摘要:隨著全球?qū)π履茉唇ㄔO(shè)的推進(jìn),光伏逆變器市場保持了高速增長態(tài)勢。2023年全球光伏逆變器市場規(guī)模達(dá)到324.0千兆瓦,同比增長26.22%。未來幾年,光伏逆變器市場將會繼續(xù)增長。首先,歐洲危機(jī)的爆發(fā)以及新興經(jīng)濟(jì)體清潔能源裝機(jī)需求的增長等都將推動市場的發(fā)展。同時,國內(nèi)裝機(jī)數(shù)量的持續(xù)發(fā)力也將為市場帶來新的動力。
一、定義及分類
光伏逆變器是將太陽能電池在光生伏特效應(yīng)下產(chǎn)生的直流電轉(zhuǎn)換成交流電的電力電子設(shè)備。根據(jù)技術(shù)路徑以及功率水平的差異,可以將其分為集中式光伏逆變器、組串式光伏逆變器、集散式光伏逆變器以及微型逆變器。集中式光伏逆變器主要應(yīng)用于集中式光伏發(fā)電系統(tǒng),功率范圍在250kW-10MW,單體功率高成本低,具有較優(yōu)的電網(wǎng)調(diào)節(jié)性;組串式光伏逆變器主要應(yīng)用于分布式光伏發(fā)電系統(tǒng),功率范圍在1.5kW-250kW;集散式光伏逆變器是集集中式光伏逆變器和組串式光伏逆變器于一體,集合兩種逆變器優(yōu)點,主要用于復(fù)雜的大型地面電站,功率范圍在1MW-10MW;微型逆變器比組串式逆變器還小,主要用于戶用等小型電站,功率范圍在4kW以下。
二、行業(yè)政策
1、主管部門和監(jiān)管體制
光伏逆變器屬于制造業(yè)中的電氣機(jī)械和器材制造業(yè),主管部門主要包括國家發(fā)展和改革委員會、科學(xué)和技術(shù)部、工業(yè)和信息化部、國家能源局等。行業(yè)主管部門主要通過制定產(chǎn)業(yè)政策、行業(yè)發(fā)展規(guī)劃、行業(yè)技術(shù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行宏觀調(diào)控和指導(dǎo),以及統(tǒng)籌協(xié)調(diào)前沿技術(shù)研究,牽頭組織重大關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān),對行業(yè)內(nèi)的重大技術(shù)創(chuàng)新予以扶持等。
光伏逆變器的全國性自律組織主要包括中國光伏行業(yè)協(xié)會、中國電力企業(yè)聯(lián)合會、中國可再生能源學(xué)會、中國電源學(xué)會等。協(xié)會的主要職責(zé)是組織會員開展各類業(yè)務(wù)技術(shù)培訓(xùn),組織會員間的經(jīng)驗交流,幫助協(xié)調(diào)、解決會員單位生產(chǎn)經(jīng)營中的問題,組織會員單位進(jìn)行自我管理,舉辦會展,開展對外經(jīng)濟(jì)、技術(shù)合作和交流等。
2、行業(yè)相關(guān)政策
光伏逆變器是光伏發(fā)電系統(tǒng)中的核心部件,隨著國內(nèi)光伏市場的快速增長,光伏逆變器市場需求也迅速擴(kuò)大。國內(nèi)政府對新能源的發(fā)展給予了大力支持,鼓勵企業(yè)進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)品升級,提高光伏逆變器的性能和質(zhì)量。2023年1月,工信部等六部門印發(fā)《關(guān)于推動能源電子產(chǎn)業(yè)發(fā)展的指導(dǎo)意見》,提出加快智能光伏創(chuàng)新突破,鼓勵開發(fā)先進(jìn)適用的智能光伏組件,發(fā)展智能逆變器等關(guān)鍵部件,并開發(fā)新型高效率和高可靠性逆變器,提高光伏電站監(jiān)控運(yùn)維水平。
三、行業(yè)壁壘
1、技術(shù)壁壘
光伏逆變器作為光伏發(fā)電系統(tǒng)的核心設(shè)備,扮演著重要的角色。光伏逆變器具有技術(shù)密集型特征,因此對產(chǎn)品質(zhì)量有較高的要求。首先,光伏逆變器的安全性、穩(wěn)定性和可靠性對整個光伏電站的正常運(yùn)行至關(guān)重要。逆變器需要能夠有效地將光伏陣列產(chǎn)生的直流電轉(zhuǎn)換為交流電,并確保最大可能的能量轉(zhuǎn)化效率。同時,它必須具備精確的功率控制功能,以適應(yīng)不同的光照條件和電網(wǎng)要求。其次,光伏逆變器在運(yùn)行過程中需要能夠應(yīng)對各種異常情況,如過電壓、過電流、短路等,從而確保電站的安全運(yùn)行。此外,光伏逆變器還需要能夠適應(yīng)極端環(huán)境條件的要求。無論是高溫、高原還是高寒地區(qū),光伏逆變器都必須具備良好的散熱設(shè)計和耐受能力,以確保在各種復(fù)雜環(huán)境下的正常運(yùn)行。這些都對企業(yè)的技術(shù)提出較高要求。
2、產(chǎn)品認(rèn)證壁壘
光伏逆變器在不同國家和地區(qū)需要通過當(dāng)?shù)厥袌鰧Ξa(chǎn)品的認(rèn)證才能進(jìn)入該市場,被接受和認(rèn)可。這些認(rèn)證程序是由當(dāng)?shù)卣驒?quán)威機(jī)構(gòu)制定并執(zhí)行的,旨在確保光伏逆變器產(chǎn)品符合當(dāng)?shù)胤ㄒ?guī)和標(biāo)準(zhǔn),具有安全、可靠、高效等特點。歐洲有CE認(rèn)證,德國有TüV認(rèn)證,意大利有DK5940認(rèn)證,我國有CQC認(rèn)證等。這些認(rèn)證過程較為復(fù)雜的,要求廠商具備先進(jìn)的技術(shù)水平和專業(yè)知識,并進(jìn)行嚴(yán)格的測試和評估,以確保產(chǎn)品的質(zhì)量和性能達(dá)到當(dāng)?shù)貥?biāo)準(zhǔn)的要求。此外,認(rèn)證周期也相對較長,從幾個月到一年或更長時間都有可能。這對于進(jìn)入新的市場的企業(yè)來說,需要耐心和長期的投入。
3、品牌壁壘
在消費者選擇光伏逆變器產(chǎn)品時,安裝案例和品牌形象是兩個非常重要的因素。對于新進(jìn)入者來說,建立良好品牌形象和積累一定規(guī)模的安裝實例是至關(guān)重要的,且良好的品牌形象可以幫助企業(yè)贏得更多客戶,增強(qiáng)消費者的信任感和忠誠度,并提高企業(yè)市場占有率,提高企業(yè)知名度和盈利能力。因此,企業(yè)需要加強(qiáng)市場推廣,提高品牌知名度和美譽(yù)度,打造品質(zhì)保障和服務(wù)體系,以滿足客戶需求和提升品牌形象。
四、發(fā)展歷程
隨著太陽能光伏技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用,光伏逆變器也經(jīng)歷了以下幾個階段的發(fā)展歷程。發(fā)展初期,光伏逆變器使用簡單的線性逆變技術(shù),將直流電轉(zhuǎn)換為交流電。它們的效率較低,體積較大,成本昂貴,主要用于小規(guī)模太陽能光伏系統(tǒng)。普及階段,光伏逆變器采用了高頻開關(guān)技術(shù)(如MOSFET、IGBT等),提高了轉(zhuǎn)換效率和穩(wěn)定性,并減小了體積和重量。此時,光伏逆變器已經(jīng)能夠應(yīng)用于中小規(guī)模的分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)。高效能階段,光伏逆變器采用了更先進(jìn)的功率電子器件和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),如硅碳化物(SiC)和氮化鎵(GaN)等寬禁帶半導(dǎo)體材料,提高了轉(zhuǎn)換效率、可靠性和功率密度。此時,光伏逆變器已經(jīng)能夠滿足大規(guī)模商業(yè)和工業(yè)用途的需求。智能化階段,光伏逆變器結(jié)合了智能化控制技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)等先進(jìn)技術(shù),實現(xiàn)了更高的系統(tǒng)集成度、精確的電能管理和運(yùn)維監(jiān)測。此時,光伏逆變器已經(jīng)具備遠(yuǎn)程監(jiān)控、故障診斷和優(yōu)化運(yùn)行等功能,為光伏發(fā)電系統(tǒng)的運(yùn)營和管理提供了更多便利。
五、產(chǎn)業(yè)鏈
1、行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈分析
我國逆變器上游主要為制作光伏逆變器所需的原材料,主要包括功率器件IGBT、傳感器、電容器等。其中功率器件技術(shù)先進(jìn)企業(yè)大部分來自國外企業(yè),這在供給上有所限制。中游主要為光伏逆變器生產(chǎn)制造,主要制成集中式逆變器、集散式逆變器、組串式逆變器和微型逆變器。下游主要為集中式光伏電站和分布式光伏電站。
2、行業(yè)領(lǐng)先企業(yè)分析
(1)陽光電源股份有限公司
陽光電源股份有限公司自1997年公司成立起,就致力于研發(fā)生產(chǎn)光伏逆變器為核心的光伏系統(tǒng)設(shè)備研發(fā)和生產(chǎn)。公司產(chǎn)品包括戶用逆變器、組串式逆變器、集中式逆變器和模塊化逆變器,功率覆蓋范圍在3kW-8800kW,全面覆蓋戶用、工商業(yè)和大型地面電站等應(yīng)用場景。2023年前三季度,陽光電源營業(yè)收入為464億元,同比增長108.85%;歸母凈利潤為72億元,同比增長250.53%。隨著全國可再生能源裝機(jī)數(shù)量的不斷攀升,這為企業(yè)高速增長的業(yè)績帶來強(qiáng)力支撐。
(2)上能電氣股份有限公司
上能電氣股份有限公司主要從事電子電力變換技術(shù)的研發(fā)生產(chǎn)工作,主要產(chǎn)品包括光伏逆變器、儲能雙向變流器以及有源濾波器等,其中光伏逆變器產(chǎn)品主要為組串式光伏逆變器、集中式光伏逆變器及集散式光伏逆變器。2023年上能電氣光伏逆變器營業(yè)收入為13億元,同比增長275.55%;光伏逆變器毛利率為19.85%,同比下降0.97個百分點。隨著光伏電站建設(shè)不斷加快,公司光伏逆變器市場需求不斷增長,但由于市場上新進(jìn)入者不斷增加,且產(chǎn)品受到原材料價格上漲,導(dǎo)致光伏逆變器毛利率有所下滑。2024年1月11日,上能電氣成功獲得了一項基于混合邏輯驅(qū)動的變換器電流控制方法及裝置的專利。這項專利的取得對于上能電氣來說是一個重要的突破。通過采用混合邏輯驅(qū)動的控制方法,公司可以更加精確地控制變換器的電流,從而提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和效率。這不僅有助于降低成本,還可以為公司帶來更高的競爭優(yōu)勢。
六、行業(yè)現(xiàn)狀
隨著全球?qū)π履茉唇ㄔO(shè)的推進(jìn),光伏逆變器市場保持了高速增長態(tài)勢。2023年全球光伏逆變器市場規(guī)模達(dá)到324.0千兆瓦,同比增長26.22%。未來幾年,光伏逆變器市場將會繼續(xù)增長。首先,歐洲危機(jī)的爆發(fā)以及新興經(jīng)濟(jì)體清潔能源裝機(jī)需求的增長等都將推動市場的發(fā)展。同時,國內(nèi)裝機(jī)數(shù)量的持續(xù)發(fā)力也將為市場帶來新的動力。需要注意的是,光伏逆變器的使用年限一般為10年左右,而光伏電站及組件的壽命約為25年。因此,未來市場需求將受到新建裝機(jī)和更換老舊設(shè)備的有力支撐。
七、發(fā)展因素
1、有利因素
(1)產(chǎn)業(yè)鏈完整
得益于國內(nèi)較為完整的光伏產(chǎn)業(yè)鏈,中國光伏逆變器企業(yè)正處于高速發(fā)展階段。產(chǎn)業(yè)鏈上下游的協(xié)同發(fā)展不斷推動著企業(yè)實現(xiàn)技術(shù)突破和創(chuàng)新。國內(nèi)光伏產(chǎn)業(yè)鏈的完善為逆變器企業(yè)提供了良好的支撐。從原材料采購、組件制造到銷售服務(wù),每個環(huán)節(jié)都有相應(yīng)的企業(yè)參與,形成了緊密的合作關(guān)系。這種產(chǎn)業(yè)鏈的完整性使得企業(yè)能夠更好地掌握整個生產(chǎn)過程,提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。同時,產(chǎn)業(yè)鏈上下游的協(xié)同發(fā)展促進(jìn)了技術(shù)的持續(xù)突破。企業(yè)之間的緊密合作和信息共享加速了技術(shù)創(chuàng)新的傳播和應(yīng)用,推動了逆變器產(chǎn)品的不斷升級。例如,逆變器與光伏組件之間的匹配優(yōu)化、智能控制系統(tǒng)的研發(fā)等方面取得了顯著的進(jìn)展。
(2)政府支持推動市場需求增長
中國是全球最大的光伏市場之一,也是光伏發(fā)電技術(shù)應(yīng)用最為廣泛的國家之一。在中國國家能源戰(zhàn)略中,光伏發(fā)電已被列為重點發(fā)展領(lǐng)域之一。這表明未來市場需求將會繼續(xù)增長,其中包括逆變器市場。隨著清潔能源的不斷普及,中國政府對光伏產(chǎn)業(yè)的支持力度不斷加大。這種支持包括政策和資金等多方面,旨在推動企業(yè)加強(qiáng)技術(shù)創(chuàng)新,提高產(chǎn)品性能和質(zhì)量,促進(jìn)行業(yè)的健康發(fā)展。這為國內(nèi)逆變器企業(yè)提供了良好的發(fā)展機(jī)遇。
(3)成本優(yōu)勢
中國的光伏逆變器企業(yè)在與國際競爭對手的比較中通常具備較低的生產(chǎn)成本優(yōu)勢。這主要歸因于中國在制造領(lǐng)域擁有一定的優(yōu)勢。中國制造業(yè)在全球供應(yīng)鏈中扮演著重要角色。中國的制造業(yè)基礎(chǔ)雄厚,并且擁有完善的供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò),這使得企業(yè)能夠從供應(yīng)商那里獲得相對廉價的原材料和零部件。這降低了生產(chǎn)成本,使得中國的光伏逆變器企業(yè)能夠以更具競爭力的價格提供產(chǎn)品。同時,中國具有龐大而廉價的勞動力資源,這使得企業(yè)能夠以更低的人工成本來生產(chǎn)光伏逆變器設(shè)備。相比其他國家,中國的勞動力市場競爭激烈,使得勞動力成本相對較低。這為國內(nèi)企業(yè)提供了一個在價格上具備競爭優(yōu)勢的機(jī)會。
2、不利因素
(1)主要原材料供應(yīng)風(fēng)險
光伏逆變器主要原材料包括IGBT、IC等半導(dǎo)體器件。然而,在國際市場上,領(lǐng)先的功率半導(dǎo)體技術(shù)主要掌握在一些境外企業(yè)手中,因此,國內(nèi)光伏逆變器企業(yè)在采購功率半導(dǎo)體等材料時對境外生產(chǎn)廠商品牌存在一定程度的依賴。近年來,全球政治局勢動蕩,市場風(fēng)險加劇,導(dǎo)致境外功率半導(dǎo)體等材料可能出現(xiàn)供應(yīng)偏緊情況,從而直接影響國內(nèi)生產(chǎn)節(jié)奏,給企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營帶來較大不利影響。
(2)新技術(shù)研發(fā)風(fēng)險
國內(nèi)光伏逆變器企業(yè)在新技術(shù)研發(fā)方面存在一定的風(fēng)險,首先,光伏逆變器的新技術(shù)研發(fā)需要投入大量的資金、人力和時間。研發(fā)過程中可能會遇到技術(shù)難題或者技術(shù)突破的困難,導(dǎo)致項目進(jìn)展緩慢或無法達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。這可能會造成企業(yè)在研發(fā)階段的投入浪費和經(jīng)濟(jì)損失。其次,新技術(shù)的研發(fā)周期較長。在研發(fā)過程中,技術(shù)和市場環(huán)境可能發(fā)生變化,原有的技術(shù)方案可能面臨落后或者不符合市場需求的風(fēng)險。這可能導(dǎo)致企業(yè)投入大量資源和時間,最終無法實現(xiàn)商業(yè)化應(yīng)用或者無法滿足市場需求。
(3)競爭激烈
在光伏逆變器市場,競爭異常激烈。國內(nèi)外的競爭對手都在積極進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)品研發(fā),以滿足市場需求并保持競爭優(yōu)勢。現(xiàn)階段,國內(nèi)外大型企業(yè)不斷進(jìn)行產(chǎn)能擴(kuò)張和市場開拓,同時也吸引了大量競爭者進(jìn)入行業(yè)中,行業(yè)競爭日趨激烈。如果企業(yè)不能跟上行業(yè)發(fā)展的步伐,可能面臨技術(shù)落后的困境,若企業(yè)沒有及時更新自己的技術(shù),就有可能被其他競爭對手迅速超越,失去市場份額。
八、競爭格局
就國內(nèi)光伏逆變器市場布局而言,華為連續(xù)多年以來一直是全球光伏逆變器出貨量榜首。然而,華為的產(chǎn)品主要集中在組串式逆變器和戶用逆變器領(lǐng)域。相比之下,陽光電源在光伏逆變器產(chǎn)品技術(shù)路徑布局上更加全面。除了微型逆變器外,其他類型的逆變器均有涉及。目前,在模塊化逆變器領(lǐng)域,只有陽光電源和禾邁股份有所涉獵。而布局微型逆變器的企業(yè)相對較少。然而,隨著分布式光伏的快速發(fā)展,預(yù)計微型逆變器的滲透率將會提高。
九、發(fā)展趨勢
1、光伏逆變器朝儲能發(fā)展
未來市場,隨著電力需求的不斷增長,光儲融合將成為大勢。這將帶動光伏逆變器市場規(guī)模擴(kuò)展延伸至儲能方面。2023年上海SNEC光伏展和德國慕尼黑Intersolar兩大展會中,一些逆變器企業(yè)推出了針對儲能的創(chuàng)新產(chǎn)品,例如阿特斯公司所推出的SolBank儲能系統(tǒng)。未來,隨著光伏裝機(jī)量的持續(xù)增加,儲能系統(tǒng)的運(yùn)用將成為光伏逆變器能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型和大規(guī)模應(yīng)用的關(guān)鍵要素。通過儲能系統(tǒng)的引入,光伏逆變器企業(yè)可以更好地應(yīng)對棄光問題,實現(xiàn)光伏發(fā)電的平穩(wěn)輸出和供應(yīng)。
2、組串式逆變器隨分布式光伏發(fā)電市場需求增長而增長
在政策的推動下,國內(nèi)市場仍以集中式光伏發(fā)電站建設(shè)為主。隨著日后建設(shè)成本降低,居民市場需求上升,分布式光伏發(fā)電站將得到強(qiáng)力支撐。而組串式逆變器主要應(yīng)用于分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)。相比較集中式逆變器,組串式逆變器具有智能化程度高、安裝靈活、安全性高和易于維護(hù)等特點,逐漸得到市場認(rèn)可。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展,組串式逆變器的生產(chǎn)成本不斷下降,發(fā)電功率也將逐漸接近甚至超過集中式逆變器。同時,未來分布式光伏發(fā)電的廣泛應(yīng)用將為組串式逆變器提供更多的市場機(jī)會,使其在未來整體市場份額中呈現(xiàn)不斷增長的態(tài)勢。
3、智能化、高效化發(fā)展
隨著智能電站建設(shè)的不斷推進(jìn),光伏逆變器的作用日益凸顯。在大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、云計算等相關(guān)技術(shù)的持續(xù)發(fā)展下,智能型的電力電子設(shè)備需求也將不斷提升。此時,光伏逆變器將不斷向智能化、多元化、高效率、多功能化發(fā)展,以滿足不同場景的需求。這種發(fā)展趨勢將使得光伏逆變器逐步成為光伏電站中的核心部件,進(jìn)一步推動光伏電站的智能化、高效化等建設(shè)進(jìn)程。
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2023年中國光伏逆變器行業(yè)全景速覽:行業(yè)市場景氣度延續(xù),市場規(guī)模有望持續(xù)擴(kuò)張[圖]
光伏逆變器可以將光伏太陽能板產(chǎn)生的可變直流電壓轉(zhuǎn)換為市電頻率交流電的逆變器,可以反饋回商用輸電系統(tǒng),或是供離網(wǎng)的電網(wǎng)使用。我國光伏逆變器市場規(guī)模自2019年以來始終保持增長趨勢,據(jù)統(tǒng)計,2022年我國光伏逆變器市場規(guī)模較上年同期增長52.48%至131.13億元。
2023年中國光伏逆變器產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀:國內(nèi)外光伏需求大增帶動產(chǎn)量和出口大幅度增長[圖]
2022年我國光伏逆變器產(chǎn)量達(dá)169.3GW,較2021年增長52.8%。除開國內(nèi)整體需求大幅度增長,我國光伏逆變器出口規(guī)模重要性逐步提升,逆變器出口規(guī)??焖僭鲩L。
2022年中國光伏逆變器行業(yè)重點企業(yè)(陽光電源 vs錦浪科技vs固德威)對比分析:企業(yè)需重視研發(fā)創(chuàng)新[圖]
光伏逆變器是光伏發(fā)電行業(yè)中技術(shù)密集度最高的產(chǎn)品之一,其轉(zhuǎn)換效率及可靠性將直接影響到光伏發(fā)電系統(tǒng)的運(yùn)行效益。近年來,伴隨著全球?qū)δ茉?、環(huán)境危機(jī)關(guān)注的不斷增強(qiáng)和“碳達(dá)峰、碳中和”目標(biāo)的提出以及逆變器技術(shù)環(huán)節(jié)不斷革新,各種新技術(shù)、新產(chǎn)品層出不窮,光伏逆變器是整個光伏行業(yè)技術(shù)迭代革新最快的部分之一。