از نظر کمی، آژانس بین‌المللی انرژی (IEA) قبلاً "گزارش ویژه در مورد زنجیره تامین جهانی فتوولتائیک" را منتشر کرد که نشان می‌دهد از سال 2011، چین بیش از 50 میلیارد دلار آمریکا برای توسعه ظرفیت تولید تجهیزات فتوولتائیک سرمایه‌گذاری کرده است که 10 برابر است. آن اروپاچین بیش از 300000 شغل تولیدی ایجاد کرده است.صنعت تولید فتوولتائیک چین حداقل 80 درصد از ظرفیت تولید جهانی را در تمام لینک های تولید پنل های خورشیدی، از مواد سیلیکونی، شمش های سیلیکونی، ویفرها گرفته تا سلول ها و ماژول ها، به خود اختصاص داده است که در میان آنها کمترین میزان، مواد سیلیکونی (79.4 درصد) و بالاترین شمش سیلیکون (96.8٪) است.آژانس بین‌المللی انرژی همچنین پیش‌بینی می‌کند که تا سال ۲۰۲۵، ظرفیت تولید چین در بخش‌های خاص ۹۵ درصد یا بیشتر خواهد بود.

جای تعجب نیست که آژانس بین المللی انرژی از «تسلط» برای توصیف وضعیت صنعت فتوولتائیک چین استفاده می کند و حتی ادعا می کند که تهدیدی برای زنجیره تأمین جهانی فتوولتائیک است. «... سطح تمرکز جغرافیایی در زنجیره های تأمین جهانی نیز چالش های بالقوه ای را ایجاد می کند. اگر از نظر کیفی به آن نگاه کنید، جالب‌تر است که تفسیری در «نیویورک تایمز» صنعت فتوولتائیک چین را یک تهدید بزرگ می‌داند.آخرین "نظریه تهدید" ممکن است هنوز 5G باشد.

اما پنل های خورشیدی تنها حلقه زنجیره ارزش PV نیستند که تحت سلطه شرکت های چینی است.این مقاله بر روی یک دستگاه کمتر شناخته شده، اما به همان اندازه مهم در سیستم های تولید برق فتوولتائیک متمرکز است - اینورتر فتوولتائیک.

اینورتر، قلب و مغز فتوولتائیک ها

اینورتر فتوولتائیک می تواند جریان مستقیم تولید شده توسط ماژول سلول خورشیدی را به جریان متناوب با فرکانس قابل تنظیم تبدیل کند و می تواند برای تولید و عمر استفاده شود.اینورتر همچنین مسئول به حداکثر رساندن ظرفیت تولید برق پانل های فتوولتائیک و ارائه حفاظت از خطای سیستم است، از جمله اما نه محدود به عملکردهای خودکار و خاموش شدن، عملکردهای کنترل ردیابی حداکثر توان، مجموعه ای از عملکردهای مورد نیاز سیستم های متصل به شبکه و غیره. .

به عبارت دیگر، عملکرد اصلی اینورتر فتوولتائیک را می توان به صورت ردیابی حداکثر توان خروجی آرایه ماژول فتوولتائیک و تغذیه انرژی آن به شبکه با کمترین تلفات تبدیل و بهترین کیفیت توان خلاصه کرد.بدون "قلب و مغز" این سیستم فتوولتائیک، الکتریسیته تولید شده توسط سلول های خورشیدی فعلی در دسترس انسان نخواهد بود.

از منظر موقعیت زنجیره صنعتی، اینورتر در پایین دست صنعت فتوولتائیک قرار دارد و در فرآیند ساخت سیستم تولید برق (به هر شکلی که باشد) وارد حلقه می شود.

از نقطه نظر هزینه، نسبت اینورترهای فتوولتائیک در هزینه زیاد نیست.به طور کلی، نسبت سیستم های فتوولتائیک توزیع شده بیشتر از نیروگاه های زمینی در مقیاس بزرگ است.

اینورترهای فتوولتائیک کنونی دارای روش‌های طبقه‌بندی متنوعی هستند که متداول‌تر و قابل درک‌تر هستند و بر اساس انواع محصول متمایز می‌شوند.به طور عمده چهار نوع وجود دارد: اینورتر متمرکز، رشته ای، توزیع شده و میکرو.در این میان میکرو اینورتر کاملاً با سه دستگاه دیگر متفاوت است و فقط در سیستم های تولید برق کوچک فتوولتائیک مانند فتوولتائیک خانگی قابل استفاده است و برای سیستم های مقیاس بزرگ مناسب نیست.

از منظر سهم بازار، اینورترهای رشته‌ای موقعیت غالب مطلق را به خود اختصاص داده‌اند، اینورترهای متمرکز با شکاف بزرگ در رتبه دوم قرار گرفته‌اند، و انواع دیگر دارای جایگاه بسیار کمی هستند.بر اساس داده های ارائه شده توسط CPIA، اینورترهای رشته ای 69.6 درصد، اینورترهای متمرکز 27.7 درصد، اینورترهای توزیع شده سهم بازار حدود 2.7 درصد را به خود اختصاص داده اند و اینورترهای میکرو قابل مشاهده نیستند.آمار.

دلیل اینکه اکثر محصولات اینورتر جریان اصلی فعلی از نوع رشته ای هستند این است که: محدوده ولتاژ کاری گسترده است و قابلیت تولید برق در نور کم قوی است.یک اینورتر تنها چند جزء باتری را کنترل می کند، به طور کلی فقط ده ها، که بسیار کوچکتر از اینورتر متمرکز است.هزینه های عملیات و تعمیر و نگهداری کم است، تشخیص عیب نسبتا آسان است، و زمانی که عیب رخ می دهد، زمان عیب یابی کوتاه است، و خرابی و تعمیر باعث تلفات کمتری می شود.

با این حال، لازم به تاکید است که صنعت فتوولتائیک علاوه بر نیروگاه های بزرگ مقیاس، سناریوهای کاربردی متعددی نیز دارد و انواع مختلفی از فتوولتائیک های توزیع شده مانند فتوولتائیک خانگی، فتوولتائیک سقف کارخانه، فتوولتائیک ساختمان های بلندمرتبه وجود دارد. دیوارهای پرده و غیرهبرای چنین تاسیسات تولید برق فتوولتائیک، دولت نیز برنامه های مربوطه را دارد.به عنوان مثال، در طرح تطبیق اوج کربن در ساخت و سازهای شهری و روستایی که توسط وزارت مسکن و شهرسازی و توسعه شهری - روستایی و کمیسیون توسعه و اصلاحات ملی در ماه ژوئیه صادر شد، اشاره شده است که تا سال 2025، ساختمان های جدید مؤسسه عمومی، سقف نرخ پوشش فتوولتائیک ساختمان جدید کارخانه به 50 درصد خواهد رسید.سناریوهای کاربردی مختلف نیازهای متفاوتی برای اینورترهای فتوولتائیک دارند، و با توسعه سریع صنعت فتوولتائیک، نمی توان تأثیر تکرارهای تکنولوژیکی بر صنعت را نادیده گرفت و ساختار بازار اینورترهای فتوولتائیک را نامشخص می کند.

از نظر اندازه بازار، باید بیان کرد که به دلیل اینکه بیش از یک شرکت پیشرو در صنعت اینورتر فهرست نشده اند، افشای ناقص اطلاعات باعث ایجاد مشکلات آماری خاصی شده است و در نتیجه تفاوت های خاصی در داده های ارائه شده توسط موسسات مختلف به دلیل وجود دارد. تاثیر کالیبر

از منظر اندازه بازار، طبق آمار محموله‌ها: محموله‌های اینورتر PV IHS Markit در سال 2021 حدود 218 گیگاوات است که نسبت به سال گذشته حدود 27 درصد افزایش داشته است.داده های Wood Mackenzie بیش از 225 گیگاوات است که نسبت به سال گذشته 22 درصد افزایش داشته است.

دلیل اینکه صنعت اینورتر فتوولتائیک کنونی از رقابت قابل توجهی برخوردار است عمدتاً به دلیل مزیت قیمت قابل توجهی است که توسط توانایی کنترل هزینه پایدار شرکت های داخلی ایجاد می شود.در این مرحله، تقریباً هر نوع اینورتر در چین مزیت هزینه نسبتاً آشکاری دارد و هزینه هر وات تنها حدود 50٪ یا حتی 20٪ هزینه خارج از کشور است.

کاهش هزینه و افزایش بهره وری جهت بهینه سازی است

در این مرحله، اینورترهای فتوولتائیک داخلی مزیت رقابتی خاصی ایجاد کرده اند، اما البته این بدان معنا نیست که امکان بهینه سازی بیشتر در صنعت وجود ندارد.مسیرهای اصلی کاهش هزینه برای اینورترهای فتوولتائیک آینده بر سه جنبه متمرکز خواهد بود: بومی سازی اجزای کلیدی، بهبود چگالی توان و نوآوری فناوری.

از نظر ساختار هزینه، مواد مستقیم اینورترهای فتوولتائیک سهم بسیار بالایی دارند، بیش از 80٪، که تقریباً می توان آن را به چهار بخش تقسیم کرد: نیمه هادی های قدرت (عمدتا IGBT)، قطعات مکانیکی (قطعات پلاستیکی، ریخته گری، رادیاتورها، ... قطعات ورق فلزی و غیره)، مواد کمکی (مواد عایق، مواد بسته بندی و غیره)، و سایر قطعات الکترونیکی (خازن، سلف، مدارهای مجتمع و غیره).قیمت کلی مواد مورد استفاده در اینورترهای فتوولتائیک به طور قابل توجهی تحت تأثیر مواد اولیه بالادستی است، دشواری تولید بالا نیست، رقابت در بازار در حال حاضر کافی است، کاهش هزینه بیشتر دشوار است، و فضای چانه زنی نسبتاً محدود است، که نمی تواند چیز زیادی ارائه دهد. کمک به کاهش بیشتر هزینه اینورترها

اما دستگاه های نیمه هادی متفاوت هستند.نیمه هادی های قدرت 10 تا 20 درصد هزینه اینورتر را تشکیل می دهند.آنها اجزای اصلی برای درک عملکرد اینورتر DC-AC اینورتر هستند و مستقیماً بازده تبدیل تجهیزات را تعیین می کنند.با این حال، به دلیل موانع صنعتی بالای IGBT ها، سطح بومی سازی در این مرحله بالا نیست.

این باعث می شود که نیمه هادی های قدرت قدرت قیمت گذاری قوی تری نسبت به سایر دستگاه ها داشته باشند.همچنین کمبود جهانی نیمه هادی ها و افزایش قیمت از سال 2021 به این سو است که منجر به فشار آشکار بر سود اینورترها شده است و حاشیه سود ناخالص محصولات عمدتاً کاهش یافته است.با توسعه سریع نیمه هادی های داخلی، انتظار می رود صنعت اینورتر جایگزین موضعی IGBT ها در آینده شود و به کاهش هزینه کلی دست یابد.

افزایش چگالی توان به توسعه محصولاتی با توان بالاتر در وزن یکسان یا محصولات سبک تر با همان توان اشاره دارد که در نتیجه هزینه های ثابت قطعات ساختاری/مواد کمکی کاهش می یابد و به نتایج کاهش هزینه نسبی دست می یابد.از منظر پارامترهای محصول، اینورترهای مختلف فعلی به طور مداوم در حال بهبود توان نامی و چگالی توان هستند.

تکرار فناوری نسبتاً ساده است.صنعت اینورتر می‌تواند با بهینه‌سازی بیشتر طراحی محصول، کاهش مواد، بهبود فرآیندهای تولید و تغییر به دستگاه‌های کارآمدتر، به کنترل هزینه دست یابد و حاشیه سود بیشتری را باز کند.

دنیای بعدی، ذخیره انرژی؟

علاوه بر فتوولتائیک، یکی دیگر از جهت‌گیری‌های بازار صنعت اینورتر فعلی، ذخیره‌سازی انرژی گرم است.

تولید برق فتوولتائیک، به ویژه سیستم های فتوولتائیک پراکنده، دارای تناوب و نوسان طبیعی است.اتصال به سیستم های ذخیره انرژی برای دستیابی به منبع تغذیه مداوم و پایدار یک راه حل شناخته شده است.

به منظور پاسخگویی به نیازهای سیستم قدرت جدید، سیستم تبدیل توان (PCS که گاهی اوقات به عنوان اینورتر ذخیره انرژی برای سهولت درک از آن یاد می شود) به وجود آمد.PCS یک سیستم الکتروشیمیایی است که سیستم باتری و شبکه برق را برای تحقق تبدیل دو طرفه انرژی الکتریکی به هم متصل می کند.نه تنها می تواند جریان متناوب را به جریان مستقیم برای شارژ باتری در حین بارگذاری تبدیل کند، بلکه جریان مستقیم باتری ذخیره سازی را در دوره اوج بار به جریان متناوب تبدیل کرده و به شبکه متصل می شود..

با این حال، به دلیل عملکردهای پیچیده تر، شبکه برق دارای الزامات عملکرد بالاتری برای اینورترهای ذخیره انرژی است که منجر به افزایش قابل توجهی در تعداد قطعات مورد استفاده می شود که می تواند تقریباً دو برابر اینورترهای فتوولتائیک معمولی باشد.در عین حال، عملکردهای پیچیده موانع فنی بالاتری را نیز به همراه دارند.

به همین ترتیب، اگرچه مقیاس کلی خیلی بزرگ نیست، اینورتر ذخیره انرژی قبلاً سودآوری عالی نشان داده است، و حاشیه سود ناخالص مزیت قابل توجهی نسبت به اینورتر فتوولتائیک دارد.

با قضاوت از وضعیت فعلی صنعت، بازار ذخیره انرژی در خارج از کشور زودتر شروع شده است و تقاضا از چین قوی تر است.شرکت‌های داخلی هنوز تسلط بازاری مشابه قطعات باتری و اینورترها را در صنعت ایجاد نکرده‌اند.با این حال، مقیاس بازار اینورترهای ذخیره انرژی در این مرحله زیاد نیست و شکاف بزرگی با اینورترهای فتوولتائیک وجود دارد.تفاوت آشکاری در رقابت بین شرکت های داخلی و خارجی وجود ندارد که عمدتاً نتیجه انتخاب های تجاری است.

برای شرکت ها، اگرچه موانع فنی خاصی وجود دارد، فناوری اینورترهای ذخیره انرژی و اینورترهای فتوولتائیک منشأ یکسانی دارند و تغییر آن برای شرکت ها چندان دشوار نیست.و در بازار داخلی، با هدایت هر دو صنعت و سیاست، صنعت ذخیره سازی انرژی وارد دوره توسعه سریع شده است، با رشد قابل توجه بازار و اطمینان صنعت قوی، که یک جهت توسعه تجاری بسیار واضح برای شرکت های اینورتر است.

در واقع بسیاری از شرکت ها از انتظارات خوب صنعت ذخیره سازی انرژی بهره مند شده اند.با قضاوت از عملکرد در سال 2021، خطوط کسب و کار ذخیره انرژی بسیاری از شرکت ها رشد قوی نشان داده اند.اگرچه این رشد رابطه مشخصی با پایه پایین دارد، اما کافی است ثابت کنیم که توسعه تولید تجهیزات مرتبط با ذخیره انرژی از قطعیت قوی برخوردار است و شکی نیست که منطق تجاری و رشد خوبی دارد.

مسیر کاهش هزینه آینده اینورترهای ذخیره انرژی نیز نسبتاً واضح است که تفاوت چندانی با اینورترهای فتوولتائیک ندارد.تمرکز آن بر کاهش قیمت قطعات، به ویژه جایگزینی موضعی نیمه هادی های قدرت است.از آنجایی که تعداد اجزای مورد استفاده بسیار بیشتر است، در داخل کشور تولید می شود، اثر کاهش هزینه ناشی از جایگزینی را می توان بیشتر افزایش داد.

اگر شرکت‌های اینورتر توسعه محصولات مبدل ذخیره انرژی را با تکیه بر توسعه سریع صنعت ذخیره‌سازی انرژی و مزیت‌های رقابتی تثبیت‌شده اینورترهای متصل به شبکه تسریع کنند، ما تمام دلایلی داریم که باور کنیم صنعت محلی هر فرصتی برای تکیه بر چین دارد. مزیت های تولید، بازتولید رونق صنعت فتوولتائیک در زنجیره ارزش ذخیره انرژی و موفقیت تجاری شرکت های داخلی نیز نتایج طبیعی است.