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光伏與儲能逆變器行業(yè)梳理

發(fā)布時間:2023-05-08

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一、作用與分類

光伏逆變器是太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的心臟,其將光伏發(fā)電系統(tǒng)產(chǎn)生的直流電通過電力電子變換技術(shù)轉(zhuǎn)換為生活所需的交流電,是光伏電站最重要的核心部件之一。主要分為:

1 集中式逆變器

先匯流,再變換,適合大型地面電站。大型集中式光伏逆變器是將光伏組件產(chǎn)生的直流電匯總成較大直流功率后再轉(zhuǎn)變?yōu)榻涣麟姷囊环N電力電子裝置。因此,此類光伏逆變器的功率都相對較大,一般采用 500KW 以上的集中式逆變器。特別是近年來,隨著電力電子技術(shù)的快速發(fā)展,大型集中式光伏逆變器的功率越來越大,從最初的500KW逐步提升至630KW、1.25MW、2.5MW、3.125MW等,同時電壓等級也越來越高。

2 組串式逆變器

分組變流后再匯流,適合分布式發(fā)電。組串式光伏逆變器是將較小單元光伏組件產(chǎn)生的直流電直接轉(zhuǎn)變?yōu)榻涣麟姷囊环N電力電子裝置。因此,組串式光伏逆變器的功率都相對較小,一般功率在50kW以下的光伏逆變器稱為組串式光伏逆變器。但是近年來,隨著技術(shù)進步和降本增效的考慮,組串式光伏逆變器的功率也開始逐步增加,出現(xiàn)了60KW、70KW、100KW、136KW、175KW以上等大功率的組串式光伏逆變器。

3 集散式逆變器

分散MPPT跟蹤、集中逆變。集散式逆變技術(shù)是近年來公司研發(fā)并推出的一種逆變方案,其結(jié)合了大型集中式光伏逆變器的“集中逆變”優(yōu)勢和組串式光伏逆變器的“分散MPPT跟蹤”優(yōu)勢,達到“集中式逆變器低成本高可靠性,組串式逆變器的高發(fā)電量”。

4 微信逆變器

單個組件跟蹤變換,適合戶用光伏系統(tǒng)。微型逆變器是對每塊光伏組件進行單獨的最大功率峰值跟蹤,再經(jīng)過逆變以后并入交流電網(wǎng)。微型逆變器的單體容量一般在1kw以下。其優(yōu)點是可以對每塊組件進行獨立的最大功率跟蹤控制,在碰到部分遮陰或者組件性能差異的情況提高整體效率。此外,微型逆變器僅有幾十伏的直流電壓,全部并聯(lián),最大程度降低了安全隱患,其價格高昂,出現(xiàn)故障后較難維護,一般僅適用于小型分布式發(fā)電系統(tǒng)。相比其他逆變器產(chǎn)品,微型逆變器在部分場景已經(jīng)具備發(fā)電量以及經(jīng)濟優(yōu)勢。在分布式項目中,屋頂朝向復(fù)雜、陰影遮擋等環(huán)境因素對系統(tǒng)的發(fā)電量影響較大,微逆多路MPPT能有效解決這些問題。一般來說,使用微型逆變器,在相同條件下,比組串式逆變器多發(fā)電5%-25%。


   

二、行業(yè)特點

1 逆變器的壽命短于光伏發(fā)電設(shè)備,存在替換需求

2 逆變器在光伏產(chǎn)業(yè)鏈中居于下游位置

3 逆變器成本在光伏系統(tǒng)中占比 3%-5%左右

4 逆變器行業(yè)具有輕資產(chǎn)屬性、擴產(chǎn)容易

   

三、競爭壁壘

核心是產(chǎn)品的穩(wěn)定性與可靠性。行業(yè)壁壘體現(xiàn)在:

1 技術(shù)壁壘

雖然逆變器的拓撲結(jié)構(gòu)是公開的,功能容易實現(xiàn),但其效率、穩(wěn)定性、與其他部件的集成度等都需要深度的積累才能實現(xiàn),逆變器端些微的效率差異,放到整個系統(tǒng)中影響很大。

2 供應(yīng)鏈壁壘

核心零部件 IGBT 供應(yīng)商集中度高、議價能力強,因此具備領(lǐng)先的行業(yè)地位、采購規(guī)模大的制造商能夠進入供應(yīng)商的一級名單,獲得優(yōu)先的供應(yīng)。在當前 IGBT 供應(yīng)緊張的情況下,穩(wěn)定的供應(yīng)鏈成為重要壁壘。穩(wěn)定的供應(yīng)鏈伙伴可以實現(xiàn)元器件的共同開發(fā),推動產(chǎn)品升級迭代。

3 成本優(yōu)勢

逆變器行業(yè)輕資產(chǎn)的屬性,決定了其擴產(chǎn)容易,因此需要更低的成本疊加技術(shù)優(yōu)勢維護公司的競爭力。低成本主要依靠優(yōu)化電路、減少 IC、IGBT 等模塊的用量;提高渠道效率,降低銷售成本等。


   

四、行業(yè)發(fā)展趨勢

1 組串式逆變器成為市場主流

●  組串式逆變器在產(chǎn)品性能方面具有優(yōu)勢:組串式跟蹤路數(shù)大,適合復(fù)雜地形,可以提高發(fā)電量

●  組串式和集中式逆變器成本差距逐年減小

●  全球分布式光伏裝機占比提升和我國整縣推進分布式光伏建設(shè)提升組串式逆變器市場占比

2 國內(nèi)企業(yè)加速全球擴張

海外市場高毛利吸引國內(nèi)企業(yè)出海,國產(chǎn)產(chǎn)品受益于較低的成本在全球具備價格優(yōu)勢,迅速打開市場;中國企業(yè)的產(chǎn)品性能范圍廣,產(chǎn)品迭代速度快,服務(wù)響應(yīng)速度快,進一步鞏固了中國企業(yè)的全球地位。以 2019 年全球格局為例,假設(shè)國內(nèi)企業(yè)的極限空間是各個區(qū)域非本土企業(yè)的市場,我們預(yù)計中國企業(yè)在全球逆變器市場極限市占率將達到 85%。

3 大功率、大電流逆變器

為了適配大尺寸組件的性能,逆變器可承受的電流達到 20A,功率和效率也進一步提高。

為提高組件功率,降低單瓦成本,組件向大尺寸發(fā)展。硅片尺寸已經(jīng)達到 166mm(M6)、210mm(G12)等,2019 年來,基于大尺寸硅片的高功率組件成為光伏行業(yè)的主流趨勢,各個組件廠家紛紛推出 182mm、210mm 組件。根據(jù) CPIA 的數(shù)據(jù),2021 年 182mm 和 210mm 尺寸硅片合計占比由 2020 年的 4.5%迅速增長至 45%,未來其占比仍將快速擴大。硅片尺寸越大,組件的電流越高。166 硅片尺寸的組件,電流約 11-12A,但當硅片尺寸增加至 182 時,組件工作電流單面接近 13A,疊加雙面,超過 15A,如果是 600W+的大組件,電流接近 18A,210mm 時,組件電流提升至 18A 左右。

4 微逆有望復(fù)刻組串式逆變器的發(fā)展路徑

微逆品牌可以通過降價來提升市場份額,并可以借力渠道發(fā)展戶儲業(yè)務(wù)。

預(yù)計 2021-2025 年微逆行業(yè)年平均增速為 74%,2021-2030 年行業(yè)平均增速為 50%。根據(jù)我們預(yù)測,2022 年微逆行業(yè)出貨量將達到 10GW 左右,占所有品類逆變器的 4%左右,同比提升 1.5pcts。假設(shè) 2025/2030 年微逆滲透率分別達到 8.7%/16.2%,微逆出貨量將達到 43/176GW。預(yù)計 2021-2025 年微逆行業(yè)年平均增速為 74%,2021-2030 年行業(yè)平均增速為 50%。預(yù)計 2025/2030 年微逆行業(yè)市場空間將達到 377/1079 億元。