Micro Inverters: Key Technologies and Market Opportunities for Energy Transformation

Microinversores: tecnologías clave y oportunidades de mercado para la transformación energética

2024 Intersolar y ees México Leiendo Microinversores: tecnologías clave y oportunidades de mercado para la transformación energética 11 minutos Siguiente ¿Cómo elegir un inversor adecuado según su sistema?

Con la creciente dependencia de las energías renovables en todo el mundo, especialmente el énfasis creciente en la generación de energía fotovoltaica distribuida y los sistemas de almacenamiento de energía, junto con el apoyo político a la energía limpia por parte de los gobiernos de todo el mundo, como subsidios, tarifas de alimentación, cuotas obligatorias de energía renovable, etc., los microinversores se están convirtiendo en el foco de atención del mercado.

Como equipo clave para mejorar la eficiencia, la seguridad y la flexibilidad de los sistemas fotovoltaicos, la demanda de microinversores en el mercado sigue creciendo. Al mismo tiempo, debido a sus ventajas únicas, como el MPPT a nivel de módulo, el funcionamiento independiente y la fácil instalación y mantenimiento, es muy favorecido en proyectos fotovoltaicos residenciales, comerciales y comerciales pequeños. Con el avance continuo y la reducción de costos de la tecnología fotovoltaica, el mercado de microinversores muestra un fuerte impulso de crecimiento.

Debido al enorme potencial de desarrollo del mercado de micro inversores, la situación competitiva en los mercados nacionales e internacionales ha experimentado cambios y desarrollos significativos en el último período.

Como uno de los dispositivos clave para mejorar la eficiencia de la generación de energía fotovoltaica, la demanda del mercado de microinversores ha mostrado un crecimiento explosivo. Especialmente en países desarrollados como Europa y América, el mercado de microinversores ha logrado un rápido crecimiento bajo los efectos combinados de la promoción de políticas y la demanda del mercado. Según un informe de la firma de investigación de mercado Mordor Intelligence, se espera que el tamaño del mercado de microinversores alcance los 3.150 millones de dólares en 2024 y los 7.740 millones de dólares en 2029, con una tasa de crecimiento anual compuesta del 19,70%. Mientras tanto, se espera que la demanda mundial de microinversores alcance los 12,44 GW en 2025, lo que demuestra un fuerte impulso de crecimiento del mercado.

Desde la perspectiva del panorama competitivo, el mercado de micro inversores se está volviendo cada vez más feroz. En la actualidad, el mercado está dominado principalmente por varias grandes corporaciones multinacionales, pero las empresas nacionales también están creciendo rápidamente. Con la expansión del tamaño del mercado, cada vez más empresas se están uniendo a la industria de micro inversores, mejorando continuamente su competitividad a través de la innovación tecnológica y el control de costos.

Según una comparación exhaustiva de la capacidad de producción y el volumen de envíos realizada por el grupo de expertos Tide Electric, la competencia mundial actual en materia de microinversores se puede dividir en cuatro niveles, siendo Enphase el líder del primer nivel. Para 2023, la participación de mercado de Enphase alcanzará el 72%, manteniéndose firmemente en el primer puesto. El segundo nivel está representado por Yuneng Technology, Hemai Corporation y NEP (NXP), mientras que el tercer y cuarto niveles están representados por DeYe Corporation y Huayuxin.

Aunque existe cierta competencia entre las empresas competidoras, muchos fabricantes actúan principalmente como plantas de ensamblaje, utilizando sus propias relaciones con el mercado para encontrar pedidos de clientes. Algunas empresas automovilísticas como Tesla y BYD también han comenzado a entrar en este campo, principalmente mediante la compra de marcas de ensamblaje y la construcción de sus propias plataformas en la nube. Además, las empresas automovilísticas también están considerando el reciclaje y la utilización de baterías de automóviles, transfiriéndolas al campo del almacenamiento de energía, especialmente la aplicación de baterías de fosfato de hierro y litio en el almacenamiento de energía industrial y comercial.

Desde la perspectiva de la competencia básica, la competencia actual en el mercado de micro inversores gira principalmente en torno a la innovación tecnológica, la calidad del producto, el servicio y la diferenciación de la marca, y la distribución regional del mercado muestra características regionales obvias. Creemos que con los avances tecnológicos, las reducciones de costos y la creciente conciencia de los consumidores sobre los sistemas de energía distribuida, se espera que el mercado de micro inversores continúe desarrollándose de manera saludable.
Debido al enorme potencial de desarrollo del mercado de micro inversores, la situación competitiva en los mercados nacionales e internacionales ha experimentado cambios y desarrollos significativos en el último período.

Como uno de los dispositivos clave para mejorar la eficiencia de la generación de energía fotovoltaica, la demanda del mercado de microinversores ha mostrado un crecimiento explosivo. Especialmente en países desarrollados como Europa y América, el mercado de microinversores ha logrado un rápido crecimiento bajo los efectos combinados de la promoción de políticas y la demanda del mercado. Según un informe de la firma de investigación de mercado Mordor Intelligence, se espera que el tamaño del mercado de microinversores alcance los 3.150 millones de dólares en 2024 y los 7.740 millones de dólares en 2029, con una tasa de crecimiento anual compuesta del 19,70%. Mientras tanto, se espera que la demanda mundial de microinversores alcance los 12,44 GW en 2025, lo que demuestra un fuerte impulso de crecimiento del mercado.

Desde la perspectiva del panorama competitivo, el mercado de micro inversores se está volviendo cada vez más feroz. En la actualidad, el mercado está dominado principalmente por varias grandes corporaciones multinacionales, pero las empresas nacionales también están creciendo rápidamente. Con la expansión del tamaño del mercado, cada vez más empresas se están uniendo a la industria de micro inversores, mejorando continuamente su competitividad a través de la innovación tecnológica y el control de costos.

Según una comparación exhaustiva de la capacidad de producción y el volumen de envíos realizada por el grupo de expertos Tide Electric, la competencia mundial actual en materia de microinversores se puede dividir en cuatro niveles, siendo Enphase el líder del primer nivel. Para 2023, la participación de mercado de Enphase alcanzará el 72%, manteniéndose firmemente en el primer puesto. El segundo nivel está representado por Yuneng Technology, Hemai Corporation y NEP (NXP), mientras que el tercer y cuarto niveles están representados por DeYe Corporation y Huayuxin.

Aunque existe cierta competencia entre las empresas competidoras, muchos fabricantes actúan principalmente como plantas de ensamblaje, utilizando sus propias relaciones con el mercado para encontrar pedidos de clientes. Algunas empresas automovilísticas como Tesla y BYD también han comenzado a entrar en este campo, principalmente mediante la compra de marcas de ensamblaje y la construcción de sus propias plataformas en la nube. Además, las empresas automovilísticas también están considerando el reciclaje y la utilización de baterías de automóviles, transfiriéndolas al campo del almacenamiento de energía, especialmente la aplicación de baterías de fosfato de hierro y litio en el almacenamiento de energía industrial y comercial.

Desde la perspectiva de la competencia básica, la competencia actual en el mercado de micro inversores gira principalmente en torno a la innovación tecnológica, la calidad del producto, el servicio y la diferenciación de la marca, y la distribución regional del mercado muestra características regionales obvias. Creemos que con los avances tecnológicos, las reducciones de costos y la creciente conciencia de los consumidores sobre los sistemas de energía distribuida, se espera que el mercado de micro inversores continúe desarrollándose de manera saludable.
Centrándose en los dispositivos semiconductores en los microinversores

La potencia de los microinversores generalmente está entre 250 W y 1500 W, y los dispositivos semiconductores utilizados incluyen transistores MOS (60 V-150 V, 600 V-950 V), transistores MOS de SiC (650 V, 1200 V), GaN (600 V), circuitos integrados de controlador de compuerta, diodos de SiC (650 V/1200 V), chips de comunicación (Wi Fi, Bluetooth, PLC), módulos de potencia auxiliar, chips de almacenamiento, chips de detección de corriente, MCU, etc.

El posicionamiento de los dispositivos semiconductores en el mercado de los microinversores es el componente tecnológico central, que desempeña un papel clave en la conversión y el control de la energía. Por ejemplo, la función principal de los microinversores es convertir la energía de CC generada por los módulos fotovoltaicos en energía de CA adecuada para su integración en la red. Los dispositivos de potencia como los MOSFET, los IGBT, etc. se utilizan como elementos de conmutación dentro del inversor, responsables de las operaciones de conmutación de alta frecuencia durante el proceso de conversión de CC a CA, lo que afecta directamente la eficiencia de conversión, la densidad de potencia y la confiabilidad del inversor. Sus funciones, como la protección contra sobretensiones, la protección contra sobrecorrientes y la protección contra cortocircuitos, garantizan que el sistema pueda responder rápidamente en situaciones anormales y evitar daños en el equipo.

En la cadena de la industria fotovoltaica, los semiconductores de tercera generación como el SiC tienen características superiores en comparación con el Si en términos de energía de banda prohibida, intensidad del campo de ruptura, conductividad térmica y otros parámetros. Estas características permiten que los sistemas de SiC funcionen a frecuencias más altas sin perder potencia de salida, reduciendo así el tamaño de los componentes pasivos (especialmente los inductores). Por lo tanto, el uso de SiC en microinversores puede mejorar la eficiencia del inversor, reducir la pérdida de energía y tener ventajas de rendimiento más significativas en entornos de alta temperatura, lo que ayuda a mejorar la eficiencia general de generación de energía del sistema fotovoltaico.

Además, debido a la alta eficiencia y el buen rendimiento de disipación de calor del SiC, el diseño del inversor puede utilizar dispositivos de disipación de calor más pequeños y un empaque más compacto, logrando así la miniaturización y el aligeramiento de los inversores, lo que es particularmente importante para los microinversores. Porque generalmente deben instalarse en tejados u otros lugares con espacio limitado, y su peso ligero es beneficioso para simplificar la instalación y reducir los costos de instalación. El SiC también tiene una amplia gama de aplicaciones en inversores de cadena comerciales, almacenamiento de energía y otros entornos de microrredes y sistemas fuera de la red.

Como representante típico de los materiales semiconductores de tercera generación, ¿cómo se comporta el GaN en los microinversores? Cold Yongsheng, ingeniero de investigación y desarrollo de Hemai Corporation, dijo: "El GaN tiene algunos problemas que la gente no está dispuesta a utilizar porque es fácil de dañar y es inestable. Su controlador requiere un diseño especial, que es significativamente diferente de los dispositivos anteriores. En comparación, el SiC tiene un rendimiento más estable".

Según Fu Youwen, director de marketing de la línea de productos terminados de Shilan Microelectronics, Shilan Microelectronics ha aprovechado su ventaja de integración de IDM y, basándose en la línea de producción de semiconductores compuestos de Shilan, ha lanzado indicadores de rendimiento de chips de SiC de 1200 V que han alcanzado el nivel líder internacional. Al mismo tiempo, también ha desarrollado chips MOSFET de SiC de alto rendimiento en rangos de voltaje como 650 V, 1700 V y 2000 V, así como varias formas de empaquetado, incluidos TO-247B-4L, TO-263-7L, TOLL, B10, B15, D4, etc., que son adecuados para aplicaciones de inversores de almacenamiento de energía fotovoltaica.
Epílogo
Sin duda, los microinversores se están convirtiendo en una estrella en ascenso en el campo de la energía renovable debido a sus ventajas tecnológicas únicas. Con la reducción de costos y la expansión de los campos de aplicación, los microinversores contribuirán significativamente a la transformación energética verde global. De cara al futuro, más empresas de semiconductores y proveedores de soluciones de sistemas pueden sumarse a esta revolución de la energía verde, promoviendo conjuntamente la innovación y el desarrollo de la tecnología de microinversores y contribuyendo a la construcción de un sistema energético limpio y con bajas emisiones de carbono.

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