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文档简介
1、市场分析:光储需求共振,千亿级增长空间可期光伏平价时代开启,逆变器需求高增逆变器为协助电能转换,面对光伏+储能两大高增需求场景。逆变器为光伏发电系统并网的必要部件,以实现电力变换的基本功能,具体看来,光伏逆变器将组件产生的直流电转化为符合并网电能质量要求的交流电,而储能变流器兼具离网和并网功能,可实现直流交流双向变流,协助储能装置与外界进行电能交换。与简单电力变换装置不同,光伏逆变器作为光伏系统核心,还具有以下多种复合功能: 1)使光伏发电系统获得最大输出效率,通过 MPPT(最大功率点跟踪系统)追踪并控制光伏组件稳定工作在最佳功率点上;与电网实现交互,如波形采样、电网远程调度等;检测并记录发
2、电信息并及时上传至用户监控设备,包括功率、发电量、发电收益等数据;监测并判断光伏系统是否出现故障及故障类型,并主动采取措施(如关断);扩展多种功能接口,如电池储能接口、智能家电接口,可实时监测家庭能耗情况,为家庭能源智能管理提供数据支撑。2022 年 1 月国家能源集团发布新能源智能电站建设规范,提出了包含智能发电(ICS)和智慧管理(IMS)两大平台的智能应用架构,构建了智能电站智能化分级标准,并编制评分细则,有望进一步推动电站智能化发展。我们认为,逆变器作为集成电网交互、信息管理、故障诊断等智能化功能于一身的组件,在电站智能化趋势下其重要性将进一步突显。图表1: 光伏逆变器原理图图表2:
3、MPPT 最大功率跟踪原理资料来源:锦浪科技招股说明书、资料来源:REDARC Electronics 官网、平价时代开启,光伏新增装机需求打开。随光伏组件、逆变器等环节技术进步和规模效益显现,光伏电站 LCOE(Levelized Cost of Electricity, 平准发电成本)持续下降经济性提升,行业进入“平价时代”。据 CPIA,2021 年我国集中式光伏电站和分布式光伏电站在 1000h、1200h、1500h、1800h 下 LCOE 分别达 0.37、0.31、0.25、0.21 元/kWh 和 0.33、0.28、0.22、0.19 元/kWh,与燃煤上网电价相当,经济性
4、逻辑已走通。据国家发改委,除青海省外,2021 年各省光伏上网指导价均低于燃煤基准价。虽然受 2021 年硅料价格上涨影响,成本抬升,光伏系统价格较 2020 年小幅上涨,但我们认为,随上游硅料扩产节奏推进和技术进步对冲,成本端短期压力将逐步缓解,光伏系统 LCOE 下降趋势不改,有望刺激光伏装机需求进一步打开。图表3: 集中式光伏电站 LCOE图表4: 分布式光伏电站 LCOEWh1000h1200h1500h1800h元/k0.6元/kWh1000h1200h1500h1800h0.60.50.50.40.40.30.30.20.20.10.10.020182019202020212022
5、E 2023E 2024E 2025E0.020182019202020212022E 2023E 2024E 2025E资料来源:CPIA、资料来源:CPIA、图表5: 2021 年各省光伏发电进入平价时代光伏上网指导价燃煤基准价价差(右轴)元/kWh 0.50元/kWh 0.040.450.400.350.300.250.200.150.100.050.020.00(0.02)(0.04)(0.06)(0.08)0.00广 湖 海 湖东 南 南 北上 江 浙 广 重海 西 江 西 庆山 四 福东 川 建江 安 河 辽苏 徽 南 宁黑 吉 冀 天 河龙 林 北 津 北江 陕 贵 山京 西 州
6、 西云 青 甘南 海 肃蒙 蒙 宁 新东 西 夏 疆(0.10)资料来源:国家发改委、全球光伏新增装机量持续提升,近 10 年 CAGR 达 15%。全球碳中和加速背景下,光伏系统 LCOE 不断下降,光伏新增装机保持高增长。据 IRENA,全球光伏新增装机容量从 2011年的 31.9GW 增长至 2021 年的 132.8GW,CAGR 达 15%。从市场结构上看,欧洲市场崛起较早且保持稳定,中国、印度、美国市场快速增长,CAGR 分别达 38%、35%、24%。据 CPIA,2021 年国内光伏新增装机达 54.88GW,同比+13.9%。据2030 年前碳达峰行动方案,到 2030 年
7、中国非化石能源占一次能源消费比重将达 25%左右,据 CPIA中国光伏产业发展路线图(2021 年版)测算,对应“十四五”期间我国光伏年均新增装机或将超过 75GW。图表6: 2021 年全球新增光伏装机容量达 133GW中国欧洲美国印度日本澳大利亚其他132.853444953343011152411GW 14012010080604020020112012201320142015201620172018201920202021资料来源:IRENA、组串式/集中式:集中式成本较低,组串式渗透率提升明显光伏逆变器按照技术路线的不同,可分为集中式、组串式、微型和集散式逆变器。1)集中式逆变器将多
8、个光伏组件产生的直流电进行汇流和最大功率峰值跟踪 MPPT,经集中逆变后并入电网实现发电。集中式逆变器单体容量 500kW 以上,接入光伏组串数量多,减少逆变器使用数量,便于集中管理,应用成本较低,但最大功率跟踪电压范围较窄,需独立机房放置,仅适用于大型光伏电站;2)组串式逆变器将组件产生的直流电先转换为交流电,再经过汇流、变压的步骤并入电网。组串式逆变器采用模块化设计,可实现分散式 MPPT寻优,最大功率跟踪电压范围较大,当单个组件出现故障问题时只影响相应模块,提高光伏系统整体发电效率稳定性;3)微型逆变器实现对单个组件进行最大功率峰值跟踪控制,大幅提升系统整体发电量,具备体积小、质量轻等特
9、点,但成本显著高于集中式、组串式逆变器方案,适用于户用项目。4)集散式逆变器兼具集中式和组串式优点,但由于解决方案发展起步较晚,目前主要应用于国内部分领跑者项目。图表7: 集中式、组串式及微型逆变器对比项目集中式逆变器组串式逆变器微型逆变器集中式大型电站适用适用不适用分布式大型工商业屋顶电站适用适用不适用分布式中小型工商业屋顶电站不适用适用适用分布式户用屋顶电站不适用适用适用最大功率跟踪对应组件数量数量较多的组串1-4 个组串单个组件最大功率跟踪电压范围窄宽宽系统发电效率一般高最高安装占地需要独立机房不需要不需要室外安装不允许允许允许维护性一般易维护难维护逆变器成本微型逆变器组串式逆变器集中式
10、逆变器应用各类逆变器的系统成本微型逆变器组串式逆变器/集中式逆变器(两者接近)资料来源:锦浪科技招股书,分布式市场高景气叠加大功率化趋势,组串式逆变器成为主流。据 CPIA,组串式逆变器占逆变器总出货量占比逐年提升,2021 年我国组串式逆变器市占率达 70%,已成为光伏逆变器主流,其增量驱动主要来自于应用于分布式光伏电站的中小功率组串式逆变器和应用于大型地面电站的大功率组串式逆变器。18-21 年组串式逆变器市占率分别高于集中式逆变器25.8/25.8/38.0/41.9pcts。图表8: 我国分布式光伏及大型地面电站占比图表9: 2021 年我国组串式逆变器市占率达 70%100%90%8
11、0%70%60%50%40%30%20%10%0%分布式光伏占比大型地面电站占比47%53%37%40%32%12%201620172018201920202021100%90%80%70%60%50%40%30%20%10%0%组串式逆变器集中式逆变器集散式逆变器60%59%67%70%32%38%201620172018201920202021资料来源:国家能源局、资料来源:CPIA、组串式逆变器功率大型化明显,打开集中式光伏市场应用空间。2017 年及以前我国光伏大型地面电站主要应用集中式逆变器,随国产逆变器厂商技术进步,组串式逆变器功率从最初的 50KW 以下提升至 175-350KW
12、 功率段,通过管理精度构筑比较优势,实现渗透率提升。性能优势:同等功率下,组串式逆变器较集中式逆变器管理精度/智能化/故障率均有较好表现:电能管理精度更高。据华为公司,组串式逆变器的多路 MPPT 功能,对光伏电池板的管理精度相对于传统方案有大幅提升,大幅消除不同组串间的阴影遮挡、电压失配等各种影响,提升发电量;智能化程度更高。与集中式逆变器简单实现单一交直转换功能不同,组串式逆变器通过信息技术、大数据、AI 等高科技算法支撑,可实现光伏电池板故障检测、跟踪系统控制、支撑电网等复杂功能;故障成本更低。组串式逆变器平均故障修复时间约为 2 小时,远小于集中式逆变器的12 小时,且故障导致的发电损
13、失更低。图表10: 同等功率下组串式逆变器较集中式逆变器优势明显设计使用寿命年故障率平均故障修复时间单位功率1MW 数量年故障导致的发电损失部件(年)(%)(分钟)(kW)(台)(kWh)组串式逆变器101%120254020集中式逆变器101%7205002120资料来源:CPIA、另一方面,随着组串式逆变器功率提升,其单瓦价格持续下降。据锦浪科技 2020 年报测算,其组串式逆变器价格约 0.22 元/W,逐渐接近集中式逆变器。据 CPIA中国光伏产业发展路线图 2021 版,未来组串式逆变器与集中式逆变器单瓦价差将持续缩小,由 2021 年的0.07 元/W 降至 2030 年的 0.0
14、5 元/W。图表11: 集中式逆变器与组串式逆变器单瓦价格预测集中式逆变器 组串式逆变器价差元/W 0.200.180.160.140.120.100.080.060.040.020.0020212022E20223E2025E2027E2030E资料来源:CPIA中国光伏产业发展路线图 2021 版,分布式光伏装机容量持续提升,带动中小功率组串式逆变器高增。随光伏发电系统进入平价时代、分布式光伏“整县推进”等驱动因素成果逐渐显现,分布式光伏需求高增。据 CPIA, 2021 年分布式光伏新增装机 29.28GW,在全国光伏总装机量中占比首次达到 53%,同比+21pcts,推动工商业及户用光
15、伏主要应用的中小功率组串式逆变器高增。阳光电源固德威锦浪科技华为图表12: 分布式光伏新增装机占比提升图表13: 主流厂商组串式逆变器功率大型化趋势显现分布式光伏系统大型地面电站分布式光伏占比(右轴)53%47%40%37%32%12%GW6060%KW 3505050%3004040%3030%2020%1010%2502001501005000%201620172018201920202021020142015201620172018201920202021资料来源:CPIA、资料来源:各公司公告、微型逆变器:海外户用及工商业光伏加速,多重因素驱动微逆需求微型逆变器高效、安全、灵活为核心竞
16、争力。微型逆变器单体容量一般在 5kW 以下,主要应用于工商业和户用分布式光伏场景。当前分布式光伏场景下主要包括三种逆变解决方案,即微型逆变器、组串式逆变器+优化器、组串式逆变器+关断器,其中微型逆变器具备高效、安全、灵活三大优势,具体看来:高效:分布式光伏电站主要安装在屋顶,遮挡、阴影、灰尘等问题导致个别组件功率严重下降,组件发电失配“短板效应”明显,而微型逆变器与每块组件单独连接,可实现单块光伏组件最大功率点跟踪,将提升系统效率至 92%以上。安全:户用市场 C 端消费属性明显,安全性为客户核心关注点。微型逆变器系统采用全并联电路设计,仅在 60V 左右的低压直流环境下工作,从根本上消除了
17、高压直流拉弧引起火灾的风险。灵活:微逆体积小巧,可直接安装在组件或支架上,安装使用方便。此外,微逆采用并联结构,更换无需停止整个系统,且扩容时无需更改配置,操作简便适用家庭用户。图表14: 同等功率下微型逆变器较组串式逆变器优势明显属性微型逆变器组串+优化器组串+关断器组串运行时电气安全无风险(低压)低风险(高压、组件级关断)低风险(高压、组件级关断)有风险投资成本略高略高略高低营维成本低(组件级监控)低(组件级监控)中中系统效率92%以上92%左右83%左右83%左右资料来源:索比光伏网、北美、欧洲为主要市场,多重因素驱动微逆渗透率持续提升。据 Wood Mackenize 和 IEA数据,
18、微型逆变器出货增速明显高于全球分布式光伏新增装机增速,2020 年微型逆变器出货量达 2.28GW,在全球分布式光伏市场渗透率提升至 5%。地区分布上看,北美、欧洲为主要市场,2020 年占比分别达 70%和 16%。主要系:政策端,北美、欧洲地区对逆变器安全性特别是直流高压问题标准严格,对直流电压 80V及以上接入的逆变器要求额外增加关断、电弧保护等设备,微型逆变器可从根本上避免该风险;客户端,美欧户用光伏发展较早、市场成熟,C 端客户对价格相对不敏感,相比于组串式逆变器,偏好选择智能化、差异化程度高的微型逆变器,据 pv magazine、EES 和 IEA,美国/德国/英国 2021 年
19、户用光伏装机规模分别达 4.2/8.7/3.3GW。成本端,据禾迈股份招股说明书,微型逆变器与组串式各有最佳成本场景,组串式逆变器+优化器/关断器的方案在较大功率的应用场景中有一定的成本优势,而微型逆变器方案在中小功率等级的应用场景中是更优的选择。我们认为,随微型逆变器技术进步和成本降低,有望替代部分中小功率组串式逆变器需求,带动微型逆变器渗透率提升。图表15: 微型逆变器在全球分布式光伏市场渗透率持续提升图表16: 北美、欧洲为微型逆变器主要市场GW微型逆变器出货量 分布式光伏新增装机量微型逆变器在分布式光伏系统渗透率(右轴)4.97%5.01%3.03%1.182.042.28504540
20、353025201510502018201920206%100%90%5%80%4%70%60%3%50%40%2%30%1%20%10%0%0%北美欧洲亚太地区其他地区10%18%12%16%16%80%71%66%74%70%20162017201820192020资料来源:Wood Mackenize、IEA、资料来源:Wood Mackenize、储能变流器:配储经济性突显,PCS 需求激增电化学储能装机规模快速增长,PCS 作为产业链核心环节受益明显。随光伏、风电等新能源发电系统渗透率不断提升,发电用电高峰错配和电网不稳定性加剧,新能源配储背景下,电化学储能需求增长加速。据 CNES
21、A,2020 年全球/中国电化学储能新增装机容量达 4.73/1.56GW,同比高增 63/145%,2017-2020 年 CAGR 分别达 60/120%,电化学储能渗透率提升至 7.5/9.2%,电化学储能行业进入高景气通道。电化学储能系统主要包括电芯、 PCS、电池管理系统、能量管理系统及其他电力设备。其中,储能变流器与光伏逆变器单向直流转交流不同,可控制储能电池与电网间直/交流间双向转换,其电力拓扑结构更复杂且技术壁垒更高,为储能系统核心环节,有望受益于下游储能新增装机高增。图表17: 电化学储能新增装机高增图表18: 2020 年全球新增投运电化学储能项目地区分布GW国内储能新增装
22、机全球储能新增装机365%4.730%145%1.5663%-7%-22%225国内yoy(右轴)全球yoy(右轴)432102017201820192020400%350%300%250%200%150%100%50%0%-50%欧洲23% 美国30%日、韩6%澳大利亚3%其他5%中国33%资料来源:CNESA、资料来源:CNESA、图表19: PCS 为电化学储能产业链核心环节资料来源:派能科技招股说明书、欧洲和国内市场双轮驱动,储能变流器需求有望迎来快速放量。据 CNESA 数据,2020 年中国/美国/欧洲占比分别达 33/30/23%,三者总计市占率超八成,构成电化学储能主要市场。我
23、们看好 2022 年欧洲户用储能和国内集中式储能需求高增。欧洲市场:户储经济性提升,内生增长动力强,户用中小功率 PCS 需求高增。欧洲户用储能装机量受补贴政策及技术降本双重驱动持续稳定增长,据 SolarPower Europe,2020 年欧洲户用储能装机量达 1.07GWh,2013-2020 年 CAGR 达 67%,预计 2025 年欧洲户储装机量乐观/悲观情况达 3.53/1.74GWh,对应 2021-2025 年 CAGR 分别为 27/10%。俄乌战争双重机制提升户储经济性:1)天然气涨价提升电价绝对值,光储发电收益相较于电网购电经济性提升;2)电力波动增加,储能系统实现低谷
24、充电、尖峰用电,降低居民用电平均成本,户用储能需求激增。据 LevelTen Energy 数据,2022 年一季度欧洲可再生能源购电协议(PPA)价格受俄乌局势影响,环比+8.1%,同比+27.5%,增厚新能源配储发电系统利润空间,验证欧洲光储市场高景气。图表20: 2013-2020 年欧洲户用储能装机量 CAGR 达 67%GWh欧洲户用储能装机量欧洲户用储能预计装机量(悲观)4.0欧洲户用储能预计装机量(乐观)YOY(右轴)120%3.53.02.52.01.51.00.559%44%1.821.09100%80%60%40%20%0.00%2013201420152016201720
25、1820192020 2021E 2022E 2023E 2024E 2025E资料来源:SolarPower Europe、14%5%1%1%其他1%可再生能源并网26% 住宅(户用)52%图表21: 2020 年德国在欧洲户用储能市场占比近七成图表22: 2020 年户用储能占欧洲储能市场超五成2020年欧洲户用储能地区分布辅助服务工商业 分配充电桩德国74977%英国818%奥地利414%瑞士263%欧洲其他地区818%资料来源:SolarPower Europe、资料来源:SolarPower Europe、图表23: 纽约天然气现货价格高涨图表24: PPA 价格美元/百万英热252
26、01510502021-062021-082021-102021-122022-02 2022-04资料来源:Wind、资料来源:LevelTen Energy、国内市场:强制配储政策为主驱动,共享储能为主要落地形式,看好集中式储能新增装机带来的大功率 PCS 需求。新能源发电存在天然波动性,消纳责任逐步转为电网和发电侧共担,据北极星储能网统计,截至到 2022 年 5 月已有 23 省区发布新能源配储政策,新能源配储已经逐步成为主流。从配储项目看,21 年风光配储主要针对集中式项目,分布式要求较低,22 年以来多地市对分布式光伏提出配套建设储能的要求,且以山东枣庄配储规模要求最高,为装机容量
27、 15%30%建设储能,时长 24 小时。我们认为共享储能电站具备成本低/调用优先级高/租金收入等多重优势,在获得辅助服务收入的同时,还能够满足发电侧配储要求,降低建设成本,或将是 22 年国内需求落地的主体。21 年仅山东、湖北等省份按照试点方式推出共享储能,22 年已有多地鼓励以共享储能方式建设发电侧储能。图表25: 截至 2022 年 5 月各地强制配储政策资料来源:各地发改委、图表26: 超 1GW 储能项目汇总项目名称地点项目单位项目集团储能规模天长市共享储能电站项目安徽天长龙源电力国家能源集团500MW/1000MWh晋北清洁能源外送基地独立电池储能电站山西朔州中国华能集团华能50
28、0MW/1000MWh华能甘肃乐北滩光伏及共享储能电站项目甘肃张掖华能甘肃能源开发有限公司华能250MW/1000MWh如东共享储能电站江苏中天科技、三峡电能中天科技、三峡500MW/1000MWh民乐县共享储能电站项目甘肃张掖民乐县丝路网能绿色能源科技有限公司苏州阿特斯能源500MW/1000MWh河北邢台隆尧新型共享储能项目河北邢台河北国顺集团河北禹川新能源500MW/1000MWh资料来源:各地发改委、短期原材料上涨不改长期技术降本趋势。2021 年下半年受新能源汽车高景气叠加上游产能不足且扩产周期长,碳酸锂、钴、镍等上游金属材料价格进入上行周期,锂电池及成本上升明显。但我们认为,未来随
29、盐湖提锂、电池回收等产能逐步释放,原材料价格将恢复合理水平,不改储能系统长期降本趋势,光储一体化发电系统经济性仍有较大提升空间。储能系统成本中电池/PCS 占比较大,2020 年分别为 60/20%。据 BNEF 预测,2021-2030年电池/PCS/平衡系统环节成本降幅分别达 36/20/17%。2022 年 1 月 29 日,国家发改委/能源局发布“十四五”新型储能发展实施发案,规划预计 2025 年电化学储能系统成本降低 30%以上,突出分布式储能聚合、规模化储能支撑、多级防护结构和高效灭火等技术,多项技术提高储能系统的利用率,助力储能系统进一步降本,增强内生增长动力。图表27: 电化
30、学储能系统成本持续下降$/kWh400350电池组 平衡系统 PCS EMS及变压器系统集成商利润 EPC利润 开发商管理费用 开发商利润3002502001501005002018201920202021 2022E 2023E 2024E 2025E 2026E 2027E 2028E 2029E 2030E资料来源:BNEF、图表28: 2020 年电化学储能系统成本结构图表29: 碳酸锂价格大幅上涨其他5%PCS 20%EMS 10%BMS 5%万元/吨605040302010电池60%02020-012020-062020-112021-042021-092022-02资料来源:前瞻
31、产业研究院、资料来源:Wind、存量替换贡献新增量,驱动逆变器环节机会逆变器寿命仅为电站寿命一半,存量替换贡献新增量,预计逆变器环节增速超光伏行业整体增速。光伏组件平均寿命一般为20-25 年,而逆变器核心部件IGBT 平均使用寿命仅为10 年左右,因此光伏电站全运营周期内至少更换一次逆变器,逆变器需求增速有望超过光伏行业整体增速。假设光伏电站平均寿命为 20 年,光伏逆变器寿命为 10 年,则 2022-2026 年存量替换需求对应2012-2016 年光伏新增装机,据 IRENA 数据,我们测算 2026 年全球/国内逆变器存量替换需求分别达 72/34GW,对应 2022-2026 年C
32、AGR 分别为 17.71/75.01%。图表30: 全球逆变器替换需求 2022-2026 年 CAGR 达 18%中国欧洲美国印度日本澳大利亚其他GW 8070605040302010020212022E2023E2024E2025E2026E资料来源:IRENA、预测空间测算:预计 25 年逆变器空间 1865 亿元,4 年 CAGR 超 23%全球逆变器市场规模预计 2022 年达千亿规模,2025 年达 1865 亿元,2022-2025 年 CAGR达 23.37%。根据我们测算,2022-2025 年,全球逆变器市场规模 1038/1244/1640/1865亿元, 其中国内光伏
33、逆变器规模 117/145/150/160 亿元, 海外光伏逆变器规模 516/523/610/655 亿元,储能变流器市场规模 405/576/880/1050 亿元。图表31: 逆变器市场空间测算逻辑资料来源:核心假设:光伏逆变器市场光伏新增装机容量:双碳政策加持叠加系统降本加速,全球光伏需求进入内生增长阶段,新增装机容量有望高增。据 CPIA 数据,在中观情况下,假设 2022-2025 年全球光伏新增装 机 容 量 分 别 为 220/240/275/300GW , 其 中 海 外 光 伏 新 增 装 机 容 量 分 别 为 145/151/180/200GW。光伏逆变器需求结构:组串
34、式逆变器:根据前文所述,受益于分布式光伏需求高增及组串功率大型化趋势,预计组串式逆变器渗透率快速提升,假设2022-2025 年海外组串式逆变器占比为67/68/70/72%;考虑到国内风光大基地的兴起和微型逆变器的增长,预计组串式逆变器市占率将保持平稳,假设 2022-2025 年国内组串式逆变器占比保持在 70%。微型逆变器:欧洲户用光伏稳步推进,海外微型逆变器渗透率有望快速提升。我们假设 2022-2025 年国内/海外微型逆变器占比分别为 1.0/1.3/1.7/2.5%和 5.5/6.4/7.3/8.2%。集中式逆变器:组串式逆变器在大型地面光伏电站中对集中式逆变器形成挤出效应,国内
35、风光大基地受益于政策将支持集中式逆变器发展。综合以上两点,我们假设集中式逆变器占比下降,2022-2025 年国内/海外集中式逆变器占比分别为 29.0/28.7/28.3/27.5%和 27.5/25.6/22.7/19.8%。光伏逆变器价格:组串式逆变器大功率化趋势下,单瓦价格持续下降;微型逆变器当前渗透率较低,处于快速发展期,技术与产品更新迭代较快,降本空间较大;集中式逆变器渗透率呈下型趋势,企业对其研发投入逐渐减少,技术基本处于成熟期,价格下降空间较小。海外市场注重品牌和渠道,价格、毛利率较高,国内市场竞争激烈,厂商众多,价格低于海外,海内外整体都呈现降价趋势。容配比:容配比指光伏电站
36、的组件容量与逆变器容量之比。2020 年 10 月,国家能源局发 布光伏发电系统效能规范(NB/T10394-2020),全面放开容配比,推荐容配比最高达 1:1.8。选择最优容配比可提升逆变器使用效率,优化光伏系统 IRR。我们假设国内容配比为 1.2,海外容配比为 1.4。储能变流器市场需求端,新能源配储下国内市场共享储能及海外户用、工商业储能有望进一步放量,据 CNESA 数据,假设 2022-2025 年全球电化学储能新增装机容量分别为 45/72/110/150GW。价格端,根据 BNEF,储能系统长期降本趋势明确,假设 2022-2025 年单瓦价格分别为 0.9/0.8/0.8/
37、0.7 元/W。图表32: 全球逆变器市场空间测算202020212022E2023E2024E2025E储能变流器市场:全球光伏新增装机量(GW)光伏逆变器需求量(GW) YOY全球光伏逆变器市场空间(亿元)YOY全球光伏逆变器市场:新增装机容量(GW)集中式逆变器占比组串式逆变器占比微型逆变器占比 逆变器替换量(GW)容配比逆变器需求量(GW)集中式逆变器价格(元/W)组串式逆变器价格(元/W)微型逆变器价格(元/W)海外光伏逆变器市场空间(亿元)YOY海外市场:新增装机容量(GW)集中式逆变器占比组串式逆变器占比微型逆变器占比 逆变器替换量(GW)容配比逆变器需求量(GW)集中式逆变器价
38、格(元/W)组串式逆变器价格(元/W)微型逆变器价格(元/W)国内光伏逆变器市场空间(亿元)YOY国内市场:8928.7%70.0%1.3%111.2850.130.171.214524%7529.0%70.0%1.0%41.2660.130.181.411739%5529.3%70.0%0.7%21.2480.140.181.68515%4833.2%66.5%0.3%11.2410.140.191.8739510028.3%27.5%70.0%70.0%1.7%2.5%11151.21.290980.120.120.170.160.80.71501603%7%15125.6%68.0%6.
39、4%241.41320.260.341.65231%14527.5%67.0%5.5%261.41290.260.341.851614%11529.4%66.0%4.6%301.41120.270.352.145157%8231.4%65.0%3.6%151.4730.270.352.228718020022.7%19.8%70.0%72.0%7.3%8.2%28321.41.41561750.250.250.330.331.41.161065517%7%24021811%6686%22019622%63318%17016039%53548%13011536127530024627413%11
40、%76081514%7%全球储能新增装机容量(GW)5304572110 150储能变流器价格(元/W)10.90.90.80.8 0.7储能变流器市场空间(亿元)53270405576880 1050全球逆变器市场空间(亿元)414805103812441640 1865资料来源:CPIA、CNESA、IRENA、预测商业模式:轻资产高 ROE 特征,成本和渠道是竞争关键逆变器企业具有流动资产占比高、资产周转率较高的特点。选取上游硅料、电池片企业通威股份、隆基绿能对比,观察到近三年逆变器厂商流动资产占总资产比例普遍居于高位,固定资产周转次数也高于光伏产业链上游企业。图表33: 光伏产业链企业
41、流动资产/总资产图表34: 光伏产业链企业固定资产周转率(次)%2019202020211009080706050403020100通威股份隆基绿能固德威上能电气禾迈股份20192020202120181614121086420通威股份隆基绿能固德威上能电气禾迈股份资料来源:Wind,资料来源:Wind,ROE 分析:净利率、总资产周转率系主要驱动因素净利率与总资产周转率系逆变器企业 ROE 主要驱动因素。我们选取阳光电源、锦浪科技、固德威等六家逆变器生产厂商,使用杜邦分析法,将 ROE 拆分为销售净利率、权益乘数以及总资产周转率以观察商业模式。其中,各厂商 20-21 年权益乘数相近,ROE
42、 主要影响因素为销售净利率与总资产周转率。下文将从产品、市场、渠道三方面阐述差异原因。图表35: 2019-2021 年逆变器厂商 ROE图表36: 2019-2021 年逆变器厂商权益乘数阳光电源 锦浪科技 上能电气禾迈股份固德威昱能科技阳光电源 锦浪科技 上能电气禾迈股份固德威昱能科技%708607506540430320210102019202020210201920202021资料来源:Wind,资料来源:Wind,分产品:微逆毛利率高于组串,储能打造新增长极光伏逆变器可分集中式、组串式、集散式和微型逆变器四类。四类产品单体容量以及直接 与逆变器连接的光伏组件数量不同,具有不同的下游应
43、用场景。根据 CPIA、CNESA、IRENA,21 年全球市场上按容量计算的组串式逆变器出货量约占 67%左右,集中式逆变器约占 30%,集散式和微型逆变器所占市场份额较小。当前组串式逆变器既可以适用于大功率的电站场 景,也可以适用于小功率的分布式场景,同时叠加其便于安装等优势,在部分功率段挤出 集中式产品,渗透率逐步提升。2021 年,我国组串式逆变器出货量占比达到 69.6%。微逆毛利率高于组串产品,渗透率预计持续提升。目前,微型逆变器应用市场主要在境外。北美地区分布式光伏发电市场发展较早,且对直流高压风险存在强制性规定,当前占据了全球微型逆变器市场约 70%的份额。相比组串式产品,微型
44、逆变器在算法等层面壁垒较高,且海外市场光伏产业成熟,下游更看重品牌与性能,价格敏感性不高,单 W 价格高于组串、集中式产品。因此微型逆变器生产商禾迈股份、昱能科技净利率高于聚焦于组串式、集中式产品的固德威、锦浪科技等;阳光电源因毛利率较低的电站系统集成业务占比高,整体净利率居于低位。图表37: 2019-2021 年逆变器厂商销售净利率阳光电源 上能电气 锦浪科技禾迈股份固德威昱能科技% 302520151050201920202021资料来源:Wind,储能拓展成长空间,盈利能力增量可观。随着新能源强制配储政策陆续出台的利好,叠加锂电池储能成本不断下行,作为电化学储能系统重要构成部分的储能
45、PCS 具备广阔成长空间。目前,各厂商储能 PCS 业务毛利率均高于传统并网逆变器。储能逆变器客户与光伏逆变器同源,重仓储能业务,抢占先发优势的逆变器公司固德威、阳光电源利润边际有望进一步改善,毛利率、净利率将随储能产品占比提升而水涨船高。分市场:国内外竞争格局有异,发展逻辑差异化国外:竞争格局良好,利润空间广阔。境外光伏产业发展成熟,客户更关注品牌、质量等因素,对价格相对不敏感。反之,国内市场进入壁垒较低,厂商众多,价格竞争更为激烈。19-21 年,国内逆变器厂商境外市场毛利率均高于境内,但两者差距呈现缩小化趋势。为提升整体毛利率,获得更大的市场份额,国内各逆变器厂商纷纷加速产品出口,海外营
46、收比重不断提升,未来或存在竞争激烈化导致毛利率下滑的风险。图表38: 逆变器厂商 19-21 年境内外毛利率%阳光电源境内 阳光电源境外锦浪科技境内锦浪科技境外固德威境内固德威境外50454035302520151050201920202021资料来源:Wind,国内:价格竞争激烈,降本方为破局之道。受我国资源禀赋影响,中西部地区地理面积广阔,太阳光照资源丰富,适合集中式光伏发电项目的建设运营;此外,主管部门尚未针对分布式光伏发电系统的直流高压问题出台强制性政策,大多数分布式用户出于成本因素的考虑,并未选择安全性好但成本较高的微型逆变器,仍主要采用性价比更高的组串式逆变器。考虑到国内逆变器行业
47、厂商众多,处于完全竞争状态,提价策略不具备可行性,未来成本压缩能力或成核心竞争力。目前以阳光电源、固德威为代表的各厂商也在逐步推进技术门槛较高的 IGBT 元器件国产替代。根据集微咨询,22 年国产 IGBT 光伏领域市占率将超 30%,逆变器生产成本有望进一步下行。分渠道:境外市场周转率低于境内为保证供货稳定性,海外商品储备要求较高。我国逆变器产品的境外销售活动主要通过全球各市场区域当地子公司开展,为保证供货的稳定性、及时性,需要在当地储备一定数量的商品;而国内市场运输距离相对较短,存货周转速度较快。高度依赖海外市场的微逆厂商禾迈股份、昱能科技近三年存货周转率低于国内业务规模较大的锦浪科技、
48、固德威。昱能科技总资产规模小于其余标的,致使总资产周转率居于高位。未来随逆变器厂商产品出海比重上升,周转率存在下降风险。图表39: 逆变器厂商 19-21 年总资产周转率图表40: 逆变器厂商 19-21 年存货周转率阳光电源 锦浪科技上能电气禾迈股份固德威昱能科技次阳光电源 锦浪科技上能电气禾迈股份固德威 昱能科技次1.81.61.41.21.00.80.60.40.20.02019202020219876543210201920202021资料来源:Wind,资料来源:Wind,海外户用市场深挖渠道优势,国内企业市场构筑成本壁垒。从逆变器市场的价格看,户用市场企业市场,海外市场国内市场,高
49、价格带来高盈利空间,提振公司的盈利水平。从需要的禀赋看,海外及户用市场需要对渠道布局较多,深挖市场需求,拓展渠道壁垒是保持高毛利率的关键;国内及企业客户竞争较为激烈,竞标方式促使成本成为市场竞争关键。图表41: 部分厂商光伏逆变器单瓦价格、成本对比年份阳光电源上能电气固德威锦浪科技单位售价(元/W)20180.2210.1870.1830.27920190.2300.1730.2650.25720200.2140.1490.1950.22320210.1930.1180.2060.227单位成本(元/W)20180.1490.1370.1240.18420190.1520.1240.1560.
50、16820200.1390.1120.1230.15420210.1270.0910.1420.170单位毛利(元/W)20180.0720.0500.0590.09620190.0780.0480.1090.08920200.0750.0370.0720.06920210.0650.0270.0640.058毛利率(%)201832.4326.6932.3634.28201933.7528.0041.0234.61202035.0324.8037.0931.06202133.8022.9531.1525.35注:21 年锦浪科技、固德威根据 20/21 年公司公布出货量和Wood Macke
51、nzie 数据估测资料来源:公司公告、Wood Mackenzie、竞争格局:国产厂商崛起,海外市场有望实现量利齐升光伏逆变器:国产厂商市占率提升,阳光华为双龙头格局稳定格局:国产厂商市占率提升,阳光华为双龙头格局稳定。据Wood Mackenize 数据,2014年-2017 年期间全球逆变器前十企业中,国产企业市占率呈稳步上升趋势,2020 年已占据光伏逆变器市场近 62%份额,创历史新高。图表42: 国内厂商市占率稳步提升 国产逆变器厂商市占率 海外逆变器厂商市占率阳光+华为市占率31.9%21.3%29.3%30.7%23.8%26.7%27.7%23.0%100%90%80%70%6
52、0%50.8%58.7%53.7%54.3%62.0%50%40%34.3%37.1%27.7%38.8%43.1%38.4%35.7%42.0%30%20%10%0%2014201520162017201820192020资料来源:Wood Mackenize、2020 年全球前十逆变器企业榜单中有 6 家中国企业,分别为华为/阳光电源/古瑞瓦特/锦浪科技/上能电气/固德威。其中,华为、阳光电源是行业绝对龙头,2020 年出货量分别为 41.7GW 和 35.0GW;其余国产厂商份额相对较小。2016 年开始,阳光电源、华为合计市占率稳定在 35-40%左右且逐年提升。结构上看,华为与阳光市
53、占率差距逐年缩小,2020年仅相差 4pcts。考虑到华为受贸易制裁因素,我们预计 2021 年阳光电源占有率有望超越华为。此外,行业呈现出明显马太效应,近 3 年行业集中度不断提升,2020 年 CR3 达 49%,同比+5pcts。图表43: 光伏逆变器厂商格局情况光伏逆变器企业2014201520162017201820192020华为10.4%14.0%24.2%26.4%22.6%22.2%23.0%阳光电源10.9%13.7%14.6%16.7%15.8%13.5%19.0%SMA13.1%11.2%10.8%8.7%8.0%8.3%7.0%Power Electronics2.5
54、%2.2%3.7%2.9%6.0%6.3%5.0%古瑞瓦特0.9%0.7%0.8%2.5%1.4%4.3%5.0%锦浪科技0.8%0.8%1.1%2.5%2.7%3.3%5.0%Fimer11.3%8.0%7.9%6.9%6.3%5.3%4.0%上能电气3.9%3.9%5.1%4.6%5.2%5.0%4.0%TMEIC5.8%5.9%6.0%2.8%2.7%3.4%4.0%固德威1.0%1.0%1.0%2.0%3.0%3.0%4.0%SolarEdge1.6%2.0%2.3%2.5%3.7%4.4%3.0%特变电工4.0%3.0%4.0%4.0%3.0%3.0%2.0%资料来源:Wood Ma
55、ckenize、光伏逆变器:国产厂商凭借成本、产品、供应链优势打开海外市场成本优势:国产逆变器企业凭借材料国产化及更低人工费用成本优势,盈利能力强于海外。从光伏逆变器成本结构来看,直接材料成本占比平均在 88%左右,其中大部分非半导体器件材料(机构件、电感、包装等)已实现国产化,成本优势明显。而以IGBT、IC 半导体为代表的半导体器件技术壁垒较高,国产品牌性能难以达到使用要求,目前主要依赖进口(英飞凌、安森美、 NXP 等公司),成本占比 10%左右,对总体成本影响较小。从平均售价上看,2020 年阳光电源/锦浪科技/固德威/上能电气均价分别为 0.21/0.22/0.20/0.15 元/W
56、,远低于 SMA 的 0.55 元/W。从盈利水平上看,国内企业毛利率普遍高于海外厂商 15pcts 左右。图表44: 2021 年各企业逆变器直接材料成本占比图表45: 2019 年固德威直接材料成本拆分直接材料成本占比80.3%86.7%92.3%93.7%PCB线路板 连接器 变压器100%90%80%70%60%50%40%30%20%10%0%上能电气锦浪科技固德威阳光电源6%控制组件4%集成电路6%电容 10%半导体器件13%6%5% 包装类4%电感16% 机构件30%资料来源:各公司公告、资料来源:固德威招股说明书、图表46: 国产逆变器均价明显低于海外图表47: 国内逆变器企业
57、毛利率明显高于海外SMA 固德威 锦浪科技上能电气阳光电源 SMA 固德威 锦浪科技上能电气阳光电源元/W0.70.60.50.40.30.20.10.020182019202045%40%35%30%25%20%15%10%5%0%2018201920202021资料来源:各公司公告、资料来源:各公司公告、产品优势:高性价比、品类齐全、快速迭代。从产品性价比上看,1)国产逆变器最大转换效率更高。国产企业集中式/组串式逆变器转换效率普遍在 99/98.5%以上,其中上能电气 EP-2500-HA 集中式逆变器高达 99.08%,阳光电源SG225HX 组串式逆变器达99.01%,而海外厂商最大
58、转换效率普遍在97-98%区间。2)国产组串式逆变器输出功率更高,单瓦价格更低。据各公司官网,国产组串式逆变器单瓦价格在 0.5 元/W 以下,而海外厂商普遍在 1.5 元/W 以上,性价比显著好于海外产品。图表48: 国内、海外主要企业集中式逆变器主要性能参数及价格企业地区企业名称型号最大输入电压最大输出功率额定输出功率 最大转换效率 中国/欧洲效率国内阳光电源SG3125HV-MVSG4400UD-MV15003437150050603125440099.02%98.55%99.02%98.55%上能电气EP-1000-HA15001100100099.08%98.46%EP-2500-H
59、A-OD1500213752125099.01%98.50%EP-1260-A-OD10002693263099.02%98.51%科华数据SPI3125K-B-HUD15003438312599.05%98.56%海外FimerPVS980-58BC -2000kVA-K15002200200098.80%-TmeicSOLAR WARE 25001500250098.80%-SOLAR WARE 10001000100098.70%-Power Electronics FS4200M15004200 40 C/3900 50 C97.80%97.51%FS3290K15003290 40
60、C/3055 50 C98.87%98.48%注:各地区气候、太阳能资源条件不同,中国/欧洲效率为适用于当地条件的逆变器效率资料来源:各公司官网、图表49: 国内、海外主要企业组串式逆变器主要性能参数及价格阳光电源SG33CX110036.33398.60%98.20%0.49SG50CX1100555098.70%98.30%0.40SG225HX1500247.522599.01%98.52%0.17华为SUN2000-196KTL-H3150021619699.00%98.40%-上能电气SP-225K-H150025022599.01%98.55%0.13SP-320K-H150035
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