.

Ur marknadsandelsperspektiv har strängväxelriktare intagit en absolut dominerande ställning, centraliserade växelriktare på andra plats med ett stort gap och andra typer stod för mycket lite.Enligt uppgifterna från CPIA står strängväxelriktare för 69,6 %, centraliserade växelriktare står för 27,7 %, distribuerade växelriktare har en marknadsandel på cirka 2,7 % och mikroväxelriktare är inte synliga.statistik.

Anledningen till att de vanligaste inverterprodukterna för närvarande är av strängtyp är att: driftspänningsområdet är brett och kraftgenereringsförmågan är stark i svagt ljus;en enda växelriktare styr några batterikomponenter, i allmänhet bara dussintals, vilket är mycket mindre än den centraliserade växelriktaren. Antalet tusentals generatorer, effekten av oväntade fel på den totala kraftgenereringseffektiviteten är relativt låg;drift- och underhållskostnaderna är låga, feldetekteringen är relativt enkel och när ett fel uppstår är felsökningstiden kort och felet och underhållet orsakar mindre förluster.

Det måste dock betonas att förutom storskaliga kraftverk har solcellsindustrin också många specifika tillämpningsscenarier, och det finns många typer av distribuerade solceller, såsom hushållssolceller, fabrikstak solceller, höghus solceller gardinväggar och så vidare.För sådana solcellsanläggningar har även staten motsvarande planer.Till exempel, i genomförandeplanen för koldioxidutsläpp i stads- och landsbygdsbyggande som utfärdades av ministeriet för bostäder och stads-landsbygdsutveckling och den nationella utvecklings- och reformkommissionen i juli, nämns det att senast 2025 kommer nya offentliga institutionsbyggnader, The roof solcellstäckningsgraden för den nybyggda fabriksbyggnaden kommer att nå 50 %.Olika tillämpningsscenarier har olika behov av solcellsväxelriktare, och med den snabba utvecklingen av solcellsindustrin kan effekterna av tekniska iterationer på industrin inte ignoreras, vilket gör marknadsstrukturen för solcellsväxelriktare osäker.

När det gäller marknadens storlek bör det konstateras att eftersom mer än ett ledande företag inom växelriktarbranschen inte har listats har det ofullständiga informationsutlämnandet orsakat vissa statistiska svårigheter, vilket resulterat i vissa skillnader i de uppgifter som lämnas av olika institutioner p.g.a. inflytande av kaliber.

Ur marknadsstorlekens perspektiv, enligt statistiken över leveranser: IHS Markits PV-växelriktarleveranser år 2021 är cirka 218 GW, en ökning från år till år med cirka 27 %;Wood Mackenzies data är mer än 225 GW, en ökning med 22 % från år till år.

Anledningen till att den nuvarande fotovoltaiska växelriktarindustrin har avsevärd konkurrenskraft beror främst på den avsevärda prisfördel som inhemska företags stabila kostnadskontrollförmåga ger.I detta skede har nästan alla typer av växelriktare i Kina en ganska uppenbar kostnadsfördel, och kostnaden per watt är bara cirka 50% eller till och med 20% av utlandskostnaden.

Kostnadsminskning och effektivitetsökning är riktningen för optimering

I det här skedet har inhemska fotovoltaiska växelriktare etablerat en viss konkurrensfördel, men det betyder naturligtvis inte att det inte finns någon möjlighet till ytterligare optimering i branschen.De huvudsakliga kostnadsminskningsvägarna för framtida fotovoltaiska växelriktare kommer att fokusera på tre aspekter: lokalisering av nyckelkomponenter, förbättring av effekttätheten och teknisk innovation.

När det gäller kostnadsstruktur står de direkta materialen i fotovoltaiska växelriktare för en mycket hög andel, som överstiger 80 %, som grovt sett kan delas in i fyra delar: krafthalvledare (främst IGBT), mekaniska delar (plastdelar, pressgjutgods, radiatorer, Plåtdelar etc.), hjälpmaterial (isoleringsmaterial, förpackningsmaterial etc.) och andra elektroniska komponenter (kondensatorer, induktorer, integrerade kretsar etc.).Det allmänna priset på material som används i fotovoltaiska växelriktare påverkas avsevärt av råvaror uppströms, produktionssvårigheten är inte hög, konkurrensen på marknaden är redan tillräcklig, ytterligare kostnadsminskning är svår och förhandlingsutrymmet är relativt begränsat, vilket inte kan ge mycket hjälp för ytterligare kostnadsreduktion av växelriktare.

Men halvledarenheter är olika.Krafthalvledare står för 10 % till 20 % av kostnaden för växelriktaren.De är kärnkomponenterna för att förverkliga växelriktarens DC-AC-växelriktarfunktion och direkt bestämma omvandlingseffektiviteten för utrustningen.Men på grund av de höga industribarriärerna för IGBT är lokaliseringsnivån i detta skede inte hög.

Detta gör att krafthalvledare har starkare prissättning än andra enheter.Det är också den globala halvledarbristen och prisökningarna sedan 2021 som har lett till uppenbar press på växelriktarnas vinst, och bruttovinstmarginalen för produkter har mestadels minskat.Med den snabba utvecklingen av inhemska halvledare förväntas växelriktarindustrin inse det lokala utbytet av IGBT i framtiden och uppnå total kostnadsminskning.

Ökningen i effekttäthet avser utveckling av produkter med högre effekt under samma vikt, eller lättare produkter under samma effekt, vilket därmed späder ut de fasta kostnaderna för konstruktionsdelar/hjälpmaterial och uppnår relativa kostnadsreduktionsresultat.Ur produktparametrarnas perspektiv förbättrar de aktuella olika växelriktarna verkligen ständigt märkeffekten och effekttätheten.

Teknologisk iteration är relativt okomplicerad.Inverterindustrin kan uppnå kostnadskontroll och ytterligare öppna upp vinstmarginaler genom att ytterligare optimera produktdesign, minska material, förbättra produktionsprocesser och byta till mer effektiva enheter.

Nästa värld, energilagring?

Förutom solceller är en annan marknadsriktning för den nuvarande växelriktarindustrin den lika heta energilagringen.

Fotovoltaisk kraftgenerering, särskilt distribuerade solcellssystem, har naturlig intermittens och volatilitet.Att ansluta till energilagringssystem för att uppnå kontinuerlig och stabil strömförsörjning är en allmänt erkänd lösning.

För att möta behoven hos det nya kraftsystemet kom Power Conversion System (PCS; ibland kallad energilagringsinverteraren för att underlätta förståelsen) till.PCS är ett elektrokemiskt system som förbinder batterisystemet och elnätet för att realisera dubbelriktad omvandling av elektrisk energi.Den kan inte bara omvandla växelström till likström för att ladda batteriet under lasttråget, utan även omvandla likströmmen i ackumulatorbatteriet till växelström under toppbelastningsperioden och ansluta till nätet..

Men på grund av de mer komplexa funktionerna har elnätet högre prestandakrav för växelriktare för energilagring, vilket resulterar i en avsevärd ökning av antalet komponenter som används, vilket kan vara nästan dubbelt så stort som för vanliga fotovoltaiska växelriktare.Samtidigt medför de komplexa funktionerna också högre tekniska barriärer.

På motsvarande sätt, även om den totala skalan inte är särskilt stor, har energilagringsväxelriktaren redan visat utmärkt lönsamhet, och bruttovinstmarginalen har en avsevärd fördel jämfört med solcellsväxelriktaren.

Att döma av branschens nuvarande situation började den utländska energilagringsmarknaden tidigare, och efterfrågan är starkare än i Kina.Inhemska företag har ännu inte etablerat en marknadsdominans liknande den för batterikomponenter och växelriktare i branschen.Marknadsskalan för växelriktare för energilagring i detta skede är dock inte stor, och det finns ett stort gap med fotovoltaiska växelriktare.Det finns ingen uppenbar skillnad i konkurrenskraft mellan inhemska och utländska företag, vilket främst är resultatet av företagsval.

För företag, även om det finns vissa tekniska hinder, har tekniken för energilagringsväxelriktare och solcellsväxelriktare samma ursprung, och det är inte särskilt svårt för företag att omvandla.Och på den inhemska marknaden, driven av både industri och politik, har energilagringsindustrin gått in i en period av snabb utveckling, med betydande marknadstillväxt och stark industrisäkerhet, vilket är en mycket tydlig affärsutvecklingsriktning för inverterföretag.

Faktum är att många företag har gynnats av energilagringsindustrins goda förväntningar.Att döma av resultatet 2021 har många företags affärsområden för energilagring visat stark tillväxt.Även om denna tillväxt har ett visst samband med den låga basen, är det tillräckligt för att bevisa att utvecklingen av energilagringsrelaterad utrustningstillverkning har stor säkerhet, och det råder ingen tvekan om att den har god affärslogik och tillväxt.

Den framtida kostnadsminskningsvägen för energilagringsväxelriktare är också relativt tydlig, vilket inte skiljer sig mycket från solcellsväxelriktare.Det fokuserar på att sänka priset på komponenter, särskilt det lokala utbytet av krafthalvledare.Eftersom antalet komponenter som används är mycket större, inhemskt producerade. Den kostnadsreducerande effekten av substitutionen kan förstärkas ytterligare.

Om växelriktarföretag påskyndar utvecklingen av produkter för energilagringsomvandlare, förlitar sig på den snabba utvecklingen av energilagringsindustrin och de etablerade konkurrensfördelarna med nätanslutna växelriktare, har vi all anledning att tro att den lokala industrin har alla möjligheter att lita på Kinas Fördelarna med tillverkning, reproduktionen av solcellsindustrins välstånd i värdekedjan för energilagring och inhemska företags kommersiella framgång är också naturliga resultat.