Analyse der zukünftigen Entwicklungstrends der Wechselrichterindustrie

Mit der gesellschaftlichen Entwicklung, dem Fortschritt der Elektronik und der Verbesserung der Regelungseigenschaften von Wechselrichtern in verschiedenen Anwendungsbereichen haben auch Wechselrichter rasante Fortschritte gemacht. Der zukünftige Trend bei Wechselrichtern lässt sich derzeit im Wesentlichen wie folgt beschreiben:

Die intelligente String-Lösung ist effizient, hochverfügbar und mit einem Mehrkanal-MPPT ausgestattet, was eine höhere Stromerzeugung ermöglicht. Gleichzeitig kommt sie ohne Verschleißteile und Sicherungen aus, wodurch die Investitions- und Betriebskosten deutlich gesenkt und die Systemzuverlässigkeit sowie die Systemkosten (BOS) erhöht werden. Sie sparen 4.5 Cent pro Watt.

Aus Systemperspektive hat sich das 1500-V-System, das Kostenreduzierung und Effizienzsteigerung vereint, zunehmend zur Standardlösung für große Freiflächenkraftwerke entwickelt. Insbesondere Schwellenländer wie Indien, der Nahe Osten, Afrika und Lateinamerika sind vollständig auf 1500-V-Systeme umgestiegen. Im Vergleich zu 1100 V senkt das 1500-V-System die Kosten für Ausrüstung, Kabel und Bau durch höhere Spannung und längere Stranglängen erheblich. Die Systemkosten (BOS) sinken um mindestens 5 Prozentpunkte pro Watt. Weltweit werden Photovoltaikprojekte in Regionen mit niedrigen Strompreisen und ohne Subventionen mit dem 1500-V-Konzept realisiert. Statistiken zufolge lag der Anteil der weltweiten Lieferungen von 1500-V-Anlagen für große Freiflächenkraftwerke im Jahr 2018 bei über 62 % (ohne China). Nach sieben Jahren Konzept-, Produkt- und Testphase seit 2011 wurden 1500-V-Anlagen, einschließlich Wechselrichter, im Jahr 2018 in großem Umfang ausgeliefert und haben sich zur ersten Wahl für große Freiflächenkraftwerke entwickelt, um die Wettbewerbsfähigkeit gegenüber 7 V zu erreichen.

Mit der zunehmenden Verbreitung und Anwendung bifazialer Module und Tracking-Systeme ist eine Modernisierung der zugehörigen bifazialen Wechselrichter unumgänglich. Der doppelseitige Tracking-Smart-Wechselrichter reduziert einerseits die String-Fehlanpassungsverluste und integriert andererseits die Tracking-Steuerung, die Stromversorgung und das Kommunikationsmanagement, wodurch die Stromerzeugung des Systems deutlich gesteigert werden kann.

Die Bedeutung von Energiespeichern für die großflächige Netzanbindung neuer Energiequellen wie Photovoltaik liegt auf der Hand. Trotz der Kostenbeschränkungen befindet sich die Industrialisierung optischer Speichersysteme noch im Demonstrationsstadium und ist subventionsgetrieben, doch die Markteinführung schreitet zügig voran. Der Einsatz optischer Speichersysteme treibt zudem die Weiterentwicklung von Wechselrichtern hin zu zentralen Energiemanagementsystemen in Kraftwerken voran.

Es besteht kein Zweifel, dass der gesamte Wert von Photovoltaik-Kraftwerken auf „Sicherheit“ beruht. Wechselrichter mit Gleichstromlichtbogenerkennung, schneller Komponentenabschaltung und Schutzfunktionen haben den Sicherheitsschutz von Photovoltaik-Kraftwerken von passiv auf aktiv umgestellt.

KI-gestützte Photovoltaikindustrie: Im Zuge der rasanten Entwicklung der Photovoltaikindustrie stoßen traditionelle Methoden zur Kostenreduzierung und Effizienzsteigerung an ihre Grenzen. Die digitale Transformation der Branche hat sich daher zum allgemeinen Trend entwickelt. Zukünftig wird die Photovoltaikindustrie auf der Grundlage der Digitalisierung aufgebaut sein. Mit der kontinuierlichen Weiterentwicklung verwandter Technologien wie Big Data, Cloud Computing, Internet der Dinge und mobilem Internet werden Anforderungen wie Managementvisualisierung sowie effizienter Betrieb und Wartung erfüllt.

1. Entwicklung erneuerbarer Energiequellen: Angesichts des zunehmenden Fokus auf erneuerbare Energien wird ein weiteres Wachstum der Wechselrichterbranche erwartet. Wechselrichter werden benötigt, um den von Solar-, Wind- und anderen erneuerbaren Energiequellen erzeugten Gleichstrom in Wechselstrom für die Nutzung im Stromnetz umzuwandeln.

2. Technologische Fortschritte: Die Wechselrichterbranche wird voraussichtlich auch weiterhin von technologischen Fortschritten profitieren, beispielsweise von der Entwicklung hocheffizienter Wechselrichter mit hoher Leistungsdichte. Darüber hinaus dürften Digitalisierung und Automatisierung die Effizienz, Leistung und Zuverlässigkeit von Wechselrichtern weiter verbessern.

3. Integration von Energiespeichern: Energiespeichersysteme werden zunehmend mit Wechselrichtern kombiniert, um hybride Energiesysteme zu schaffen. Dieser Trend dürfte sich fortsetzen, da Energiespeicher immer kostengünstiger werden und die Nachfrage nach Netzstabilität und -zuverlässigkeit steigt.

4. Zunehmende Bedeutung von Smart-Grid-Technologien: Smart-Grid-Technologien werden voraussichtlich an Bedeutung gewinnen, und Wechselrichter spielen dabei eine entscheidende Rolle. Wechselrichter können netzunterstützende Funktionen wie Spannungsregelung, Frequenzregelung und Leistungsfaktorkorrektur bereitstellen, die für die Netzstabilität und -effizienz unerlässlich sind.

5. Elektrifizierung des Verkehrssektors: Mit der zunehmenden Elektrifizierung des Verkehrssektors werden Wechselrichter benötigt, um den Gleichstrom aus den Fahrzeugbatterien in Wechselstrom für das Laden und die Rückspeisung in das Stromnetz umzuwandeln.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Wechselrichterindustrie ihren starken Wachstumstrend voraussichtlich auch in Zukunft fortsetzen wird, angetrieben durch die steigende Nachfrage nach erneuerbaren Energien, Energiespeicherung, Smart-Grid-Technologien und der Elektrifizierung des Verkehrssektors.