可再生電力能源的大規模部署,正在催生新的市場機遇。對光伏和風能逆變器的需求將維持在較高水平。根據市場研究機構Yole預計,至2021年,光伏、風能和潮汐能逆變器市場將超過152GW(十億瓦特發電裝機容量)。

綜合比較各類可再生能源的發電能力和優缺點,光伏和風能是當今被視為未來最有前途的技術。海洋能源,如潮汐渦輪機,目前還處于起步階段,從長遠來看可能將是一項有前途的替代技術。電力電子公司在可再生能源領域的機遇,典型的如應用于光伏系統、風能渦輪機和潮汐渦輪機中的電力轉換器/逆變器。

但是,如本報告所示,電力電子企業的機遇不僅限于電力轉換器件。電力電子企業還可以發展光伏和風電系統需要的其它組件市場。這些市場包括:保護裝置,母線及連接器,以及相關市場需要的組件和系統,如電力傳輸和分配(T&D)、直流微電網(DCMicrogrid)和電池逆變器能量存儲解決方案。

光伏和風力發電是相對成熟的技術,無論是每年的裝機量還是總裝機量都占據較大的市場。各個國家為了降低空氣污染,減少電廠的CO2排放量,將推動新的光伏和風力發電裝機量持續增長。光伏電站的電力平準化成本(LCOE)記錄顯示,在一些地區大型光伏電站產生的電力已經可以與傳統的化石能源發電廠競爭,如將在迪拜建設的200兆瓦光伏電站的電價公布為58.5美元/兆瓦時。光伏和陸上風能電站在沒有政府補貼的情況下仍極具市場競爭力,在未來將保持可持續發展。

雖然光伏和風能發電已經是相當成熟的技術,但仍然有大量尚未開發的潛力,可以提高其性能、可靠性和壽命,并降低其電力電子元器件成本。光伏和風能發電企業在商業化產品中引入創新的技術,如果伴隨著成本的上升,那么將承受較大的價格壓力。

一項技術的創新往往必須在器件級、系統級或是在運行和維護水平上證明其經濟優勢。比如,可靠的器件不僅可以降低運行和維護成本,還可以提高投資者信心,降低項目融資成本。

在某些情況下,新技術的利用需要政策先行,例如在1500V直流光伏裝置中,將基于半導體的斷路器用于保護裝置和直流微電網。政策的變化和國家之間的差異使得全球解決方案的開發變得復雜,但是當地企業具備的本土優勢。

未開發的潛在市場也需要技術創新去“解封”,如海上風力電站。海上風力渦輪機和轉換器需要達到更高的技術成熟水平,以提高在惡劣海洋條件下的可靠性,并降低其相對陸上風力電站的高昂發電成本。

如本報告所示,創新的技術解決方案正在如火如荼地研發中,這些創新技術包括:冷卻解決方案、直流電路保護裝置、1500V直流光伏系統所需的器件、滿足惡劣的海洋環境中的海上風力渦輪機和潮汐渦輪機所需的電力電子器件和系統。

大部分地區的光伏和風能發電的財政補貼正在縮減,同時伴隨著日益嚴峻的市場競爭,這些因素給電力電子器件制造商帶來了較大的經濟壓力。事實上,盡管組件和器件的銷售量很高,但是利潤率往往較低。為此,電力電子器件制造商采取了多種市場策略。如報告中所示,創新的技術解決方案可以根據不同應用間的協同作用來實施,尤其那些基于直流電流的創新技術。

這些應用包括:光伏和電池存儲、光伏和插電式混合動力汽車充電系統。創新的技術解決方案通過提高性能、降低成本、延長壽命和提高可靠性,使企業與其競爭對手形成差異化。ABB、GE和Ingeteam等企業通過發揮不同可再生能源間的協同作用,以及和電池存儲系統之間的協同作用,擴大各自在新興的相關市場份額。電池存儲系統可以解決大量光伏和風能電站供電產生的間歇性問題。

向不同的市場提供相同或相似的產品可以幫助降低創新技術方案的開發成本和商業化成本。舉個“電力電子積木(powerelectronicbricks)”的應用案例,如電力電子堆棧(powerstacks)有助于輕松地根據不同地區的規格、系統規模和客戶需求來構建完整的電力系統。潮汐渦輪機的開發是另一個由實踐經驗指導新產品開發的例子,其開發經驗來自于海上風力渦輪機。

類似Ingeteam,許多企業都已經認識到迅速在新興市場暫露頭角的重要性。因此,他們都紛紛在潛在的新能源電站需求國家開設制造工廠。此外,對系統控制和能量傳輸管理解決方案的需求,也為系統集成商帶來了新的市場機遇。