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三年前,有人提前预测到逆变器被“卡脖子”

   2021-04-25 弘扬太阳能15360
核心提示:编者按:4月9日,索比光伏网报道了《53家芯片原厂发布涨价声明》的新闻。很快,多家逆变器企业宣布上调分布式逆变器价格,一些从
编者按:4月9日,索比光伏网报道了《53家芯片原厂发布涨价声明》的新闻。很快,多家逆变器企业宣布上调分布式逆变器价格,一些从事光伏系统开发的企业纷纷与逆变器企业签订长单,争取更多配额,确保产品供应。

事实上,早在2018年4月,分布式光伏市场最火热的时候,就有人提出,逆变器的核心技术和核心设备还是掌握在美欧等国家手中,目前国内电力电子技术与国外先进技术的差距较大,如果遭遇制裁,可能难以支撑。

三年时间过去,组件功率从270W提升至500W,转换效率从16.5%提升至20.5%以上,设备国产化进程大幅加快,但在逆变器环节,我们对海外供应商的依赖与日俱增,面对芯片、IGBT供应紧张的局面,只能高价抢购进口产品,无法实现有效的国产化替代。

有技术专家向索比光伏网表示,我国IGBT模块已经具备替代能力,但一些厂商对产品不放心,不敢尝试。“大电站业主可能对逆变器内部元器件有明确要求,但分布式项目业主很少关注这一环节,逆变器厂商只需要考虑自身需求和成本即可。”

以下是“弘扬太阳能”公众号于2018年4月28日发布的《假如美国制裁中国逆变器产业》一文,供读者参考:

前几天,美国制裁中兴通讯,引起了国内外广泛关注,这是中兴通讯有史以来最大的危机,关系到中兴公司7万多员工和数十万供应商的命运。有人也许会问,如果光伏行业被美国同样制裁,会怎么样,前几天有人写到组件及硅片,不怕美国制裁,实际上美欧一直在限制组件成品出口,但没有什么成效,但如果美国限制芯片卖到中国,确实对组件影响不大,因为组件里面没有芯片,组件制造的设备,现在也几乎国产化了,所以组件不用担心。

国产逆变器发展一路高歌,在东南亚、澳洲,非洲甚至欧洲份额逐年上升,在很多国家和地区已经超过美欧和日本品牌。国产逆变器从产量上说,已经是世界第一了。假如美国制裁中国逆变器行业,对中国实施芯片、高端仪器设备和软件制裁,那又会怎么样呢?

光伏逆变器是电源产品,包括结构设计,主功率电路设计,控制系统设计,热设计,电磁兼容设计,其技术含量取决于电力电子元器件和电力变换控制技术,特别是半导体开关器件,以及微处理器。目前有一部分逆变器元件的确已经摆脱进口依赖,但核心元器件(主控芯片、IGBT模块等)基本都还是国外的产品,高端的电容和传感器等功能元件的研发都远远落后于欧美日国家。尽管近年来国内也涌现了许多的新产品、新技术,但在核心元器件,软件控制算法、以及设计应用软件上,与国际先进水平差距还很大。逆变器要实现产业化,主要过程包括采购原材料,研发设计,加工生产。

1、元器件采购

微处理器是逆变器的大脑,主要负责逆变器的电路转换计算,响应和通信,目前逆变器主流的微处理器是DSP,ARM等,除了有一个华为海思芯片,别的都依赖于进口,逆变器上的控制芯片90%以上是美国的TI、NS、欧洲的ST 这几家。

逆变器的心脏,功率器件如MOSFET和IGBT,100%依赖进口,从市场竞争格局来看,美国功率器件处于世界领先地位,拥有一批具有全球影响力的厂商,例如 Fairchild、Linear、IR、ONSemiconductor、AOS 和 Vishay 等厂商。欧洲拥有 Infineon、ST和 NXP 三家全球半导体大厂,产品线齐全,无论是功率 IC 还是功率分离器件都具有领先实力。日本功率器件厂商主要有 富士Fuji,三菱Mitsubishi ,西门康semikron,东芝TOSHIBA 等,而中国大陆功率半导体市场占世界市场的50%以上,但在中高端MOSFET及IGBT主流器件市场上,主要依赖进口,基本被国外欧美、日本企业垄断。

高端的电流传感器,冷却风扇,光藕,驱动芯片,大部分也是进口的,如驱动光耦美国的Fairchild,台湾的瑞萨Renesas,电流传感器 瑞士的LEM,德国的VAC等等。

2、研发设计

逆变器的灵魂是控制算法,电力电子软件技术基本依赖于国外,主电路变换拓扑,软开关技术,多电平结构,空间矢量调制等,我国几乎没有一个原创。并网逆变器的关键技术,如MPPT的跟踪技术,防孤岛技术,也基本上是借鉴国外的技术。

逆变器设计软件,都是进口的,

结构设计主流的软件是ProE,是美国的,

Solidworks也是美国的,

热设计热学仿真软件主要有:Flotherm(英国),Icepak(美国),

电路设计软件Altium Designer (Protel 99澳大利亚),

Pads(美国),

Cadence Orcad(美国)。

现在一款逆变器,从设计到试产,大约半年左右,没有不用仿真软件设计,大约要用2-3年时间。

3,生产设备仪器

逆变器的生产线,要用到检测仪器和电源,大部分是国产设备,但是也少不了进口的高端设备,如示波器:泰克Tektronix(美国),可编程直流电源 :拓普康Topcon(日本),数据采集器:Agilent(美国)。功率分析仪 YOKOGWA(日本)。

综上所述,逆变器的核心技术和核心设备还是掌握在美欧等国家手中,目前国内电力电子技术,和国外先进技术相比,差距不是一点点,如果美国制裁中国逆变器产业,估计坚持不了多久。 
 
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