ในเชิงปริมาณ สำนักงานพลังงานระหว่างประเทศ (IEA) ได้เปิดเผยก่อนหน้านี้ว่า “รายงานพิเศษเกี่ยวกับห่วงโซ่อุปทานโลกโซลาร์เซลล์” ซึ่งแสดงให้เห็นว่าตั้งแต่ปี 2554 จีนได้ลงทุนกว่า 5 หมื่นล้านดอลลาร์สหรัฐฯ เพื่อขยายกำลังการผลิตอุปกรณ์ไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ซึ่งมีถึง 10 เท่า ของยุโรปจีนได้สร้างงานการผลิตมากกว่า 300,000 ตำแหน่ง;อุตสาหกรรมการผลิตไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ของจีนครอบครองอย่างน้อย 80% ของกำลังการผลิตทั่วโลกในการเชื่อมโยงการผลิตทั้งหมดของแผงโซลาร์เซลล์ ตั้งแต่วัสดุซิลิกอน แท่งซิลิกอน เวเฟอร์ ไปจนถึงเซลล์และโมดูล โดยที่ต่ำสุดคือวัสดุซิลิกอนสูงสุด (79.4%) และ สูงสุดคือแท่งซิลิกอน (96.8%)IEA คาดการณ์เพิ่มเติมว่าภายในปี 2025 กำลังการผลิตของจีนในบางลิงก์จะคิดเป็น 95% หรือมากกว่า

ไม่น่าแปลกใจที่ IEA จะใช้ “อำนาจเหนือ” เพื่ออธิบายสถานะของอุตสาหกรรมเซลล์แสงอาทิตย์ของจีน และถึงกับอ้างว่าเป็นภัยคุกคามต่อห่วงโซ่อุปทานของเซลล์แสงอาทิตย์ทั่วโลก “…ระดับความเข้มข้นทางภูมิศาสตร์ในห่วงโซ่อุปทานทั่วโลกยังสร้างความท้าทายที่อาจเกิดขึ้น รัฐบาลจำเป็นต้องแก้ไข” หากคุณพิจารณาในเชิงคุณภาพ บทวิจารณ์ใน “นิวยอร์กไทม์ส” มองว่าอุตสาหกรรมเซลล์แสงอาทิตย์ของจีนเป็นภัยคุกคามสำคัญยิ่งนัก"ทฤษฎีภัยคุกคาม" สุดท้ายอาจเป็น 5G

แต่แผงโซลาร์เซลล์ไม่ได้เป็นเพียงตัวเชื่อมในห่วงโซ่คุณค่า PV ที่บริษัทจีนครอบงำบทความนี้เน้นไปที่อุปกรณ์อื่นที่ไม่ค่อยมีคนรู้จัก แต่มีความสำคัญเท่าเทียมกันในระบบผลิตไฟฟ้าจากเซลล์แสงอาทิตย์ นั่นคืออินเวอร์เตอร์ไฟฟ้าโซลาร์เซลล์

อินเวอร์เตอร์ หัวใจและสมองของเซลล์แสงอาทิตย์

อินเวอร์เตอร์ไฟฟ้าโซลาร์เซลล์สามารถแปลงกระแสตรงที่สร้างโดยโมดูลเซลล์แสงอาทิตย์ให้เป็นกระแสสลับด้วยความถี่ที่ปรับได้และสามารถใช้สำหรับการผลิตและอายุการใช้งานอินเวอร์เตอร์ยังรับผิดชอบในการเพิ่มกำลังการผลิตไฟฟ้าของแผงเซลล์แสงอาทิตย์และให้การป้องกันข้อผิดพลาดของระบบ ซึ่งรวมถึงแต่ไม่จำกัดเพียงการทำงานอัตโนมัติและฟังก์ชันการปิดระบบ ฟังก์ชันควบคุมการติดตามกำลังสูงสุด ชุดของฟังก์ชันที่จำเป็นสำหรับระบบที่เชื่อมต่อกับกริด ฯลฯ .

กล่าวอีกนัยหนึ่ง ฟังก์ชันหลักของอินเวอร์เตอร์ไฟฟ้าโซลาร์เซลล์สามารถสรุปได้ด้วยการติดตามกำลังขับสูงสุดของแผงเซลล์แสงอาทิตย์ และป้อนพลังงานลงในกริดด้วยการสูญเสียการแปลงที่น้อยที่สุดและคุณภาพไฟฟ้าที่ดีที่สุดหากไม่มี "หัวใจและสมอง" ของระบบสุริยะนี้ ไฟฟ้าที่ผลิตโดยเซลล์แสงอาทิตย์ในปัจจุบันจะไม่สามารถใช้ได้กับมนุษย์

จากมุมมองของตำแหน่งของห่วงโซ่อุตสาหกรรม อินเวอร์เตอร์ตั้งอยู่ที่ปลายน้ำของอุตสาหกรรมเซลล์แสงอาทิตย์ และเข้าสู่การเชื่อมโยงในกระบวนการสร้างระบบผลิตไฟฟ้า (ไม่ว่าจะรูปแบบใด)

จากมุมมองของต้นทุน สัดส่วนของอินเวอร์เตอร์ไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ในต้นทุนไม่สูงโดยทั่วไป สัดส่วนของระบบไฟฟ้าโซลาร์เซลล์แบบกระจายจะสูงกว่าโรงไฟฟ้าภาคพื้นดินขนาดใหญ่

อินเวอร์เตอร์ไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ในปัจจุบันมีวิธีการจำแนกประเภทที่หลากหลาย ซึ่งเป็นวิธีที่ใช้กันทั่วไปและเข้าใจง่าย และจำแนกตามประเภทผลิตภัณฑ์ส่วนใหญ่มีสี่ประเภท: อินเวอร์เตอร์แบบรวมศูนย์ สตริง แบบกระจาย และไมโครอินเวอร์เตอร์ไมโครอินเวอร์เตอร์นั้นค่อนข้างแตกต่างจากอุปกรณ์อื่นๆ อีกสามตัว และสามารถใช้ได้เฉพาะในระบบผลิตไฟฟ้าจากเซลล์แสงอาทิตย์ขนาดเล็กเท่านั้น เช่น เซลล์แสงอาทิตย์ในบ้าน และไม่เหมาะสำหรับระบบขนาดใหญ่

จากมุมมองของส่วนแบ่งการตลาด อินเวอร์เตอร์แบบสตริงมีตำแหน่งที่โดดเด่นอย่างแท้จริง อินเวอร์เตอร์แบบรวมศูนย์อยู่ในอันดับที่สองโดยมีช่องว่างขนาดใหญ่ และประเภทอื่นๆ มีสัดส่วนที่น้อยมากตามข้อมูลที่ได้รับจาก CPIA อินเวอร์เตอร์แบบสตริงคิดเป็น 69.6% อินเวอร์เตอร์แบบรวมศูนย์คิดเป็น 27.7% อินเวอร์เตอร์แบบกระจายมีส่วนแบ่งการตลาดประมาณ 2.7% และไมโครอินเวอร์เตอร์ไม่สามารถมองเห็นได้สถิติ.

เหตุผลที่ผลิตภัณฑ์อินเวอร์เตอร์กระแสหลักส่วนใหญ่ในปัจจุบันเป็นแบบสตริงเนื่องจากช่วงแรงดันไฟฟ้าที่ใช้งานกว้างและความสามารถในการผลิตไฟฟ้ามีความแข็งแกร่งในที่แสงน้อยอินเวอร์เตอร์ตัวเดียวควบคุมส่วนประกอบแบตเตอรี่ไม่กี่ตัว โดยทั่วไปมีเพียงหลายสิบตัว ซึ่งมีขนาดเล็กกว่าอินเวอร์เตอร์แบบรวมศูนย์มาก จำนวนเครื่องกำเนิดไฟฟ้าหลายพันเครื่อง ผลกระทบของความล้มเหลวที่ไม่คาดคิดต่อประสิทธิภาพการผลิตไฟฟ้าโดยรวมค่อนข้างต่ำค่าใช้จ่ายในการดำเนินการและบำรุงรักษาต่ำ การตรวจจับข้อผิดพลาดนั้นค่อนข้างง่าย และเมื่อเกิดข้อผิดพลาด เวลาในการแก้ไขปัญหาจะสั้น และความล้มเหลวและการบำรุงรักษาทำให้เกิดการสูญเสียน้อยลง

อย่างไรก็ตาม ต้องเน้นย้ำว่านอกจากโรงไฟฟ้าขนาดใหญ่แล้ว อุตสาหกรรมเซลล์แสงอาทิตย์ยังมีสถานการณ์การใช้งานที่เฉพาะเจาะจงจำนวนมาก และมีแผงเซลล์แสงอาทิตย์แบบกระจายหลายประเภท เช่น เซลล์แสงอาทิตย์ในครัวเรือน เซลล์แสงอาทิตย์บนหลังคาโรงงาน เซลล์แสงอาทิตย์ในอาคารสูง ผนังม่าน เป็นต้นสำหรับสิ่งอำนวยความสะดวกในการผลิตไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ดังกล่าว รัฐก็มีแผนการที่เกี่ยวข้องเช่นกันตัวอย่างเช่น ในแผนปฏิบัติการสำหรับ Carbon Peaking ในการก่อสร้างในเมืองและชนบทที่ออกโดยกระทรวงการเคหะและการพัฒนาเมือง-ชนบท และคณะกรรมการพัฒนาและปฏิรูปแห่งชาติในเดือนกรกฎาคม ระบุว่าภายในปี 2568 อาคารสถาบันสาธารณะแห่งใหม่ หลังคา อัตราความครอบคลุมของแผงเซลล์แสงอาทิตย์ของอาคารโรงงานที่สร้างขึ้นใหม่จะสูงถึง 50%สถานการณ์การใช้งานที่แตกต่างกันมีความต้องการที่แตกต่างกันสำหรับอินเวอร์เตอร์ไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ และด้วยการพัฒนาอย่างรวดเร็วของอุตสาหกรรมเซลล์แสงอาทิตย์ ผลกระทบของการทำซ้ำทางเทคโนโลยีในอุตสาหกรรมไม่สามารถละเลยได้ ทำให้โครงสร้างตลาดของอินเวอร์เตอร์ไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ไม่แน่นอน

ในแง่ของขนาดตลาด ควรระบุว่าเนื่องจากมีบริษัทชั้นนำมากกว่าหนึ่งแห่งในอุตสาหกรรมอินเวอร์เตอร์ไม่ได้รับการจดทะเบียน การเปิดเผยข้อมูลที่ไม่ครบถ้วนจึงทำให้เกิดปัญหาทางสถิติบางประการ ส่งผลให้ข้อมูลที่ได้รับจากสถาบันต่างๆ แตกต่างกันเนื่องจาก อิทธิพลของความสามารถ

จากมุมมองของขนาดตลาด ตามสถิติของการจัดส่ง: การจัดส่งอินเวอร์เตอร์ PV ของ IHS Markit ในปี 2564 อยู่ที่ประมาณ 218GW เพิ่มขึ้นประมาณ 27% เมื่อเทียบเป็นรายปีข้อมูลของ Wood Mackenzie มากกว่า 225GW เพิ่มขึ้น 22% เมื่อเทียบเป็นรายปี

เหตุผลที่อุตสาหกรรมอินเวอร์เตอร์ไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ในปัจจุบันมีความสามารถในการแข่งขันสูง สาเหตุหลักมาจากความได้เปรียบด้านราคาอย่างมากที่เกิดจากความสามารถในการควบคุมต้นทุนที่มั่นคงขององค์กรในประเทศในขั้นตอนนี้ อินเวอร์เตอร์เกือบทุกประเภทในประเทศจีนมีความได้เปรียบด้านต้นทุนที่ค่อนข้างชัดเจน และต้นทุนต่อวัตต์เป็นเพียงประมาณ 50% หรือ 20% ของต้นทุนในต่างประเทศเท่านั้น

การลดต้นทุนและการเพิ่มประสิทธิภาพคือทิศทางของการเพิ่มประสิทธิภาพ

ในขั้นตอนนี้ อินเวอร์เตอร์ไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ในประเทศได้สร้างข้อได้เปรียบทางการแข่งขันบางอย่าง แต่แน่นอนว่านี่ไม่ได้หมายความว่าจะไม่มีความเป็นไปได้ที่จะเพิ่มประสิทธิภาพเพิ่มเติมในอุตสาหกรรมนี้เส้นทางการลดต้นทุนหลักสำหรับอินเวอร์เตอร์ไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ในอนาคตจะมุ่งเน้นไปที่สามด้าน: การแปลส่วนประกอบหลัก การปรับปรุงความหนาแน่นของพลังงาน และนวัตกรรมทางเทคโนโลยี

ในแง่ของโครงสร้างต้นทุน วัสดุโดยตรงของอินเวอร์เตอร์ไฟฟ้าโซลาร์เซลล์มีสัดส่วนที่สูงมาก เกิน 80% ซึ่งสามารถแบ่งออกเป็นสี่ส่วนคร่าวๆ: เซมิคอนดักเตอร์กำลัง (ส่วนใหญ่เป็น IGBT) ชิ้นส่วนทางกล (ชิ้นส่วนพลาสติก ไดคาสติ้ง หม้อน้ำ ชิ้นส่วนโลหะแผ่น ฯลฯ) วัสดุเสริม (วัสดุฉนวน วัสดุบรรจุภัณฑ์ ฯลฯ) และส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์อื่นๆ (ตัวเก็บประจุ ตัวเหนี่ยวนำ วงจรรวม ฯลฯ)ราคาทั่วไปของวัสดุที่ใช้ในอินเวอร์เตอร์ไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ได้รับผลกระทบอย่างมากจากวัตถุดิบต้นน้ำ ความยากในการผลิตไม่สูง การแข่งขันในตลาดก็เพียงพอแล้ว การลดต้นทุนเพิ่มเติมทำได้ยาก และพื้นที่ต่อรองค่อนข้างจำกัด ซึ่งไม่สามารถให้ได้มาก ช่วยลดต้นทุนของอินเวอร์เตอร์เพิ่มเติม

แต่อุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์นั้นแตกต่างกันเซมิคอนดักเตอร์กำลังคิดเป็น 10% ถึง 20% ของต้นทุนอินเวอร์เตอร์เป็นองค์ประกอบหลักในการตระหนักถึงฟังก์ชันอินเวอร์เตอร์ DC-AC ของอินเวอร์เตอร์ และกำหนดประสิทธิภาพการแปลงของอุปกรณ์โดยตรงอย่างไรก็ตาม เนื่องจาก IGBT มีอุปสรรคในอุตสาหกรรมที่สูง ระดับการแปลในขั้นตอนนี้จึงไม่สูง

ทำให้เซมิคอนดักเตอร์กำลังมีอำนาจด้านราคาที่สูงกว่าอุปกรณ์อื่นๆนอกจากนี้ยังเป็นปัญหาการขาดแคลนเซมิคอนดักเตอร์ทั่วโลกและราคาที่เพิ่มขึ้นตั้งแต่ปี 2564 ซึ่งนำไปสู่แรงกดดันที่ชัดเจนต่อผลกำไรของอินเวอร์เตอร์ และอัตรากำไรขั้นต้นของผลิตภัณฑ์ส่วนใหญ่ลดลงด้วยการพัฒนาอย่างรวดเร็วของเซมิคอนดักเตอร์ในประเทศ อุตสาหกรรมอินเวอร์เตอร์คาดว่าจะตระหนักถึงการเปลี่ยน IGBT เฉพาะที่ในอนาคตและบรรลุการลดต้นทุนโดยรวม

การเพิ่มขึ้นของความหนาแน่นของพลังงานหมายถึงการพัฒนาผลิตภัณฑ์ที่มีกำลังสูงกว่าโดยมีน้ำหนักเท่ากัน หรือผลิตภัณฑ์ที่มีน้ำหนักเบากว่าภายใต้กำลังเดียวกัน ซึ่งจะทำให้ต้นทุนคงที่ของชิ้นส่วนโครงสร้าง/วัสดุเสริมลดลง และบรรลุผลการลดต้นทุนที่เกี่ยวข้องจากมุมมองของพารามิเตอร์ผลิตภัณฑ์ อินเวอร์เตอร์แบบต่างๆ ในปัจจุบันกำลังปรับปรุงกำลังไฟพิกัดและความหนาแน่นของพลังงานอย่างต่อเนื่อง

การทำซ้ำทางเทคโนโลยีค่อนข้างตรงไปตรงมาอุตสาหกรรมอินเวอร์เตอร์สามารถบรรลุการควบคุมต้นทุนและเปิดส่วนต่างกำไรด้วยการปรับปรุงการออกแบบผลิตภัณฑ์ให้เหมาะสมยิ่งขึ้น ลดการใช้วัสดุ ปรับปรุงกระบวนการผลิต และเปลี่ยนไปใช้อุปกรณ์ที่มีประสิทธิภาพมากขึ้น

โลกหน้าการจัดเก็บพลังงาน?

นอกจากแผงเซลล์แสงอาทิตย์แล้ว ทิศทางการตลาดอีกประการหนึ่งของอุตสาหกรรมอินเวอร์เตอร์ในปัจจุบันคือการจัดเก็บพลังงานที่ร้อนพอๆ กัน

การผลิตไฟฟ้าโซลาร์เซลล์โดยเฉพาะระบบไฟฟ้าโซลาร์เซลล์แบบกระจายนั้นมีความผันผวนและความผันผวนตามธรรมชาติการเชื่อมต่อกับระบบกักเก็บพลังงานเพื่อให้ได้แหล่งจ่ายไฟที่ต่อเนื่องและเสถียรเป็นโซลูชันที่ได้รับการยอมรับอย่างกว้างขวาง

เพื่อตอบสนองความต้องการของระบบไฟฟ้าใหม่ ระบบแปลงกำลัง (PCS; บางครั้งเรียกว่าอินเวอร์เตอร์เก็บพลังงานเพื่อความสะดวกในการทำความเข้าใจ) จึงเกิดขึ้นPCS คือระบบไฟฟ้าเคมีที่เชื่อมต่อระบบแบตเตอรี่และโครงข่ายไฟฟ้าเพื่อให้เกิดการแปลงพลังงานไฟฟ้าแบบสองทิศทางไม่เพียงแต่สามารถแปลงกระแสสลับเป็นกระแสตรงเพื่อชาร์จแบตเตอรี่ระหว่างรางโหลด แต่ยังแปลงกระแสตรงในแบตเตอรี่จัดเก็บเป็นกระแสสลับในช่วงระยะเวลาโหลดสูงสุดและเชื่อมต่อกับกริด.

อย่างไรก็ตาม เนื่องจากฟังก์ชันที่ซับซ้อนมากขึ้น โครงข่ายไฟฟ้าจึงมีข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพที่สูงขึ้นสำหรับอินเวอร์เตอร์เก็บพลังงาน ส่งผลให้จำนวนส่วนประกอบที่ใช้เพิ่มขึ้นอย่างมาก ซึ่งอาจมากกว่าอินเวอร์เตอร์ไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ทั่วไปเกือบสองเท่าในเวลาเดียวกัน ฟังก์ชันที่ซับซ้อนยังทำให้เกิดอุปสรรคทางเทคนิคที่สูงขึ้น

ในทำนองเดียวกัน แม้ว่ามาตราส่วนโดยรวมจะไม่ใหญ่มาก แต่อินเวอร์เตอร์เก็บพลังงานได้แสดงความสามารถในการทำกำไรที่ยอดเยี่ยมแล้ว และอัตรากำไรขั้นต้นมีความได้เปรียบเหนืออินเวอร์เตอร์ไฟฟ้าโซลาร์เซลล์อย่างมาก

เมื่อพิจารณาจากสถานการณ์ปัจจุบันของอุตสาหกรรม ตลาดการจัดเก็บพลังงานในต่างประเทศเริ่มต้นขึ้นก่อนหน้านี้ และความต้องการมีมากกว่าในจีนบริษัทในประเทศยังไม่ได้สร้างตลาดที่คล้ายกับส่วนประกอบแบตเตอรี่และอินเวอร์เตอร์ในอุตสาหกรรมอย่างไรก็ตาม ขนาดตลาดของอินเวอร์เตอร์เก็บพลังงานในขั้นตอนนี้ไม่ใหญ่นัก และมีช่องว่างขนาดใหญ่กับอินเวอร์เตอร์ไฟฟ้าโซลาร์เซลล์การแข่งขันระหว่างบริษัทในประเทศและต่างประเทศไม่มีความแตกต่างกันอย่างชัดเจน ซึ่งส่วนใหญ่เป็นผลมาจากการเลือกทางธุรกิจ

สำหรับองค์กร แม้ว่าจะมีอุปสรรคทางเทคนิคอยู่บ้าง แต่เทคโนโลยีของอินเวอร์เตอร์เก็บพลังงานและอินเวอร์เตอร์ไฟฟ้าโซลาร์เซลล์มีต้นกำเนิดเดียวกัน และองค์กรจะเปลี่ยนแปลงได้ไม่ยากและในตลาดภายในประเทศซึ่งได้รับแรงหนุนจากทั้งอุตสาหกรรมและนโยบาย อุตสาหกรรมการจัดเก็บพลังงานได้เข้าสู่ช่วงของการพัฒนาอย่างรวดเร็ว โดยมีการเติบโตของตลาดอย่างมากและความเชื่อมั่นของอุตสาหกรรมที่แข็งแกร่ง ซึ่งเป็นทิศทางการพัฒนาธุรกิจที่ชัดเจนมากสำหรับบริษัทอินเวอร์เตอร์

อันที่จริง หลายบริษัทได้รับประโยชน์จากความคาดหวังที่ดีของอุตสาหกรรมการจัดเก็บพลังงานเมื่อพิจารณาจากผลการดำเนินงานในปี 2564 กลุ่มธุรกิจการจัดเก็บพลังงานของหลายบริษัทมีการเติบโตอย่างแข็งแกร่งแม้ว่าการเติบโตนี้มีความสัมพันธ์บางอย่างกับฐานที่ต่ำ แต่ก็เพียงพอแล้วที่จะพิสูจน์ว่าการพัฒนาการผลิตอุปกรณ์ที่เกี่ยวข้องกับการจัดเก็บพลังงานมีความแน่นอนที่แข็งแกร่ง และไม่ต้องสงสัยเลยว่ามีตรรกะทางธุรกิจและการเติบโตที่ดี

เส้นทางการลดต้นทุนในอนาคตของอินเวอร์เตอร์เก็บพลังงานยังค่อนข้างชัดเจน ซึ่งไม่แตกต่างจากอินเวอร์เตอร์ไฟฟ้าโซลาร์เซลล์มากนักโดยมุ่งเน้นที่การลดราคาของส่วนประกอบ โดยเฉพาะอย่างยิ่งการเปลี่ยนอุปกรณ์กึ่งตัวนำกำลังไฟฟ้าที่มีการแปลเป็นภาษาท้องถิ่นเนื่องจากจำนวนส่วนประกอบที่ใช้มีจำนวนมากขึ้น ผลิตในประเทศ ผลการลดต้นทุนที่นำมาจากการทดแทนจึงสามารถขยายเพิ่มเติมได้อีก

หากบริษัทอินเวอร์เตอร์เร่งการพัฒนาผลิตภัณฑ์ตัวแปลงการจัดเก็บพลังงานโดยอาศัยการพัฒนาอย่างรวดเร็วของอุตสาหกรรมการจัดเก็บพลังงานและข้อได้เปรียบทางการแข่งขันที่กำหนดไว้ของอินเวอร์เตอร์ที่เชื่อมต่อกับกริด เรามีเหตุผลทุกประการที่จะเชื่อว่าอุตสาหกรรมในท้องถิ่นมีโอกาสพึ่งพาของจีนทุก ข้อดีของการผลิต การทำซ้ำของความมั่งคั่งของอุตสาหกรรมเซลล์แสงอาทิตย์ในห่วงโซ่คุณค่าการจัดเก็บพลังงาน และความสำเร็จเชิงพาณิชย์ของวิสาหกิจในประเทศก็เป็นผลตามธรรมชาติ