Рынок систем возбуждения SIZE AND SHARE ANALYSIS - GROWTH TRENDS AND FORECASTS (2024-2031)

Рынок систем возбуждения Size and Trends

Рынок систем возбуждения оценивается как 3,24 млрд долларов в 2024 году Ожидается, что он достигнет 4,28 млрд долларов к 2031 году; Растущий со сложным годовым темпом роста (CAGR) 4,1% с 2024 по 2031 год.

To learn more about this report, request sample copy

Ожидается, что рынок систем возбуждения будет наблюдать значительный рост в течение прогнозируемого периода. Рост спроса на надежное электроснабжение и увеличение инвестиций в модернизацию существующих электросетей являются ключевыми факторами, способствующими внедрению систем возбуждения. Кроме того, растущий акцент на интеграции возобновляемых источников энергии также увеличивает спрос на системы возбуждения, которые помогают стабилизировать электрические сети с прерывистыми источниками энергии.

Эффективность системы возбуждения

Новые цифровые статические системы возбуждения обеспечивают расширенные возможности форсирования поля, что позволяет генераторам работать ближе к их максимальному непрерывному рейтингу. Это улучшает генератор возможности без дополнительных капитальных затрат на саму генерирующую единицу. Статические системы также облегчают зависящее от нагрузки регулирование напряжения и поддержку переходной стабильности, что повышает общую эффективность установки. Такие технологии, как бесщеточные возбудители и полностью управляемые кремниевые диоды, дополнительно повышают эффективность передачи мощности от вспомогательного источника питания к полю генератора. Общий прирост эффективности от современных систем статического возбуждения составляет от 1% до 3% в зависимости от размера генератора и условий загрузки.

Для коммунальных предприятий с сотнями генераторов в их парке такие небольшие улучшения эффективности могут привести к значительной экономии. Не только с точки зрения снижения затрат на топливо, но и снижения потребностей в обслуживании и продления срока службы компонентов. Последние статические системы также позволяют интегрировать функции мониторинга состояния для оптимизации запланированных отключений и инвентаризации запасных частей. Коммунальные предприятия обнаружили, что доходы от инвестиций в модернизацию системы возбуждения существенно перевешивают их затраты, особенно учитывая, что ожидается, что активы будут работать в течение десятилетий. Это ключевой фактор, побуждающий конечных пользователей постоянно обновляться до новых и более совершенных технологий управления возбуждением.

Например, в ноябре 2020 года АББ выиграла контракт на поставку систем возбуждения и регулирования скорости для четырех генераторных установок на гидроэлектростанции Governador José Richa на реке Игуасу. Решение помогло компании Copel (Companhia Paranaense de Energia) улучшить видимость своих оперативных данных с помощью прогнозной диагностики.

Market Concentration and Competitive Landscape

Get actionable strategies to beat competition: Get instant access to report

Растущее присутствие прерывистых возобновляемых источников энергии, таких как солнечная энергия и ветер, создает новые рабочие проблемы для обычных генераторов и сетевых операторов. Переменная, а иногда и неустойчивая выходная мощность возобновляемые источники энергии Он должен быть мгновенно сбалансирован с изменяемыми «распределяемыми» ресурсами, чтобы обеспечить стабильность сети в любое время. Здесь системы возбуждения играют решающую роль в обеспечении критической поддержки частоты и напряжения для компенсации колебаний возобновляемой энергии.

Солнечные и ветряные электростанции уже являются основной частью энергетического баланса во многих регионах мира. Кроме того, индивидуальное и совокупное влияние распределенных солнечных установок на распределительные сети низкого напряжения также значительно возрастает. Поддержание соответствия сеточного кода и норм качества электроэнергии в этих динамических условиях требует от генераторов быстрой регулировки их реактивной мощности и возможностей оконечного напряжения.

Например, в марте 2020 года, Нидек Лерой-Сомер Производитель электродвигателей TAL 0473. TAL 0473 обеспечивает номинальную мощность от 400 кВА до 660 кВА при 50 Гц (от 495 кВА до 825 кВА при 60 Гц). В качестве стандарта генератор имеет систему возбуждения SHUNT и регулятор R150.

Ключевые выводы аналитика:

В ближайшие годы рынок систем возбуждения будет существенно расти. Рост инвестиций в модернизацию стареющих электросетей в разных регионах приведет к увеличению спроса на системы возбуждения. Кроме того, ожидается, что растущая установка возобновляемых электростанций, подключенных к сетям, создаст возможности для поставщиков систем возбуждения. Однако волатильность цен на сырье остается проблемой для производителей.

Северная Америка в настоящее время доминирует на рынке и, как ожидается, продолжит свое лидерство, поддерживаемое программами модернизации сетей в США и заменой существующих систем. Европа также является крупным регионом, который инвестирует в достижение целей в области изменения климата. Между тем, в Азиатско-Тихоокеанском регионе прогнозируется самый быстрый рост, обусловленный растущими энергетическими потребностями Китая, Индии, а также стран АСЕАН.

На технологическом фронте системы статического возбуждения значительно опередили системы безщеточного и щеточного типа благодаря своей надежности и эффективности. Их дружественный к техническому обслуживанию дизайн еще больше увеличил установки на уровнях генерации и распределения в масштабе коммунальных услуг. В то же время синхронные системы возбуждения конденсатора набирают силу для регулирования напряжения для нестабильных сетей, страдающих от периодических возобновляемых источников энергии.

В то время как производители оригинального оборудования стремятся укрепить свои позиции, поставщики компонентов должны изучить партнерские отношения и слияния, чтобы получить доступ к новым географическим регионам и приложениям. В целом, растущая децентрализация портфелей производства электроэнергии открывает многообещающие возможности для поставщиков разрабатывать индивидуальные децентрализованные решения для возбуждения.

Рыночная проблема: рост затрат, технологическое устаревание и растущие потребности

Производители должны бороться с растущими затратами на сырье в условиях глобальных проблем цепочки поставок. Клиенты все чаще ищут более эффективные и экологичные решения. Технологические изменения также представляют собой проблему, поскольку старые системы устаревают. Баланс между ценой и производительностью может быть сложным. Кроме того, спрос колеблется в таких областях применения, как автомобильная, морская и возобновляемая энергия. Дальнейшие проблемы связаны с развитием электросетевой инфраструктуры и прерывистыми возобновляемыми источниками энергии.

Рыночная возможность: переход на более чистую энергию, стимулирующий спрос на системы возбуждения

Продолжающийся переход к более чистой энергии означает увеличение спроса на системы возбуждения, которые поддерживают интеграцию возобновляемых источников энергии. Рост электромобилей и инвестиции в интеллектуальные сетевые сети будут стимулировать возможности. Достижения в области силовой электроники, IoT и цифрового управления позволяют создавать более инновационные проекты продуктов. Партнерские отношения между отраслями могут помочь удовлетворить новые требования к приложениям. Рост инвестиций в железнодорожную и морскую транспортную инфраструктуру также открывает возможности для дальнейшего роста рынка.

Discover high revenue pocket segments and roadmap to it: Get instant access to report

По типу системы статического возбуждения, как ожидается, внесут наибольшую долю в 69,1% в 2024 году из-за различных технологических преимуществ перед системами вращения. Статические системы возбуждения используют полупроводниковые устройства, такие как тиристоры и транзисторы, чтобы обеспечить ток возбуждения постоянного тока для генераторов, предлагая более точное регулирование напряжения по сравнению с вращающимися возбудителями. Это делает статическое возбуждение хорошо подходящим для приложений, требующих сетевого подключения и стабилизации энергосистемы.

Статическое возбуждение также обеспечивает более простую, компактную и легкую конструкцию по сравнению со старыми вращающимися возбудителями, которые требуют щеток, колец скольжения и вращающихся диодов. Отсутствие движущихся частей в статических системах устраняет проблемы износа, повышая надежность. Кроме того, статическое возбуждение реагирует на изменения напряжения гораздо быстрее, чем вращающиеся системы. Это быстрое время отклика позволяет статическим системам эффективно поддерживать частоту сетки и делает их важной технологией для интеграции возобновляемых источников энергии, таких как солнечная энергия и ветер.

Технологические усовершенствования продолжают расширять возможности статических систем возбуждения. Достижения в силовой электронике увеличили эффективность преобразования при одновременном сокращении размеров и затрат. Использование изолированных затворных биполярных транзисторов (IGBT) и тиристоров выключения затвора (GTO) вместо обычных тиристоров обеспечивает более быстрое реагирование и снижение потерь мощности. Кроме того, внедрение полностью управляемых устройств, таких как IGBT, позволило расширить функции регулирования напряжения за счет независимого контроля тока поля. Современные системы статического возбуждения также используют цифровую обработку сигналов для улучшения управления замкнутым контуром.

Растущая роль распределенных энергетических ресурсов является ключевым фактором для статических систем. Быстрое реагирование, небольшие размеры, гибкий контроль и сокращение выбросов делают их хорошо подходящими для поддержки прерывистости возобновляемых источников в микросетях и распределенных приложениях генерации. Государственные стимулы и регулирующие мандаты для более чистой генерации электроэнергии также стимулируют инвестиции в технологии статического возбуждения. Благодаря постоянному совершенствованию технологий, расширяющим их возможности, статические системы возбуждения, вероятно, будут иметь доминирующую долю на рынке систем возбуждения.

По типу контроллера - цифровые контроллеры стимулируют инновации в системах возбуждения

Ожидается, что в 2024 году на цифровые контроллеры будет приходиться 74,7% доли рынка из-за превосходной производительности, обеспечиваемой развитием цифровых технологий. Цифровое возбуждение обеспечивает более быстрое и гибкое управление по сравнению с аналоговыми механизмами. Цифровые регуляторы напряжения обрабатывают сигналы возбуждения с помощью микропроцессоров, а не обычных электронных компонентов. Это позволяет использовать более сложные алгоритмы регулирования напряжения замкнутого цикла, которые определяются программным обеспечением, а не ограничены аппаратным обеспечением.

Цифровые контроллеры предлагают скорость выборки более 1000 раз в секунду, по сравнению с примерно 10-30 раз для аналоговых систем. Их высокоскоростная обработка обеспечивает быструю и точную реакцию на колебания напряжения в электросетях. Цифровые регуляторы также могут включать в себя расширенные функции, такие как автоматическое регулирование напряжения, стабилизаторы энергосистемы, разделение нагрузки и демпфирование колебаний мощности, которые являются сложными или невозможными с аналоговыми конструкциями. Эта расширенная функциональность поддерживает сложную координацию между несколькими генерирующими устройствами в современных взаимосвязанных сетях.

Программируемый характер цифрового управления также стимулировал больше инноваций в дизайне продукта. Конфигурации программного обеспечения позволяют адаптировать стратегии регулирования для различных спецификаций генератора / турбины, а также модернизировать существующие блоки. Благодаря обновлениям программного обеспечения цифровые системы получают новые возможности на протяжении всего срока службы без аппаратных изменений. Напротив, аналоговые контроллеры подвергаются дорогостоящему процессу редизайна для повышения производительности. Используя постоянное масштабирование цифровой электроники, производители делают системы возбуждения меньшими, более надежными и доступными благодаря стандартизированным цифровым конструкциям.

В целом, благоприятная гибкость, масштабируемость и будущая защита делают цифровое возбуждение хорошо приспособленным к цифровой трансформации в энергетической отрасли. Коммунальные предприятия и независимые производители электроэнергии, вероятно, будут использовать цифровое возбуждение с более высокими темпами для поддержки растущих потребностей в более интеллектуальных распределенных сетевых операциях. Эти преимущества цифровых контроллеров лежат в основе их растущего доминирования в сегменте систем возбуждения.

Синхронные генераторы лидируют в сегменте приложений благодаря масштабу и эффективности

Среди приложений системы возбуждения, синхронный генератор, как ожидается, составит наибольшую долю рынка 68,4% в 2024 году. Синхронные генераторы остаются рабочей лошадкой централизованного коммунального и промышленного производства электроэнергии во всем мире из-за их огромного масштаба и высокой эффективности. Почти все крупные тепловые и гидроэлектростанции полагаются на синхронные машины для преобразования первичного крутящего момента в электрическую мощность.

Характерный большой размер коммунальных генераторов, варьирующийся от десятков до сотен мегаватт каждый, приводит к высокой потребности в энергии возбуждения для поддержания синхронной скорости при различных нагрузках. Правильное возбуждение поля имеет решающее значение для синхронных генераторов для получения гладких синусоидальных сигналов напряжения в синхронизации с частотой энергосистемы. Это обеспечивает стабильность сети и качество электроэнергии в сетях передачи и распределения.

Кроме того, синхронные генераторы могут достигать эффективности до 99% за счет синхронной работы с нулевым проскальзыванием между магнитным полем статора и ротором. Ни одна другая электрическая машина не приближается к тому, чтобы соответствовать их огромной мощности или эффективности преобразования в коммунальных масштабах. Их прочная сверхмощная сборка также обеспечивает длительный срок службы 40 лет и более. Ни одна другая технология генерации не доминировала во всем мире более века.

В то время как такие приложения, как интеграция возобновляемых источников энергии и распределенная генерация, используют другие типы двигателей / генераторов, вездесущность и огромные мощности обычных централизованных синхронных генераторов будут поддерживать их первенство в сегменте применения возбуждения. Несмотря на то, что смесь поколений диверсифицирует долгосрочные, синхронные машины, по прогнозам, останутся ключевыми в базовых, промежуточных и пиковых электростанциях, которые определяют базовые энергосистемы на десятилетия вперед. Таким образом, синхронное возбуждение составляет львиную долю рынка систем возбуждения.

Regional Insights

To learn more about this report, request sample copy

Рынок систем возбуждения готов к существенному росту, и ожидается, что Азиатско-Тихоокеанский регион будет доминировать как в доле рынка, так и в темпах роста в 2024 году. Азиатско-Тихоокеанский регион, занимающий самую большую долю рынка в 36,17%, будет лидировать на мировом рынке. Рост рынка в регионе обусловлен быстрой индустриализацией, расширением мощностей по производству электроэнергии и увеличением инвестиций в проекты в области возобновляемых источников энергии в таких странах, как Китай, Индия и Япония. Это доминирование еще больше подкрепляется правительственными инициативами, направленными на модернизацию стареющей энергетической инфраструктуры и повышение надежности сети.

Кроме того, прогнозируется, что регион будет расти с самыми высокими совокупными годовыми темпами роста (CAGR) 5,8% в 2024 году. Эти впечатляющие темпы роста можно объяснить растущим спросом на электроэнергию из-за урбанизации и растущего населения в сочетании со значительным ростом производственной деятельности. Технологические достижения и внедрение интеллектуальных сетевых технологий также являются ключевыми факторами, способствующими этому ускоренному росту. Поскольку спрос на эффективное и надежное электроснабжение продолжает расти, ожидается, что Азиатско-Тихоокеанский регион сохранит свои лидирующие позиции на рынке систем возбуждения, подчеркивая свою критическую роль в глобальном энергетическом ландшафте.

Ближний Восток и Африка представляют привлекательные перспективы, обусловленные продолжающейся модернизацией железных дорог и новыми проектами в рамках региональных программ развития, таких как GCC Railway, Восточноафриканский генеральный план железных дорог и Трансафриканские магистрали. Страны, в которых осуществляются перспективные мегапроекты, включают Саудовскую Аравию, ОАЭ и Эфиопию, помимо Египта, с целью расширения региональных связей. В то время как спрос в настоящее время обслуживается за счет импорта, местное производство компонентов набирает обороты благодаря партнерствам по передаче технологий. Это дает возможность глобальным игрокам удовлетворить нишевые требования различных условий движения и расширить послепродажное обслуживание. Развивающиеся экономики в остальной части Азиатско-Тихоокеанского региона и Латинской Америки также становятся высокопотенциальными рынками, возглавляемыми высокоскоростными железнодорожными проектами и индустриализацией, соответственно, повышая требования к грузовым перевозкам.

Market Report Scope

Key Developments

• В декабре 2020 года, Hitachi ABB Power Grids технология Компания запустила годичное испытание первого в мире гибридного решения, которое сочетает в себе STATCOM (статический компенсатор) с синхронным конденсатором, четырехполюсный двигатель с бесщеточной системой возбуждения, работающий с SP Energy Networks, Университетом Стратклайд и Техническим университетом Дании.
• В ноябре 2020 года компания-разработчик программного обеспечения Emerson получила контракт от Oklahoma Gas and Electric (OG&E) на установку комбинированного цикла OG&E Redbud для модернизации и унификации девяти разрозненных систем управления на четырех блоках. Установив технологию Emerson Ovation на своей электростанции с комбинированным циклом Redbud, OG&E реализовала множество преимуществ, в том числе возможность холодного запуска каждого блока на 25-35 минут быстрее, что позволяет коммунальным предприятиям быстрее генерировать мегаватты, а также снижать затраты на топливо.
• В сентябре 2020 года GE Renewable Energy, технологическая компания, была выбрана для ввода в эксплуатацию и поставки 500 МВт турбинной мощности на гидроэлектростанцию Кунда в Индии. GE отвечала за проектирование, производство и контроль турбины для хранения, системы возбуждения, системы управления и защиты и других систем для завода.
• В сентябре 2020 года компания Basler Electric, производитель систем электропитания, представила бесщеточную цифровую систему управления возбуждением DECS-450 в качестве новейшего продукта в своей линейке интегрированных систем возбуждения. DECS-450 построен на базе микропроцессорной платформы DECS. Он обеспечивает повышенную точность регулирования напряжения на 0,10%, пять режимов управления возбуждением и интегрированную программируемую логику.
• В мае 2020 года международная технологическая группа ANDRITZ подписала контракт с Companhia Hidrelétrica do São Francisco (CHESF) на полную модернизацию и цифровизацию гидроэлектростанции Sobradinho, расположенной на реке Сан-Франциско, Бразилия. Объем поставок включает в себя кабины среднего и низкого напряжения, системы автоматизации и управления, водосброс и водозабор, систему мониторинга кондиционирования, технологию HIPASE для синхронизации, возбуждения, регулятора турбины и защиты, ремонта, трансформаторов, систем охлаждения и вентиляции.
• В январе 2020 года АББ Технологическая компания, получившая заказы на два различных проекта Sun Paper. Первый заказ включает в себя приводы для PM1 и PM2 (PM-бумага) на заводе в Лаосе. Второй заказ включает в себя проект синхронного двигателя и привода для производственной линии целлюлозы в Шаньдуне, Китай.

* Определение: Рынок систем возбуждения используется для оборудования для выработки электроэнергии, которое используется в коммунальном хозяйстве и промышленности. Системы возбуждения помогают регулировать напряжение, создаваемое генераторами / генераторами, контролируя ток поля в статоре. Они возбуждают ротор генераторов на тепловых, гидро- и возобновляемых электростанциях для поддержания стабильного выхода напряжения. Растущий сектор возобновляемых источников энергии и необходимость модернизации устаревшей энергетической инфраструктуры будут стимулировать рост рынка таких продуктов, как статические возбудители, бесщеточные возбудители и вращающиеся возбудители.

Market Segmentation

• Type Insights (выручка, USD Bn, 2019 - 2031)
  • статический
  • ротационный
• Controller Type Insights (Выручка, USD Bn, 2019 - 2031)
  • аналоговый
  • цифровой
• Application Insights (Выручка, USD Bn, 2019 - 2031)
  • Синхронный генератор
  • Синхронный двигатель
• Regional Insights (Выручка, USD Bn, 2019 - 2031)
  • Северная Америка
    • США.
    • Канада
  • Латинская Америка
    • Бразилия
    • Аргентина
    • Мексика
    • Остальная часть Латинской Америки
  • Европа
    • Германия
    • Великобритания.
    • Испания
    • Франция
    • Италия
    • Россия
    • Остальная Европа
  • Азиатско-Тихоокеанский регион
    • Китай
    • Индия
    • Япония
    • Австралия
    • Южная Корея
    • АСЕАН
    • Остальная часть Азиатско-Тихоокеанского региона
  • Ближний Восток и Африка
    • Южная Африка
    • ГКЦ Страны
    • Израиль
    • Остальная часть Ближнего Востока и Африки
• Ключевые игроки Insights
  • АББА
  • Siemens Energy
  • General Electric
  • ANDRITZ Группа
  • Группа Voith
  • Корпорация Nidec
  • Конкар Группа
  • Эмерсон
  • Melrose Industries PLC
  • Mitsubishi Electric Corporation
  • МЭГ
  • Тенел С.Р.О.
  • Basler Electric
  • Автоматизация Электроника Индия
  • Amtech Power Ltd.
  • Рейвакс
  • Вео Ой
  • L&S Electric
  • Плутон Группа
  • NR Electric Co. Ltd
  • Машины Бирра
  • Свиа Власть
  • Возбуждение и инженерия Услуги ООО
  • Nelumbo Icona Controls Pvt. Ltd
  • F&S ПРОЗЕССАУТОМАЦИЯ GmbH