Сандық түрде, Халықаралық энергетикалық агенттік (ХЭА) бұрын «Фотоэлектрлік жаһандық жеткізу тізбегі туралы арнайы баяндаманы» шығарды, ол 2011 жылдан бері Қытайдың фотоэлектрлік жабдықтың өндірістік қуатын кеңейту үшін 50 миллиард АҚШ долларынан астам инвестиция салғанын көрсетеді, бұл 10 есе көп. Еуропаныкі.Қытайда 300 000-нан астам өндірістік жұмыс орны ашылды;Қытайдың фотоэлектрлік өңдеу өнеркәсібі кремний материалдарынан, кремний құймаларынан, пластинкалардан бастап ұяшықтар мен модульдерге дейін күн панельдерінің барлық өндірістік буындары бойынша әлемдік өндірістік қуаттың кем дегенде 80% алады, олардың ішінде ең төменгісі - кремний материалы (79,4%) және ең жоғары кремний құймасы (96,8%).IEA бұдан әрі 2025 жылға қарай Қытайдың белгілі бір буындардағы өндірістік қуаты 95% немесе одан да көп болады деп болжайды.

ХЭА Қытайдың фотоэлектрлік өнеркәсібінің күйін сипаттау үшін «үстемдік» сөзін қолданатыны таңқаларлық емес, тіпті оның ғаламдық фотоэлектрлік жеткізу тізбегіне белгілі бір қауіп төндіретінін мәлімдейді. Егер сіз оны сапалы түрде қарастырсаңыз, «Нью-Йорк Таймс» газетіндегі түсініктемеде Қытайдың фотоэлектрлік өнеркәсібін басты қауіп ретінде қарастырғаны одан да қызық.Соңғы «қауіп теориясы» әлі де 5G болуы мүмкін.

Бірақ күн панельдері қытайлық компаниялар басым болатын PV құн тізбегіндегі жалғыз буын емес.Бұл мақала фотоэлектрлік электр энергиясын өндіру жүйелеріндегі басқа аз танымал, бірақ бірдей маңызды құрылғыға - фотоэлектрлік инверторға бағытталған.

Инвертор, фотоэлектрдің жүрегі мен миы

Фотовольтаикалық инвертор күн батареясының модулі шығаратын тұрақты токты реттелетін жиілігі бар айнымалы токқа түрлендіре алады және өндіріс пен өмір үшін пайдаланылуы мүмкін.Инвертор сонымен қатар фотоэлектрлік панельдердің қуат өндіру қуатын барынша арттыруға және жүйе ақауларынан қорғауды қамтамасыз етуге жауап береді, оның ішінде автоматты жұмыс және өшіру функциялары, қуатты максималды бақылау функциялары, желіге қосылған жүйелер талап ететін бірқатар функциялар және т.б. .

Басқаша айтқанда, фотовольтаикалық түрлендіргіштің негізгі функциясын фотоэлектрлік модуль массивінің максималды шығыс қуатын қадағалау және оның энергиясын ең аз түрлендіру жоғалтуымен және ең жақсы қуат сапасымен желіге беру ретінде қорытындылауға болады.Осы фотоэлектрлік жүйенің «жүрегі мен миы» болмаса, қазіргі күн батареялары өндіретін электр энергиясы адамдарға қол жетімді емес еді.

Өнеркәсіптік тізбектің позициясы тұрғысынан, инвертор фотоэлектрлік өнеркәсіптің төменгі ағынында орналасқан және ол электр энергиясын өндіру жүйесін құру процесінде (қандай нысанда болса да) буынға кіреді.

Шығындық тұрғыдан алғанда, фотоэлектрлік инверторлардың өзіндік құндағы үлесі жоғары емес.Жалпы, бөлінген фотоэлектрлік жүйелердің үлесі ірі жерүсті электр станцияларына қарағанда жоғары.

Қазіргі фотоэлектрлік инверторлардың классификациялау әдістері әртүрлі, олар кең таралған және түсінуге оңай және өнім түрлері бойынша ерекшеленеді.Негізінен төрт түрі бар: орталықтандырылған, тізбекті, бөлінген және микро инверторлар.Олардың ішінде микро-инвертор басқа үш құрылғыдан айтарлықтай ерекшеленеді және үйдегі фотоэлектрлік электр қуатын өндіру сияқты шағын фотоэлектрлік жүйелерде ғана қолданыла алады және ауқымды жүйелер үшін жарамсыз.

Нарық үлесі тұрғысынан тізбекті инверторлар абсолютті басым жағдайға ие болды, орталықтандырылған инверторлар үлкен алшақтықпен екінші орынға ие болды, ал басқа түрлер өте аз болды.CPIA берген мәліметтерге сәйкес, жолды түрлендіргіштер 69,6%, орталықтандырылған инверторлар 27,7%, бөлінген инверторлар шамамен 2,7% нарық үлесіне ие және микро инверторлар көрінбейді.статистика.

Ағымдағы ең негізгі инвертор өнімдерінің жолдық типті болуының себебі: жұмыс кернеуінің диапазоны кең және аз жарықта қуат өндіру мүмкіндігі күшті;жалғыз инвертор батареяның бірнеше құрамдас бөліктерін басқарады, әдетте ондаған ғана, бұл орталықтандырылған инвертордан әлдеқайда аз Мыңдаған генераторлар саны, күтпеген ақаулардың жалпы энергия өндіру тиімділігіне әсері салыстырмалы түрде төмен;пайдалану және техникалық қызмет көрсету шығындары төмен, ақауларды анықтау салыстырмалы түрде оңай және ақаулық орын алған кезде ақауларды жою уақыты қысқа, ал ақаулық пен техникалық қызмет көрсету шығынды азайтады.

Дегенмен, ірі электр станцияларынан басқа, фотоэлектрлік өнеркәсіпте көптеген нақты қолдану сценарийлері бар және тұрмыстық фотоэлектрлік, зауыт төбесі фотоэлектрлері, көп қабатты үй фотоэлектрлері сияқты таратылған фотоэлектрлік электр энергиясының көптеген түрлері бар екенін атап өткен жөн. перде қабырғалары және т.б.Мұндай фотоэлектрлік электр қуатын өндіру нысандары үшін мемлекеттің де тиісті жоспарлары бар.Мысалы, Тұрғын үй және қала-селолық құрылыс министрлігі мен Ұлттық даму және реформа комиссиясы шілде айында шығарған Қала және ауылдық құрылыста көмірқышқыл газының шарықтау шегін жүзеге асыру жоспарында 2025 жылға қарай жаңа мемлекеттік мекемелердің ғимараттары, шатыры Жаңадан салынған зауыт ғимаратының фотоэлектрлік қамту көрсеткіші 50%-ға жетеді.Қолданудың әртүрлі сценарийлері фотоэлектрлік инверторларға әртүрлі қажеттіліктерге ие және фотоэлектрлік индустрияның қарқынды дамуымен технологиялық итерациялардың салаға әсерін елемеуге болмайды, бұл фотоэлектрлік инверторлардың нарықтық құрылымын белгісіз етеді.

Нарық көлеміне келетін болсақ, инверторлық индустрияның бірнеше жетекші компаниялары тізімге енгізілмегендіктен, толық емес ақпаратты ашу белгілі бір статистикалық қиындықтарды тудырды, нәтижесінде әртүрлі институттар берген деректерде белгілі бір айырмашылықтар болды. калибрдің әсері.

Нарық көлемі тұрғысынан, жөнелтілімдер статистикасы бойынша: IHS Markit компаниясының PV инверторларының жеткізілімі 2021 жылы шамамен 218 ГВт құрайды, бұл бір жылмен салыстырғанда шамамен 27%-ға өсті;Wood Mackenzie деректері 225 ГВт-тан асады, бұл бір жылмен салыстырғанда 22%-ға өсті.

Қазіргі фотоэлектрлік инверторлық индустрияның айтарлықтай бәсекеге қабілетті болуының себебі, негізінен, отандық кәсіпорындардың тұрақты шығындарды бақылау қабілетімен әкелетін айтарлықтай баға артықшылығына байланысты.Осы кезеңде Қытайдағы түрлендіргіштердің әрбір түрі дерлік айтарлықтай айқын шығындарға ие және бір ватт құны шетелдегі шығындардың шамамен 50% немесе тіпті 20% құрайды.

Шығындарды азайту және тиімділікті арттыру - оңтайландыру бағыты

Осы кезеңде отандық фотоэлектрлік инверторлар белгілі бір бәсекелестік артықшылығын белгіледі, бірақ, әрине, бұл салада одан әрі оңтайландыру мүмкіндігі жоқ дегенді білдірмейді.Болашақ фотоэлектрлік инверторлардың құнын төмендетудің негізгі жолдары үш аспектіге бағытталады: негізгі компоненттерді локализациялау, қуат тығыздығын жақсарту және технологиялық инновациялар.

Құны құрылымы бойынша фотоэлектрлік инверторлардың тікелей материалдары өте жоғары үлесті құрайды, 80%-дан асады, оларды шамамен төрт бөлікке бөлуге болады: қуатты жартылай өткізгіштер (негізінен IGBT), механикалық бөліктер (пластикалық бөлшектер, құймалар, радиаторлар, Металл қаңылтыр бөлшектері және т.б.), көмекші материалдар (оқшаулағыш материалдар, орауыш материалдар және т.б.) және басқа электрондық компоненттер (конденсаторлар, индукторлар, интегралды схемалар және т.б.).Фотоэлектрлік инверторларда қолданылатын материалдардың жалпы бағасына жоғары ағынды шикізат айтарлықтай әсер етеді, өндірістің қиындығы жоғары емес, нарықтық бәсекелестік қазірдің өзінде жеткілікті, шығындарды одан әрі төмендету қиын, ал келіссөздер кеңістігі салыстырмалы түрде шектеулі, бұл көп нәрсені қамтамасыз ете алмайды. инверторлардың құнын одан әрі төмендетуге көмектесу.

Бірақ жартылай өткізгіш құрылғылар әртүрлі.Күшті жартылай өткізгіштер инвертор құнының 10% -дан 20% -на дейін құрайды.Олар түрлендіргіштің тұрақты айнымалы ток инвертор функциясын жүзеге асыруға арналған негізгі құрамдас бөліктер болып табылады және жабдықтың түрлендіру тиімділігін тікелей анықтайды.Дегенмен, IGBT-тің жоғары салалық кедергілеріне байланысты осы кезеңде оқшаулау деңгейі жоғары емес.

Бұл қуатты жартылай өткізгіштердің басқа құрылғыларға қарағанда күшті бағалық қуатына ие етеді.Бұл сонымен қатар жартылай өткізгіштердің жаһандық тапшылығы және 2021 жылдан бастап бағаның өсуі инверторлардың кірісіне айқын қысым әкелді және өнімнің жалпы пайда маржасы негізінен төмендеді.Отандық жартылай өткізгіштердің қарқынды дамуымен инвертор индустриясы болашақта IGBT-ті локализацияланған ауыстыруды жүзеге асырады және жалпы шығындарды азайтуға қол жеткізеді деп күтілуде.

Қуат тығыздығының ұлғаюы бірдей салмақта қуаттылығы жоғары өнімдерді немесе бірдей қуатпен жеңілірек өнімдерді әзірлеуді білдіреді, осылайша құрылымдық бөліктердің/қосалқы материалдардың тұрақты шығындарын азайтады және салыстырмалы шығындарды азайту нәтижелеріне қол жеткізеді.Өнімнің параметрлері тұрғысынан қазіргі әртүрлі инверторлар номиналды қуат пен қуат тығыздығын үнемі жақсартады.

Технологиялық итерация салыстырмалы түрде қарапайым.Инверторлық индустрия өнімнің дизайнын одан әрі оңтайландыру, материалдарды азайту, өндірістік процестерді жақсарту және тиімдірек құрылғыларға ауысу арқылы шығындарды бақылауға қол жеткізе алады және одан әрі пайда шегін аша алады.

Келесі әлем, энергияны сақтау?

Фотоэлектрден басқа, қазіргі инверторлық индустрияның тағы бір нарықтық бағыты бірдей ыстық энергияны сақтау болып табылады.

Фотоэлектрлік электр энергиясын өндіру, әсіресе бөлінген фотоэлектрлік жүйелер, табиғи үзіліс пен құбылмалылыққа ие.Үздіксіз және тұрақты электрмен жабдықтауға қол жеткізу үшін энергия сақтау жүйелеріне қосылу кең танылған шешім болып табылады.

Жаңа энергетикалық жүйенің қажеттіліктерін қанағаттандыру үшін Қуатты түрлендіру жүйесі (PCS; түсінуге ыңғайлы болу үшін кейде энергияны сақтау инверторы деп аталады) пайда болды.PCS - бұл электр энергиясын екі жақты түрлендіруді жүзеге асыру үшін аккумулятор жүйесі мен электр желісін байланыстыратын электрохимиялық жүйе.Ол тек жүктеме кезінде батареяны зарядтау үшін айнымалы токты тұрақты токқа айналдырып қана қоймайды, сонымен қатар сақтау батареясындағы тұрақты токты ең жоғары жүктеме кезеңінде айнымалы токқа айналдырып, желіге қосыла алады..

Дегенмен, күрделірек функциялардың арқасында электр желісі энергия сақтау инверторларына жоғары өнімділік талаптарын қояды, нәтижесінде пайдаланылатын құрамдас бөліктер саны айтарлықтай артады, бұл қарапайым фотоэлектрлік инверторларға қарағанда екі есе дерлік болуы мүмкін.Сонымен қатар, күрделі функциялар жоғары техникалық кедергілерді де әкеледі.

Тиісінше, жалпы масштаб өте үлкен болмаса да, энергияны сақтау инверторы қазірдің өзінде тамаша рентабельділік көрсетті, ал жалпы пайда маржасы фотоэлектрлік инвертордан айтарлықтай артықшылыққа ие.

Өнеркәсіптің қазіргі жағдайына қарағанда, энергияны сақтаудың сыртқы нарығы ертерек басталды және сұраныс Қытайдағыдан жоғары.Отандық компаниялар өнеркәсіптегі аккумулятор компоненттері мен инверторларға ұқсас нарық үстемдігін әлі орнатқан жоқ.Дегенмен, осы кезеңде энергия сақтау инверторларының нарықтық ауқымы үлкен емес және фотоэлектрлік инверторлармен үлкен алшақтық бар.Отандық және шетелдік компаниялар арасындағы бәсекеге қабілеттілікте айқын айырмашылық жоқ, бұл негізінен бизнес таңдауының нәтижесі.

Кәсіпорындар үшін белгілі бір техникалық кедергілер болғанымен, энергияны жинақтаушы инверторлар мен фотоэлектрлік инверторлар технологиясының шығу тегі бір және кәсіпорындар үшін трансформациялау онша қиын емес.Ал ішкі нарықта өнеркәсіптің де, саясаттың да әсерінен энергия сақтау саласы қарқынды даму кезеңіне кірді, нарықтың айтарлықтай өсуі және күшті салалық сенімділік бар, бұл инверторлық компаниялар үшін бизнесті дамытудың өте айқын бағыты болып табылады.

Шын мәнінде, көптеген компаниялар энергия сақтау саласының жақсы үміттерінен пайда тапты.2021 жылғы көрсеткіштерге сүйенсек, көптеген компаниялардың энергия сақтау бизнесі күшті өсім көрсетті.Бұл өсу төмен базамен белгілі бір байланысқа ие болғанымен, энергияны сақтауға байланысты жабдық өндірісінің дамуының сенімділігі күшті екенін дәлелдеуге жеткілікті және оның жақсы бизнес логикасы мен өсімі бар екеніне күмән жоқ.

Энергияны сақтау инверторларының болашақ құнын төмендету жолы да салыстырмалы түрде анық, бұл фотоэлектрлік инверторлардан айтарлықтай ерекшеленбейді.Ол құрамдас бөліктердің бағасын төмендетуге, әсіресе қуатты жартылай өткізгіштерді локализацияланған ауыстыруға бағытталған.Қолданылатын құрамдас бөліктердің саны анағұрлым көп болғандықтан, отандық өндірісті алмастырудың құнын төмендету әсерін одан әрі арттыруға болады.

Егер инверторлық компаниялар энергия сақтау саласының қарқынды дамуына және желіге қосылған инверторлардың қалыптасқан бәсекелестік артықшылықтарына сүйене отырып, энергияны сақтау түрлендіргіш өнімдерін дамытуды жеделдетсе, бізде жергілікті өнеркәсіптің Қытайдың қолдауына сенуге барлық мүмкіндіктері бар деп айтуға толық негіз бар. Өңдеу өнеркәсібінің артықшылығы, энергияны сақтаудың құн тізбегіндегі фотоэлектрлік өнеркәсіптің гүлденуін молайту, отандық кәсіпорындардың коммерциялық табыстары да заңды нәтиже.