光伏逆变器市场分析

光伏逆变器市场分析第一节市场概况光伏逆变器是光伏发电系统的核心模块，光伏逆变器按照技术路线可以分为三类，组串式逆变器、集中式逆变器和微型逆变器。2021年，光伏逆变器市场仍以集中式逆变器和组串式逆变器为主，微型逆变器市场占比较小。根据IHSMarkit数据测算，2021年全球组串式逆变器市场占比为70.7%；根据中国光伏行业协会发布的《中国光伏产业发展路线图（2021年版）》，2021年我国组串式逆变器市场占有率为69.6%，由此可见，组串式逆变器占据市场主导地位。①组串式逆变器组串式逆变器基于模块化设计，将多片光伏电池板组件根据逆变器额定输入电压要求串联成一个组串，通过一台逆变器并联入电网，逆变器在直流端进行最大功率点跟踪，一台组串式逆变器还可以允许多个组串接入并进行多路MPPT跟踪控制，从而提升光伏发现系统的整体效率。组串式光伏逆变器的优点在于每个组串都能够形成独立的MPPT，不同的最大功率峰值跟踪模块的组串间可以有电压和电流的不匹配，彼此独立，从而避免了组串之间不平衡或者阴影遮挡对整个光伏发电系统的影响。组串式逆变器另一个优点是支流输入范围比较宽，从而延长发电时间，增加光伏发电系统整体发电量。组串式逆变器适合用于分布式发电系统中，可以选择不同数量电池组件形成单组串，具有较高组合灵活度，对于不规则的建筑屋顶能够根据屋顶环境使用特有组串形成较为优化的解决方案。根据并入电网的情况，组串式逆变器又可以分为组串式单相逆变器和组串式三相逆变器，具体选择方案依据不同国家电网系统而定。单相逆变器主要应用于单相电入户的民用屋顶和商业屋顶，三相逆变器主要应用于商业和工业屋顶。按照是否具有能量存储功能，光伏逆变器分为储能逆变器和并网逆变器。储能逆变器与并网逆变器技术同源，与储能逆变器相比，结构方面，并网逆变器不需要配合储能电池使用，减少了充放电单元，并且逆变单元电路拓扑也更为简洁；性能方面，并网逆变器MPPT单元、逆变单元等核心硬件组成部分与储能逆变器类似，具有电路结构简单、系统稳定等优点。②集中式逆变器集中式逆变器的逆变方式是将大量并行的光伏组串连接到同一台集中式逆变器的直流输入端，完成最大功率点跟踪后，再经过逆变并入电网。集中式逆变器单体容量通常在500kW以上，逆变器集成度高，功率密度大，成本低，电网调节性好，主要适用于光照均匀的大型厂房、荒漠电站、大型地面光伏电站等。由于并联的组串较多，光伏组件特性匹配有差别或部分遮影的影响，导致各组串最大功率点跟踪特性不一致，将影响整个光伏发电系统的效率和电产能。相较于组串式逆变器而言，集中式逆变器最大功率点跟踪电压范围较窄，组件配置灵活性较低，发电时间短。同时，组串式逆变器接入不同最大功率点跟踪模块的组串间允许电压和电流的不匹配，因而集中式逆变器较组串式逆变器而言整体发电效率更低。③微型逆变器微型逆变器主要应用于发电规模较小的分布式光伏发电系统，其特点在于每个微型逆变器一般只对应少数光伏组件，可以对每块光伏组件进行最大功率点跟踪，同时，可以集成在光伏电池板组件上，作为单块光伏板与电网之间的适配器。微型逆变器优点是可以对每块组件进行独立的最大功率跟踪控制，在大规模使用时需要通过通信功能协调控制各个模块，监视各个模块的状态并检测出故障模块。相较于集中式、组串式光伏逆变器，微型逆变器单位功率成本较高，不适合大规模光伏发电场景使用。第二节市场规模全球逆变器市场正处于高速增长状态，逐年增长趋势明显。根据IHSMarkit统计，2020年全球逆变器的新增及替换整体市场规模为135.7GW，2021年全球逆变器的新增及替换整体市场规模将达到约187GW，2025年全球逆变器新增及替换市场规模将达到401GW。在全球新能源结构转型的背景下，随着光伏发电市场规模持续扩大，以及旧设备的替换需求增长，全球逆变器市场出货量将进一步增长。目前，组串式光伏逆变器占据市场主导地位，其市场占比进一步得到提升。组串式逆变器具有单体容量较小、系统效率高、易安装易维护等特点，在集中式电站、分布式电站及屋顶电站均可适用。随着技术不断进步，组串式逆变器成本呈持续下降趋势，其应用领域将持续扩展。根据中国光伏协会统计，2021年，组串式逆变器市场占比约为69.6%，远超集中式逆变器、微型和其他类型逆变器。第三节行业发展驱动因素受益于国内较为完整的光伏产业链，产业链上下游协同发展持续推动国内光伏产业厂商持续实现技术突破。国内逆变器企业正处于高速发展阶段，中国逆变器厂商产品在全球主要光伏市场的市场份额持续上升。主要原因：一方面，国内逆变器产品通过快速升级迭代，产品质量不断获得提升，部分关键性能指标达到甚至超过海外老牌逆变器企业；另一方面国内光伏产业链较为完整，光伏逆变器原材料大部分实现了国产化替代，再加上人工成本、制造成本相比海外更低，国内逆变器企业在海外的竞争优势较为明显，在主要光伏市场中出货占比持续提升。光伏逆变器上下游产业链分析2020年公司光伏逆变器全球出货35GW，市占率27%。中国厂商市占率稳步提升，叠加龙头效应强化，产品技术成熟，市场格局基本确定。新进入者面临产品认证、渠道搭建与客户培养三大壁垒，短期难以对格局形成扰动。公司全球销售网络加速建设、扩产有序进行，市占率提升确定性大。2020-2025年全球光伏逆变器市场规模将从458亿元人民币增长至1096亿元，国内新增市场从72亿元增长至164亿元，海外新增市场从368亿元增长至915亿元。按IGBT占逆变器价值量20%来算，2025年全球、中国光伏逆变器用IGBT的市场规模将分别达到274、41亿元。光伏组件发出来的电是直流电，既没法直接卖给电网，也无法直接供我们家庭自己使用。需要加一种装置将直流电变成交流电，这个装置叫逆变器。逆变器中没有带蓄电池，单纯负责直流变交流，然后把交流连到电网上的，我们称之为“并网逆变器”；如果逆变器中带有蓄电池，那么其具备了储能功能，我们称之为“储能逆变器”。光伏逆变器根据规模大小分为三种：大型地面电站、水面电站、大型工商业屋顶电站使用的——集中式逆变器；小型地面电站、小型工商业屋顶电站使用的组串式逆变器；家庭屋顶光伏使用的(集散式逆变器)微型逆变器。2020年逆变器类型比例集中式：组串式：集散式=29：67：5。由于产品性能、成本随着最近几年的发展，组串式在多数地区已具备替代集中式的确定性，市场预计2025年全球组串式逆变器将占到80%的比例。逆变器根据光伏组件的容量决定，功率不能比光伏组件的功率小，如果功率过小，就会造成电量浪费。集中式逆变器、组串式逆变器、微型逆变器最大功率跟踪对应组件数量分别为大于4个、1-4个、单个组件。单块组件故障仅影响所在串联回路的发电功率，而逆变器故障则会导致整体系统瘫痪。逆变器特点是光伏的“大脑”。需求端并网逆变器：全球光伏新增装机量从2014年的38GW上升至2020年的127GW，而逆变器出货量也由2014年的38.7GW上升至2020年的185GW。理论上讲，光伏新增装机量1GW对应需要1-1.5GW逆变器。据光伏协会预计，2021-2025年全球光伏新增装机量将达到1050~1295GW，其中中国新增装机量达到355~440GW。也就是说，全球光伏新增装机量未来五年平均新增210-259GW（年复合增长率19-22%），对应每年需要210-389GW逆变器。逆变器更新：光伏组件的寿命一般在20-25年，而逆变器中的IGBT等部件寿命在10-15年左右，在组件的寿命周期中，至少需要更换一次逆变器。根据卖方测算，在2020年全球逆变器更换市场规模约有7.1GW，2025年将增长至37.3GW。意思平均每年有7.46GW逆变器更新。储能逆变器：2025年全球储能装机可达209GWh，对应光伏储能逆变器需求为104GW，2020年全球仅装机5.3GW，未来五年CAGR为82%。线性算的话，平均每年光伏储能逆变器需求20.8GW。并网+更新+储能逆变器三者需求加起来为238.26-417.26GW。供给端全球逆变器生产企业设计产能目前没有确切的具体数据。2020年全球光伏逆变器出货量185GW，2019年为130GW，同比增长42.3%。产能扩张/释放存在空间。2020年，排名前六的国产企业出货在全球的占比高达60%。其中，第一名华为23%，第二名阳光电源19%。逆变器厂商出口市占率前五企业分别为华为17%、阳光电源8%、锦浪科技4%、中达电子4%、固德威3%。商业模式逆变器属于进入壁垒较低的领域，单GW投资额0.3亿元，相关企业固定资产占总资产比例普遍低于20%，属于轻资产模式。但是随智能运维+支撑电网+组件适配需求变化，企业需持续快速开发与迭代可靠的新产品，使得行业淘汰率高；另外，全球各地电网不同，逆变器海外认证周期长；地面电站要求项目经历，分布式需要售后服务。2020年中国逆变器占海外出货的60%，未来几年这比例可能会更大，主要原因是单价低，譬如集中式和户用逆变器单价为0.25元/W和0.5元/W，而SMA、SolarEdge等海外企业为0.57元/W和0.78元/W。性能方面，像阳光电源多数产品的效率达到99%，比海外企业的产品还要高1-2个百分点。因此，虽说逆变器进入壁垒低，但能不能把份额做大，后来者是有点难度的，这行业目前更看重品牌及售后服务、单价。阳光电源：公司主营电站投资、光伏逆变器、风电变流器、储能系统、其它，收入占比43：39：7：6：5。其中电站投资包括大型地面光伏电站、风力电站、分布式能源（工商业屋顶光伏系统、储能系统等）、家庭光伏和运营管理；公司电站投资主要采取BT、EPC两种模式。通俗理解BT就是垫资建设好再移交，EPC是总承包，不用自己先垫资。2020年公司光伏逆变器产量35.5GW（销量33.5GW），风电变流器发货量16GW，储能系统发货量0.8GW。根据公司今年8月份定增扩产通过的公告看，远期规划至2025年公司预计将实现光伏逆变器/风电变流器/储能变流器出货量分别为124/37/8.5GW。卖方对阳光电源今、明两年实现电站投资/光伏逆变器/储能系统/其它收入预估分别为129.4/84.1/26.2/21.9、138.7/124.6/70/24.1亿元。电站投资/光伏逆变器/储能系统/其它净利率分别为4%/17%/7%/19%。对应今、明两年电站投资/光伏逆变器/储能系统/其它净利润分别为5.2/14.3/1.8/4.2、5.5/21.2/4.9/4.6亿元，即今、明两年公司净利润预估分别对应25.5、41.1亿元。当前公司市值2152亿元，对应今、明年分别为84、52倍。公司近十年的估值中枢为40倍。锦浪科技：公司主营并网逆变器、新能源电力生产、储能逆变器、其它，收入占比为95：2：2：1。目前公司光伏逆变器单位生产成本大多在0.1-0.3元/W之间。2020年公司逆变器产量53.28万台，销量48.17万台；2020年产能25万台/年，在建产能52万台/年，计划产能77万台/年。按照公司占全球出货量5%份额来计算，即为185*5%=9.25GW，对应销量48.17万台，意味着平均每万台为0.192GW。卖方预计今、明两年公司出货量分别为87、120万台，即为17、24GW。卖方对锦浪科技今、明两年实现并网逆变器/储能逆变器/其他收入预估分别为36.6/2/1.5、49.2/5.9/1.7亿元，并网逆变器/储能逆变器/其他净利率分别为13.4%/30%/28%，即今、明两年并网逆变器/储能逆变器/其他净利润分别为4.9/0.6/0.42、6.59/1.77/0.476亿元，也就是说，今、明两年预估净利润分别为5.92、8.84亿元。当前公司市值为582亿元，今、明两年对应98、66倍PE。固德威：公司主营光伏并网逆变器、光伏储能逆变器、其他，收入占比为86：10：4。2020年光伏并网逆变器、储能逆变器产量分别为360220、26142台，销量分别为330090、22257台。也就是说，2020年公司逆变器销量352347台，对应出货量为185*4%=7.4GW，相当于每万台为0.21GW。卖方预计公司并网逆变器今、明两年出货57、85万台，对应9.5、15GW，明年储能逆变器公司预估能出货10万台。卖方对固德威今、明两年实现并网逆变器/储能逆变器/其他收入预估分别为23.8/3.8/0.6，36.3/6.6/3亿元，并网逆变器/储能逆变器/其他净利率分别为12.5%/26.4%/1.4%，对应的净利润为2.975/1/0.008、4.54/1.74/0.042亿元，即今、明两年卖方预估公司净利润分别为3.983、6.322亿元。当前公司市值341.4亿元，今、明两年对应86、54倍PE。上能电气：公司主营光伏逆变器、其它，收入占比为89：11。公司光伏逆变器单位生产成本在0.1元/W左右。国内光伏逆变器升级更换潮已来临全球光伏逆变器市场正在迎来第一波更换潮。多家市场研究机构发布研报称，随着早期地面电站的光伏逆变器寿命到期，全球光伏逆变器升级更换需求正不断显现，预计今年全球光伏逆变器的更换需求将达1320万千瓦，其中亚洲市场占比超四成，中国市场占鳌头。值得注意的是，早期国内集中式光伏电站逆变器产品多为进口产品，国内市场被国外光伏逆变器品牌垄断。随着国产光伏逆变器竞争力不断提升，国内自主品牌全面崛起，在国内光伏逆变器市场占有率达98%，在全球光伏逆变器市场占有率也在60%左右。然而，国产产品与进口产品的输出电压等级并不完全相同，导致早期大型地面电站光伏逆变器更换面临电压等级和阻抗特性失配公认难题。如何抓住市场重大需求机遇，用最低成本做好光伏电站升级改造，使存量电站升值、达到降本增效的目的，成为目前国内光伏逆变器市场要解决的重要课题。存量光伏逆变器技改需求攀升据方正证券预测，今年全球光伏逆变器替换需求为1320万千瓦，到2025年将快速增长至3730万千瓦。而且随着全球新增装机规模的不断提升，未来光伏逆变器的替换需求也将持续增长。光伏逆变器制造企业也将迎来新的重大发展机遇。市场研究机构埃信华迈公司早前也发布报告称，随着早期地面电站的光伏逆变器寿命到期，或部分出现故障等，第一波光伏逆变器更换高潮已然来临。而中国将会是全球第二大光伏逆变器更换需求市场，体量庞大。但受光伏逆变器市场竞争以及产品更新换代技术等因素影响，要想打开这一片蓝海并不容易。山东奥太电气有限公司（下称“山东奥太”）新能源事业部总经理张洪亮告诉记者：“2014年以前，国内地面电站多选用的是艾默生、西门子、GE等进口品牌的光伏逆变器产品，其中艾默生等光伏逆变器的输出电压为380伏，和目前国内光伏逆变器主流产品270伏或315伏的电压等级并不匹配。如果单纯地换上国内产品，则无法保障光伏光伏逆变器最大功率输出，导致发电效率下降，直接降低发电量。”市场调查显示，要想找到以前的进口产品十分困难。如今，我国光伏逆变器产品在全球市场竞争力有目共睹，国产品牌的国内市场占有率已达98%，全球光伏市场占有率更是60%以上。当年垄断中国光伏逆变器市场的欧美品牌产品早已被迫退出。以艾默生为例，其在2014年就已停产，且不再提供升级服务。一旦光伏逆变器出现问题，只能更换兼容艾默生光伏逆变器的单元模块，这种方式不仅费用高昂，还存在散热差、达不到现行国家标准等的问题。技改要“少花钱、多办事”在多年光伏逆变器技术研发和经验积累下，张承慧带领团队研发了光伏逆变器自升压技术，解决了早期存量光伏逆变器的更换难题。自升压技术主要解决的是光伏逆变器更换时的电压匹配问题。据了解，这一技术有两大优势。一是“花最少的钱办最多的事”。“降本增效”是光伏行业的永恒主题。作为电站的重要电能变换装备，光伏逆变器也要本着这一大目标出发。在运用自升压技术后，既不用改变组件排列方式，也不用花大价钱去找原配件。在更换新光伏逆变器后，只需要增加占总容量15%的自升压装置就可满足现场需求，有“四两拨千斤”之功效，成本极低。二是，实现组件最大功率输出，一举多得。“以软代硬”高级算法促升级业内人士指出，光伏逆变器是连接组件发电侧和电网输出侧的咽喉，只有咽喉畅通了，才能促使电站发挥其最大效用。因此，仅实现电压匹配还不够。如何最大的利用控制算法等软件手段