光伏逆变器行业现状

光伏并网逆变器的市场前景如何？

       目前光伏逆变器行业国际领军者是德国艾斯玛（SMA）公司，技术处在行业的顶点。国内比较有实力的并网逆变器企业有：合肥阳光电源、三 晶新能源、中达电通、山亿新能源、北京科诺伟业、艾索新能源等；而离网逆变器的技术发展相对较成熟，国内已拥有一批技术较领先的企业。

       1.要求具有较高的效率。由于目前太阳电池的价格偏高，为了最大限度地利用太阳电池，提高系统效率，必须设法提高逆变器的效率。

       2.要求具有较高的可靠性。目前光伏发电系统主要用于边远地区，许多电站无人值守和维护，这就要求逆变器具有合理的电路结构，严格的元器件筛选，并要求逆变器具备各种保护功能，如输入直流极性接反保护，交流输出短路保护，过热、过载保护等。

       3.要求直流输入电压有较宽的适应范围，由于太阳电池的端电压随负载和日照强度而变化，蓄电池虽然对太阳电池的电压具有重要作用，但由于蓄电池的电压随蓄电池剩余容量和内阻的变化而波动，特别是当蓄电池老化时其端电压的变化范围很大，如12V蓄电池，其端电压可在10V～16V之间变化，这就要求逆变器必须在较大的直流输入电压范围内保证正常工作，并保证交流输出电压的稳定。

       4.在中、大容量的光伏发电系统中，逆变电源的输出应为失真度较小的正弦波。这是由于在中、大容量系统中，若采用方波供电，则输出将含有较多的谐波分量，高次谐波将产生附加损耗，许多光伏发电系统的负载为通信或仪表设备，这些设备对电网品质有较高的要求，当中、大容量的光伏发电系统并网运行时，为避免与公共电网的电力污染，也要求逆变器输出正弦波电流。

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       工作原理

       逆变器将直流电转化为交流电，若直流电压较低，则通过交流变压器升压，即得到标准交流电压和频率。对大容量的逆变器，由于直流母线电压较高，交流输出一般不需要变压器升压即能达到220V，在中、小容量的逆变器中，由于直流电压较低，如12V、24V，就必须设计升压电路。

       中、小容量逆变器一般有推挽逆变电路、全桥逆变电路和高频升压逆变电路三种，推挽电路，将升压变压器的中性插头接于正电源，两只功率管交替工作，输出得到交流电力，由于功 光伏并网逆变器率晶体管共地边接，驱动及控制电路简单，另外由于变压器具有一定的漏感，可限制短路电流，因而提高了电路的可靠性。其缺点是变压器利用率低，带动感性负载的能力较差。

       全桥逆变电路克服了推挽电路的缺点，功率晶体管调节输出脉冲宽度，输出交流电压的有效值即随之改变。由于该电路具有续流回路，即使对感性负载，输出电压波形也不会畸变。该电路的缺点是上、下桥臂的功率晶体管不共地，因此必须采用专门驱动电路或采用隔离电源。另外，为防止上、下桥臂发生共同导通，必须设计先关断后导通电路，即必须设置死区时间，其电路结构较复杂。

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       控制电路工作

       上述几种逆变器的主电路均需要有控制电路来实现，一般有方波和正弦波两种控制方式，方波输出的逆变电源电路简单，成本低，但效率低，谐波成份大。正弦波输出是逆变器的发展趋势，随着微电子技术的发展，有PWM功能的微处理器也已问世，因此正弦波输出的逆变技术已经成熟。

       1.方波输出的逆变器

       1.方波输出的逆变器目前多采用脉宽调制集成电路，如SG3525，TL494等。实践证明，采用SG3525集成电路，并采用功率场效应管作为开关功率元件，能实现性能价格比较高的逆变器，由于SG3525具有直接驱动功率场效应管的能力并具有内部基准源和运算放大器和欠压保护功能，因此其外围电路很简单。

       2.正弦波输出的逆变器

       2.正弦波输出的逆变器控制集成电路，正弦波输出的逆变器，其控制电路可采用微处理器控制，如INTEL公司生产的80C196MC、摩托罗拉公司生产的MP16以及MI－CROCHIP公司生产的PIC16C73等，这些单片机均具有多路PWM发生器，并可设定上、下桥臂之间的死区时间，采用INTEL公司80C196MC实现正弦波输出的电路，80C196MC完成正弦波信号的发生，并检测交流输出电压，实现稳压。

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       主电路功率器件的选择

       逆变器的主功率元件的选择至关重要，目前使用较多的功率元件有达 小功率的光伏并网逆变器设计图林顿功率晶体管（BJT），功率场效应管（MOS－FET），绝缘栅晶体管（IGBT）和可关断晶闸管（GTO）等，在小容量低压系统中使用较多的器件为MOSFET，因为MOSFET具有较低的通态压降和较高的开关频率，在高压大容量系统中一般均采用IGBT模块，这是因为MOSFET随着电压的升高其通态电阻也随之增大，而IGBT在中容量系统中占有较大的优势，而在特大容量（100kVA以上）系统中，一般均采用GTO作为功率元件。

        光伏逆变器 并网逆变器 太阳能逆变器SolarMax的光伏逆变器规格全，既有小功率的组串逆变器，又有大功率的集中式逆变器，随着中国光伏发电市场的迅速发展，SolarMax逆变器必然会被越来越多的中国客户使用。

光伏逆变器龙头

       光伏逆变器行业主要上市企业：阳光电源(300274.SZ)、科士达(002518.SZ)、固德威(688390.SH)、上能电气(300827.SZ)、锦浪科技(300763.SZ)、特变电工(600089.SH)、科华数据(002335.SZ)、正泰电器(601877.SH)、易事特(300376.SZ)、禾迈股份(688032.SH)等

本文核心数据：企业营收、毛利率、研发投入

1、中国光伏逆变器行业龙头企业全方位对比

       目前，国内的华为、阳光电源企业是光伏逆变器行业代表龙头企业，并且两者在全球市场也占据领先地位。从企业经营情况来看，2020年华为总营收超过6000亿元，其中光伏逆变器业务营收占比不超过10%，而阳光电源的企业营收规模较小，但其光伏逆变器业务占比超过40%;从产品布局来看，华为主营组串式光伏逆变器产品，而阳光电源的产品布局较为齐全，在户用、工商业屋顶和大型电站等各种应用场景均有布局。

       注：国内市场光伏逆变器出货量市占率参考2020年数据，2021年暂未公布。

2、阳光电源：光伏逆变器业务的布局历程

       1997年11月28日，阳光电源成立;2003年，企业自主研发的中国首台具有完全知识产权的光伏并网逆变器在上海奉贤成功并网发电，并打破国外垄断;2011年11月，企业在深圳证券交易所成功挂牌上市;2018年，阳光电源的印度阳光电源印度工厂投产。

       至今，阳光电源股份有限公司已经发展成为一家专注于太阳能、风能、储能、电动汽车等新能源电源设备的研发、生产、销售和服务的国家重点高新技术企业。主要产品有光伏逆变器、风电变流器、储能系统、新能源汽车驱动系统、水面光伏设备、智慧能源运维服务等，致力于提供全球一流的清洁能源全生命周期解决方案。

3、阳光电源：光伏逆变器业务布局及运营现状

——提供以光伏逆变器为核心的光伏系统综合解决方案

       从1997年公司成立起，阳光能源就致力于以光伏逆变器为核心的光伏系统设备研发和生产，为全球用户提供一流的光伏系统综合解决方案。

       目前公司所从事的具体业务包括光伏逆变器、风电变流器、储能系统、新能源汽车驱动系统、水面光伏设备、充电设备、电站投资开发等。2021年上半年，公司在光伏逆变器等电力设备上营业收入最高，占总营业收入的比重超40%;其次为电站开发投资，占比超30%。

——全球市场布局逐渐完善，境外收入占比逐年增长

       阳光电源成立伊始就树立了全球化的发展战略，目前己在海外建设了20+分子公司，全球服务中心超过60个，180多个授权服务商，累计保障电站容量超220GW，产品已批量销往全球150多个国家和地区。

       2021年上半年，公司在境外地区的销售收入首次超过中国大陆地区的销售收入。未来公司规划将持续深耕全球市场，有序推进逆变器、储能、电站等业务全球化布局，重点提升全球营销、服务、融资等关键能力建设，强化全球化支撑能力体系，提升全球影响力。

——企业研发人员数量占总人数的40%

       从研发投入来看，2021年上半年，企业新增169项专利权，均系原始取得，另有还有539项新增专利申请;研发总投入超过5亿元，占营收的比重超5%;研发人数数量占总人数的40%。整体来看，企业研发投入水平较高。

4、阳光电源：光伏逆变器业务经营业绩分析

——光伏逆变器业务总营收突破70亿元

       近年来，阳光电源的光伏逆变器业务营收呈现逐年增长态势，2020年全年超过70亿元;从光伏逆变器业务占总营收占比来看，自2019年开始呈现增长趋势。反映出企业的光伏逆变器业务经营向好。

——光伏逆变器业务毛利率保持在30%以上

       近五年，企业的光伏逆变器业务毛利率整体高于企业的综合毛利率水平，并且光伏逆变器业务毛利率保持在30%以上的水平，反映出企业的光伏逆变器业务获利水平较高，并且极大支撑了企业的利润增长。

——稳居全球市场光伏逆变器出货量第二

       从光伏逆变器产品布局来看，阳光电源的布局已经覆盖市面上主要产品类型，包括微型、组串式、集中式光伏逆变器产品，功率涵盖8~8800kW，并且覆盖户用、分布式、大型地/水面光伏发电等各类应用场景。

       从光伏逆变器出货量在全球市占率来看，2016-2020年，阳光电源连续蝉联全球第二，并且在2020年的全球市占率有大幅提升，增长了5.5个百分点，进一步拉进了与排名第一华为的差距。

——全球逆变器品牌可融资性排名第一

       2020年，彭博新能源财经通过向全球可再生能源项目的投资方发放问卷等形式，对逆变器品牌的可融资性进行了调查。其中，阳光电源以100%的得票率当选“全球最具融资价值的逆变器品牌”，反映出阳光电源品牌更易帮助项目开发商获得银行融资，有利于绑定长期客户群体，该品牌逆变器在国际市场获得的认可度较高。

5、阳光电源：光伏逆变器业务发展规划

       未来，全球绿色能源将迎来跨越发展新时代，推动光伏逆变器市场保持强劲发展，行业吸引力持续加强，而阳光电源公司的市场竞争压力也将进一步加大。为此，企业规划将持续加大研发创新力度，强化核心竞争优势;持续深化全球战略部署，聚焦业务纵深发力;推动光风储电氢协同发展，强化组织能力，扩大全球领先地位，实现企业的快速可持续增长。

       以上数据来源于前瞻产业研究院《中国光伏逆变器行业市场前瞻与投资战略规划分析报告》

2021中国光伏销售排行榜(2021年光伏逆变器出货量排名)

       2021年，全球光伏逆变器出货量猛增至185GW，同比增长超过40%。华为、阳光电源和SMA牢牢占据出货量前三的市场主导位置，PowerElectronics依旧排在第四位。同时，供应商集中占比还在加剧，TOP10的光伏逆变器供应商占据了80%的市场份额，同比增长4%。

       2021上半年光伏组件出货数据。

       数据显示，隆基自去年跃升

       第一后稳坐上半年宝座。

       天合爬升至第二，第三名则是一路稳健布局持续成长的晶澳。

       而在国内即将上市的晶科，为了稳定利润在上半年的出货表现退居

       第四，后续依序是阿特斯、韩华Q-Cells、东方日升、FirstSolar、尚德、正泰。

       尽管上半年出货排名出现变动，但TOP10出货成员基本上与2021年相同。

       国家能源局公布2021年我国光伏新增装机量后，各省新增装机量也水落石出。

       其中，河北省新增光伏装机约7.16GW，成为全国年光伏新增装机第一大省，占当年全国新增装机总量约15%。

       作为我国北部大省，河北省太阳能资源优越，非常适合光伏发展。

       自2014年以来光伏新增装机量全国占比一直保持在8%左右，拥有雄厚的发展基础，终于在2021年爆发，一举跃升为新增装机第一大省。

       山东最多，山东省以1801万千瓦的总累计装机容量占据全国第一，从发展规模上看，2018-2021年上半年，华东地区以7055万千瓦成为首要装机量区域，2021年上半年的增速为7.14%;西北地区以5030万千瓦尾随其后，2021年上半年的增速为1.70%。

       从发展速度来看，华南地区在2021年上半年以13.22%的增速发展，其次为东北地区以10.21%的增速位居第二。

       太阳能光伏山东省最多2021年前8月，我国共新增光伏发电相关企业4.01万家。

       从区域分布来看，山东省拥有数量最多的光伏发电企业，共3.91万家。

       其次是江苏和广东，分别有光伏发电相关企业2.20万家、1.30万家。

       从城市分布来看，滨州市有光伏发电企业5680家，排名第一，其次是西安市和济南市。

光伏逆变器未来前景怎样？

       前瞻产业研究院《2015-2020年中国光伏逆变器行业市场前瞻与投资战略规划分析报告 前瞻》数据显示，2010年末全球太阳能光伏累计装机容量接近40GW，比2009年的23GW增加70%。欧洲是太阳能利用最多的地区，2010年末累计安装光伏(PV)29617.145兆瓦，同比增长81.8%，占世界光伏发电装机总容量的74.5%。亚太地区光伏发电装机容量虽仅次于欧洲，但仅占世界总量的14.7%；北美地区装机容量为2747.2 兆瓦，同比增长56.0%，占世界份额为6.9%。

       由于光伏逆变器不依赖于电池的不同技术，它的成长性比各种电池的发展更具爆发性。2010年全球光伏逆变器的市场规模为65亿美元左右，前瞻产业研究院光伏逆变器行业研究小组分析预计，到2015年，即使考虑售价下降，光伏逆变器市场规模也将超过150亿美元。

太阳能光伏发电行业现状如何

       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。我国光伏行业发展经历了以下几个历史阶段：

年新增装机量波动较大

       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4820万千瓦。

2020年末累计装机量超2.5亿千瓦

       累计装机容量方面，据国家能源局统计数据显示，2015年以来，我国光伏发电累计装机容量增长迅速。2015年，全国光伏发电累计装机容量为4318万千瓦，到2020年已经增长至25300万千瓦。从一定程度上说，我国的光伏发电正在迅速发展起来。

光伏发电量增速维持在15%以上

       据国家能源局统计数据显示，2013年以来，我国光伏发电量增长迅速。2013年，全国光伏发电量仅为91亿千瓦时，到2019年，全国光伏发电量2238亿千瓦时，同比增长26.08%。截止2020年底，全国光伏发电量为2605亿千瓦时，同比增长16.4%。

华北、西北与华东地区新增装机量较多

       截至2021年9月底，全国分布式光伏装机9399万千瓦，占光伏总装机比重33.8%，与上二季度相比提升1.2个百分点，同比提升1.8个百分点

       从全国并网光伏发电新增装机布局看，2021年前三季度，我国华北地区新增装机8027.6万千瓦，占全国的28.9%;西北地区新增装机6456.8万千瓦，占全国的23.2%;华东地区新增装机5390.6万千瓦，占全国的19.4%;华中地区新增装机3716.2万千瓦，占全国的13.4%;南方地区新增装机2753.1万千瓦，占全国的9.9%;东北地区新增装机1438.4万千瓦，占全国的5.2%。

       总体来说，为了响应巴黎协定，我国提出了“碳中和”“碳达峰”的号召，在此号召下，近年来我国光伏行业有了长足的发展。

       —— 以上数据参考前瞻产业研究院《中国光伏发电产业市场前瞻与投资战略规划分析报告》

目前光伏逆变器的趋势是什么？分布式光伏逆变器前景如何？

       光伏电站逆变器的趋势,已经从爱默生逆变器的一统天下变为国产逆变器的大量应用。

       分布式光伏逆变器前景如何？远景应该不错，但分布式光伏发电系统目前造价过高（火电每千瓦造价5000元左右，光伏发电造价一万元以上），在入网电价不能提高的情况下，近期不大可能广泛推广分布式光伏发电，而且受房屋建筑形式限制，想获得35度倾斜角的最佳发电高效率不易，因此分布式光伏逆变器短期前景不好，赚钱不大容易。

太阳能发电逆变器国内外研究背景

       阳能逆变器国内外市场现状

       前几年,随着西班牙、德国、美国、日本对本国光伏产业的政策

       扶持,全球光伏发电逆变器的销售额逐年递增,光伏发电用逆变器进

       入了一个快速增长的阶段。但目前全球光伏逆变器市场基本被国际几

       大巨头瓜分,欧洲是全球光伏市场的先驱,具备完善的光伏产业链,

       光伏逆变器技术处于世界领先地位。SMA 是全球最早也是最大的光伏

       逆变器生产企业(德国市场占有率达 50%以上),约占全球市场份额

       的三分之一,第二位是 Fronius。全球前七位的生产企业占领了近 70%

       的市场份额。

       金融危机以后,美国、意大利市场迅猛发展,尤其是美国市场,

       奥巴马政府上台以后,发展速度非常之快,将取代德国成为世界上最

       大的光伏逆变器消费市场。

       目前国内光伏并网逆变器市场规模较小,国内生产逆变器的厂商

       众多,但专门用于光伏发电系统的逆变器制造商并不多,但是不少国

       内企业已经在逆变器行业研究多年,已经具备一定的规模和竞争力,

       但在逆变器技术质量、规模上与国外企业仍具有较大差距。目前具有

       较大规模的厂商有合肥阳光、北京科诺伟业、北京索英、志诚冠军、

       南京冠亚、上海英伟力新能源科技有限公司等企业。目前这些企业用

       于光伏系统的产量呈逐年上升的趋势。

       国内市场规模虽然较小,但未来光伏电站市场的巨大市场发展空

       间和发展潜力给国内企业带来发展的历史机遇。目前国内光伏逆变器

       主要被阳光电源、艾思玛、KACO 等品牌所占领,国外企业多数通过

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       代理渠道进入国内市场,由于售后服务提供难度大整体市场占有率不

       高。2008 年统计数字显示,合肥阳光电源公司占据 70%以上的光伏逆

       变器市场份额,国内重点光伏项目大功率产品几乎全部选用国内产

       品。

       从技术方面来看,国内企业在转换效率、结构工艺、智能化程度、

       稳定性等方面与国外先进水平仍有一定差距,目前我国在小功率逆变

       器技术上与国外处于同一水平,在大功率并网逆变器上,大功率并网

       逆变器仍需进一步提高和发展。

       4.1.5 国内外发展趋势

       太阳能逆变器未来的发展趋势将朝着转换效率高、性能稳定、并

       网型逆变器为主流的方向发展。

       (1)转换效率高

       随着太阳能逆变器技术的不断发展,转换效率持续上升,由过去

       90-92%上升到 98%以上,未来的目标是要达到 99%以上。因此,转换

       效率提高是太阳能逆变器未来发展趋势之一。

       (2)性能稳定

       性能稳定是系统运营商在选用逆变器中越来越重视的要素,太阳

       能逆变器产品的各项特性,包括可靠度、耐用度、安装的简易与便利、

       并网是否安全等都是系统运营商重点考虑的范围,因此,要求太阳能

       逆变器的性能稳定是必然趋势。

       (3)逆变器以并网型为主流

       从技术层面来讲,并网型逆变器朝着高频化、高效率、高功率密

       度、高可靠性和高度智能化是未来的发展方向。

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