光伏逆变器市场现状

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。

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。

       编辑本段

       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。

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》

光伏逆变器宣布涨价，是什么原因导致涨价的？

       因为近期芯片、IGBT产品出现极度紧缺状况，价格也随之走高。铜、铝等大宗原材料价格的不断攀升。为此，国内某逆变器公司决定上调部分分布式逆变器价格10-15%。

       该消息一出舆论界又是一片哗然。逆变器一直处于价格下行通道，而此次出现持续上涨趋势主要原因是：

1、去年因为深受疫情以及各种因素的影响，导致多晶硅供需出现问题，价格持续上涨；光伏行业为此深受原材料的供应短缺；

2、半导体是光伏逆变器的不可缺少的部件，全球半导体的短缺给光伏带来巨大的挑战。

3、新型电力电子器件IGBT是逆变器的核心，也就是所谓的CPU。它的短缺对逆变器的种类和产量有着巨大的影响 。

4、产业链涨价带来逆变器的成本增加。整个光伏行业都要面临上涨压力。

5、光伏逆变器的涨价其实折射出我国在科学技术发展路上前进颇为曲折。

IGBT全称为绝缘栅双极型晶体管，主要是由BJT(双极型三极管)和MOS(绝缘栅型场效应管)组成，因为它有MOSFET的高输入阻抗和GTR的低导通压降这两项优点。在市场上非常多见。因为其异常严苛的生产条件，只有少数企业可以量产。我国需求量非常大，但是多依赖于进口。

       而全球占据IGBT器件领域约70%市场份额的五强公司分别是德国英飞凌、美国安森美、意法半导体、日本的三菱和东芝。他们是毫无疑问在该领域占据绝对控制地位。

       虽然在国家大力支持下已有不少企业正在为IGBT能够实现国产化研发奋斗，我们都已经深刻意识到发展之路的困难，但是路漫漫其修远兮，吾辈将上下而求索。争取早日取得成绩。

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。

科士达2021光伏逆变器出货量

       2021年，科士达伏逆变器出货量猛增至185GW(AC)，同比增长超过40%。根据美国市场研究机构伍德麦肯兹在六月发布的“2020全球光伏逆变器供应商市场排名”。

光伏逆变器：

       光伏逆变器（PV inverter或solar inverter）可以将光伏（PV）太阳能板产生的可变直流电压转换为市电频率交流电（AC）的逆变器，可以反馈回商用输电系统，或是供离网的电网使用。光伏逆变器是光伏阵列系统中重要的系统平衡（BOS）之一，可以配合一般交流供电的设备使用。太阳能逆变器有配合光伏阵列的特殊功能，例如最大功率点追踪及孤岛效应保护的机能。

剩者为王，盘点全球逆变器品牌消亡史

       在光伏行业，剩者为王已是一个惯例。

        据“草根光伏”在《2021中国逆变器市场分析报告》中所作统计，目前A股市场上逆变器上市公司有8家，分别是阳光电源（300274）、锦浪 科技 （300763）、上能电气（300827）、固德威（688390）、科华数据（002335）、科士达（002518）等。

        此外，上市公司特变电工（600089）和正泰电器（601877）均有逆变器业务。易事特（300376）、英威腾（002334）、海得控制（002184）虽也有逆变器业务，但不是纯以逆变器为主营。

        非上市公司方面，华为智能光伏仍是全球逆变器出货的NO1，另外古瑞瓦特、禾迈股份、首航新能源、三晶电气这些非上市公司也存在一定竞争力。其中，专做微逆的禾迈股份正计划登陆科创板。

        至于曾涉逆变器业务的茂硕电源（002660）控股权已易主，且已淡出逆变器市场。据业内统计，目前国内活跃在市场上的逆变器品牌有20-30家左右。

        大浪淘沙。这些剩下来的逆变器品牌都是行业中的王者。

        据了解，国内的逆变器产业洗牌比较剧烈，一般是2年一小洗，3-5年一大洗。在历轮洗牌中，别说茂硕电源、欧姆尼克这些国内品牌被淘汰出局，就连通用电气、ABB这些知名国际品牌经不住“洗洗更 健康 ”的考验。

        具体来说，在打价格战过程中，西门子转让了太阳能业务、赛康 科技 倒闭、卡拉罗几近消失；曾经在中国市场占有率排名第二的艾默生则将逆变器业务转让给上能电气，世界领先的技术及服务供应商博世集团宣布彻底退出光伏产业。

        此后，位居2018世界500强第480位的施耐德表示退出集中式光伏逆变器业务，只做分布式逆变器；2019年7月9日，曾经的光伏逆变器巨头——瑞士ABB，在其官网正式宣布：退出光伏逆变器业务领域；而美国的通用电气公司（GE），逆变器市场上已经很难看到其身影。

        同时，在2012-2021近10年时间，一些国内逆变器品牌也在淘汰赛中被洗出局。南京冠亚、颐和新能源等逐渐淡出大众视野。2018年5.31光伏新政颁发后，欧姆尼克、茂硕电源、深圳晶福源、上海兆能等再次掉队。

        2020年12月3日上午，茂硕电源，济南产业发展投资集团与茂硕电源 科技 股份有限公司并购签约仪式，协议约定产发集团出资取得上市公司实际控制权。在此前数日，欧姆尼克因资不抵债而破产。第一次洗牌：2008-2011年之间，国内企业“蜂拥而入”，国外部分品牌退出中国市场。国内金太阳工程成就了如阳光电源等一批大机企业。并且，经过这一轮洗牌，国内本一度很红火的兆伏&爱索引来了德国品牌SMA的关注，并在2012年被SMA直接收购。

        第二次洗牌：2012—2013年之间，国内企业价格战，大机寡头胜出。不变的是，此次的洗牌仍旧是以价格战为主。在大机制造方面拥有技术和制造实力的阳光电源、上能电气等企业引领了此次行业洗牌。在此期间，古瑞瓦特、固德威、三晶电气等小机企业主要以国外市场为重。

        第三次洗牌：2014年-2016年，华为的强势入场、国外市场的萎缩变化、国内领跑者计划的实施促使了逆变器市场的第三次洗牌。此次洗牌后，阳光电源、华为、上能三家企业占据了地面电站80%以上的市场份额。特别是2015年后，国外光伏市场发生转变，国内分布式、扶贫逐渐兴起，锦浪、英威腾、古瑞瓦特、固德威、三晶电气等企业开始逐步回归国内。

        2012年的SNEC展会上，有业内人士曾做过统计，共有439家逆变器参展商。到了2013年则只剩下286家，而2013年4月至今，还出现在国内光伏逆变器采购招标的企业已仅有40家左右，而活跃在50%以上的国内招标项目的企业则已屈指可数。2018年SNEC展会，或许是5.31新政前最后一次光伏盛宴，大概80家逆变器企业参展。

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