Quantitativement, l'Agence internationale de l'énergie (AIE) a précédemment publié le "Special Report on Photovoltaic Global Supply Chain", qui montre que depuis 2011, la Chine a investi plus de 50 milliards de dollars américains pour augmenter la capacité de production d'équipements photovoltaïques, qui est 10 fois supérieure. celle de l'Europe.La Chine a créé plus de 300 000 emplois manufacturiers ;L'industrie manufacturière photovoltaïque chinoise occupe au moins 80 % de la capacité de production mondiale dans tous les maillons de production de panneaux solaires, des matériaux en silicium, des lingots de silicium, des plaquettes aux cellules et modules, parmi lesquels le plus bas Le plus élevé est le matériau en silicium (79,4 %), et le plus élevé est le lingot de silicium (96,8%).L'AIE prévoit en outre que d'ici 2025, la capacité de production de la Chine sur certaines liaisons représentera 95 % ou plus.

Pas étonnant que l'AIE utilisera « dominer » pour décrire le statut de l'industrie photovoltaïque chinoise, et prétendra même qu'elle représente une certaine menace pour la chaîne d'approvisionnement photovoltaïque mondiale. « … le niveau de concentration géographique dans les chaînes d'approvisionnement mondiales crée également des défis potentiels qui les gouvernements doivent s'attaquer. » Si vous l'examinez qualitativement, il est encore plus intéressant qu'un commentaire du « New York Times » considère l'industrie photovoltaïque chinoise comme une menace majeure.La dernière "théorie de la menace" pourrait encore être la 5G.

Mais les panneaux solaires ne sont pas le seul maillon de la chaîne de valeur photovoltaïque dominée par les entreprises chinoises.Cet article se concentre sur un autre dispositif moins connu, mais tout aussi essentiel dans les systèmes de production d'énergie photovoltaïque : l'onduleur photovoltaïque.

Onduleur, cœur et cerveau du photovoltaïque

L'onduleur photovoltaïque peut convertir le courant continu généré par le module de cellule solaire en courant alternatif à fréquence réglable et peut être utilisé pour la production et la vie.L'onduleur est également chargé de maximiser la capacité de production d'énergie des panneaux photovoltaïques et de fournir une protection contre les pannes du système, y compris, mais sans s'y limiter, les fonctions de fonctionnement et d'arrêt automatiques, les fonctions de contrôle de suivi de puissance maximale, une série de fonctions requises par les systèmes connectés au réseau, etc. .

En d'autres termes, la fonction principale de l'onduleur photovoltaïque peut également être résumée comme le suivi de la puissance de sortie maximale du réseau de modules photovoltaïques et l'injection de son énergie dans le réseau avec la plus petite perte de conversion et la meilleure qualité de puissance.Sans le « cœur et le cerveau » de ce système photovoltaïque, l'électricité produite par les cellules solaires actuelles ne serait pas disponible pour l'homme.

Du point de vue de la position de la chaîne industrielle, l'onduleur se situe en aval de l'industrie photovoltaïque, et il entre dans le maillon du processus de construction d'un système de production d'électricité (quelle qu'en soit la forme).

D'un point de vue coût, la part des onduleurs photovoltaïques dans le coût n'est pas élevée.Généralement, la proportion de systèmes photovoltaïques distribués est supérieure à celle des centrales au sol à grande échelle.

Les onduleurs photovoltaïques actuels ont une variété de méthodes de classification, qui sont plus courantes et faciles à comprendre, et se distinguent par types de produits.Il existe principalement quatre types : onduleurs centralisés, en chaîne, distribués et micro.Parmi eux, le micro-onduleur est assez différent des trois autres appareils et ne peut être utilisé que dans de petits systèmes de production d'énergie photovoltaïque, tels que le photovoltaïque domestique, et ne convient pas aux systèmes à grande échelle.

Du point de vue de la part de marché, les onduleurs de chaîne ont pris une position dominante absolue, les onduleurs centralisés au deuxième rang avec un écart important et les autres types représentaient très peu.Selon les données fournies par CPIA, les onduleurs de chaîne représentent 69,6 %, les onduleurs centralisés représentent 27,7 %, les onduleurs distribués ont une part de marché d'environ 2,7 % et les micro-onduleurs ne sont pas visibles.statistiques.

La raison pour laquelle les onduleurs actuels les plus courants sont de type chaîne est la suivante : la plage de tension de fonctionnement est large et la capacité de production d'énergie est forte dans des conditions de faible luminosité ;un seul onduleur contrôle peu de composants de batterie, généralement seulement des dizaines, ce qui est beaucoup plus petit que l'onduleur centralisé. Le nombre de milliers de générateurs, l'impact des pannes inattendues sur l'efficacité globale de la production d'électricité est relativement faible ;les coûts d'exploitation et de maintenance sont faibles, la détection des défauts est relativement facile et lorsqu'un défaut se produit, le temps de dépannage est court et la panne et la maintenance entraînent moins de pertes.

Cependant, il convient de souligner qu'en plus des centrales électriques à grande échelle, l'industrie photovoltaïque a également de nombreux scénarios d'application spécifiques, et il existe de nombreux types de photovoltaïque distribué, tels que le photovoltaïque domestique, le photovoltaïque sur les toits d'usine, le photovoltaïque des immeubles de grande hauteur. murs-rideaux, etc.Pour de telles installations de production d'énergie photovoltaïque, l'État a également des plans correspondants.Par exemple, dans le plan de mise en œuvre du pic de carbone dans la construction urbaine et rurale publié par le ministère du Logement et du Développement urbain-rural et la Commission nationale du développement et de la réforme en juillet, il est mentionné que d'ici 2025, les nouveaux bâtiments des institutions publiques, le toit le taux de couverture photovoltaïque du bâtiment d'usine nouvellement construit atteindra 50%.Différents scénarios d'application ont des besoins différents pour les onduleurs photovoltaïques, et avec le développement rapide de l'industrie photovoltaïque, l'impact des itérations technologiques sur l'industrie ne peut être ignoré, rendant la structure du marché des onduleurs photovoltaïques incertaine.

En termes de taille de marché, il convient de préciser qu'étant donné que plus d'une entreprise leader dans le secteur des onduleurs n'a pas été répertoriée, la divulgation d'informations incomplètes a entraîné certaines difficultés statistiques, entraînant certaines différences dans les données fournies par différentes institutions en raison de la influence du calibre.

Du point de vue de la taille du marché, selon les statistiques des livraisons : les livraisons d'onduleurs photovoltaïques d'IHS Markit en 2021 sont d'environ 218 GW, soit une augmentation d'environ 27 % d'une année sur l'autre ;Les données de Wood Mackenzie sont supérieures à 225 GW, soit une augmentation de 22 % d'une année sur l'autre.

La raison pour laquelle l'industrie actuelle des onduleurs photovoltaïques a une compétitivité considérable est principalement due à l'avantage de prix considérable apporté par la capacité stable de contrôle des coûts des entreprises nationales.À ce stade, presque tous les types d'onduleurs en Chine présentent un avantage de coût assez évident, et le coût par watt ne représente qu'environ 50 %, voire 20 %, du coût à l'étranger.

La réduction des coûts et l'augmentation de l'efficacité sont la direction de l'optimisation

À ce stade, les onduleurs photovoltaïques domestiques ont établi un certain avantage concurrentiel, mais cela ne signifie bien sûr pas qu'il n'y a aucune possibilité d'optimisation supplémentaire dans l'industrie.Les principales pistes de réduction des coûts pour les futurs onduleurs photovoltaïques se concentreront sur trois aspects : la localisation des composants clés, l'amélioration de la densité de puissance et l'innovation technologique.

En termes de structure de coûts, les matériaux directs des onduleurs photovoltaïques représentent une proportion très élevée, supérieure à 80 %, qui peut être grossièrement divisée en quatre parties : les semi-conducteurs de puissance (principalement les IGBT), les pièces mécaniques (pièces en plastique, moulages sous pression, radiateurs, Pièces de tôlerie, etc.), matériaux auxiliaires (matériaux isolants, matériaux d'emballage, etc.) et autres composants électroniques (condensateurs, inductances, circuits intégrés, etc.).Le prix général des matériaux utilisés dans les onduleurs photovoltaïques est considérablement affecté par les matières premières en amont, la difficulté de production n'est pas élevée, la concurrence sur le marché est déjà suffisante, une réduction supplémentaire des coûts est difficile et l'espace de négociation est relativement limité, ce qui ne peut pas fournir grand-chose aide pour une réduction supplémentaire des coûts des onduleurs .

Mais les dispositifs à semi-conducteurs sont différents.Les semi-conducteurs de puissance représentent 10 à 20 % du coût de l'onduleur.Ce sont les composants de base pour réaliser la fonction d'onduleur DC-AC de l'onduleur et déterminer directement l'efficacité de conversion de l'équipement.Cependant, en raison des barrières industrielles élevées des IGBT, le niveau de localisation à ce stade n'est pas élevé.

Cela confère aux semi-conducteurs de puissance un pouvoir de fixation des prix plus élevé que les autres appareils.C'est également la pénurie mondiale de semi-conducteurs et les augmentations de prix depuis 2021 qui ont entraîné une pression évidente sur les bénéfices des onduleurs, et la marge bénéficiaire brute des produits a principalement diminué.Avec le développement rapide des semi-conducteurs domestiques, l'industrie des onduleurs devrait réaliser le remplacement localisé des IGBT à l'avenir et réaliser une réduction globale des coûts.

L'augmentation de la densité de puissance fait référence au développement de produits de puissance supérieure sous le même poids, ou de produits plus légers sous la même puissance, diluant ainsi les coûts fixes des pièces structurelles/matériaux auxiliaires et obtenant des résultats de réduction des coûts relatifs.Du point de vue des paramètres du produit, les différents onduleurs actuels améliorent en effet constamment la puissance nominale et la densité de puissance.

L'itération technologique est relativement simple.L'industrie des onduleurs peut contrôler les coûts et ouvrir davantage ses marges bénéficiaires en optimisant davantage la conception des produits, en réduisant les matériaux, en améliorant les processus de production et en passant à des appareils plus efficaces.

Le monde d'après, le stockage d'énergie ?

En plus du photovoltaïque, une autre direction du marché de l'industrie actuelle des onduleurs est le stockage d'énergie tout aussi chaud.

La production d'énergie photovoltaïque, en particulier les systèmes photovoltaïques distribués, présente une intermittence et une volatilité naturelles.La connexion à des systèmes de stockage d'énergie pour obtenir une alimentation électrique continue et stable est une solution largement reconnue.

Afin de répondre aux besoins du nouveau système d'alimentation, le système de conversion de puissance (PCS; parfois appelé onduleur de stockage d'énergie pour la commodité de la compréhension) a vu le jour.PCS est un système électrochimique qui relie le système de batterie et le réseau électrique pour réaliser la conversion bidirectionnelle de l'énergie électrique.Il peut non seulement convertir le courant alternatif en courant continu pour charger la batterie pendant le creux de charge, mais également convertir le courant continu dans la batterie de stockage en courant alternatif pendant la période de charge maximale et se connecter au réseau..

Cependant, en raison des fonctions plus complexes, le réseau électrique a des exigences de performance plus élevées pour les onduleurs de stockage d'énergie, ce qui entraîne une augmentation substantielle du nombre de composants utilisés, qui peut être près du double de celui des onduleurs photovoltaïques ordinaires.Dans le même temps, les fonctions complexes apportent également des barrières techniques plus élevées.

En conséquence, bien que l'échelle globale ne soit pas très grande, l'onduleur de stockage d'énergie a déjà montré une excellente rentabilité et la marge bénéficiaire brute présente un avantage considérable par rapport à l'onduleur photovoltaïque.

À en juger par la situation actuelle de l'industrie, le marché du stockage d'énergie à l'étranger a commencé plus tôt et la demande est plus forte qu'en Chine.Les entreprises nationales n'ont pas encore établi une domination du marché similaire à celle des composants de batterie et des onduleurs dans l'industrie.Cependant, l'échelle du marché des onduleurs de stockage d'énergie à ce stade n'est pas grande, et il existe un énorme écart avec les onduleurs photovoltaïques.Il n'y a pas de différence évidente de compétitivité entre les entreprises nationales et étrangères, qui résulte principalement de choix commerciaux.

Pour les entreprises, bien qu'il existe certaines barrières techniques, la technologie des onduleurs de stockage d'énergie et des onduleurs photovoltaïques a la même origine, et il n'est pas très difficile pour les entreprises de se transformer.Et sur le marché intérieur, poussé à la fois par l'industrie et la politique, l'industrie du stockage d'énergie est entrée dans une période de développement rapide, avec une croissance considérable du marché et une forte certitude de l'industrie, ce qui est une direction de développement commercial très claire pour les entreprises d'onduleurs.

En fait, de nombreuses entreprises ont bénéficié des bonnes attentes de l'industrie du stockage d'énergie.À en juger par les performances de 2021, les métiers du stockage d'énergie de nombreuses entreprises ont affiché une forte croissance.Bien que cette croissance ait une certaine relation avec la base faible, elle suffit à prouver que le développement de la fabrication d'équipements liés au stockage d'énergie a une forte certitude, et il ne fait aucun doute qu'elle a une bonne logique commerciale et une bonne croissance.

La future voie de réduction des coûts des onduleurs de stockage d'énergie est également relativement claire, ce qui n'est pas très différent des onduleurs photovoltaïques.Il se concentre sur la réduction du prix des composants, notamment le remplacement localisé des semi-conducteurs de puissance.Étant donné que le nombre de composants utilisés est beaucoup plus important, l'effet de réduction des coûts apporté par la substitution peut être encore amplifié.

Si les sociétés d'onduleurs accélèrent le développement de convertisseurs de stockage d'énergie, en s'appuyant sur le développement rapide de l'industrie du stockage d'énergie et les avantages concurrentiels établis des onduleurs connectés au réseau, nous avons toutes les raisons de croire que l'industrie locale a toutes les chances de s'appuyer sur la Chine Les avantages de la fabrication, la reproduction de la prospérité de l'industrie photovoltaïque dans la chaîne de valeur du stockage de l'énergie et le succès commercial des entreprises nationales sont également des résultats naturels.