(1)行業(yè)簡介
逆變器，也稱逆變電源，是將直流電能轉(zhuǎn)變成交流電能的變流裝置。光伏逆變器是指應用在太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)中的逆變器，是將太陽電池組件產(chǎn)生的直流電轉(zhuǎn)換成頻率可調(diào)節(jié)的交流電的電子設備，可以反饋回商用輸電系統(tǒng)，或是供離網(wǎng)的電網(wǎng)使用。
光伏逆變器由升壓回路和逆變橋式回路構(gòu)成，升壓回路將直流電壓升至逆變器輸出時所需的直流電壓，逆變橋式回路將升壓后的直流電壓轉(zhuǎn)換為常用頻率的交流電壓，不僅具有直交流變換功能，還具有最大限度發(fā)揮太陽電池性能的功能和系統(tǒng)故障保護功能。光伏逆變器是光伏發(fā)電系統(tǒng)設備的重要組成部分之一，可直接影響太陽能光伏系統(tǒng)的發(fā)電效率。
根據(jù)不同功率，光伏逆變器可分為集中式逆變器、組串式逆變器、集散式逆變器及微型逆變器，主要區(qū)別在于逆變器單體容量以及直接與其連接的光伏組件數(shù)量的不同，同時也具有不同的下游應用場景。集中式逆變器是將并行的光伏組串連接到同一臺集中逆變器的直流輸入端，進行最大功率峰值跟蹤后，經(jīng)過逆變并入電網(wǎng)。集中式光伏逆變器的單體容量通常在 500kW 以上，主要適用于光照均勻的集中性地面大型廠房、電站等;組串式光伏逆變器是對 1-4 組光伏組串進
行單獨的最大功率峰值跟蹤，經(jīng)過逆變后并入交流電網(wǎng)。組串式光伏逆變器的單體容量通常在 100kW 以下，主要適用于分布式發(fā)電系統(tǒng);集散式逆變器的功率通常介于集中式與組串式逆變器之間;微型光伏逆變器是對每塊光伏組件進行單獨的最大功率峰值跟蹤，經(jīng)過逆變后并入交流電網(wǎng)。微型光伏逆變器的單體容量一般在 1kW 以下，主要適用于分布式戶用和中小型工商業(yè)屋頂電站等。
儲能是大規(guī)模發(fā)展可再生能源的關鍵支撐。儲能對新能源的利用具有重大意義，是能源革命的重要環(huán)節(jié)，例如對光伏發(fā)電來說，作為一種間歇性能源，發(fā)電功率波動會給電網(wǎng)系統(tǒng)帶來沖擊，光儲一體化則可在一定程度上抑制沖擊，有利于實現(xiàn)光伏發(fā)電靈活并網(wǎng)和充分消納。
儲能逆變器是儲能系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)鏈上的必要環(huán)節(jié)：儲能逆變器是連接于電池系統(tǒng)與電網(wǎng)之間的實現(xiàn)電能雙向轉(zhuǎn)換的裝置，既可把蓄電池的直流電逆變成交流電，輸送給電網(wǎng)或者給交流負荷使用;也可把電網(wǎng)的交流電整流為直流電，給蓄電池充電。儲能逆變器集成了光伏并網(wǎng)發(fā)電和儲能電站的功能，既能夠克服光伏組件受天氣變化發(fā)電不穩(wěn)定的缺點，提高電網(wǎng)品質(zhì);又能夠通過波谷儲存電能，波峰輸出電能，大幅削減電網(wǎng)峰值發(fā)電量，大幅增加電網(wǎng)容量，提高電網(wǎng)利用率。
儲能變流器和光伏逆變器在原理上基本相同，技術同源。對于原光伏逆變器廠商而言，儲能業(yè)務是純增量業(yè)務，因此許多光伏逆變器廠商開始發(fā)展儲能變流器業(yè)務。同時，光伏逆變器和儲能變流器的客戶群體重疊度較高，此前積淀的渠道與品牌優(yōu)勢，可以幫助其迅速拓展儲能變流器業(yè)務。目前主流的儲能變流器廠商大部分主業(yè)均為光伏逆變器。
可咨詢思瀚產(chǎn)業(yè)研究院官網(wǎng)《2023-2027年中國光伏逆變器行業(yè)深度調(diào)研及投資前景預測報告》
(2)行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈
逆變器生產(chǎn)所需的主要原材料包括結(jié)構(gòu)件、電子元器件以及輔助材料等。其中結(jié)構(gòu)件主要為塑膠件、壓鑄件、鈑金件、散熱器等;電子元器件包括功率半導體器件、集成電路、電感、PCB 線路板、電容、開關器件、連接器等;輔助材料主要包括膠水、包材、絕緣材料等。
逆變器下游涵蓋終端用戶、系統(tǒng)集成商、EPC 承包商(Engineer i ngProcurement Construction，指公司受業(yè)主委托，按照合同約定對工程建設項目的設計、采購、施工、試運行等實行全過程或若干階段的承包)和安裝商。從逆變器產(chǎn)業(yè)鏈的下游來看，逆變器作為太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的核心部件，需與其他部件集成后銷售給下游電站投資業(yè)主、家庭戶用、工商業(yè)主等終端用戶。光伏發(fā)電系統(tǒng)在提供給最終用戶使用之前，還需經(jīng)歷系統(tǒng)設計、部件集成及安裝環(huán)節(jié)，雖終端用戶均相同，但設備也可以由中間環(huán)節(jié)的某一類客戶采購，故逆變器下游客戶既包括了投資業(yè)主等最終用戶，也涵蓋了光伏系統(tǒng)集成商、EPC 承包商、安裝商等中間環(huán)節(jié)的客戶。
(3)行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀
?、偃蚬夥孀兤魇袌鲆?guī)模持續(xù)增長，我國市場表現(xiàn)亮眼
受益于各國對新能源的推廣，全球光伏新增裝機容量 GW 級市場持續(xù)增大，帶動光伏逆變器需求快速增加。2017-2021 年，全球光伏逆變器市場規(guī)模逐年增長，期間年復合增長率為 15.26%，2021 年全球光伏逆變器市場規(guī)模達 21.04 萬MW，預計 2026 年將穩(wěn)定增長至 57.93 萬 MW。
數(shù)據(jù)來源：Frost&Sullivan
從交易量來看，據(jù) GMI(Global Market Insights)數(shù)據(jù)，2021 年全球光伏逆變器市場規(guī)模為191.76 億美元，預計2022-2028 年期間年復合增長率將超過5.3%，2028 年全球光伏逆變器市場規(guī)模將達 277.76 億美元。光伏逆變器將太陽能電池板的輸出可變直流電轉(zhuǎn)換為可供家用電器使用的交流電，是太陽能發(fā)電系統(tǒng)中最關鍵的組件之一，滿足了目前市場對于清潔能源和可持續(xù)能源的需求。
我國光伏逆變器行業(yè)受政策影響較強，技術準入壁壘較高。2022 年 1 月，工信部、住建部等五部門聯(lián)合發(fā)布《智能光伏產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展行動計劃(2021-2025 年)》，提出以滿足智能光伏電站發(fā)展為導向，發(fā)展智能逆變器、控制器、匯流箱、儲能系統(tǒng)、跟蹤系統(tǒng)，加快突破智能電站所需的高效電力電子器件等關鍵部件。
在利好政策的推動下，我國光伏逆變器行業(yè)發(fā)展迎來良機，光伏逆變器下游應用領域需求進一步提高。據(jù)弗若斯特沙利文數(shù)據(jù)，2021 年，在全球光伏逆變器市場規(guī)模 21.04萬 MW 的背景下，我國光伏逆變器市場出貨量占全球總出貨量的 31.1%，遠超全球其他國家或地區(qū)。隨著光伏產(chǎn)業(yè)的進一步發(fā)展成熟，預計未來我國光伏逆變器市場出貨量仍將持續(xù)釋放。
數(shù)據(jù)來源：Frost&Sullivan
?、趦δ苁袌霭l(fā)展迅速，成為未來發(fā)展重點
按儲能方式分，儲能主要分為機械儲能、電磁儲能、電化學儲能、熱能儲能與化學儲能。儲能行業(yè)的參與者眾多，包括儲能逆變器、儲能電池、電池管理系統(tǒng)與能源管理系統(tǒng)的儲能設備供應商，以及儲能系統(tǒng)集成商與儲能電站投資及運營實體。其中，儲能逆變器市場的領先者主要為光伏逆變器制造商，行業(yè)集中度較高。在光伏發(fā)電過程中，光伏組件容易受到天氣變化影響，而儲能可以起到削峰填谷，提高風、光等可再生能源的消納水平的作用，實現(xiàn)發(fā)電穩(wěn)定、提高電網(wǎng)品質(zhì)，因此儲能電站成為新能源改革的主要方向。
與此同時，各國也相繼推出儲能相關政策，布局儲能產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展。2021 年 7月，國家發(fā)改委、國家能源局發(fā)布的《關于加快推動新型儲能發(fā)展的指導意見》提出，“十四五”期間將聚焦高質(zhì)量規(guī)?；l(fā)展，以 3,000 萬千瓦為基本規(guī)模目標，并在“十五五”期間實現(xiàn)市場化發(fā)展;2021 年 4 月，國家能源局發(fā)布《關于報送“十四五”電力源網(wǎng)荷儲一體化和多能互補工作方案的通知》，重點支持每年不低于 20 億千瓦時新能源電量消納能力的多能互補項目以及每年不低于 2 億千瓦時新能源電能消納能力且新能源電量消納占比不低于整體電量 50%的源網(wǎng)荷儲項目。
美國、澳洲、歐洲等地區(qū)也推出針對集中式與戶用不同種類的推進政策，發(fā)展較快。美國政府對儲能技術支持力度較大，已將儲能技術定位為支撐新能源發(fā)展的戰(zhàn)略性技術;日本出臺的《面向 2030 年能源環(huán)境創(chuàng)新戰(zhàn)略》提出能源保障、環(huán)境、經(jīng)濟效益和安全并舉的方針，要求發(fā)展新儲能技術。
近年，隨著儲能成本的下降、儲能技術的進步，儲能在全球范圍內(nèi)受重視程度不斷提高，裝機容量逐年提升，據(jù)弗若斯特沙利文數(shù)據(jù)，2021 年全球儲能市場規(guī)模達到 2.52 萬 MW，并預計于 2026 年進一步增加至 52.84 萬 MW，期間年復合增長率預計達到 83.8%。
數(shù)據(jù)來源：Frost&Sullivan
Wood Mackenzie 預測，2024 年中國將成為亞太地區(qū)最大的儲能市場，累計儲能容量預計將從 2017 年的 489MW/843MWh(儲能容量為 843MWh 時的最大充/放功率為 489MW)增長到 2024 年的 12.5GW/32.1GWh(儲能容量為 32.1GWh時的最大充/放功率為 12.5GW);HIS Markit 數(shù)據(jù)顯示，2025 年全球新增并網(wǎng)型光伏儲能逆變器規(guī)模將有望增至 10.6GW。綜上，儲能逆變器規(guī)模不斷提高，市場前景廣闊。
?、郾就疗髽I(yè)市場占據(jù)過半，光伏逆變器市場持續(xù)突破
根據(jù) Wood Mackenzie 發(fā)布的“2021 全球 TOP10 光伏逆變器出貨量企業(yè)排行榜”數(shù)據(jù)，在全球光伏逆變器出貨排名前十的企業(yè)中，有六家來自中國，分別為華為、陽光電源、古瑞瓦特、錦浪科技、固德威和上能電氣，其中，華為以 23%的市場份額居于首位，陽光電源以 21%的市場份額位居第二，古瑞瓦特占據(jù) 7%的市場份額，取代了 2020 年位列第六位的 SMA，前三名企業(yè)共同控制了全球光伏逆變器市場的一半以上，供應商集中趨勢愈發(fā)顯著。
國內(nèi)光伏逆變器廠商的快速發(fā)展和突出的市場地位為我國光伏逆變器行業(yè)發(fā)展帶來了顯著的協(xié)同效應，以華為、陽光電源為主的本土廠商在光伏逆變器市場中持續(xù)突破，據(jù)《陽光電源 2021 年年度報告》披露，陽光電源 2015 年起出貨量首次超越連續(xù)多年排名全球發(fā)貨量第一的歐洲公司，截至 2021 年底，在全球市場已累計實現(xiàn)逆變設備裝機超 224GW，并已批量銷往德國、意大利、澳大利亞、美國、日本、印度等 150 多個國家和地區(qū)。隨著光伏裝機容量的增長，我國本土廠商加快技術與產(chǎn)品升級，逐漸拉近與國際廠商之間的距離，國產(chǎn)廠商的光伏逆變器市場份額逐漸提升，預計未來我國廠商仍將加速向國際市場布局滲透。
(4)行業(yè)發(fā)展趨勢
?、佼a(chǎn)業(yè)鏈國產(chǎn)化疊加技術升級迭代，國產(chǎn)加速出海
光伏逆變器原材料成本剛性，是降本核心重點。光伏逆變器原材料主要包括電子元器件、機構(gòu)件以及輔助材料，產(chǎn)品定價主要基于成本加成、品牌定位及對當?shù)厥袌龈偁帒B(tài)勢等因素綜合判斷。
A、產(chǎn)業(yè)鏈國產(chǎn)化推動采購成本下降：國內(nèi)制造業(yè)發(fā)展迅猛，多數(shù)原材料已實現(xiàn)國產(chǎn)化，通用性材料市場充分競爭，采購價格逐年下降，而集成電路及半導體器件由于技術門檻較高，仍由海外廠商提供，國產(chǎn)化后有望帶動采購成本的進一步下降。
B、電子及電路技術升級助力降本增效：電子及電路技術升級助力降本增效：據(jù)廣發(fā)證券發(fā)展研究中心數(shù)據(jù)，在光伏發(fā)電應用中，基于硅基器件的傳統(tǒng)逆變器成本約占系統(tǒng) 10%左右，卻是系統(tǒng)能量損耗的主要來源之一，使用 SiCMOSFET(碳化硅用場效應晶體管)功率模塊的光伏逆變器轉(zhuǎn)換效率可從 96%提升至 99%以上，能量損耗降低 50%以上，設備循環(huán)壽命提升 50 倍，從而縮小系統(tǒng)體積、增加功率密度、延長器件使用壽命。
海外市場對產(chǎn)品性能及售后要求相對較高，美日等國家光伏電站的逆變器仍主要由本土品牌提供;SolarEdge 和 Enphase 兩家廠商憑借技術和專利壁壘，占據(jù)美國住宅逆變器主要市場;日本準入門檻較高，逆變器廠商以 TMEIC、Moron、Panasonic 等本土企業(yè)為主。由于海外終端客戶對價格敏感性較弱，國產(chǎn)逆變器成本優(yōu)勢顯著，產(chǎn)品性能已不輸進口，出口海外的產(chǎn)品價格及毛利率都顯著高于國內(nèi)，因此國內(nèi)逆變器企業(yè)正在加速開拓海外市場，不斷建立海外渠道及擴大品牌影響力。
?、诜植际焦夥l(fā)電系統(tǒng)是重點發(fā)展方向
光伏發(fā)電作為節(jié)能減排的有效方式之一，逐漸成為能源政策依賴性行業(yè)。2020 年以來，多個省份相繼出臺了利好光伏發(fā)電的政策，包括江蘇、河北、山東、河南等光伏發(fā)展重點地區(qū)。從地區(qū)重點政策內(nèi)容來看，大部分地區(qū)將光伏分布式發(fā)展作為重要引導方向，鼓勵和推動我國分布式光伏的發(fā)展。在政策的推動下，BAPV(光伏建筑結(jié)合)和 BIPV(光伏建筑一體化)將會迎來新的發(fā)展。
另外，分布式光伏也是未來補貼退坡后光伏的重點發(fā)展方向。目前由于成本的下降，光伏產(chǎn)業(yè)進入平價時代，分布式光伏的經(jīng)濟性逐漸得到凸顯，隨著各個地方政府的度電補貼額度下降，這一新型光伏發(fā)展形式得到了更進一步的發(fā)展。
?、酃鈨σ惑w化是必然趨勢
逆變器可根據(jù)能量是否存儲分為光伏逆變器和儲能逆變器。傳統(tǒng)光伏逆變器只能進行從直流電到交流電的單向轉(zhuǎn)換，僅在白天發(fā)電，發(fā)電功率會受到天氣影響，具有不可預見性等問題，而儲能逆變器集成了光伏并網(wǎng)發(fā)電+儲能電站的功能，在電能富余時將電能存儲，電能不足時將存儲的電能逆變后向電網(wǎng)輸出，平衡晝夜及不同季節(jié)的用電差異，起到削峰填谷的作用。光儲一體化是必然趨勢，政策先行推動新能源配儲。
理論上，在一個完全由光伏供電的情境下，需配置 1:3-1:5 的儲能后才能實現(xiàn)不間斷電源供給，光儲一體有望成為未來的清潔能源解決方案。短期內(nèi)，儲能裝機需求主要受政策端推動，受制消納空間及電力波動性等影響，各國政府加速出臺了一系列鼓勵儲能市場的相關政策，國內(nèi)部分省市甚至強制要求新能源配儲。
來源： 思瀚研究院
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