2021年全球及中国微型逆变器行业现状及趋势分析

2021年全球及中国微型逆变器行业现状及趋势分析一、微型逆变器综述光伏逆变器是太阳能光伏发电系统的心脏，它将光伏发电系统产生的直流电通过电力电子变换技术转换为生活所需的交流电，是光伏电站最重要的核心部件之一。光伏逆变器的首要功能是直交流变化功能。实现该功能的核心元件是功率半导体（例如IGBT和和MOSFET）。这些功率半导体每秒可以开关数千、甚至几万次。再通过控制信号，就可以控制电路变化，将直流电转化为正弦交流电；而最大功率跟踪控制功能（MPPT）可始终让太阳电池组件的工作点处于最大功率点，系统始终从太阳电池组件获取最大功率输出。目前光伏逆变器的核心功能是：跟踪光伏组件阵列的最大输出功率，将其能量以最小的变换损耗、最佳的电能质量馈入电网。光伏逆变器产品主要分为四类：即集中式逆变器、集散式逆变器、组串式逆变器、微型逆变器。微型逆变器具有成本高、组件级MPPT、效率高、低压安全、高度适配分布式、无IGBT、寿命长等特点，高度适配中小型分布式光伏系统。二、微型逆变器行业先关政策梳理光伏直流安全已成为分布式光伏电站的共识，安全标准制定利好组件级电力电子设备。欧美对光伏安全关断及电压有明确标准并在法规下强制执行。此外，包括泰国、澳洲、墨西哥和中国都针对分布式光伏的安全性制定了相应的政策和安全性标准。微型逆变器具有天然无直流高压的优势。微型逆变器运行时输出直流电压一般为20-50V，从根源上解决了直流拉弧引起火灾的风险。且通过组件级的快速关断，可迅速切断组件之间的连接，降低工作人员触电风险。三、逆变器产业链逆变器生产所需的主要原材料包括机构件、电子元器件以及辅助材料等。其中机构件主要为塑胶件、压铸件、钣金件、散热器等；电子元器件包括功率半导体器件、集成电路、电感、PCB线路板、电容、开关器件、连接器等；辅助材料主要包括胶水、包材、绝缘材料等。其中核心零部件半导体器件成本占比为11%。逆变器生产过程包括电子件预加工、整机装配、测试和整机包装等工艺环节，其发展依赖于电力电子技术、半导体器件技术和现代控制技术的发展。四、微型逆变器行业现状分析1、光伏逆变器由于太阳能光伏行业的快速发展和每年太阳能光伏新增数量的不断增加，全球光伏逆变器的出货量从2017年的119.2GW增加至2021年的210.4GW，年均复合增长率约为15%。从逆变器市场结构来看，由于组串式逆变器成本中等、效率中等，因此在集中式光伏项目中份额不断扩大，也是当前分布式光伏主流使用的逆变器。根据CPIA统计，2021年中国组串式逆变器市场份额已经达到69.60%，持续对集中式逆变器进行替代。2、微型逆变器从全球微型逆变器市场供给来看，近五年来，微型逆变器出货量稳步上升，2021年出货量创历史新高，达到3.61GW，同比上涨58.3%。但由于单瓦成本略高、应用场景等限制，过去全球微型逆变器在分布式市场的渗透率维持在2%-5%之间。当下，随着全球居民用电价格的飙升，微型逆变器作为更为安全和高效的产品将加速其在户用光伏领域的渗透。从出货区域来看，北美特别是美国分布式光伏起步较早，叠加政策强调直流电安全、补贴计划成熟，微型逆变器在分布式光伏的渗透率逐年上升，到2020年微逆在分布式装机中的渗透率已经到达了近30%。而在欧洲和拉丁美洲等地，其出货量持续上升，不过因为分布式整体装机的扩大，渗透率有所下降。我国2021年微型逆变器出货约为0.04GW，相对而言出货量较少。从全球微型逆变器需求量情况来看，据相关数据统计，2021年全球微型逆变器市场需求量为2.28GW，同比增长11.8%。随着分布式光伏装机量持续增长，预计2025市场需求量达到12.44GW。从市场规模来看，据统计，2021年全球微型逆变器市场规模为49.7亿元，预计2025年市场规模达到255.1亿元，2021-2025年年均复合增速为50.5%，将保持较快增速。五、微型逆变器行业竞争格局从全球逆变器市场竞争格局来看，国内企业名列前茅。据统计，2021年华为、阳光电源、锦浪科技和古瑞瓦特等四家国产逆变器企业已经成功占据了全球逆变器出货量前四的席位，前十大逆变器品牌当中，国产品牌独占六席。微型逆变器局市场格局Enphase一家独大，国产企业初露锋芒。根据2020年出货量计算，Enphase出货占比高达77.8%，昱能科技与禾迈股份占比共计20.2%。微型逆变器市场呈现出Enphase寡头垄断的局面，原因主要是微逆市场在过去高度集中于北美市场，而Enphase其自身在产品力方面具有很强的先发优势，因此成功占据全球出货第一的位置。具体来看，2021年Enphase出货台数达到1044.9万台，而同年禾迈股份和昱能科技出货量分别为49.37、41.88万台。虽然昱能科技和禾迈股份单台瓦数、功率密度均高于Enphase，但Enphase凭借本土优势无关税限制，结合组件厂商出售AC组件，缩短了集成商的安装流程，占据了市场先机。六、微型逆变器行业未来发展前景及趋势1、光伏及分布式光伏装机占比持续增长，为微逆行业带来增量作为清洁能源的太阳能在电力装机结构中的渗透率正在提升。其主要原因在于（1）加快以光伏为代表的新能源建设已经日益成为全球主要经济体的政策共识；（2）近年来全球通胀导致的大宗商品价格高企使得太阳能作为一种能源具备了相当的经济性。光伏在未来将进一步提升其在全球电力结构中的占比。在全球光伏装机需求持续高增下，产业链上游原材料多晶硅料价格出现了剧烈的上涨，从而带动组件价格出现了飙升。高昂的组件价格直接降低了下游业主的装机意愿，而相对初始投资成本更低的分布式光伏的装机渗透率正在提升，其中尤以户用光伏装机为甚。从全球市场来看，据统计，2021年全球分布式光伏占比已达47.9%，其中户用光伏占比26%，份额连续5年提升；国内市场从2020到2022年上半年，分布式光伏装机占比已经从32.2%提升到了65.5%，其中户用光伏装机占比更是从2016年的1.7%提升到了2021年的39.4%。2、微逆“一拖N”矩阵，将迎来降本红利微型逆变器输入电压远小于组串式逆变器，这也意味着组件至逆变器输入端口之间的所有接点均为80V以下的低压，即使不额外安装关断器，也能够满足欧美等发达国家对于分布式光伏电气指标要求。因此微型逆变器的缺点同样明显：即安全性刚需＜强制政策＜低电压、高效率＜组件级MPPT＜功率密度低＜高成本。针对微型逆变器缺点，国产企业走差异化路线，“一拖N”技术更先进。功率密度越高，意味着电能变换的效率越高，原材料成本越低，也意味着逆变器拥有更好的便携性，有利于现场安装，并降低运输成本。目前，国产微型逆变器出货以一拖二、一拖四为主。一拖二、一拖四逆变器不仅可以降低单瓦变换成本，还