作為光伏系統(tǒng)核心功率調(diào)節(jié)器件,光伏逆變器占據(jù)光伏系統(tǒng)成本10-15%的比例,有較高的技術(shù)含量。即便在光伏市場出現(xiàn)緊縮狀況下依然逆勢飛揚(yáng),綻放無限活力。而隨著近年國內(nèi)供應(yīng)商的迅猛增長,中國本土逆變器供應(yīng)商也迅速成長到200多家。本期《伺服與運(yùn)動控制》將與您一同探討光伏逆變器市場狀況與走向。
逆變器技術(shù)發(fā)展與概況
光伏逆變器在發(fā)展過程中,經(jīng)歷過五個階段,第一階段從20世紀(jì)50年代到60年代,這一階段晶體管SCR的誕生為正弦波逆變器的發(fā)展創(chuàng)造有有利的條件,KACO公司于1953制造出第一個半導(dǎo)體閘流管逆變器;
第二階段20世紀(jì)70年代至80年代,這一階段GTO(門極可關(guān)斷晶閘管)的問世使得逆變技術(shù)得到發(fā)展和應(yīng)用;
第三階段從80年代到90年代,這一階段功率場效應(yīng)管、絕緣柵極晶體管、mos控制晶閘管(mct)及靜電感應(yīng)功率器件的誕生為逆變器向大容量方向發(fā)展奠定了基礎(chǔ);
第四階段從90年代到21世紀(jì)初,微電子技術(shù)如矢量控制技術(shù)、多電平變換技術(shù)、重復(fù)技術(shù)、模糊邏輯控制等在逆變器領(lǐng)域得到了很好的應(yīng)用;
第五階段,從20世紀(jì)初一直到現(xiàn)在,逆變技術(shù)隨著電力電子技術(shù)、微電子技術(shù)和現(xiàn)代控制理論的進(jìn)步不斷改進(jìn),逆變技術(shù)正向著頻率更高、功率更高、體積更小的方向發(fā)展。
在定義上,通常把將交流電能變換成直流電能的過程稱為整流,把完成整流功能的電路稱為整流電路,把實(shí)現(xiàn)整流過程的裝置稱為整流設(shè)備或整流器。與之相對應(yīng),把將直流電能變換成交流電能的過程稱為逆變,把完成逆變功能的電路稱為逆變電路,把實(shí)現(xiàn)逆變過程的裝置稱為逆變設(shè)備或逆變器。
其上游為電力電子元器件、微電子芯片、集成電路、電力電容器、電抗器、變壓器、機(jī)柜、機(jī)箱殼體制造等行業(yè)。該行業(yè)與上游行業(yè)的關(guān)聯(lián)性較低,上游行業(yè)的影響主要體現(xiàn)在本行業(yè)采購成本。逆變器行業(yè)與下游行業(yè)的發(fā)展密切相關(guān),下游行業(yè)對本行業(yè)的發(fā)展具有較大的牽引和驅(qū)動作用,國家光伏項(xiàng)目建設(shè)與投資是決定本行業(yè)未來需求的重要部分,其需求變化直接決定了本行業(yè)未來的發(fā)展?fàn)顩r。
光伏逆變器全球市場及技術(shù)現(xiàn)狀
就光伏逆變器全球市場來說,德國SMA公司是目前世界上最大的光伏逆變器企業(yè),雖然近年來該公司市場份額持續(xù)萎縮,但根據(jù)最新統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)SMA仍占全球市場30%左右的市場份額。美國加利福尼亞州的Power-One緊隨其后,占據(jù)全球逆變器市場12%的份額。進(jìn)入前十的還有KacoNewEnergy(德國)、RefusolGmbH(德國)、SiemensIndustryAutomation(德國)、SatconTechnologyCorp.(美國)、FroniusInternational(奧地利)、IngeteamEnergy(西班牙)、ElettronicaSanterno(意大利)、DanfossSolar(丹麥)。2011年,上述10大逆變器企業(yè)共占據(jù)了全球75%的市場份額。
就光伏逆變器產(chǎn)品技術(shù)來說,國外還是處于領(lǐng)先地位。但是這種現(xiàn)象也會隨著中國產(chǎn)品技術(shù)的進(jìn)一步提到受到動搖。
據(jù)IHSiSuppli公司的光伏(PV)市場追蹤報告,由于兩大太陽能市場增長停滯或者降低上網(wǎng)電價補(bǔ)貼,2011年P(guān)V逆變器出貨量從2010年的23.6GW下降到23.4GW,減少了1%。與此同時,由于平均銷售價格急劇下跌,銷售額也下滑15%至61億美元。而其價格也在去年銳降14%,跌幅遠(yuǎn)大于先前預(yù)測的10%。
但是,今年逆變器出貨量預(yù)計(jì)將恢復(fù)增長,有望上升5%至24.5GW,并在接下來的三年連續(xù)擴(kuò)張。雖然2012年銷售額將繼續(xù)下滑,但降幅將縮小到只有3%,隨后將在新市場的推動下恢復(fù)增長,到2014年增長率將上升到20%左右。
就逆變器技術(shù)而言,逆變器長期發(fā)展下來,轉(zhuǎn)換效率持續(xù)上升,由過去的90-92%上升到98%以上,未來的目標(biāo)是達(dá)到99-100%;與此同時,新技術(shù)新產(chǎn)品的出現(xiàn),將挑戰(zhàn)傳統(tǒng)逆變器市場份額,如2009年開始出現(xiàn)的微型逆變器產(chǎn)品,出貨量每年40%、50%的速度快速增長。
全球逆變器市場發(fā)展趨勢
經(jīng)過了兩年多的市場波動,逆變器在下滑的光伏市場中漸漸穩(wěn)住身形,趨于平穩(wěn)增長狀態(tài)。據(jù)IHSiSuppli預(yù)計(jì),2013到2015年全球光伏逆變器出貨量將繼續(xù)增長,并于2015年增長至52GW。由于2011年德國與捷克市場的萎縮,逆變器出貨量受到影響,但是其他市場的增長支撐了總體市場。去年中國逆變器產(chǎn)品出貨量增幅最大,從691MW大增到1.6GW。美國增幅排名第二,從1.5GW上升到2.8GW。
雖然德、意、英、澳等國已經(jīng)紛紛對本國光伏企業(yè)削減太陽能補(bǔ)貼,英國等受經(jīng)濟(jì)危機(jī)沖擊巨大的歐洲國家甚至開始削減裝機(jī)量,但是亞太地區(qū)市場需求的增長彌補(bǔ)了老牌光伏大國市場萎靡的空缺,中國、美國、日本以及其他新興光伏市場的快速成長為逆變器的最大絕對增長提供了機(jī)會,展望未來,光伏逆變器的增長勁頭依舊強(qiáng)勁。
在發(fā)展上,國際逆變器企業(yè)也紛紛通過擴(kuò)充產(chǎn)能,建設(shè)完善渠道,加快速度切進(jìn)新能源電源市場。在中國,由于成本較高、交貨周期長是目前國外廠商進(jìn)入內(nèi)地市場的主要短板,在國內(nèi)投資、合資生產(chǎn)銷售是國際廠商搶占中國市場的必由之路。
逆變器企業(yè)主要外購產(chǎn)品包括各種電子元器件、結(jié)構(gòu)件、電氣元器件、電線電纜等。逆變器的主功率元件的選擇至關(guān)重要,目前使用較多的功率元件有達(dá)林頓功率晶體管(BJT),功率場效應(yīng)管(MOS-FET),絕緣柵晶體管(IGBT)和可關(guān)斷晶閘管(GTO)等,在小容量低壓系統(tǒng)中使用較多的器件為MOSFET,在大容量系統(tǒng)中一般均采用IGBT模塊,而在高壓特大容量(1000KVA以上)系統(tǒng)中,一般均采用IGCT、GTO等作為功率元件。供應(yīng)商主要集中于日本、德國幾大國際巨頭:英飛凌、西門康、IR、三菱、富士等。
普通元器件行業(yè)競爭激烈,供應(yīng)商議價余地較小。關(guān)鍵的功率器件由于技術(shù)含量高,供應(yīng)商憑借技術(shù)優(yōu)勢在價格談判中掌控主動權(quán)。而這也正為電子企業(yè)的發(fā)展提供了一個契機(jī)。
電子企業(yè)新契機(jī)
光伏逆變器市場的廣闊前景,為上游電子企業(yè)帶來了新的發(fā)展契機(jī)。有一些比較優(yōu)秀的例子可以作為參考。如華為、比亞迪。
作為通信業(yè)的霸主,華為的優(yōu)勢很明顯。一是財(cái)力雄厚。全球最大的電信網(wǎng)絡(luò)解決方案提供商,全球第二大電信基站設(shè)備供應(yīng)商。在光伏行業(yè)還未完全解凍之時逆市而入,依靠資金站穩(wěn)腳跟,非常突出。
二是技術(shù)可靠。一方面從老牌逆變器企業(yè)艾默生挖回人才為華為技術(shù)研發(fā)帶來有利條件,另一方面其本身堅(jiān)持的自主研發(fā)精神,這是其在逆變器技術(shù)開發(fā)過程中的核心部分。
三是品牌優(yōu)勢。華為在拓展國外通信市場時目光獨(dú)特,選擇了從非洲及亞洲的第三世界國家為起點(diǎn),迂回包抄發(fā)達(dá)國家的道路,并且通過數(shù)年努力與積累才獲得傲人成績。通過進(jìn)駐與占據(jù)第三市場,其光伏產(chǎn)品便有了品牌優(yōu)勢。
四是渠道積累。因?yàn)殇N往國外的光伏產(chǎn)品與電子產(chǎn)品類似,需要代理商的參與,而華為在很多國家地區(qū)都積累了很多的銷售渠道及營銷經(jīng)驗(yàn)。因此憑借著極高的知名度,華為在歐洲、非洲、甚至是如今對光伏產(chǎn)業(yè)興趣濃厚的東南亞地區(qū),都可以較同行而言更為快速的打開逆變器市場。
而對于高調(diào)入駐逆變器行業(yè)的比亞迪來說,電子與汽車業(yè)的成功模式為比亞迪帶來了進(jìn)軍光伏業(yè)的信心與經(jīng)驗(yàn)。
電站的建造促使比亞迪對其必需品逆變器保持關(guān)注,并投放精力進(jìn)行研發(fā)生產(chǎn)。做電子設(shè)備的經(jīng)驗(yàn)為其的逆變器研發(fā)提供了成功捷徑,并且自身的電站業(yè)務(wù)也讓他們更深切的了解到對逆變器的性能要求。在同行業(yè)爭相秀出轉(zhuǎn)換率提高進(jìn)度的主流大潮中,一直以出色的營銷戰(zhàn)略而知名的比亞迪另辟蹊徑,與UL簽署Mou協(xié)議,并得到UL頒發(fā)的亞太地區(qū)第一份光伏逆變器實(shí)驗(yàn)室認(rèn)可證書,更在接受媒體采訪時一直強(qiáng)調(diào)其對產(chǎn)品安全性的關(guān)注。
在全球因?yàn)楫a(chǎn)品安全問題而繃緊神經(jīng)的時候,這張“安全牌”頓時吸引了國際同行的眼球,也受到消費(fèi)者的廣泛認(rèn)可。因此,市場營銷手段的推陳出新在光伏行業(yè)也成了搶占市場之必需。
除了上述兩家企業(yè),還有未涉足大陸市場的一些企業(yè)也不甘落后。面對這樣的攻勢,處于守方的老牌本土逆變器企業(yè)應(yīng)如何應(yīng)對?
相關(guān)專家認(rèn)為,光伏逆變器是一種技術(shù)要求比較高的產(chǎn)品,對其電路結(jié)構(gòu),各項(xiàng)防護(hù)等級要求非??量?。并且須滿足電網(wǎng)高品質(zhì)要求,否則會對公共電網(wǎng)的電力造成污染。任何企業(yè)想要進(jìn)入光伏逆變器市場,必須先要花費(fèi)大量的時間突破各項(xiàng)技術(shù)瓶頸,并保持持續(xù)的技術(shù)更新、突破與發(fā)展,另外還需要雄厚資金的支撐。
另一些相關(guān)行業(yè)資深分析師認(rèn)為,一般的電子公司短期內(nèi)對市場影響有限,長期有可能帶來大的沖擊,但至少要3到5年。并且新公司在技術(shù)積累和品牌上沒有優(yōu)勢,僅依靠營銷渠道優(yōu)勢和價格戰(zhàn)并不一定能保證企業(yè)的發(fā)展。但是長期而言,終端客戶會逐漸認(rèn)識到,價格不是最重要的。
因此,對于新入駐逆變器行業(yè)的電子公司來說,技術(shù)與質(zhì)量才是立足的根本,準(zhǔn)確的市場定位是保證,此外,令人驚艷的營銷手段也會讓大軍對市場的開拓如虎添翼,一味的埋頭搞技術(shù)可能會在鐵杵成針后一鳴驚人,但是靈活的市場手段更會讓企業(yè)在逆變器行業(yè)的起步與發(fā)展更加游刃有余。
國產(chǎn)逆變器企業(yè)短板
相對于中國電池組件行業(yè)剛剛興起便一鳴驚人的輝煌,本土逆變器就顯得一直沉寂很多。阻礙其發(fā)展的原因主要有以下幾點(diǎn):
行業(yè)發(fā)展較晚,尚需積累的時間——光伏逆變器是對長期運(yùn)行穩(wěn)定性要求較高的產(chǎn)品,所以需要較深厚的技術(shù)積累。國外的逆變器企業(yè)有些從1992年開始就已經(jīng)著手產(chǎn)品研發(fā)了,并且到現(xiàn)在已經(jīng)更新了好幾代產(chǎn)品,而中國的老牌企業(yè)卻是少之又少,國內(nèi)領(lǐng)軍企業(yè)陽光電源也是從98年開始著手研發(fā),而六年時間對于逆變器這種電力電子產(chǎn)品來說足以改頭換面數(shù)次了。因此用陽光電源公司總經(jīng)理曹仁賢的話來說,中國企業(yè)還有很長的路要走。
低價競爭帶來質(zhì)量下降的惡性循環(huán)——雖然有人稱逆變器毛利率下降到一定程度將會啟穩(wěn),但目前國內(nèi)的惡意競爭此起彼伏的現(xiàn)象是不容忽視的。如果技術(shù)跟不上降價,只能削減產(chǎn)品質(zhì)量,而最終受害者是我們自己。若想走出國門,中國逆變器企業(yè)還需良性競爭齊心協(xié)力。
配套服務(wù)得不到重視——開拓市場的中國逆變器企業(yè)多是將注意力轉(zhuǎn)向銷售的突圍,而歐洲等發(fā)達(dá)國家卻恰恰看重的是一個產(chǎn)品的配套服務(wù)尤其是售后保障。如全球逆變器巨頭SMA現(xiàn)在就致力于完善自己的售后體系,尤其是其中的現(xiàn)場服務(wù)和質(zhì)保方面。比如SMA在德國設(shè)有17個服務(wù)支持中心,能夠滿足用戶從現(xiàn)場故障診斷到24小時設(shè)備更換,以及所有技術(shù)咨詢等方面的要求。并且所有SMA的逆變器都有5年的標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)保期。用戶還可以選擇延長質(zhì)保期至10年;只要在質(zhì)保期范圍內(nèi),用戶即可享受免費(fèi)的維修和設(shè)備更換服務(wù)。如果用戶采購的逆變器在保質(zhì)期外發(fā)生故障,需要維修或更換設(shè)備,SMA只收取成本費(fèi)用。同時,對于更換后的設(shè)備,質(zhì)保期會延長一年。
這一系列保障措施顯然需要一定的資金支持,但是拼財(cái)力并不占優(yōu)勢的中國企業(yè)也可以把服務(wù)納入企劃,一點(diǎn)點(diǎn)進(jìn)行完善,若是完全忽略只會將隱患積累。
準(zhǔn)入機(jī)制不規(guī)范,市場標(biāo)準(zhǔn)難以統(tǒng)一,導(dǎo)致魚龍混雜,為行業(yè)發(fā)展帶來阻礙。
現(xiàn)階段已經(jīng)頒布的獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)的國家標(biāo)準(zhǔn)中只有針對戶用光伏系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn),而沒有針對光伏獨(dú)立電站的國家標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)部件,包括控制器、逆變器、光伏專用蓄電池等的國家標(biāo)準(zhǔn)待批準(zhǔn)、待完善。
而這些標(biāo)準(zhǔn)未確定完善的直接影響是,小型逆變器行業(yè)進(jìn)入門檻低,使得很多并不具備相關(guān)資質(zhì)或者研發(fā)能力的企業(yè)哄然而入,低質(zhì)低價產(chǎn)品頓時橫行于世,嚴(yán)重?cái)_亂了市場秩序。雖然在行業(yè)洗牌中這些投機(jī)者會被清理出局,但是,如果在一開始完善審查機(jī)制,這將為日后行業(yè)的發(fā)展減少不少阻力。
可以說目前光伏行業(yè)正經(jīng)歷“兩重天”,一方面,光伏市場混亂,光伏本土企業(yè)正經(jīng)歷嚴(yán)峻考驗(yàn)期;另一方面,政策持續(xù)支持并加快調(diào)整步伐,期待進(jìn)一步發(fā)展。相關(guān)報道表示,中國最新的光伏產(chǎn)業(yè)的五年規(guī)劃透露,中國國家發(fā)展和改革委員會已將2015年光伏發(fā)電裝機(jī)容量目標(biāo)從15GW提高到21GW。而今年,中國光伏設(shè)備裝機(jī)容量將超過4G,這也將促進(jìn)我國光伏逆變器的發(fā)展。讓我們拭目以待。