太陽能電池功率調(diào)節(jié)器技術有望快速推進
2013-05-15 11:54:51 來源:日經(jīng)BP社 點擊:2738
摘要: 日本自2012年7月開始實施可再生能源發(fā)電固定價格收購制度后,太陽能電池的裝機容量迅速增加。受此影響,太陽能電池功率調(diào)節(jié)器的技術開發(fā)有望得到快速推進。通過太陽能電池功率調(diào)節(jié)器積累的技術不久也將應用于蓄電池及燃料電池等其他能源設備。
關鍵字: 功率調(diào)節(jié)器,太陽能電池,蓄電池
日本自2012年7月開始實施可再生能源發(fā)電固定價格收購制度后,太陽能電池的裝機容量迅速增加。受此影響,太陽能電池功率調(diào)節(jié)器的技術開發(fā)有望得到快速推進。通過太陽能電池功率調(diào)節(jié)器積累的技術不久也將應用于蓄電池及燃料電池等其他能源設備。
功率調(diào)節(jié)器承擔著將太陽能電池輸出的直流電力轉換為交流電力的作用,其需求在日本國內(nèi)迅速增大。東芝三菱電機產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)公司在2011財年承接的訂單量還不到100MW,而在2012財年,訂單量飛速增加到10倍以上,有望超過1GW。
日本于2012年7月開始實施可再生能源發(fā)電固定價格收購制度,功率調(diào)節(jié)器的需求之所以如此迅速增大,正是因為受其影響。截至2012年3月底,日本的太陽能電池累計裝機容量約為5.3GW,而實施固定價格收購制度后,僅在2012年7月~12月,就有約4.7GW的設備獲得審批注1)。
注1)要按照固定價格收購制度售電,需要事先接受國家的設備認證。如果是大規(guī)模發(fā)電設備,有時從認證到啟動需要較長時間。
今后,這種量變將促使功率調(diào)節(jié)器發(fā)生質(zhì)變(圖1)。這是因為,隨著量的擴大,從事其生產(chǎn)的廠商會增加,為削減成本和實現(xiàn)差異化,企業(yè)勢必要加速開發(fā)新技術。而且,隨著太陽能電池安裝量的大增,電網(wǎng)的負荷也將增加,因此功率調(diào)節(jié)器還須具備電網(wǎng)支持技術,以增加太陽能發(fā)電采用量。
圖1:量變將引發(fā)質(zhì)變
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在日本,由于太陽能電池裝機容量迅速增加,太陽能電池功率調(diào)節(jié)器的競爭日益激化。隨著競爭激化和配備EMS功能,功率調(diào)節(jié)器將發(fā)生質(zhì)變。
在太陽能電池領域迅速進化的功率調(diào)節(jié)器,今后將成為增加可再生能源采用量所不可或缺的技術,還將大大影響到蓄電池、燃料電池及風力發(fā)電等其他能源設備。
瞄準功率調(diào)節(jié)器的質(zhì)變,太陽能電池廠商也開始致力于功率調(diào)節(jié)器業(yè)務。松下環(huán)境解決方案公司能源系統(tǒng)事業(yè)部新事業(yè)推進中心主任磯崎典夫稱:“功率調(diào)節(jié)器是連接電網(wǎng)、作為各能源設備指令塔的重要組成部分,是能夠通過技術和經(jīng)驗實現(xiàn)差異化的稀有產(chǎn)品?!?/P>
以前一直從外部采購功率調(diào)節(jié)器的京瓷公司也在2012年的展會上,公開了自主開發(fā)的試制品,令相關人士倍感驚訝。關于自主開發(fā)產(chǎn)品的原因,該公司太陽能事業(yè)本部太陽能營銷部長池田一郎解釋稱:“不能讓EMS(Energy Management System)的關鍵技術黑盒化?!?/P>
“各司其職”的格局瓦解
在日本,功率調(diào)節(jié)器廠商原本是按用途“各司其職”,比如住宅用途、小型和中型產(chǎn)業(yè)用途以及大型產(chǎn)業(yè)用途等,各用途產(chǎn)品的廠商不會有太大變化(圖2)。比如在住宅用途,各太陽能電池廠商使用的功率調(diào)節(jié)器是固定的。
圖2:發(fā)生變化的行業(yè)格局
功率調(diào)節(jié)器制造行業(yè)在以前沒有發(fā)生過太大變化,而如今“各司其職”的格局開始瓦解,全球廠商紛紛開始從事該項業(yè)務。以前從外部采購功率調(diào)節(jié)器的太陽能電池廠商也開始轉向自行生產(chǎn)。功率調(diào)節(jié)器廠商的世界排名(2011年)為IMS Research的數(shù)據(jù)。(攝影:各公司)
但是,由于出現(xiàn)產(chǎn)品供不應求,需求激增的小型和中型產(chǎn)業(yè)方面開始使用住宅用途的產(chǎn)品等,如此一來,不但“各司其職”的格局瓦解,新加入這一領域的廠商也在增加。
而且,海外廠商也瞄準了興隆的日本市場,開始投放符合日本標準的產(chǎn)品。在全球功率調(diào)節(jié)器市場上排名靠前的廠商,在2012年前后陸續(xù)進入了日本市場。日本有望在2015年成為全球第三大市場,各企業(yè)紛紛發(fā)起了攻勢(圖3)。
圖3:日本的存在感增強
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日本市場在2012年全球排名居第五位,預計在2015年將上升至第三位,之后也會繼續(xù)擴大。(本圖根據(jù)美國NPD Group太陽能電池部門Solarbuzz的資料制作)
全球份額高居榜首的德國SMA Technology公司贏得了預定在2013年秋季完工的“鹿兒島七島百萬瓦級太陽能發(fā)電站”的訂單。計劃供貨140臺500kW的功率調(diào)節(jié)器。全球份額排名第二的美國Power-One公司于2013年2月,與松下締結了戰(zhàn)略性合作協(xié)議。Power-One的目標是,通過合作將產(chǎn)業(yè)用途功率調(diào)節(jié)器投入日本市場,同時引進松下的蓄電池技術。此外,以低價格為賣點的中國中興昆騰公司等也涉足了日本市場。
產(chǎn)業(yè)設備廠商紛紛涉足功率調(diào)節(jié)器業(yè)務,充分利用功率電子領域的技術經(jīng)驗
日本IDEC公司太陽能智能事業(yè)部事業(yè)部長田近雄彥說:“太陽能電池領域的準入門檻低,任何人都能參與其中?!卑泊姍C公司于2010年、IDEC于2012年,作為新業(yè)務加入了該領域,產(chǎn)業(yè)設備廠商涉足太陽能電池功率調(diào)節(jié)器業(yè)務的事例越來越多。
上述兩家公司的共同點是,都擁有通過FA設備等磨練出來的功率電子技術經(jīng)驗。而且,IDEC還通過與三社電機制作所公司開展業(yè)務合作,設計出了功率調(diào)節(jié)器專用核心部件IPM(Intelligent Power Module),從而抑制了發(fā)熱。由此,不僅使額定容量為4kW的產(chǎn)品實現(xiàn)了業(yè)界最小的外形尺寸420mm×280mm×127mm,還能以密集狀態(tài)設置多臺產(chǎn)品(圖A-1)。
圖A-1:提高溫度特性
IDEC通過采用專用設計的IPM等抑制了發(fā)熱,能在相互接觸的狀態(tài)下設置多個功率調(diào)節(jié)器。
中國廠商以低價格為競爭武器,產(chǎn)品比以往便宜4~5成
以價格為武器進攻日本市場的是中國中興昆騰公司(圖B-1)。該公司一直在無電地區(qū)等利用太陽能電池作為通信設備的電源,如今利用這方面的經(jīng)驗,涉足了太陽能電池功率調(diào)節(jié)器業(yè)務。中興昆騰原本打算繼中國市場之后進軍歐洲,但因市場低迷,便將目標轉向了日本。
圖B-1:以價格取勝
中興集團的中興昆騰公司計劃向日本推出低價格功率調(diào)節(jié)器。首先將從銷售產(chǎn)業(yè)用途產(chǎn)品開始,還備有住宅用途產(chǎn)品。
中興昆騰日本公司董事長總經(jīng)理王銳祥稱,該公司之所以能夠實現(xiàn)低價格化,是因為“人工費便宜”。雖然主要部件使用與全球的大廠商相同的產(chǎn)品,但運用中興集團的購買力能以低價格采購到。因此,額定容量為100kW的產(chǎn)品售價在250萬日元以下,250kW產(chǎn)品售價在400萬日元以下,能以比以往產(chǎn)品低4~5成的價格提供。
(未完待續(xù))
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近年來,從地球環(huán)境保護、化石能源枯竭等觀點看,利用自然能源的太陽能(光伏)發(fā)電正急速的擴展,隨后不斷推進太陽能發(fā)電的普及。全世界的光伏產(chǎn)業(yè),今后必將穩(wěn)步的提升和壯大。
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三菱電機面向日本的住宅用光伏發(fā)電系統(tǒng)開發(fā)出提高了額定輸出功率的功率調(diào)節(jié)器“PV-PS55J”,將于2013年7月30日開始銷售(圖)。
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