Cuantitativamente, la Agencia Internacional de Energía (AIE) publicó previamente el “Informe especial sobre la cadena de suministro global fotovoltaica”, que muestra que desde 2011, China ha invertido más de 50 mil millones de dólares estadounidenses para expandir la capacidad de producción de equipos fotovoltaicos, que es 10 veces mayor. el de Europa.China ha creado más de 300.000 puestos de trabajo en el sector manufacturero;La industria manufacturera fotovoltaica de China ocupa al menos el 80 % de la capacidad de producción mundial en todos los eslabones de producción de paneles solares, desde materiales de silicio, lingotes de silicio, obleas hasta células y módulos, entre los cuales el más bajo El más alto es el material de silicio (79,4 %), y el más alto es el lingote de silicio (96,8%).La AIE predice además que para 2025, la capacidad de producción de China en ciertos enlaces representará el 95% o más.

No es de extrañar que la AIE use "dominar" para describir el estado de la industria fotovoltaica de China, e incluso afirmar que representa una cierta amenaza para la cadena de suministro fotovoltaica global. “... el nivel de concentración geográfica en las cadenas de suministro globales también crea desafíos potenciales que los gobiernos deben abordar”. Si lo observa cualitativamente, es aún más interesante que un comentario en el “New York Times” considere a la industria fotovoltaica de China como una gran amenaza.La última "teoría de la amenaza" aún puede ser 5G.

Pero los paneles solares no son el único eslabón en la cadena de valor fotovoltaica dominada por empresas chinas.Este artículo se centra en otro dispositivo menos conocido pero igualmente crítico en los sistemas de generación de energía fotovoltaica: el inversor fotovoltaico.

Inversor, el corazón y el cerebro de la fotovoltaica

El inversor fotovoltaico puede convertir la corriente continua generada por el módulo de celdas solares en corriente alterna con frecuencia ajustable y puede usarse para la producción y la vida.El inversor también es responsable de maximizar la capacidad de generación de energía de los paneles fotovoltaicos y proporcionar protección contra fallas del sistema, incluidas, entre otras, funciones de operación y apagado automático, funciones de control de seguimiento de potencia máxima, una serie de funciones requeridas por los sistemas conectados a la red, etc. .

En otras palabras, la función central del inversor fotovoltaico también se puede resumir como el seguimiento de la potencia de salida máxima del conjunto de módulos fotovoltaicos y la alimentación de su energía a la red con la menor pérdida de conversión y la mejor calidad de energía.Sin el “corazón y el cerebro” de este sistema fotovoltaico, la electricidad que producen las células solares actuales no estaría disponible para los humanos.

Desde la perspectiva de la posición de la cadena industrial, el inversor se encuentra aguas abajo de la industria fotovoltaica y entra en el eslabón en el proceso de construcción de un sistema de generación de energía (sin importar la forma).

Desde el punto de vista del coste, la proporción de inversores fotovoltaicos en el coste no es alta.En general, la proporción de sistemas fotovoltaicos distribuidos es mayor que la de las centrales eléctricas terrestres a gran escala.

Los inversores fotovoltaicos actuales tienen una variedad de métodos de clasificación, que son más comunes y fáciles de entender, y se distinguen por tipos de productos.Existen principalmente cuatro tipos: centralizados, cadenas, distribuidos y microinversores.Entre ellos, el microinversor es bastante diferente de los otros tres dispositivos y solo se puede utilizar en pequeños sistemas de generación de energía fotovoltaica, como la fotovoltaica doméstica, y no es adecuado para sistemas a gran escala.

Desde la perspectiva de la cuota de mercado, los inversores de cadena han tomado una posición dominante absoluta, los inversores centralizados ocuparon el segundo lugar con una gran brecha y otros tipos representaron muy poco.Según los datos proporcionados por CPIA, los inversores de cadena representan el 69,6 %, los inversores centralizados representan el 27,7 %, los inversores distribuidos tienen una cuota de mercado de alrededor del 2,7 % y los micro inversores no son visibles.Estadísticas.

La razón por la cual la mayoría de los productos inversores actuales son del tipo de cadena es que: el rango de voltaje operativo es amplio y la capacidad de generación de energía es fuerte en condiciones de poca luz;un solo inversor controla pocos componentes de la batería, generalmente solo docenas, que es mucho más pequeño que el inversor centralizado La cantidad de miles de generadores, el impacto de fallas inesperadas en la eficiencia general de generación de energía es relativamente bajo;los costos de operación y mantenimiento son bajos, la detección de fallas es relativamente fácil y cuando ocurre una falla, el tiempo de resolución de problemas es corto y la falla y el mantenimiento causan menos pérdidas.

Sin embargo, debe enfatizarse que, además de las plantas de energía a gran escala, la industria fotovoltaica también tiene numerosos escenarios de aplicación específicos, y hay muchos tipos de energía fotovoltaica distribuida, como energía fotovoltaica doméstica, energía fotovoltaica para techos de fábricas, energía fotovoltaica para edificios de gran altura. muros cortina, etc.Para tales instalaciones de generación de energía fotovoltaica, el estado también tiene planes correspondientes.Por ejemplo, en el Plan de Implementación para el Pico de Carbono en la Construcción Urbana y Rural emitido por el Ministerio de Vivienda y Desarrollo Urbano-Rural y la Comisión Nacional de Desarrollo y Reforma en julio, se menciona que para 2025, nuevos edificios de instituciones públicas, El techo la tasa de cobertura fotovoltaica del edificio de la fábrica recién construido alcanzará el 50%.Los diferentes escenarios de aplicación tienen diferentes necesidades para los inversores fotovoltaicos y, con el rápido desarrollo de la industria fotovoltaica, no se puede ignorar el impacto de las iteraciones tecnológicas en la industria, lo que hace que la estructura del mercado de los inversores fotovoltaicos sea incierta.

En cuanto al tamaño del mercado, cabe señalar que debido a que más de una empresa líder en la industria de inversores no ha sido incluida en la lista, la divulgación de información incompleta ha causado ciertas dificultades estadísticas, lo que ha dado lugar a ciertas diferencias en los datos proporcionados por diferentes instituciones debido a la influencia del calibre.

Desde la perspectiva del tamaño del mercado, según las estadísticas de envíos: los envíos de inversores fotovoltaicos de IHS Markit en 2021 son de unos 218 GW, un aumento interanual de alrededor del 27 %;Los datos de Wood Mackenzie superan los 225 GW, un aumento interanual del 22 %.

La razón por la cual la industria actual de inversores fotovoltaicos tiene una competitividad considerable se debe principalmente a la considerable ventaja de precio que brinda la capacidad estable de control de costos de las empresas nacionales.En esta etapa, casi todos los tipos de inversores en China tienen una ventaja de costos bastante obvia, y el costo por vatio es solo alrededor del 50% o incluso el 20% del costo en el extranjero.

La reducción de costos y el aumento de la eficiencia es la dirección de la optimización

En esta etapa, los inversores fotovoltaicos domésticos han establecido una cierta ventaja competitiva, pero por supuesto esto no significa que no haya posibilidad de una mayor optimización en la industria.Las principales vías de reducción de costes para los futuros inversores fotovoltaicos se centrarán en tres aspectos: localización de componentes clave, mejora de la densidad de potencia e innovación tecnológica.

En cuanto a la estructura de costes, los materiales directos de los inversores fotovoltaicos representan una proporción muy elevada, superior al 80%, que se pueden dividir a grandes rasgos en cuatro partes: semiconductores de potencia (principalmente IGBT), piezas mecánicas (piezas de plástico, fundición a presión, radiadores, piezas de chapa, etc.), materiales auxiliares (materiales aislantes, materiales de embalaje, etc.), y otros componentes electrónicos (condensadores, bobinas, circuitos integrados, etc.).El precio general de los materiales utilizados en los inversores fotovoltaicos se ve significativamente afectado por las materias primas aguas arriba, la dificultad de producción no es alta, la competencia en el mercado ya es suficiente, la reducción de costos es difícil y el espacio de negociación es relativamente limitado, lo que no puede proporcionar mucho. ayuda para una mayor reducción de costos de los inversores.

Pero los dispositivos semiconductores son diferentes.Los semiconductores de potencia representan del 10% al 20% del costo del inversor.Son los componentes principales para realizar la función de inversor DC-AC del inversor y determinan directamente la eficiencia de conversión del equipo.Sin embargo, debido a las altas barreras de la industria de los IGBT, el nivel de localización en esta etapa no es alto.

Esto hace que los semiconductores de potencia tengan un poder de fijación de precios más fuerte que otros dispositivos.También es la escasez mundial de semiconductores y los aumentos de precios desde 2021 lo que ha llevado a una presión obvia sobre las ganancias de los inversores, y el margen de ganancias brutas de los productos ha disminuido en su mayoría.Con el rápido desarrollo de los semiconductores domésticos, se espera que la industria de inversores realice el reemplazo localizado de IGBT en el futuro y logre una reducción general de costos.

El aumento de la densidad de potencia se refiere al desarrollo de productos con mayor potencia con el mismo peso, o productos más livianos con la misma potencia, diluyendo así los costos fijos de piezas estructurales/materiales auxiliares y logrando resultados de reducción relativa de costos.Desde la perspectiva de los parámetros del producto, los diversos inversores actuales mejoran constantemente la potencia nominal y la densidad de potencia.

La iteración tecnológica es relativamente sencilla.La industria de los inversores puede lograr el control de costos y ampliar aún más los márgenes de ganancias al optimizar aún más el diseño del producto, reducir los materiales, mejorar los procesos de producción y cambiar a dispositivos más eficientes.

El próximo mundo, ¿almacenamiento de energía?

Además de la fotovoltaica, otra dirección de mercado de la industria de inversores actual es el almacenamiento de energía igualmente caliente.

La generación de energía fotovoltaica, especialmente los sistemas fotovoltaicos distribuidos, tiene intermitencia y volatilidad naturales.La conexión a sistemas de almacenamiento de energía para lograr un suministro de energía continuo y estable es una solución ampliamente reconocida.

Para satisfacer las necesidades del nuevo sistema de energía, se creó el Sistema de conversión de energía (PCS; a veces denominado inversor de almacenamiento de energía para facilitar la comprensión).PCS es un sistema electroquímico que conecta el sistema de baterías y la red eléctrica para realizar una conversión bidireccional de energía eléctrica.No solo puede convertir la corriente alterna en corriente continua para cargar la batería durante el período de carga, sino también convertir la corriente continua en la batería de almacenamiento en corriente alterna durante el período de carga máxima y conectarse a la red..

Sin embargo, debido a las funciones más complejas, la red eléctrica tiene mayores requisitos de rendimiento para los inversores de almacenamiento de energía, lo que da como resultado un aumento sustancial en la cantidad de componentes utilizados, que puede ser casi el doble que los inversores fotovoltaicos ordinarios.Al mismo tiempo, las funciones complejas también traen mayores barreras técnicas.

En consecuencia, aunque la escala general no es muy grande, el inversor de almacenamiento de energía ya ha mostrado una excelente rentabilidad y el margen de beneficio bruto tiene una ventaja considerable sobre el inversor fotovoltaico.

A juzgar por la situación actual de la industria, el mercado de almacenamiento de energía en el extranjero comenzó antes y la demanda es más fuerte que en China.Las empresas nacionales aún no han establecido un dominio de mercado similar al de los componentes de baterías e inversores en la industria.Sin embargo, la escala de mercado de los inversores de almacenamiento de energía en esta etapa no es grande y existe una gran brecha con los inversores fotovoltaicos.No existe una diferencia obvia en la competitividad entre empresas nacionales y extranjeras, que es principalmente el resultado de elecciones comerciales.

Para las empresas, aunque existen ciertas barreras técnicas, la tecnología de los inversores de almacenamiento de energía y los inversores fotovoltaicos tiene el mismo origen, y no es muy difícil para las empresas transformarse.Y en el mercado nacional, impulsado tanto por la industria como por la política, la industria del almacenamiento de energía ha entrado en un período de rápido desarrollo, con un crecimiento considerable del mercado y una fuerte certeza industrial, que es una dirección de desarrollo comercial muy clara para las empresas de inversores.

De hecho, muchas empresas se han beneficiado de las buenas expectativas de la industria del almacenamiento de energía.A juzgar por el desempeño en 2021, las líneas de negocio de almacenamiento de energía de muchas empresas han mostrado un fuerte crecimiento.Aunque este crecimiento tiene cierta relación con la base baja, es suficiente para demostrar que el desarrollo de la fabricación de equipos relacionados con el almacenamiento de energía tiene una gran certeza y no hay duda de que tiene una buena lógica comercial y crecimiento.

La ruta futura de reducción de costos de los inversores de almacenamiento de energía también es relativamente clara, que no es muy diferente de los inversores fotovoltaicos.Se centra en la reducción del precio de los componentes, especialmente la sustitución localizada de semiconductores de potencia.Dado que el número de componentes utilizados es mucho mayor, se produce en el país. El efecto de reducción de costos que trae consigo la sustitución puede magnificarse aún más.

Si las empresas de inversores aceleran el desarrollo de productos convertidores de almacenamiento de energía, confiando en el rápido desarrollo de la industria de almacenamiento de energía y las ventajas competitivas establecidas de los inversores conectados a la red, tenemos todas las razones para creer que la industria local tiene todas las oportunidades para confiar en China. Las ventajas de la fabricación, la reproducción de la prosperidad de la industria fotovoltaica en la cadena de valor del almacenamiento de energía y el éxito comercial de las empresas nacionales también son resultados naturales.