逆变器在光伏系统中占比不大,地位却非常重要,光伏逆变器的可靠性、安全性直接关系太阳能发电系统整体的平稳运行,转换效率直接影响太阳能光伏发电系统的发电效率,使用寿命直接关系到光伏发电系统的使用年限,而且作为系统中唯一智能化的设备,从来都是投资方和安装方关注的重点。
从2007年到2018年,国产光伏逆变器,从简单模仿做到世界出货量第一,从弱到强。考量其中的推动力,技术推动和市场推动是促进逆变器技术进步和产业升级的两大根源。
2010年左右,国内众多电力电子制造企业奔着逆变器高达200%~300%的利润蜂拥入场,与国外品牌进行了一场绝对零和博弈,最终大获全胜。短短两三年的时间内,集中式逆变器便从1.2元/瓦降至0.4元/瓦。赛康倒闭,艾默生光伏业务被上能电气收购表示着国外品牌的溃败,2012年以后,国内市场已经很难见到国外品牌了。
之后,国产逆变器内部混战,主要还是依靠价格战。当时光伏市场以地面电站为主,而华为、阳光电源、上能电气三家企业逐步占有了80%的地面电站市场份额。主要客户如国投电力、国华电力、华润电力、中广核等“五大四小”发电集团被3家公司瓜分,别的公司只剩一些零星市场。
但2016年下半年,分布式市场突然爆发,让很多大厂措手不及,分布式市场从2014年开始获得管理层瞩目,当年新增装机容量10.6GW,分布式包括大型电站有2.05GW,但到了2015年新增装机容量15.13GW,分布式却只有1.39GW,发展很不明朗。很多优势产商对形势判断出现错误,认为分布式光伏在国内发展不起来,而没有把主要精力放到户用逆变器的研发和市场推广上面来,失去了先机。
分布式光伏突然爆发,让整个行业都措手不及,分布式户用光伏的客户群体和地面电站的客户群体完全不一样,原来的营销手段用不上,掌握话语权的变成中小型安装商、经销商或代理商,他们多为民用企业,实际安装经验并不是很丰富,率先入场的古瑞瓦特、三晶、固徳威等逆变器企业,创办光伏培训班、光伏学院等技术培训机构,与安装商一起对最终业主进行科普,在市场上取得领先优势。
2016年光伏新增装机容量34.54GW,分布式新增装机容量4.24GW,而2017年光伏新增装机53.06GW,其中光伏电站33.62GW,同比增加11%,分布式光伏达到19.44GW,同比增长3.7倍。到2018年一季度,装机容量超过10GW,其中分布式可能接近7GW,这时候逆变器的竞争也到了一个新的高度。
从技术角度上讲,逆变器前5名厂家的产品返修率少于1%,大功率逆变器效率普遍超过99%,成本也低于0.2元/W,小功率逆变器效率普遍超过98%,成本也低于0.5元/W,在质量和成本上已做到极致;而在营销上,逆变器每个厂家每年的各种培训及宣讲会议不下百次,前期参与项目开发、做方案,后期参与安装施工、运维管理,品牌和服务也已做到极致。
经过一年多的发展,2018年户用光伏安装商发展到几千多家,从业人员几十万人,价格战、营销战不停地打,安装商里也涌现了几家大公司,如晴天、比高、正泰、中民智荟、汉能、晶科(展宇)、天合、英利、正信等,这新的5大4小分布式安装商,也带出了一批做大做强的逆变器产商。
逆变器的可靠性、转换效率和成本一直是逆变器产品的核心要素,未来光伏逆变器的发展方向也将围绕这三个核心要素展开,主要朝着高可靠性、高转换效率和低成本的趋势发展。同时,也还有其他一些需考虑的因素,如因地制宜的逆变方案、智能化的逆变方案、光储一体化逆变方案等。
从前,随着光伏电池板技术的快速发展,多晶硅价格迅速下滑,光伏发电成本逐渐降低,光伏电站的容量越来越大,光伏发电对逆变器的性能要求、可靠性要求和稳定性要求逐步提高。在这种综合因素影响下,集中式逆变器孕育而出。
集中式逆变器的工作原理为:太阳能电池板将太阳能转换成直流电,通过汇流箱汇流至集中式逆变器,后将直流电转换成交流电最后并入电网。随着中国等新兴光伏市场的兴起,大型地面光伏电站的建设规模迅速增加,集中式逆变器得到广泛应用,逆变器输出功率通常在500KW以上。
而近年来,光伏发电对电能质量和发电效率要求逐渐提高,集中式逆变器在最大功率点跟踪上的应用效果不佳,组串式逆变器和集散式逆变器逐渐受到市场的欢迎。其中组串式逆变器采用小功率设计,较集中式逆变器由于实现了多路MPPT方案,系统发电效率有所提高。集散式光伏逆变器相比集中式逆变器提升了MPPT控制效果,实现大功率发电,在建设成本相近的情况下提高了发电效率,且相比组串式逆变解决方案拥有较低的建造成本。
未来需要的逆变器会是在集中式、组串式和集散式中间选么,经历了分布式的突然爆发后,我们也不敢久这么下断言,逆变器技术进步与产业升级的未来,可能还会经历全新的变化与意想不到的突变,在智能化风潮愈来愈热的今天,未雨绸缪是一个好的选择。
原文来源:光伏测试网