發布時間: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電系統的心臟,其將光伏發電系統產生的直流電通過電力電子變換技術轉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生的直流電匯總成較大直流功率后再轉變為交流電的一種電力電子裝置。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,隨著電力電子技術的快速發展,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,適合分布式發電。組串式光伏逆變器是將較小單元光伏組件產生的直流電直接轉變為交流電的一種電力電子裝置。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。集散式逆變技術是近年來公司研發并推出的一種逆變方案,其結合了大型集中式光伏逆變器的“集中逆變”優勢和組串式光伏逆變器的“分散MPPT跟蹤”優勢,達到“集中式逆變器低成本高可靠性,組串式逆變器的高發電量”。
4 微信逆變器
單個組件跟蹤變換,適合戶用光伏系統。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,再經過逆變以后并入交流電網。微型逆變器的單體容量一般在1kw以下。其優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,最大程度降低了安全隱患,其價格高昂,出現故障后較難維護,一般僅適用于小型分布式發電系統。相比其他逆變器產品,微型逆變器在部分場景已經具備發電量以及經濟優勢。在分布式項目中,屋頂朝向復雜、陰影遮擋等環境因素對系統的發電量影響較大,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電5%-25%。
1 逆變器的壽命短于光伏發電設備,存在替換需求
2 逆變器在光伏產業鏈中居于下游位置
3 逆變器成本在光伏系統中占比 3%-5%左右
4 逆變器行業具有輕資產屬性、擴產容易
核心是產品的穩定性與可靠性。行業壁壘體現在:
1 技術壁壘
雖然逆變器的拓撲結構是公開的,功能容易實現,但其效率、穩定性、與其他部件的集成度等都需要深度的積累才能實現,逆變器端些微的效率差異,放到整個系統中影響很大。
2 供應鏈壁壘
核心零部件 IGBT 供應商集中度高、議價能力強,因此具備領先的行業地位、采購規模大的制造商能夠進入供應商的一級名單,獲得優先的供應。在當前 IGBT 供應緊張的情況下,穩定的供應鏈成為重要壁壘。穩定的供應鏈伙伴可以實現元器件的共同開發,推動產品升級迭代。
3 成本優勢
逆變器行業輕資產的屬性,決定了其擴產容易,因此需要更低的成本疊加技術優勢維護公司的競爭力。低成本主要依靠優化電路、減少 IC、IGBT 等模塊的用量;提高渠道效率,降低銷售成本等。
1 組串式逆變器成為市場主流
● 組串式逆變器在產品性能方面具有優勢:組串式跟蹤路數大,適合復雜地形,可以提高發電量
● 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提升組串式逆變器市場占比
2 國內企業加速全球擴張
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,組件向大尺寸發展。硅片尺寸已經達到 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的主流趨勢,各個組件廠家紛紛推出 182mm、210mm 組件。根據 CPIA 的數據,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 微逆有望復刻組串式逆變器的發展路徑
微逆品牌可以通過降價來提升市場份額,并可以借力渠道發展戶儲業務。
預計 2021-2025 年微逆行業年平均增速為 74%,2021-2030 年行業平均增速為 50%。根據我們預測,2022 年微逆行業出貨量將達到 10GW 左右,占所有品類逆變器的 4%左右,同比提升 1.5pcts。假設 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。預計 2021-2025 年微逆行業年平均增速為 74%,2021-2030 年行業平均增速為 50%。預計 2025/2030 年微逆行業市場空間將達到 377/1079 億元。