MARCHé DES SYSTèMES D'EXCITATION SIZE AND SHARE ANALYSIS - GROWTH TRENDS AND FORECASTS (2024-2031)

Marché des systèmes d'excitation Size and Trends

Le marché des systèmes d'excitation est estimé à 3,24 milliards de dollars en 2024 et devrait atteindre 4,28 milliards de dollars en 2031, croissance à un taux de croissance annuel composé (TCAC) de 4,1 % entre 2024 et 2031.

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Le marché des systèmes d'excitation devrait connaître une croissance importante au cours de la période de prévision. L'augmentation de la demande d'alimentation électrique fiable et l'augmentation des investissements dans la modernisation des réseaux électriques existants sont quelques facteurs clés à l'origine de l'adoption de systèmes d'excitation. En outre, l'accent de plus en plus mis sur l'intégration des énergies renouvelables accroît également la demande de systèmes d'excitation qui aident à stabiliser les réseaux électriques avec des sources d'énergie intermittentes.

Efficacité du système d'excitation

Les nouveaux systèmes d'excitation statique numérique offrent des capacités de forçage avancées qui permettent aux générateurs de fonctionner plus près de leur cote maximale continue. Cela améliore Générateur les capacités sans nécessiter de dépenses d'investissement supplémentaires pour l'unité génératrice elle-même. Les systèmes statiques facilitent également la régulation de la tension dépendante de la charge et le support de stabilité transitoire, ce qui augmente l'efficacité globale de la centrale. Des technologies telles que les excitateurs sans brosse et les diodes en silicium entièrement contrôlées améliorent encore l'efficacité du transfert de puissance de la source d'énergie auxiliaire au champ du générateur. Les gains d'efficacité globaux des systèmes d'excitation statique de pointe varient de 1% à 3% selon la taille du générateur et les conditions de charge.

Pour les services publics avec des centaines de générateurs dans leur flotte, ces petites améliorations d'efficacité peuvent se traduire par des économies massives. Non seulement en termes de réduction des coûts du carburant, mais aussi de réduction des besoins d'entretien et d'allongement de la durée de vie des composants. Les derniers systèmes statiques permettent également l'intégration de fonctions de surveillance de l'état pour optimiser les pannes programmées et les stocks de pièces de rechange. Les services publics constatent que le rendement des investissements dans les mises à niveau du système d'excitation est nettement supérieur à leurs coûts, surtout si l'on considère que les actifs devraient fonctionner pendant des décennies. Il s'agit d'un facteur clé qui incite les utilisateurs finaux à se perfectionner continuellement vers des technologies de contrôle de l'excitation plus récentes et plus avancées.

Par exemple, en novembre 2020, ABB a remporté un contrat pour la fourniture de systèmes d'excitation et de régulation de la vitesse pour quatre groupes électrogènes à la centrale hydroélectrique du gouvernement José Richa sur le fleuve Iguazu. La solution a aidé Copel (Companhia Paranaense de Energia) à améliorer la visibilité de ses données opérationnelles en utilisant des diagnostics prédictifs.

Market Concentration and Competitive Landscape

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La présence croissante de sources d'énergie renouvelables intermittentes comme l'énergie solaire et l'énergie éolienne pose de nouveaux défis opérationnels aux producteurs et aux exploitants de réseaux conventionnels. La sortie de puissance variable et parfois erratique de renouvelables doit être équilibré instantanément avec des ressources modifiables "dispatchables" pour assurer la stabilité du réseau en tout temps. Ici, les systèmes d'excitation jouent un rôle crucial dans la fourniture d'un support de fréquence critique et de tension pour compenser les fluctuations de puissance renouvelables.

Dans de nombreuses régions du monde, les centrales solaires et éoliennes constituent déjà une part importante de la mixité énergétique. De plus, l'impact individuel et cumulatif des installations solaires distribuées sur les réseaux de distribution à basse tension augmente également considérablement. Dans ces conditions dynamiques, le maintien de la conformité au code du réseau et des normes de qualité de l'alimentation exige que les générateurs adaptent rapidement leurs capacités de puissance réactive et de tension terminale.

Par exemple, en mars 2020, Nidec Leroy-Somer fabricant de moteurs électriques, lancé TAL 0473. TAL 0473 fournit une puissance nominale comprise entre 400 kVA et 660 kVA à 50 Hz (de 495 kVA à 825 kVA à 60 Hz). L'alternateur dispose d'un système d'excitation SHUNT et d'un régulateur R150 en standard.

Principaux choix de l'analyste :

Le marché des systèmes d'excitation est sur le point de croître considérablement dans les années à venir. L'augmentation des investissements dans la modernisation des réseaux électriques vieillissants d'une région à l'autre stimulera la demande de systèmes d'excitation. De plus, l'installation croissante de centrales électriques renouvelables raccordées aux réseaux devrait créer des possibilités pour les fournisseurs de systèmes d'excitation. Toutefois, la volatilité des prix des matières premières demeure une préoccupation pour les fabricants.

L'Amérique du Nord domine actuellement le marché et devrait continuer de jouer un rôle de chef de file, appuyé par des programmes de modernisation du réseau aux États-Unis et le remplacement des systèmes existants. L'Europe est également une grande région qui investit pour atteindre les objectifs en matière de changement climatique. Entre-temps, la région Asie-Pacifique devrait connaître la croissance la plus rapide alimentée par les besoins énergétiques croissants de la Chine, de l'Inde et des pays de l'ANASE.

Sur le front de la technologie, les systèmes d'excitation statique ont nettement dépassé les systèmes sans brosse et de type brosse en raison de leur fiabilité et de leur efficacité. Leur conception favorable à l'entretien a encore stimulé les installations à l'échelle des services publics de production et de distribution. Dans le même temps, les systèmes d'excitation à condenseur synchrone gagnent en traction pour réguler la tension des réseaux instables touchés par des sources d'énergie renouvelables intermittentes.

Bien que les fabricants d'équipement d'origine visent à consolider leur position, les fournisseurs de composants doivent explorer les partenariats et les fusions pour avoir accès à de nouvelles géographies et applications. Dans l ' ensemble, la décentralisation croissante des portefeuilles de production d ' électricité ouvre des possibilités prometteuses aux fournisseurs pour concevoir des solutions d ' excitation décentralisée personnalisées.

Défi du marché: hausse des coûts, obsolescence technologique et évolution des demandes

Les fabricants doivent faire face à l'augmentation des coûts des matières premières dans le contexte de la chaîne d'approvisionnement mondiale. Les clients recherchent de plus en plus des solutions plus efficaces et plus écologiques. Les changements technologiques posent également un défi à mesure que les anciens systèmes deviennent obsolètes. Il peut être difficile de trouver un équilibre entre les prix et les performances. De plus, la demande fluctue entre les secteurs d'application comme l'automobile, la marine et les énergies renouvelables. L'évolution de l'infrastructure du réseau électrique et des sources d'énergie renouvelables intermittentes pose d'autres défis.

Opportunité de marché : transition vers une énergie plus propre

La transition en cours vers une énergie plus propre signifie une augmentation de la demande de systèmes d'excitation qui favorisent l'intégration des énergies renouvelables. La croissance des véhicules électriques et les investissements dans les réseaux de réseaux plus intelligents stimuleront les opportunités. Les progrès dans l'électronique de puissance, l'IdO et les contrôles numériques permettent des conceptions de produits plus innovantes. Les partenariats entre les industries peuvent aider à répondre aux nouvelles exigences en matière de demande. L'augmentation des investissements dans les infrastructures de transport ferroviaire et maritime montre également la possibilité pour le marché de se développer davantage.

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En termes de type, les systèmes d'excitation statique devraient représenter la part la plus élevée de 69,1 % en 2024, en raison de divers avantages technologiques par rapport aux systèmes de rotation. Les systèmes d'excitation statique utilisent des dispositifs semi-conducteurs comme les thyristors et les transistors pour fournir un courant d'excitation en courant continu aux générateurs, offrant une régulation de tension plus précise que les excitateurs rotatifs. Cela rend l'excitation statique bien adaptée aux applications nécessitant l'interconnexion du réseau et la stabilisation du réseau électrique.

L'excitation statique offre également un design plus simple, plus compact et plus léger que les excitations rotatives plus anciennes qui nécessitent des brosses, des anneaux de glissement et des diodes rotatives. Le manque de pièces mobiles dans les systèmes statiques élimine les problèmes d'usure et améliore la fiabilité. De plus, l'excitation statique réagit beaucoup plus rapidement aux variations de tension que les systèmes rotatifs. Ce temps de réponse rapide permet aux systèmes statiques de supporter efficacement la fréquence du réseau et en fait une technologie essentielle pour intégrer les sources d'énergie renouvelables comme l'énergie solaire et éolienne.

Les améliorations technologiques continuent d'élargir les capacités des systèmes d'excitation statique. Les progrès de l'électronique électrique ont accru l'efficacité de la conversion tout en réduisant la taille et les coûts. L'utilisation de transistors bipolaires à porte isolée (IGBT) et de thyristors à ouverture de porte (GTO) à la place de thyristors conventionnels permet une réponse plus rapide et des pertes de puissance plus faibles. En outre, l'adoption de dispositifs entièrement contrôlés comme les IGBT a permis des fonctions avancées de régulation de tension grâce à un contrôle indépendant du courant de champ. Les systèmes modernes d'excitation statique tirent également parti du traitement du signal numérique pour améliorer les contrôles en boucle fermée.

Le rôle croissant des ressources énergétiques distribuées est un facteur clé pour les systèmes statiques. Leur réponse rapide, leur petite taille, leurs contrôles flexibles et leur réduction des émissions les rendent bien adaptés pour soutenir l'intermittence des sources renouvelables dans les microréseaux et les applications de production distribuée. Les mesures d ' incitation gouvernementales et les mandats réglementaires pour une production d ' électricité plus propre alimentent également les investissements dans la technologie d ' excitation statique. Avec un perfectionnement technologique continu qui élargit leurs capacités, les systèmes d'excitation statique détiennent probablement la part dominante du marché des systèmes d'excitation.

Par type de contrôleur - Contrôleurs numériques

En termes de type de contrôleur, les contrôleurs numériques devraient représenter 74,7 % de la part de marché en 2024, en raison des performances supérieures permises par les progrès technologiques numériques. L'excitation numérique offre un contrôle plus rapide et plus flexible par rapport aux mécanismes analogiques. Les régulateurs de tension numériques traitent les signaux d'excitation par des microprocesseurs plutôt que par des composants électroniques conventionnels. Cela permet des algorithmes de régulation de tension en boucle fermée plus sophistiqués qui sont définis par un logiciel plutôt que par un matériel limité.

Les contrôleurs numériques offrent des taux d'échantillonnage à la hausse de 1000 fois par seconde, comparativement à environ 10-30 fois pour les systèmes analogiques. Leur traitement à grande vitesse assure une réponse rapide et précise aux fluctuations de tension sur les réseaux électriques. Les régulateurs numériques peuvent également intégrer des fonctions avancées comme la régulation automatique de la tension, les stabilisateurs du système d'alimentation, le partage de la charge et l'amortissement de l'oscillation de puissance - qui sont difficiles ou impossibles avec les conceptions analogiques. Cette fonctionnalité élargie soutient la coordination complexe requise entre plusieurs unités de production dans les réseaux interconnectés modernes.

La nature programmable des contrôles numériques a aussi stimulé l'innovation dans la conception de produits d'excitation. Les configurations logicielles permettent d'adapter les stratégies de régulation pour différentes spécifications de générateur/turbine OEM ainsi que de moderniser les unités existantes. Grâce à des mises à jour logicielles, les systèmes numériques acquièrent de nouvelles capacités tout au long de leur vie sans changements matériels. En revanche, les contrôleurs analogiques subissent un processus de refonte coûteux pour les mises à niveau de performance. Grâce à la mise à l'échelle continue de l'électronique numérique, les fabricants rendent les systèmes d'excitation plus petits, plus fiables et abordables grâce à des conceptions numériques normalisées.

Dans l'ensemble, la flexibilité favorable, l'évolutivité et l'anticipation rendent l'excitation numérique bien positionnée pour s'aligner sur la transformation numérique de l'industrie de l'électricité. Les services publics et les producteurs d'électricité indépendants adopteront probablement l'excitation numérique à des taux plus élevés pour répondre aux exigences changeantes de l'exploitation des réseaux plus intelligents et distribués. Ces avantages des contrôleurs numériques sous-tendent leur domination croissante dans le segment des systèmes d'excitation.

Par application - Générateurs synchrones Diriger le segment d'application en raison de l'échelle et de l'efficacité

Parmi les applications de systèmes d'excitation, le générateur synchrone devrait représenter la plus grande part de marché de 68,4% en 2024. Les générateurs synchrones demeurent le cheval de bataille de la production d'électricité centralisée à l'échelle des services publics et industriels dans le monde entier en raison de leur énorme échelle et de leur grande efficacité. Presque toutes les grandes centrales thermiques et hydroélectriques comptent sur des machines synchrones pour convertir le couple de premier mouvement en puissance électrique.

La grande taille caractéristique des générateurs utilitaires, allant de dizaines à des centaines de mégawatts chacun, entraîne une forte demande de puissance d'excitation pour maintenir la vitesse synchrone sous des charges variables. Une excitation de champ adéquate est essentielle pour les générateurs synchrones afin de produire des formes d'onde de tension sinusoïdale lisses en synchronisation avec la fréquence du système d'alimentation. Cela assure la stabilité du réseau et la qualité de l'énergie sur l'ensemble des réseaux de transport et de distribution.

De plus, les générateurs synchrones peuvent atteindre des rendements allant jusqu'à 99 % en raison d'un fonctionnement synchrone avec aucun glissement entre le champ magnétique du stator et le rotor. Aucune autre machine électrique n'est près d'apparier ses énormes capacités de puissance ou d'efficacité de conversion à des échelles d'utilité. Leur construction robuste et robuste offre également une longue durée de vie opérationnelle de 40 ans ou plus. Aucune autre technologie de génération n'a si largement dominé l'approvisionnement en électricité en vrac partout dans le monde depuis plus d'un siècle.

Alors que les applications comme l'intégration des énergies renouvelables et la production distribuée adoptent d'autres types de moteurs/générateurs, l'ubiquité et les énormes capacités des flottes de générateurs centralisés synchrones classiques maintiendront leur primauté dans le segment des applications d'excitation. Même si le mélange de production se diversifie à long terme, on prévoit que les machines synchrones demeureront essentielles dans les centrales de base, les centrales intermédiaires et les centrales de pointe qui définissent les systèmes de base pendant des décennies. L'excitation synchrone représente donc la part du lion dans cette portion du marché des systèmes d'excitation.

Regional Insights

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Le marché des systèmes d'excitation devrait connaître une croissance substantielle, la région de l'Asie-Pacifique devant dominer à la fois sa part de marché et son taux de croissance en 2024. Ayant la plus grande part de marché de 36,17 %, l'Asie-Pacifique devrait être le premier marché mondial. La croissance du marché dans la région est due à l'industrialisation rapide, à l'augmentation des capacités de production d'électricité et à l'augmentation des investissements dans des projets d'énergie renouvelable dans des pays comme la Chine, l'Inde et le Japon. Cette domination est encore renforcée par des initiatives gouvernementales visant à améliorer l'infrastructure électrique vieillissante et à améliorer la fiabilité du réseau.

De plus, la région devrait croître avec le taux de croissance annuel composé le plus élevé (TCAC) de 5,8 % en 2024. Ce taux de croissance impressionnant peut être attribué à l'augmentation de la demande d'électricité due à l'urbanisation et à l'accroissement de la population, associée à une forte augmentation des activités manufacturières. Les progrès technologiques et l'adoption de technologies de réseau intelligent sont également des facteurs clés qui contribuent à cette croissance accélérée. Alors que la demande d'approvisionnement énergétique efficace et fiable continue d'augmenter, la région de l'Asie-Pacifique devrait maintenir sa position de leader sur le marché des systèmes d'excitation, soulignant ainsi son rôle crucial dans le paysage énergétique mondial.

Le Moyen-Orient et l'Afrique présentent des perspectives intéressantes, sous l'impulsion de la modernisation en cours des chemins de fer et de nouveaux projets de lignes dans le cadre de programmes de développement régional tels que le GCC Railway, le East African Railway Master Plan et la TransAfrican Highways. L'Arabie saoudite, les États-Unis d'Amérique et l'Éthiopie, outre l'Égypte, sont les pays qui ont des mégaprojets potentiels visant à renforcer la connectivité régionale. Bien que la demande soit actuellement comblée par les importations, la fabrication de composants locaux gagne en traction grâce à des partenariats de transfert de technologie. Cela offre l'occasion aux acteurs mondiaux de répondre aux besoins de niche de conditions de trafic variables et d'étendre les ventes après-vente et les services. Les économies en développement du reste de l'Asie-Pacifique et de l'Amérique latine apparaissent également comme des marchés à fort potentiel, dirigés par des projets ferroviaires à grande vitesse et l'industrialisation, ce qui accroît les besoins en matière de transport de marchandises.

Market Report Scope

Key Developments

• En décembre 2020, Grilles électriques Hitachi ABB une technologie Entreprise, a lancé un essai d'une année de la première solution hybride au monde, qui combine un STATCOM (compensateur statique) avec un condensateur synchrone, un moteur à quatre pôles avec système d'excitation sans brosse, travaillant avec SP Energy Networks, l'Université de Strathclyde, et l'Université technique du Danemark.
• En novembre 2020, Emerson, une société de logiciels, a obtenu un contrat de l'Oklahoma Gas and Electric (OG&E) pour l'usine à cycle combiné OG&E Redbud afin de moderniser et d'unifier neuf systèmes de contrôle disparates dans quatre unités. En installant la technologie d'Ovation d'Emerson à sa centrale à cycle combiné Redbud, Oklahoma Gas and Electric (OG&E) a réalisé de nombreux avantages, y compris la capacité de démarrer à froid chaque unité 25 à 35 minutes plus rapidement, permettant à l'utilitaire de générer plus rapidement des mégawatts tout en réduisant les coûts de carburant.
• En septembre 2020, GE Renewable Energy, une société technologique, a été sélectionnée pour être mise en service et fournir 500 MW de capacité turbine à la centrale hydroélectrique de Kundah en Inde. GE était responsable de la conception, de la fabrication et de la supervision de turbines de stockage, de systèmes d'excitation, de systèmes de contrôle et de protection et d'autres systèmes pour l'usine.
• En septembre 2020, Basler Electric, fabricant de produits de systèmes d'alimentation, a introduit le système de commande d'excitation numérique sans brosse DECS-450 en tant que nouveau produit dans sa gamme de systèmes d'excitation intégrés. DECS-450 est construit sur la plateforme de microprocesseur DECS. Il offre une précision accrue de régulation de tension à 0,10%, cinq modes de contrôle d'excitation, et une logique programmable intégrée.
• En mai 2020, ANDRITZ , un groupe technologique international, a signé un contrat avec Companhia Hidrelétrica do São Francisco (CHESF) pour effectuer la modernisation et la numérisation complète de la centrale hydroélectrique Sobradinho située sur le fleuve São Francisco, au Brésil. L'approvisionnement comprend des cubages de moyenne et basse tension, des systèmes d'automatisation et de contrôle, un système d'admission d'eau et de déversoir, un système de surveillance du conditionnement, une technologie HIPASE pour la synchronisation, l'excitation, le régulateur de turbine et la protection, le service de réparation, les transformateurs, le refroidissement et les systèmes de ventilation.
• En janvier 2020, ABB Ltd une société de technologie, a remporté des commandes de conduite pour deux différents projets Sun Paper. La première commande comprend des entraînements pour PM1 et PM2 (PM- Paper Machine) à l'usine Laos. La deuxième commande comprend un projet de moteur et d'entraînement synchrone pour la chaîne de production de pâtes à Shandong, en Chine.

*Définition : Le marché des systèmes d'excitation est utilisé pour les équipements de production d'électricité utilisés dans les services publics et les industries. Les systèmes d'excitation aident à réguler la tension produite par les alternateurs/générateurs en contrôlant le courant de champ dans le stator. Ils excitent le rotor des générateurs dans les centrales thermiques, hydroélectriques et renouvelables pour maintenir une tension constante. Le secteur croissant des énergies renouvelables et le besoin de moderniser l'infrastructure électrique vieillissante stimuleront la croissance du marché pour les produits comme les excitateurs statiques, les excitateurs sans brosse et les excitateurs rotatifs.

Market Segmentation

• Type Insights (Revenu, USD Bn, 2019 - 2031)
  • Statique
  • Rotation
• Contrôleur Type Insights (Revenu, USD Bn, 2019 - 2031)
  • Analogique
  • Numérique
• Présentation des demandes (Revenu, USD Bn, 2019 - 2031)
  • Générateur synchrone
  • Moteur synchrone
• Perspectives régionales (Revenu, USD Bn, 2019 - 2031)
  • Amérique du Nord
    • États-Unis
    • Canada
  • Amérique latine
    • Brésil
    • Argentine
    • Mexique
    • Reste de l'Amérique latine
  • Europe
    • Allemagne
    • Royaume-Uni
    • Espagne
    • France
    • Italie
    • Russie
    • Reste de l'Europe
  • Asie-Pacifique
    • Chine
    • Inde
    • Japon
    • Australie
    • Corée du Sud
    • ASEAN
    • Reste de l ' Asie et du Pacifique
  • Moyen-Orient et Afrique
    • Afrique du Sud
    • GCC Pays
    • Israël
    • Reste du Moyen-Orient & Afrique
• Points de vue des principaux acteurs
  • ABB
  • Siemens Énergie
  • Général électrique
  • ETRITZ Groupe
  • Groupe Voith
  • Société Nidec
  • KONCAR Groupe
  • Emerson
  • Industrie de la mélrose PLC
  • Mitsubishi Electric Corporation
  • WEG
  • Tenel S.R.O
  • Basler électrique
  • Automation Electronics Inde
  • La société Amtech Power Ltd.
  • Reivax
  • Veo Oy
  • L & S électrique
  • PLUTON Groupe
  • NR Electric Co. Ltd
  • Machines à laver
  • SVEA Puissance
  • Excitation et ingénierie Services Ltd
  • Nelumbo Icona Controls Pvt. Ltd
  • F & S PROZESSAUTOMATION Société