光伏逆变器的原理及分类分析

光伏逆变器的原理及分类分析光伏逆变器的原理及分类光伏逆变器是能够将光伏组件所产生的直流电转化为可并入电网或供负载使用的交流电的设备，是光伏发电系统的核心部件，其稳定性直接决定了发电系统整体的稳定性。光伏逆变器主要由输入EMI电路、DC/DCMPPT电路、DC/AC逆变电路、输出EMI电路、核心控制单元电路组成，根据不同的用途和技术特点，光伏逆变器有多种分类方式。光伏行业在未来5年前景近10年光伏发电年平均增长率达到25%—40%，但占全国发电总量的比例依然很小，光伏发电目前仍然处于成长期，可以说是一片光明，新能源是可以解决环境问题。光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术。这种技术的关键元件是太阳能电池。太阳能电池经过串联后进行封装保护可形成大面积的太阳电池组件，再配合上功率控制器等部件就形成了光伏发电装置。光伏发电的优点是较少受地域限制，因为阳光普照大地;光伏系统还具有安全可靠、低污染、无需消耗燃料和架设输电线路即可就地发电供电及建设周期短的优点。中国光伏发电行业市场规模及未来发展趋势中国的光伏发电行业已经取得了快速发展，成为全球最大的光伏发电市场。根据统计，2018年中国光伏发电安装量约为21．2GW，较去年增长了4．4GW，同比增长25．8%。与2018年相比，2019年中国光伏发电安装量将超过30GW，较2018年增长了40．9%。随着中国积极发展可再生能源，未来的光伏发电市场规模将会进一步扩大。中国政府强调推进新能源发电，政策支持更加稳定，投资环境更加优越。政府支持政策包括电价补贴、建设补贴、财政补贴、运行补贴、社会财政补贴等。根据市场调研在线发布的2023-2029年中国光伏发电行业竞争现状及投资机会分析报告分析，，到2020年，中国光伏发电安装量将达到约715GW，增长率达到50%以上。到2030年，中国光伏发电安装量将达到约1430GW，增长率达到20%左右。由于政府支持、技术进步和成本降低，中国光伏发电市场的发展将会越来越快。此外，中国的光伏发电市场也将朝着智能化发展。智能控制可以更有效地调节光伏电站的运行，提高发电量和节能减排，延长设备使用寿命，提高运行效率，提高电站经济效益。随着技术的发展，中国的光伏发电市场将朝着智能化方向发展，实现高效可持续的发展。总的来说，中国光伏发电行业的市场规模正在不断增长，随着政府支持、技术进步和成本降低，未来的发展趋势将会更加迅速。此外，中国的光伏发电市场也将朝着智能化方向发展，实现高效可持续的发展。光伏发电是根据光生伏特效应原理，利用太阳能电池将太阳光能直接转化为电能。不论是独立使用还是并网发电，光伏发电系统主要由太阳能电池板（组件）、控制器和逆变器三大部分组成。随着可持续发展观念不断深入人心，中国光伏发电市场规模迅速扩大，技术不断进步，成本显著降低，光伏发电呈现出良好的发展前景。光伏发电行业技术概况光伏发电一般分为两类：集中式发电和分布式发电，集中式发电主要为大型地面光伏系统;分布式发电主要应用于商业/工业、建筑屋顶。光伏发电行业的产业链中游为电池片、电池组件和系统集成，其中各类光伏电池技术为重点技术路线。根据半导体材料的不同，光伏电池技术主要包括晶硅电池、薄膜电池以及叠层和新结构电池（第三代电池）。晶硅电池是研究最早、最先进入应用的第一代太阳能电池技术，按照材料的形态可分为单晶硅电池和多晶硅电池，其中单晶硅电池根据基体硅片掺杂不同又分为P型电池和N型电池。目前应用最为广泛的单晶PERC电池即为P型单晶硅电池，而TOPCon、HJT、IBC等新型太阳能电池技术主要是指N型单晶硅电池。薄膜光伏电池分为硅基薄膜电池和化合物薄膜电池，以铜铟稼硒（CIGS）、锑化镉（CdTe）和砷化镓（GaAs）等的化合物薄膜电池为代表。叠层、新结构电池包括有机太阳能电池、铜锌锡硫化物电池、钙钛矿太阳能电池、染料敏化太阳能电池、量子点太阳能电池等。中国光伏发电行业中游分析（一）中国光伏发电市场现状光伏发电是根据光生伏特效应原理，利用太阳能电池将太阳光能直接转化为电能，近年来，我国光伏发电行业快速发展。据统计，2022年1-7月中国光伏发电装机容量34351万千瓦，同比增长26．7%。光伏发电新增装机容量3773万千瓦，同比增加1979万千瓦。（二）太阳能电池板太阳能电池板是通过吸收太阳光，将太阳辐射能通过光电效应或者光化学效应直接或间接转换成电能的装置，电池板包括电池片、光伏组件等。近年来，得益于我国鼓励发展新能源的优惠政策，太阳能电池片产量增长势头良好。数据显示，2021年我国太阳能电池片产量197．9GW，同比增长46．90%。随着电池片环节的技术更迭速度日益加快，技术水平领先、产能结构合理的企业持续扩大市场份额，其所生产的光电转换效率高、长期稳定性好、具有成本优势的大尺寸电池片产品是下游组件市场需求的主流。预计2022年我国太阳能电池片产量有望达233．8GW。太阳能电池片处于光伏发电产业链中游，是光伏发电的核心器件。根据PVInfoLink调研数据统计，2021年通威再度拿下全球电池片出货量冠军，爱旭股份紧随其后，三四五名分别为润阳、潞安、中宇。和此前PVInfoLink公布的2021年上半年电池片出货量保持一致。随着中国光伏新增装机容量不断增加，中国光伏组件产量也不断增加。2020年光伏组件产量突破120GW，2021年光伏组件产量再创新高达到182GW，同比增长46．1%。据悉，我国光伏组件产量连续15年居全球首位。预计2022年光伏组件产量将达235GW。从企业生产情况来看，2021年，组件环节产业集聚度继续提升。前五家、前十家、前二十家企业的产量增速依次递减，TOP5和之后的企业相比增速差距加大，TOP5企业市占率继续上升至突破50%，达到56．2%，头部企业规模优势明显。（三）智能控制器近年来，得益于我国拥有广阔的终端产品消费市场、完善的电子产业配套体系以及充足的劳动力资源，全球智能控制器产业逐渐向国内转移，我国智能控制器市场规模不断增长。数据显示，2020年我国智能控制器市场规模达23746亿元，同比增长10．2%。预计2022年我国智能控制器市场规模将达31813亿元。目前，我国智能控制器企业众多，竞争格局较为分散，主要原因是智能控制器产品迭代快。从市场份额来看，智能控制器行业龙头企业分别是拓邦股份与和而泰，市场占有率分别为0．23%、0．19%，其次是朗科智能与和晶科技，市场占有率均为0．07%，贝仕达克和振邦智能市场占有率均为0．04%。（四）光伏逆变器得益于国内齐全的产业链、充分的政策支持、相对廉价优质的高素质劳动力、充分的竞争等方面因素，国内光伏厂商在过去十年在全球市场中迅速成长。2018年，国内出台531政策，大型电站项目规模骤减，国内企业开始向海外市场发力。在国内与海外市场共同的带动下，中国光伏逆变器产量不断突破新高，2020年达100．7GW，同比增长37%，预计2022年将增长至140GW。中国光伏逆变器市场集中度不断提升。从产量来看，2020年阳光电源市场占有率超35%，上能电气市场占有率为7．3%。正泰电器、科士达占有率分别为2．5%、1．7%。中国光伏发电行业产业链光伏发电产业链上游为原材料，包括硅矿石、硅料、硅片、银浆等；产业链中游为光伏发电系统，主要由太阳能电池板（组件）、控制器、蓄电池组（可无）、逆变器等设备组成，其中太阳能电池板由电池片和电池组件组成；产业链下游则是光伏发电站以及光伏应用产品。从光伏发电产业链上游来看，硅料领域供应商主要有通威股份、新特能源、保利协鑫等；硅片领域供应商有隆基股份、中环能源、晶科能源等。从产业链中游来看，电池片方面我国通威股份、恒星科技、中利集团等企业已处在领先地位；光伏组件方面，隆基股份、晶澳科技为龙头企业；光伏逆变器方面，阳光能源、锦浪科技、上能电气排名前列。中国光伏发电行业下游分析（一）集中式光伏电站2021年我国集中式光伏电站新增2560．07万千瓦，截至2021年底，我国集中式光伏电站累计装机1．98亿千瓦。2022年一季度集中式光伏新增装机容量434．1万千瓦。截至2022年3月，集中式光伏装机容量2．02亿千瓦。（二）分布式光伏电站近年来，我国光伏新增装机容量不断增长。数据显示，2021年全国光伏新增装机容量54．88GW，其中分布式光伏容量29GW，约占全部新增光伏发电装机的53．4%，首次超过集中式电站。2022年上半年，全国光伏新增装机容量19．65GW，同比增长125%。根据《2022年上半年光伏发电建设运行情况》，2022年上半年，集中式新增装机11．23GW，占比36%；分布式新增装机19．65GW，占比达到64%，其中，户用新增装机8．91GW，占比29%；工商业新增10．74GW，占比35%。工商业分布式光伏已逐步成为分布式装机主力。（三）光伏产品光伏发电产品主要用于三大方面：一是为无电场合提供电源，主要为广大无电地区居民生活生产提供电力，还有微波中继电源、通讯电源等，另外，还包括一些移动电源和备用电源；二是太阳能日用电子产品，如各类太阳能充电器、太阳能路灯和太阳能草坪灯等；三是并网发电，在发达国家已经大面积推广实施。光伏发电行业技术发展历程光伏发电行业技术发展主要是由光伏电池技术路线演变拉动的，从以硅系电池为代表的第一代光伏电池、到以铜铟稼硒（CIGS）、锑化镉（CdTe）和砷化镓（GaAs）等材料的薄膜电池为代表的第二代光伏电池，如今光伏电池技术已发展至第三代，第三代光伏电池技术主要包括有机太阳能电池、铜锌锡硫化物电池、钙钛矿太阳能电池、染料敏化太阳能电池、量子点太阳能电池等，具有薄膜化、转换效率高、原料丰富且无毒的优势。近年来，我国出台一系列光伏发电技术及研发的相关政策，通过政策指导，行业加快光伏发电技术的推广和革新，促进光伏发电产业的快速发展。我国光伏行业发展至第四阶段我国光伏行业于2005年左右受欧洲市场需求拉动起步，十几年来实现了从无到有、从有到强的跨越式大发展，建立了完整的市场环境和配套环境，已经成为我国为数不多、可以同步参与国际竞争并达到国际领先水平的战略性新兴产业，也成为我国产业经济发展的一张崭新名片和推动我国能源变革的重要引擎。目前我国光伏产业在制造规模、产业化技术水平、应用市场拓展、产业体系建设等方面均位居全球前列，已形成了从高纯度硅材料、硅锭/硅棒/硅片、电池片/组件、光伏辅材辅料、光伏生产设备到系统集成和光伏产品应用等完整的产业链，并具备向智能光伏迈进的坚实基础。据国家能源局统计数据显示，2015年，我国光伏发电新增装机容量为1513万千瓦。2018年，受光伏531新政影响，各地光伏发电新增项目有所下滑，全年新增装机容量出现下降态势，从2017年的5306万千瓦下降至4426万千瓦。2019年，国内光伏新增装机仍然呈现下降趋势，下降至3011万千瓦。2019年对需要国家补贴的项目采取竞争配置方式确定市场规模，因政策出台时间较晚，项目建设时间不足半年，很多项目年底前无法并网，再加上补贴拖欠导致民营企业投资积极性下降等原因，截止2019年底竞价项目实际并网量只有目标规模的三分之一。2020年，在未建成的2019年竞价项目、特高压项目，加上新增竞价项目、平价项目等拉动下，预计国内新增光伏市场将恢复性增长。十四五期间，随着应用市场多样化以及电力市场化交易、隔墙售电的开展，新增光伏装机将稳步上升，中国光伏发电新增装机容量为48