Sự chú ý toàn cầu đối với sự phát triển bền vững ngày càng tăng và tầm quan trọng của bộ biến tần như cầu nối kết nối các hệ thống quang điện và thiết bị lưu trữ năng lượng trong lĩnh vực năng lượng mới ngày càng trở nên nổi bật. Đặc biệt với sự phát triển của công nghệ lưu trữ năng lượng, chức năng của bộ biến tần như giao diện lưu trữ năng lượng ngày càng trở nên quan trọng và sự tăng trưởng nhanh chóng của thị trường lưu trữ năng lượng đã mở ra những điểm tăng trưởng kinh doanh mới cho các công ty trong ngành biến tần quang điện.
Các nhà sản xuất biến tần đang tích cực phát triển các sản phẩm có giao diện lưu trữ năng lượng để hỗ trợ phát triển hệ thống lưu trữ năng lượng thương mại và gia đình. Theo dữ liệu, tổng lô hàng bộ biến tần quang điện ở Trung Quốc (nội địa) đạt 131,7GW vào năm 2022, tăng khoảng 60GW so với năm trước, với tốc độ tăng trưởng hàng năm khoảng 85%; Khối lượng xuất xưởng năm 2023 khoảng 170GW; Dự kiến đến năm 2024, khối lượng vận chuyển sẽ vượt quá 200GW. Sự phát triển của thị trường xe điện đã kéo theo nhu cầu về bộ biến tần không ngừng tăng lên. Dữ liệu cho thấy doanh số bán xe điện ở Trung Quốc dự kiến sẽ đạt 13,3 triệu chiếc vào năm 2024, điều này chắc chắn mang lại nhiều cơ hội tăng trưởng hơn cho ngành biến tần.
1. Cấu trúc chuỗi ngành công nghiệp biến tần
Chuỗi công nghiệp biến tần chủ yếu có thể được chia thành ba liên kết: thượng nguồn, trung nguồn và hạ nguồn:
Thượng nguồn của biến tần chủ yếu liên quan đến việc cung cấp nguyên liệu thô, bao gồm các linh kiện điện tử (IGBT, tụ điện, điện trở, cuộn kháng, PCB, v.v.), các thành phần kết cấu (tủ, khung, v.v.) và vật liệu phụ trợ. Hiệu suất và kiểm soát chi phí của các nguyên liệu thô này có tác động đáng kể đến chất lượng và giá thành của bộ biến tần. Trong số đó, IGBT với tư cách là đại diện cho các thiết bị bán dẫn điện, là thành phần cốt lõi của bộ biến tần và ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất phát điện của các trạm điện đầu cuối hạ lưu của bộ biến tần quang điện.
Ngành IGBT toàn cầu có mức độ tập trung cao, với bốn nhà sản xuất mô-đun IGBT hàng đầu có mức độ tập trung 58,2%, hình thành thị trường độc quyền. Do khởi đầu muộn, các nhà sản xuất mô-đun IGBT của Trung Quốc cần nâng cao khả năng cạnh tranh của mình. Hiện nay, các module IGBT sản xuất trong nước chủ yếu được sử dụng trong các bộ biến tần công suất thấp.
Dòng giữa của bộ biến tần đề cập đến quá trình sản xuất bộ biến tần, bao gồm nghiên cứu và phát triển, sản xuất và bán bộ biến tần quang điện và bộ biến tần lưu trữ năng lượng. Các nhà sản xuất bộ biến tần quang điện chính bao gồm Huawei, Sunac Power, Jinlang Technology, v.v. Các công ty này không chỉ liên tục đổi mới trong nghiên cứu và phát triển công nghệ mà còn tích cực thúc đẩy phát triển thị trường. Về bộ biến tần lưu trữ năng lượng, với sự tăng trưởng nhanh chóng của thị trường lưu trữ năng lượng, nhu cầu về bộ biến tần lưu trữ năng lượng cũng không ngừng tăng lên.
Hạ nguồn của bộ biến tần là lĩnh vực ứng dụng phát điện trong các nhà máy điện, bao gồm phát điện quang điện, phát điện gió, hệ thống lưu trữ năng lượng, xe điện và các lĩnh vực khác. Bộ biến tần quang điện chủ yếu phục vụ các lĩnh vực phát điện quang điện, phát điện gió và hệ thống lưu trữ năng lượng và đã trở thành một thành phần quan trọng trong việc đạt được chuyển đổi năng lượng xanh. Với sự phát triển của thị trường xe điện, việc ứng dụng bộ biến tần trong các cơ sở sạc xe điện ngày càng trở nên phổ biến.
2. Xu hướng phát triển của ngành Biến tần
Cải thiện hiệu quả năng lượng
Các bộ biến tần trong tương lai sẽ chú trọng nhiều hơn đến việc cải thiện hiệu suất chuyển đổi năng lượng và giảm thiểu tổn thất năng lượng trong quá trình chuyển đổi dòng điện một chiều (DC) sang dòng điện xoay chiều (AC). Bằng cách áp dụng các vật liệu bán dẫn thế hệ mới như cacbua silic và gali nitrit, cũng như các thuật toán điều khiển thông minh, bộ biến tần sẽ có thể chuyển đổi năng lượng điện thành dòng điện xoay chiều có thể sử dụng hiệu quả hơn. Xu hướng này không chỉ thúc đẩy cải thiện hiệu quả sử dụng năng lượng tổng thể mà còn giúp giảm lãng phí năng lượng.
Thu nhỏ và tính di động
Việc thu nhỏ và tính di động của bộ biến tần là xu hướng ngày càng phát triển, đặc biệt là cho các hoạt động ngoài trời, cung cấp điện khẩn cấp và nhu cầu điện ở vùng sâu vùng xa. Các nhà sản xuất cam kết phát triển các bộ biến tần nhẹ hơn và nhỏ gọn hơn, giảm kích thước mà không làm giảm hiệu suất thông qua việc sử dụng vật liệu nhẹ và thiết kế sáng tạo.
Trí tuệ và hội nhập
Các bộ biến tần trong tương lai sẽ tích hợp Internet of Things (IoT) và công nghệ lưới điện thông minh rộng rãi hơn, đạt được khả năng liên lạc và trao đổi dữ liệu hai chiều với lưới điện. Bộ biến tần thông minh có thể giám sát và điều chỉnh sản lượng điện theo thời gian thực, thích ứng với những biến động của nhu cầu lưới điện và cân bằng phụ tải nguồn điện, từ đó hỗ trợ sự ổn định của lưới điện. Công nghệ này cũng sẽ giúp thúc đẩy việc tích hợp các nguồn năng lượng tái tạo như năng lượng mặt trời và năng lượng gió vào lưới điện, mang lại cách quản lý năng lượng sạch linh hoạt và hiệu quả hơn.
Cải thiện khả năng tương thích và đa chức năng
Để thích ứng với các nguồn năng lượng đầu vào và kịch bản ứng dụng khác nhau, các bộ biến tần trong tương lai sẽ nâng cao hơn nữa khả năng tương thích và tính đa chức năng. Sự phát triển của bộ biến tần sóng sin thuần túy và máy phát điện biến tần cho phép bộ biến tần thích ứng với các loại pin khác nhau (như pin lithium, pin axit chì, v.v.) và kết nối với nhiều hệ thống năng lượng tái tạo khác nhau (như năng lượng mặt trời và năng lượng gió). Khả năng tương thích này cho phép các hệ thống năng lượng sạch được kết hợp linh hoạt hơn và giúp người dùng đạt được mức độ độc lập năng lượng cao hơn.
Độ tin cậy và độ bền cao
Biến tần đòi hỏi độ tin cậy cao trong các ứng dụng hàng ngày để đảm bảo hoạt động ổn định lâu dài, đặc biệt là trong môi trường ngoài trời. Các thiết kế biến tần trong tương lai sẽ chú trọng nhiều hơn đến độ chắc chắn và độ bền, sử dụng các linh kiện chất lượng cao để đảm bảo rằng chúng vẫn có thể hoạt động bình thường trong môi trường khắc nghiệt như nhiệt độ và độ ẩm cao. Đặc biệt bằng cách cải tiến công nghệ tản nhiệt và sử dụng vỏ bọc chịu được thời tiết sẽ mang lại khả năng bảo vệ bền bỉ hơn cho các bộ biến tần lắp đặt ngoài trời.
Giảm chi phí và phổ biến
Thông qua những tiến bộ công nghệ và tính kinh tế theo quy mô, chi phí sản xuất bộ biến tần sẽ giảm hơn nữa, giúp người dùng hộ gia đình và doanh nghiệp dễ dàng tiếp cận công nghệ biến tần hơn và đạt được các giải pháp năng lượng sạch với giá cả phải chăng. Xu hướng này sẽ thúc đẩy việc phổ biến các bộ biến tần trong các ứng dụng gia đình, thương mại và công nghiệp, đồng thời đẩy nhanh quá trình chuyển đổi toàn cầu sang năng lượng sạch.