2022年微型逆变器行业研究报告 光伏系统成本持续下降-微逆渗透率将快速提升

2022年微型逆变器行业研究报告光伏系统成本持续下降_微逆渗透率将快速提升一、微逆优势：安全性高、发电增益高、灵活性高光伏逆变器的主要作用为实现电能的转换，将光伏组件产生的直流电转化为电网传输和用户使用的交流电，是光伏系统的组成要素之一。根据技术路径不同，光伏逆变器主要包括集中式逆变器、组串式逆变器和微型逆变器。从应用场景来看，微型逆变器通常适用于分布式发电系统，常用于户用屋顶和工商业屋顶等场景；集中式逆变器主要用于集中式发电系统，常用于大面积且光照强烈的场景，如荒漠、山地等；组串式逆变器功率范围较广，兼容分布式和集中式发电场景。和其他产品相比，微型逆变器具备更高的安全性、更高的发电增益、以及更灵活的安装方式。为了实现组件级关断，与微型逆变器形成互补的效果的还有“组串式逆变器+关断器”和“组串式逆变器+优化器”产品，微逆与这些产品统称为组件级电力电子（MLPE）。与其他两种产品相比，微型逆变器最明显的优势是具有直流电压低的特点，能消除发电过程中的火灾风险。但目前微逆成本较高，价格方面存在劣势。二、需求端：安规标准提升+价格下降，微逆渗透率将快速提升（一）行业：初始成本下降+发电效率提升，光伏成为最便宜的能源光伏系统成本持续下降，发电效率不断提升。目前，光伏发电已经基本实现与火电平价。CPIA数据显示，2022年地面电站的初始成本预计下降为3.93元/W，较2016年下降46%；工商业分布式电站初始投资成本预计为3.53元/W，较2017年下降58%。初始成本和效率提升带动光伏发电的LCOE迅速下降。LAZRD数据显示，2009-2021年，光伏发电LCOE累计下降90%，达到36美元/MWh，是成本最低的能源方式。光伏发电量当前占比较小。根据BloombergNEF测算，2022年3月全球光伏累计装机达到1TW。尽管光伏行业已经快速发展多年，但截至2021年底，全球光伏发电量占比约为5%，占比仍然较低。新能源替代趋势强劲，光伏发电未来提升空间较大。目前中国、美国、欧盟等多个国家和地区正在加速新能源替代，未来光伏发电量占比将持续提升。假设2030/2050年光伏发电量占比提升至23.7%/40%，预计光伏累计装机将达到6.8/18.7TW，到2030/2050年光伏每年新增装机平均增速将达到22%/16%。（二）趋势一：全球分布式光伏发展迅速，微逆应用天花板打开分布式光伏具有单个项目容量小、可安装范围广、并网流程简单、收益率高的特点。按照使用场景分类，可以分为工商业分布式和户用分布式。在全球光伏市场中，由于中国等发展中国家集中式光伏快速发展，2011-2016年全球分布式装机占比呈现下降的趋势。随着分布式光伏装机成本与集中式差距逐步缩小，分布式装机开始发力。同时，欧美等国家和地区推进屋顶光伏计划，全球分布式光伏占比得以逐渐回升。2021年，全球新增分布式项目约77GW，占比达到44%。从全球光伏装机的主流国家来看，我们认为未来2-3年分布式光伏装机增速将保持较高增速。中国：2021年，中国新增分布式项目约29GW，同比增长88%，占比达到55%。为了推进分布式光伏发展，中国近两年陆续推出屋顶光伏政策。1）2021年6月国家能源局下发“整县推进”的通知，针对试点县市党政机关/公共建筑屋顶/工商业厂房/农村居民屋顶安装光伏比例不低于50%/40%/30%20%；2）分布式国补退坡之后，各地方政府也陆续出台分布式地方补贴，如浙江瑞安2022-2023年对屋顶光伏项目按实际发电量给予0.1元/KWh补贴；3）2022年6月出台《“十四五”可再生能源发展规划》强调，到2025年公共机构新建建筑屋顶光伏覆盖率力争达到50%。美国：2021年，美国新增分布式项目约6.4GW，同比增长20%，占比27%。美国联邦政府的税收抵减政策可以降低光伏装机成本，州政府推行的净计量电价政策允许用光伏发电抵扣电网用电费用。2022年8月，拜登政府签署《通货膨胀削减法案》，将投资税收抵免政策（ITC）延长至2032年，工商业发电项目投资税收抵免比例由目前的26%提升至30%。欧盟：2021年，欧盟户用和工商业装机达到15.7GW，同比增长23%，合计占比达到58%。2022年欧盟委员会发布REPowerEU计划，旨在摆脱对俄罗斯化石燃料的依赖。计划提出到2026年，所有面积大于250平的新建公共和商业建筑必须安装屋顶光伏；到2027年，所有面积大于250平的公共和商业建筑必须安装屋顶光伏；到2029年，所有新建住宅安装屋顶光伏。综合来看，前几大光伏装机市场中国、美国、欧洲的分布式装机占比预计在未来几年继续保持较高水平。预计到2025年全球分布式装机将达到229GW，2021-2025年CAGR31%。（三）趋势二：政策推动分布式光伏安全发展，微逆渗透率将快速上升目前全球逆变器市场占比最高的仍然是组串式逆变器，其次是集中式逆变器，微逆产品占比较低。按价值量计算，2020年集中式/组串式/微型逆变器的份额分别为24%/68%/8%。由于微逆的每瓦单价最高，按出货量口径，预计微逆的份额更低。从历史数据来看，集中式逆变器的份额正在逐年下降，组串式逆变器和微逆的份额正在提升。展望未来，我们认为组串式逆变器在集中式电站的占比将会逐渐提升；中短期来看，微逆在户用光伏领域的占比将逐渐提升；长期来看，当微逆性价比进一步提升后，微逆在工商业电站的份额有望提升。组串+优化器/关断器和微型逆变器安全性高。在光伏发展的早期阶段，大型地面电站的发电成本低，得到快速增长。在大功率的发电系统中，集中式逆变器具备成本低的优势，并且集中式电站大多安装在沙漠、戈壁、荒漠等地区，对安全要求不高。随着光伏应用的多元化，屋顶光伏开始走进户用和工商业领域。对于工商业电站，需要兼顾成本和安全性，所以组串式逆变器和组串+优化器/关断器兼有。对于户用屋顶电站，业主更注重安全性，所以组串+优化器/关断器和微型逆变器更为适合。美国是目前最早强制要求在分布式电站使用组件级关断产品的国家。2014年美国公布国家电气规范（NationalElectricalCode），加强了在安全性的要求。在逆变器方面，需要有快速关断、防拉弧保护等功能。2017年美国对NEC做出更新，允许组件排列更加密集，但对安全性要求不变，这导致分布式光伏必须要使用组件级关断产品。同时，这一条款规定在2019年强制执行。在最新版的NEC2020文件中要求，以距离到光伏矩阵305mm为界限，界限范围外，在触发设备启动后30S内，电压降低到30V以下；界线范围内，要求在触发设备启动后30S内，将电压降低到80V以下，或具有“光伏危险控制系统”。由于强制规定，美国的MLPE产品应用范围较广。受益于美国政策，两家MLPE上市公司SolarEdge和Enphase在过去几年迅速发展。SolarEdge主要产品为组串式逆变器和优化器，SolarEdge的优化器采用ASIC（专有集成电路）和PLC（电力载波通信技术）专利技术，在美国具有专利保护，所以公司发展迅速，2013-2021年公司营收CAGR49%。Enphase是目前全球微型逆变器最大的厂商，在微逆行业的市占率约为80%。2013-2021年公司营收CAGR25%。2022年Q1，SolarEdge和Enphase营收增速分别为62%、46%，保持高速增长。目前两家公司在美国的分布式市场份额合计预计超过80%。除美国外，加拿大、德国、澳大利亚等国家对分布式光伏安规标准不断做出提高，普遍采用强制安装关断器的方式提高分布式屋顶光伏安全性。中国国家能源局2021年底发布了《关于加强分布式光伏发电安全工作的通知（征求意见稿）》，要求光伏组件具备安全关断保护功能，旨在进一步加强分布式光伏发电安全工作。微型逆变器的低压接入特性可以满足上述安全性规范要求，无需增加额外配件或其他安全措施。随着下游应用对直流高压风险的逐渐重视以及相关规定的不断趋严，微型逆变器作为能够实现组件级控制的逆变器可以满足相关要求，未来发展空间广阔。（四）趋势三：微逆持续降本，替代性逐渐增强由于微型逆变器单体功率较小、产品集成度高、制造难度更高，所以目前微型逆变器是各类逆变器中成本和价格最高的产品。2021年，集中式/组串式/微型逆变器的单价约为0.20/0.35/1.21元/W。从历史价格来看，同种类的逆变器价格呈现逐年下降的趋势。2015-2021年，集中式逆变器和组串式逆变器价格下降73%/66%，近几年微型逆变器的价格也不断下降。降价的同时，微逆企业的毛利率仍然维持在较高水平。随着技术的快速发展，微型逆变器的成本也在不断降低。2022年，昱能科技在公告中提到，公司微逆成本已从初期的0.33美元/W降低到0.09美元/W。从公开数据看到，微型逆变器企业的毛利率呈稳中有升的趋势，一般企业毛利率在35%或更高水平。微逆有望复刻组串式逆变器的发展路径，通过降价来提升市场份额。回顾历史，中国光伏行业最初以地面电站为主，集中式电站占比更高。以华为、阳光为主的国产逆变器品牌也以集中式逆变器为主力产品。随着组串式逆变器的价格逐渐下降，并与集中式逆变器价差缩小，其占比迅速提升并超过集中式逆变器。2018年，国内组串式逆变器价格降至约0.52元/W，与集中式价差约为0.2元/W，市场占比达到60.4%，成为占比最高的逆变器产品。截止目前，组串式逆变器的均价仍然高于集中式逆变器，但由于发电增益更高，组串式逆变器保持最高占有率。当前微逆与组串是逆变器的价差仍然较大，但随着微逆价格下降，与组串式逆变器价差缩小，微逆的渗透率将会快速提升，户用市场的占比将首先提升。同时，微逆在部分场景替代组串式逆变器或组串+优化器/关断器的趋势也将更加明显。一般来说，光伏电站具有投资属性，屋顶电站投资收益和安全性同样重要。微逆作为安全性最高的逆变器产品，与其他产品的价差越小，替代性越强。相比其他逆变器产品，微型逆变器在部分场景已经具备发电量以及经济优势。在分布式项目中，屋顶朝向复杂、阴影遮挡等环境因素对系统的发电量影响较大，微逆多路MPPT能有效解决这些问题。一般来说，使用微型逆变器，在相同条件下，比组串式逆变器多发电5%-25%。从经济性上来看，1）将微逆、组串式逆变器、组串+关断器进行对比，当微逆发电增益超过10%，微逆比组串式逆变器IRR更高。当微逆发电增益超过8%时，微逆比组串+关断器IRR更高；2）将微逆和组串+优化器进行对比，当微逆发电增益超过2%，微逆的IRR更高。展望未来，微逆成本有望持续下降，经济性也将越来越明显。微逆降本主流方式包括增加多体架构、提升组件功率、提高转换效率、原材料国产化等。1）增加多体架构是指增加单台微逆可接入的组件数量，通过这种方式，部分元件的成本可以平摊，使得单瓦成本下降。根据我们测算，一拖一微逆产品的单瓦成本可能高达0.994元/W，一拖八微逆产品的单瓦成本可以下降至0.455元/W。2）随着硅片大型化，组件的功率也在不断提升，通过提高单台微逆输入电流的上限，使得单台微逆可以接入功率更高的组件，从而摊薄单瓦成本。3）提高转换效率可以增加发电量，从而降低电站整体的LCOE。目前国产微逆转换效率大约在96.5%-96.7%，相较海外微逆品牌仍有提升空间。4）提高元器件国产化率可以有效降低微逆成本。以禾迈为例，公司进口原材料包括贴片电阻、贴片电容、二极管等半导体器件，占采购总额约18%。未来随着国产元器件占比提升，价格下降20%-30%，微逆成本将下降6-7分钱/W。（五）市场空间：预计2021-2025年微逆行业年平均增速为74%综上，随着分布式快速发展、各国政策对安全性要求提高、微逆自身不断降本的三重趋势下，微逆渗透率将会逐步提升。根据我们预测，2022年全球微逆龙头公司的出货量将达到7.97GW，预计全行业将达到10GW左右，占比提升至4%左右，占分布式比例预计提升至9%左右。假设2025/2030年微逆渗透率分别达到8.7%、16.2%，微逆出货量将达到43/176GW。预计2021-2025年微逆行业年平均增速为74%，2021-2030年行业平均增速为50%。预计2025/2030年微逆行业市场空间将达到377/1079亿元。（六）趋势四：借力渠道协同，户储市场打开新增量储能行业正处于快速发展期。随着光伏和风电的装机不断增加，其发电不稳定性及间歇性正逐步成为新能源发电装机的制约，因此储能是全球电力系统转型中不可或缺的环节。据CNESA数据，2021年全球电化学储能累计装机24.3GW，同比+70%；全球新增电化学储能装机10.0GW，同比+112%。海外户用储能市场是最先爆发的市场之一。2022年由于俄乌战争加剧能源焦虑，能源价格持续上涨，欧洲户用储能市场需求高涨。对于组串式逆变器和微逆企业来说，海外户储市场和原有逆变器业务的渠道有协同性，通过原有渠道拓展储能业务将成为新增量。三、供给端：海外品牌占比高，国产品牌在价格成本和产品上更具优势（一）国产微逆份额持续提升，预计海外企业占比将下降微逆行业高速增长，Enphase份额领先，国产逆变器快速发展，份额呈上升趋势。市占率方面，Enphase具备先发优势，市占率最高。根据我们测算，预计2021年Enphase全球市占率约为60%,，国产微逆份额约17%左右。2022年随着国产微逆企业的崛起，预计Enphase市占率将有所下降，国产企业份额将达到25%。出货量方面，Enphase年出货量已经达到1045万台，国产微逆品牌昱能、禾迈出货量年出货量在40万台左右，各家企业过去几年都呈现快速增长的趋势。营收增速方面，微逆行业过去几年增速较快，2022H1平均营收增速为89.49%。（二）微逆产品毛利率较高，国产品牌价格成本具有优势国产品牌具备性价比优势，毛利水平较高。毛利率方面，微逆企业毛利率普遍偏高。禾迈股份2022H1毛利率达到46.08%，维持较高水平。Enphase和昱能毛利率相当，约为40%左右。从成本端来看，国产微逆的成本显著低于海外品牌。Enphase主要产品为一拖一和一拖二，国产品牌主力产品为一拖二和一拖四，电能变换的效率高，单瓦成本更低。从价格端来看，国产品牌的价格具有一定优势。国产品牌单瓦价格较海外品牌大约低0.6-0.8元/W，具备较大优势。随着国产微逆的单瓦价格不断下降，国产品牌的价格优势越来越明显。综合来看，国产品牌的价格和成本更低，随着国产逆变器的成本下降，未来毛利率仍有提升空间。（三）国产品牌产品覆盖度更广，在质保期和转换效率上与海外差距较小从产品角度来看，国产逆变器的功率密度更高、产品覆盖度更高，转换效率差距较小。功率密度是指微逆额定功率与其体积的比，高功率密度代表更的集成度，体积越小代表散热越好、算法更优。从各个品牌官网在售的产品来看，禾迈在各系列产品中功率密度最高，德业其次。昱能在招股说明书中表示，公司最新一代产品功率密度将达到1104W/L。转换效率是指交流端输出能量与直流端输入能量的比，更高的转换效率代表同样的直流电能输入下产能胜多的交流电能输出。从转换效率来说，几家企业差异不大，Enphase更领先一些。在一拖二产品中，Enphase的最大转换效率达到97.4%。产品覆盖度是指各家品牌的产品功率范围，功率范围越大代表能覆盖的发电场景越多。从产品覆盖度来看，国产逆变器的产品覆盖度更高，可以覆盖400-4000W的功率范围。其中禾迈有一拖一、一拖二、一拖四和一拖六产品，覆盖度最广；其次为德业，产品包括一拖一、一拖四和一拖六。（四）国产品牌已在新兴市场发力，逐渐向欧美市场渗透Enphase出货集中于美国市场，国产品牌逐步抢占新兴市场。从销售区域来看，美国和欧洲对于微逆的接受度较高。Enphase作为本土品牌，在美国市场具有绝对优势。2021年Enphase在美国的营业收入达到11.1亿美元，占比公司总营收的80%。国产品牌昱能、禾迈的欧美市场占比分别为60%、44%，美国的销售额与Enphase仍有一定差距。同时，一些新兴国家（例如墨西哥、巴西）的微逆应用正在普及，国产品牌在这些区域也拥有较高的出货占比。四、重点公司分析（一）Enphase：深耕美国本土市场，全球市占率第一Enphase于2006年成立于美国特拉华州，主营业务包括微型逆变器、储能和分布式光伏系统。公司主要市场为美国，2019年起公司美国区域占比维持在80%以上，2022年上半年公司美国市场营收总计7.92亿美元（折合人民币55.31亿元），占总营收比例81.54%。公司业务不断扩张，经营业绩增长迅速。2018年公司收购SunPower下属微逆子公司，2019年公司营收和利润大幅增长，营收大幅增长至6.24亿元（折合人民币约43.58亿元），归母净利润首次由负转正达1.61亿美元（折合人民币约11.24亿元）。2022年上半年营收达9.71亿美元（折合人民币约67.25亿元），同比增长57.25%；归母净利润达1.29亿美元（折合人民币约9.01亿元），同比增长81.3%。2015-2021年公司营收CAGR达25.31%。盈利能力改善后保持平稳，费用水平稳定。2016-2020年公司受益于美国本土市场扩张与原材料成本降低，毛利率从17.98%快速提升至44.68%；2021年、2022H1公司毛利率相对稳定，分别为40.1%、40.7%。2016-2019年公司期间费用率从37.1%下降至19.7%；2020-2022H1公司期间费用率略有回升，分别为23.05%/27.72%/25.10%。受费用率影响，2016-2019年公司净利率大幅提升，2020-2021年维持在11%左右，2022H1净利率上升至13.26%。公司于2018年收购SunPower下属微逆子公司，市占率进一步扩大。2021年以来，公司收购动作频繁，通过收购软件平台和设计服务业务巩固光伏业务，同时开拓电动车充电领域。（二）昱能科技：专注于MLPE产品，全球微逆市占率第二昱能科技股份有限公司成立于2010年，自成立以来，公司持续深耕分布式电站中组件级电力电子设备。公司于2019年开拓智控关断器业务，与微型逆变器形成互补。目前公司主要产品包括微型逆变器、智控关断器、能量通信及监控分析系统等，实现了MLPE的全面布局。公司经营状况良好，营收和净利润呈快速增长趋势。2022年H1公司营收4.97亿元，同比增长84.23%，2015-2021年公司营收CAGR达35.20%；归母净利润1.29亿元，同比增长255.31%，2015-2021年CAGR达60.79%。微型逆变器是公司营收和毛利的主要来源。2022年上半年微型逆变器营收3.81亿元，占比76.61%，是公司的主力产品；智控关断器营收0.71亿元，占比14.23%。2022年H1微型逆变器毛利1.56亿元，占比78.39%；智控关断器毛利0.15亿元，占比9.62%。公司毛利率稳定，净利率大幅增长。公司为了培养客户习惯，提高微逆业务占比，在保持一定盈利的前提下采取相对稳定毛利率的定价策略。2018至2022上半年，公司毛利率分别为

37.81%/38.37%/38.45%/37.36%/39.94%。各项业务中，能量通信器的毛利率偏高。2018-2022H1期间费用率总体呈下降趋势，主要由于销售和管理费用率下降较快。2022H1期间费用为9.41%，其中销售/管理/财务/研发费用率分别为5.75%/3.96%/-4.95%/4.66%。由于毛利率基本稳定，费用率下降带动公司净利率在2020-2022H1大幅提升，达到25.90%，同比增长12.41pct。公司于2022年6月上市，首次上市共募资5.56亿元。其中，研发中心建设项目总投资额为2.72亿元，主要用于购买研发设备等。另外补充流动资金2亿元、完善全球销售网络约8300万元。（三）禾迈股份：微逆龙头，盈利水平行业领先公司成立于2012年，从事光伏逆变器等电力变换设备和电气成套设备及相关产品研发、制造与销售，产品广泛应用于全球分布式光伏发电系统领域，主营业务包括微型逆变器、电气成套设备、分布式光伏发电系统和模块化逆变器。公司业绩优秀，净利润增长显著。2022上半年公司营收达5.14亿元，同比增长61.55%，2017-2021年营收CAGR为33.64%；归母净利润2.02亿元，同比增长156.50%，2018-2021年归母净利润CAGR为133.4%。微型逆变器为公司目前第一大收入来源。公司微型逆变器业务的迅速发展，销售金额呈快速增长趋势。前五大客户中微型逆变器相关客户的比例总体持续增大，营收占比不断上升，从2017年8%上升至2022上半年86.14%，同比+78.14pct；毛利占比逐年递增，从2017年10.3%上升至2021年72.2%，同比+61.9pct。公司毛利率与净利率均呈上升趋势。2019-2021年公司毛利率较为平稳，2022年H1上升至46.08%；净利率增长显著，从2017年-7.9%增至2022上半年39.24%，增长原因主要系公司销售拓展及下游客户需求增加所导致的公司收入规模快速增长。公司模块化逆变器与微型逆变器毛利率均较高。其中，受益于业务规模增长、技术更新迭代与国内电价优势，微型逆变器毛利率增长显著，2021年达54.3%，同比2017年增长23pct。公司费用水平较为稳定。2022H1公司期间费用为5.09%，其中销售/管理/财务/研发费用率分别为7.41%/5.01%/5.55%/-12.88%。从历史