逆变器行业概述和产业链分析

在一套完整的电化学储能系统中，电池组成本占比最高达67%,其次为储能逆变器的10%,电池管理系统和能量管理系统分别占比9%和2%。所以如果按照这个标准来看，那么逆变器就是其中的种子选资机会都很优秀，2022年阳光电源的整体涨幅比隆基还要大。在2022年的光伏行情中，逆变器是涨幅最大的上游环节。阳光电源，股价一年涨了十倍，实现了市值从200亿元到2000亿元的飞跃。锦浪科技，不到3年的时间暴涨30倍，市值近1000亿。德业股份，一年多的时间里暴涨10倍，市值近1000亿。在下文中，笔者将从以下4个方面展开对逆变器行业的具体介绍：行业概述1.发展历程逆变器行业的发展主要可以分为以下四个阶段：第一阶段：1991年德国SMA凭借卓越的电力电子技术开发并生产了首台逆变器，2007年-2011年SMA在逆变器全球市场占有率全年保持30%以上。因此，在2011以前，全球逆变器行业的技术门槛较高，主要产业在欧洲发展，市场被部分欧洲企业垄断。第二阶段：2011年开始，受到经济危机的影响，政府开始降本增效，逆变器需求端大幅度萎缩，欧洲市场份额受到冲击，地位开始下滑。而同时，在市场扩容和技术扩散的背景下，中国企业依靠较低廉的人力成本与物料价格取得了明显的成本优势，例如2010年阳光电源单位成本仅为SMA的56%。第三阶段：2013年开始，逆变器行业洗牌加剧。这一阶段中，市场份额逐渐向亚洲倾斜，并且我国也出台了一系列政策扶持行业的第四阶段：现阶段，全球逆变器企业前十我国占前五。逆变器随着技术的发展，变得越来越高效、可靠、智能化和灵活。2.逆变器的简要介绍首先简要阐述一下光伏中的几个基本的概念：光伏发电原理是半导体的光电效应，将交流电转换为直流电称之为整流，将直流电转换为交流电称为逆变。太阳能电池在光生伏特效应下产生直流电，当负载为交流电设备时，则必需逆变器进行电能转换。因此在光伏中，需要光伏逆变器将直流电转换为交流电。光伏逆变器能够跟踪光伏组件陈列的最大输出功率，将其能量以最小的变换损耗、最佳的电能质量并入电网或用于电器设备应用。光伏逆变器的可靠性、高效性和安全性直接影响到整个光伏发电系统的发电量及运行稳定性，是整个光伏发电系统中的关键设备。变换回路、反馈回路、LC振荡及输出回路、负载等部分。其中，控制电路负责整个逆变器系统的运行，逆变电路负责将直流电转换为交流电，滤波电路负责过滤冗余信号。3.生产流程光伏逆变器的生产流程主要包含烧录、安装、测试等环节，核心技术主要体现在控制算法、电路拓扑、工业设计等。PVPV端子电路板背挂器上电测试电子预加工结构预加工电气在线包装入库高压测试功能测试老化测试箱体光伏逆变器生产过程中，涉及电路板烧录、测试及防护的电子前加工是核心步骤，对于精度具有较高要求，例如锦浪科技全自动锡膏印刷设定在0.02mm,古瑞瓦特锡膏印刷精度可达0.01mm。光伏逆变器的重要生产特征之一为产线可以在不同功率之间进以户用10kw与地面电站225kW逆变器为例，其部分设备规格区兼容10kW产线，仅需10天左右即可切换调试完成，而将10kW产线改造为225kW整体改造时间(包括设备采购)则需约2.5-3个月使用设备10kW光伏并网逆变器产线225kW光伏并网逆变器产线整机ATS测试设备功率计WT1805.2台PW3390,7台爱科300kW电网爱科300kWAC源整机功能测试设备3kWDC源4.逆变器基本分类望宽宽自流电压等级阳光电源.上能屯气微型逆支影组丰三趋步范》集中武逆变器》集常超过500kW,具有单体功率高、占地面积大且成本低的特点，有良好的电网调节性。集中式的最大点功率跟踪电压范围相对较窄，组件配置灵活性不足，发电时间短，主要应用于光照均匀的大型地面集中式光伏电站。并且，在多云、部分遮阴或单个组件故障时，应用集中式逆变器将影响整个光伏发电系统的效率与发电量。组串式光伏逆变器主要应用于分布式光伏发电系统，单台组串式光伏逆变器可以有多个最大功率点跟踪模块，且其单体容量通常小于100kW。组串式逆变器接入不同最大电功率的组串之间允许电压与电流的不匹配，从而具备更高的发电效率，且其体积、占地面积相对较小，主要应用于较小的分布式光伏电站。微型逆变器亦称为“组件级逆变器”,主要应用于发电规模更小的分布式光伏。微型逆变器单体容量普遍小于5kW,因其可精确对单块组件进行最大功率跟踪控制，所以在存在部分遮阴或组件间性能存在差异情况时能提高整体光伏系统效率。微型逆变器系统转换效率优于集中式和组串式逆变器，然而微型逆变器目前价格较高，成本方面不具备竞争优势。集散式光伏逆变器主要应用于大型地面、水面以及山地、丘陵等复杂场景下的光伏电站。集散式逆变器通过采取分散寻优，集中汇流逆变的方式大幅降低了光伏发电系统的设备成本。目前集散式逆变器主要应用于部分领跑者示范基地项目，但集散式逆变器需要专用机房进行散热，需占用较大地面面积，且目前项目经验较少，未能实现大5.光伏市场分析逆变器需求的增长总体还是依托于光伏产业的大力发展，因此分析逆变器的市场规模仍要从光伏装机的需求、增长开始分析。虽然截至2023年，火电仍然是最主要的发电方式，但是受到各国政策的支持，同时也依靠着成本更低的优势，清洁能源毋庸置疑将会在未来逐渐压缩传统能源的生存空间。2019年-2023年10月中国电源结构(以装机量为准)2019年-2023年10月中国电源结构(以装机量为准)50%火能光伏水能风能核能在众多清洁能源中，水电占比最高，是最主要的清洁能源发电方式。但是，水电对于地理环境的要求十分高，并且在中国基本已经开发完毕，因此上涨空间十分有限。风电对于地理环境的要求也比光电要高，一般布置在三北地区。光电对地理环境的要求最低，并且未来仍然有降本的空间，所以未来光伏会成为新能源的主力。中国光伏新增装机量(Gw中国光伏新增装机量(Gw)光伏新增装机量yoy(%)中国光伏累计装机量(Gw)2018-2022年中国光伏装机量60%20182019202020210布式光伏，集中式与分布式2022年累计装机分别达234.4GW与157.6GW。主要原因为中国光伏产业早期主要靠政策推动，集中式光而从新增光伏装机来看，分布式光伏装机自2011年新增装机首次超过集中式，至2022年再创新高，主要原因在于近年中国整县推进等政策叠加光伏组件成本高企而分布式对0201820192020累计装机量(GW)新增装机量(GW)0201820192020累计装机量(GW)—新增装机量(GW)6.逆变器市场概览2020-2025年光伏逆变器新增和替2020-2025年光伏逆变器新增和替换需求(GW)2020202120222023E全球逆变器需求中国逆变器需求同比增长(%)中国逆变器需求中国逆变器需求占全球比重0光伏逆变器需求主要受新增光伏电站装机以及光伏逆变器更换所组成，寿命通常在10年左右，而光伏电站的寿命则普遍在25年左中国光伏逆变器新增与替换需求在2022年达到88.5GW,约占全球光伏逆变器需求40%,中国光伏逆变器合计需求预计于2025年将达到134.5GW,占全球光伏逆变器需求33.5%。600.0500.0光伏逆变器的出货量主要由新增光伏装机及使用年限较高的老旧光伏逆变器更换需求所拉动。近年来在全球持续推进可再生能源装机的背景下光伏逆变器需求维持了高速增长态势，全球光伏逆变器以出货量计市场规模自2017年119.2千兆瓦增长至2022年256.7千兆瓦。此外，光伏逆变器普遍使用年限为10年，而光伏电站及组件寿命和约25年，老旧逆变器更换需求亦是未来逆变器出货量增长点之从光伏逆变器应用场景来看，当前公用事业光伏逆变器市场占比最高，约占总出货量的52.9%,达135.7千兆瓦。近年来分布式光伏发展速度较快，中国2021年分布式光伏新增装机首次超过集中式光伏，且从全球范围来看分布式光伏起步较早，广泛为欧美、澳洲等地区所接受，预期未来分布式光伏应用场景下的逆变器出货量将保持较快增速。2018-2022年中国各类逆变器占比2018-2022年中国各类逆变器占比201820192020■集中式逆变器■组串式逆变器■集散式逆变器自2018年起，中国逆变器市场即以组串式逆变器与集中式逆变上升至2022年78.3%,市占率提升了17.9%,其中的主要原因是近年2021年，中国中国分布式光伏新增装器成本自2014年0.54元/W降至2021年0.17元/W,成本的快速下2017-2022年中国逆变器进出口2017-2022年中国逆变器进出口020182019进口数量(万个)出口数量(万个)—进口同比增长(%)出口同比增长(%)0自2017年1769.6万个增长至2022年5079.4万个，复合年化增长率为23.5%。2022年逆变器市场始终面临IGBT供应缺乏、光伏全产业链价格激增的问题，逆变器出口数量依然保持了16.2%的增长速度，主要受益于全球光伏装机的爆发以及部分往年装机组件逆变器的替从进口来看，中国逆变器产品进口数量较少，2022年进口数量为288.3万个，仅为出口数量的5.7%。中国具有较为完善的工业体系基础以及全面的光伏产业链制造能力，下游市场的巨大需求推动中国逆变器企业不断保持产品迭7.政策支持文件名2021年6月国家能源局屋顶分布式光伏开发试点方党政机关建筑屋顶总面积可安装光伏发电比例不低于50%;学校、医院、村屋顶总面积可安装光伏发电比例不低于40%;工商业厂房屋顶总面积可安低于30%;农村居民屋顶总面积可安装光伏发电比例不低于20%。2021年10月国务院进风电、太阳能发电大规模开发和高质量发展，坚持集中式与分布式并举发电多元布局。到2030年，风电、太阳能发电总装机容量达到12亿千瓦以上。2022年3月国务院到2025年左右，非化石能源消费比重提高到20%左右，非化石能源发电比重达到电气化水平持续提升，电能占终端用能比重达到30%左2022年3月发改委、国《“十四五”现代能源体系在风能和太阳能资源禀赋较好、建设条件优越、具备持续整装开发条件、符境保护等要求的地区，有序推进风电和光伏发电集中式开发加快推进以沙漠、戈壁、荒漠地区为重点的大型风电光伏基地项目建设，积极推进黄河上游、新疆、冀北等多能互补清全球能源危机以及气候问题使得清洁能源加速替代化石能源成如2022年欧盟提出REPowerEU提出2030年可再生能源使用占比达45%,光伏累计装机达600GW;印度自2010年开始实施国家太阳能计划通过发电补贴以推动光伏产业发展；巴西2020年公布能源发展计划，规划至2029年，全国可再生能源总能源比例达48%。传感器、电容器、集成电路等，其中，IGBT约占成本10%-15%,但是光伏逆变器原材料成本结构件(五金零件、塑胶零件等)、半导体器件(IGBT元器件、IC半导体等)、磁性器件(电感、变压器、传感器等)、电容/电阻、连接及半导体器件成本占比相对较高，分别达28.9%,15.5%以及14.5%。受铜、大宗原材料成本升降而产生波动，2022年以来受通胀、俄乌较于进口零部件在稳定性、技术性能指标上存在一定差距，IGBT2021年IGBT产品全球竞争格局IGBT单管全球前十IPM模块全球前十IGBT模块全球前十占比占比占比斯达半导2.中游固德威■阳光电源东芝三菱其他从全球光伏逆变器企业出货量排名来看，2012年至2021年十年间中国企业逐步从仅阳光电源一家企业进入前十至2021年6家企业进入前十，且华为与阳光电源自2015年起便蝉联全球光伏逆变器企业出