在利好背景下,光伏逆变器需要做出哪些变革?

阳光观察室 2023-06-07
2129 字丨阅读本文需 6 分钟

光伏逆变器指太阳能光伏发电系统中的核心部件之一,可以将光伏发电系统产生的直流电转化为符合电能电网质量要求的交流电。光伏逆变器是光伏阵列系统中最重要的系统平衡之一,具备主动转运和停机功能、最大功率追踪MPPT功能,电网检测及并网功能等,是光伏电站最重要,最核心的部件。

一、光伏行业长期向好逻辑不变

展望未来几年的发展,全球范围内,光伏行业长期向好逻辑不变,仍有望保持高速增长。

海外市场方面,朱共山表示,预计欧洲光伏今年将保持40%的高增长速度。2025年,欧洲光伏装机累计将超过320GW,到2030年将达到1TW以上。未来十年,美国的光伏累计装机也将达到800GW左右。

国内市场方面,曹仁贤预测作为践行中国“双碳”目标的排头兵,中国光伏行业继续保持高速增长态势。预计2023年,我国光伏累计装机将首次超过水电,成为第一非化石能源发电来源。

此外,曹仁贤预测,随着传统能源的枯竭和价格的持续上升,光伏发电将很快成为最具经济性的电力形式。由光伏延展出的一系列新业态、新产业也在逐步形成,都将实现爆发式的增长,包括“光伏+储能”、“光伏+氢能”、“光伏+汽车”。

不过,当下我国光伏行业的发展也并非一片坦途。作为光伏电站和电网之间的桥梁,光伏逆变器一头连接组件、一头连接电网,不仅决定了电站可以发多少电,还要适应和支撑电网安全稳定运行。

二、逆变器市场可能将迎来一波大增长

首先,换代周期近在眼前,全球逆变器需求极度旺盛。逆变器的平均寿命为10-15年,2010年装机的逆变器已经逐步进入换代倒计时,据有关估计2022年全球逆变器出货量分别有望达到 243GW,市场规模分别有望达到433亿元,2025 年全球逆变器市场空间有望达到505亿元。

其次,受益于新增装机容量持续增长,海外逆变器需求不断提升,中国龙头企业的市场地位也逐日提高。全球逆变器出货量中国占比超过65%,华为、阳光稳居前两位,在除美国以外的细分市场中,华为的逆变器出货量均排名第一,而在2019年上能电气的海外收入则一度暴增12倍。

第三,就国内市场而言,“新能源+储能”规模化发展已成趋势。无论是政策还是实际需求,都会让逆变器企业有广阔的施展空间。逆变器板块过去一年势如破竹。

但是同时我们也要清醒认识到,作为光伏产业链上最有技术含量的一个环节,逆变器行业的竞争也是最激烈的。这时刻提醒我们,逆变器市场有风险,投资须谨慎。国内能完整渡过逆变器行业周期的企业,屈指可数。有人开玩笑,绝大多数厂家存在的时间都没有自己的产品久。

三、新发展形势下,光伏逆变器需要做出哪些变革?

支撑电网能力亟待提升

据智库服务机构前瞻产业研究院统计,2014-2022年,我国光伏发电量占全社会用电量比例逐年增长。2022年,我国光伏发电量占全社会用电量的比例已达到5.1%。未来,光伏将是推动我国实现能源变革的重要引擎之一。

在张显立看来,光伏装机规模、发电量占比的不断提升,给逆变器发展提出了新要求。“原来光伏规模小,对电网影响不大,随着规模越来越大,其特有的波动性和随机性将对电网安全可靠运行带来挑战。如何提升电网强度将成为未来面临的难题,为此,我们需要转变发展思路,从被动适应到主动支撑,提升光伏逆变器对电网的支撑能力,这也是目前光伏逆变器产业公认的发展方向。”

张显立进一步解释说:“具体来看,电网环境也各有差异,有的地方电网强,有的地方电网弱,光伏逆变器就需要自动适应当地的电网环境,始终保持系统稳定运行,这对逆变器的控制要求非常高。”

电站营运环境越发复杂

地面光伏电站是光伏装机的主力。2021年,我国启动第一批以沙漠、戈壁、荒漠地区为重点的大型风电光伏基地项目建设,地面光伏电站应用场景逐步向多元化、复杂化方向发展。

“‘上山下海进沙漠’已经成为地面光伏电站的真实写照。不仅是沙漠、戈壁、荒地,甚至是丘陵、滩涂和近海,都成为了光伏地面电站未来潜在开发地。”张显立表示,地面光伏电站单体容量大、系统复杂,沙漠、戈壁、荒地地区风沙强度大,设备内部容易遭沙尘入侵,导致散热不畅、零部件损坏,影响设备可靠运行。而滩涂和近海地区高盐雾、高温、高湿,易腐蚀,加剧电站设备老化和损坏,影响寿命。

张显立提出,地面光伏电站方案升级需综合考虑不同地区应用环境、设计理念及电网要求等多重因素,因地制宜,科学设计。“应用环境决定了光伏逆变器产品的升级方向,一些差异化的需求也将显现出来。我们通过组串式和模块化产品组合及技术方案创新,可以适配各种应用场景。比如,针对山地、丘陵等起伏大、分散地块,我们就要提供更为灵活的产品方案,充分利用土地,实现土地最大化利用。而针对沙漠项目,我们的产品就需要高效散热,隔绝沙尘,保障电站可靠运行。”

智能运维需求快速增加

从光伏逆变器技术发展方向上来看,张显立认为,随着市场对光伏逆变器的性能要求越来越高,一定要加大产品硬件和软件的创新,两者相辅相成,共同发展。硬件从产品质量、可靠性等方面出发,软件则利用大数据、算法等技术实现快速精准识别和控制、达到发电量优化和智能化运维的目的。

张显立以光伏逆变器运维为例,说明硬件、软件齐发力的积极作用。“传统集中式逆变器单机功率大,故障期间发电量损失较大,且一般需要专业人员维护。采用模块化设计后,各逆变器单元在电气上相互独立,单台故障时不影响其余单元发电。同时,我们还研发了模块化光伏逆变器智能IV诊断技术,通过软件技术升级精准识别定位故障。目前,可识别16种主流故障,极大缩短了运维时间,提升了运维效率。”

展望未来,张显立认为,在构建新型电力系统目标下,市场对光伏逆变器的要求将越来越高。要做好光伏逆变器的创新工作,就要充分连接供应链上下游,加强和组件企业、电网公司等协同创新,才能发挥好桥梁的作用,有效支撑光伏电力成为主力电源。

文章来源: 中国能源报,36氪,啊不的闲散时光

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