光伏逆变器分析：行业规模不断扩大高效率、智能化等将是未来发展方向

2023-05-06 09:12

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一、行业相关定义及其分类

光伏逆变器是光伏阵列系统中重要的系统平衡（BOS）之一，是指可以将光伏（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。光伏逆变器可以反馈回商用输电系统，或是供离网的电网使用。光伏逆变器是光伏发电系统的核心设备，将光伏发电系统所发的直流电转化成交流电，并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、最佳的电能质量用于电器设备应用或馈入电网。

根据技术路径不同，具体体现在单机容量以及与光伏逆变器连接的光伏组件数量不同，光伏逆变器主要包括集中式逆变器、组串式逆变器和微型逆变器等三大类别。

光伏逆变器分类

主要类别	逆变方式	优势	缺点	应用领域
集中式逆变器	是将大量并行的光伏组串连接到同一台集中式逆变器的直流输入端，完成最大功率点跟踪后，再经过逆变并入电网	功率相对较大，单机容量一般为 500kW 以上；具有输出功率大、技术成熟以及电能质量高、成本低等优点	其最大功率跟踪电压范围较窄，组件配置灵活性较低，发电时间短，因而要求光伏组串之间具有较高匹配性，一旦出现多云、部分遮阴或单个组串故障，将影响整个光伏发电系统的效率和电产能	需要配备通风散热的专用机房，主要应用于集中式光伏发电系统
组串式逆变器	是对单串或数串光伏组件进行单独的最大功率点跟踪，再经过逆变以后并入交流电网	单台组串式逆变器可以有多个最大功率点跟踪模块，单机容量一般在 200kW 以下。相较于集中式逆变器，组串式逆变器最大功率跟踪电压范围宽，组件配置灵活，发电时间长	不具备组件级数据采集能力、组件级别关断以及组件级最大功率点跟踪	主要应用于分布式光伏发电系统，随着成本的下降亦逐步应用于集中式光伏发电系统
微型逆变器	是每个微型逆变器一般只对应单块或数块光伏组件，可以对每一块光伏组件进行单独的最大功率点跟踪，再经过逆变以后并入交流电网	微型逆变器具备体积小、质量轻的特点，无需额外的放置用地，极大地增强了安装便利性。且在安全性、发电效率、可靠性以及灵活性等方面具有显著的优点。例如相较于集中式逆变器与组串式逆变器，在碰到部分遮挡或者组件性能差异的情形下，微型逆变器光伏发电系统能获得更高的发电效率。此外微型逆变器全部并联运行，并且直接将每块光伏组件的直流电逆变为交流电后并入电网，运行时仅有几十伏的直流电压，最大程度降低了安全隐患	成本较高	主要应用于分布式光伏发电系统

资料来源：观研天下整理

二、行业发展现状

光伏逆变器是光伏发电系统的大脑和心脏

光伏发电系统又称太阳能电池发电系统,是指通过太阳能电池将太阳辐射能转换为电能的发电系统，主要由太阳能电池板（组件）、光伏逆变器等部分构成，并根据应用场景需要配备能量通信器、关断器、配电柜、储能系统等设备。其中光伏逆变器是光伏发电系统的大脑和心脏，能够直接影响光伏发电效率，运行稳定性和使用寿命。

近年来在政策引导和市场需求双轮驱动下，我国光伏新增装机量、累计装机量高速增长，并连续多年位居全球首位。到目前我国光伏产业在制造业规模、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，可以同步参与国际竞争、并有望达到国际领先水平的战略性新兴产业，也成为我国推动能源变革的重要引擎。数据显示，2022年我国光伏新增装机容量为8741万千瓦，产业累计装机容量达39204万千瓦。

数据来源：观研天下整理

其中2022年我国分布式光伏累计装机容量15762万千瓦，同比增长46.61%；新增装机容量5111.4万千瓦，其中户用分布式光伏新增装机容量2524.6万千瓦。

数据来源：观研天下整理

随着光伏发电市场的蓬勃发展，国内光伏逆变器市场规模、产量、出货量也在不断攀升

光伏逆变器作为光伏发电系统的大脑和心脏，直接受益于光伏发电市场的发展。近年来随着光伏发电市场的蓬勃发展，其市场规模也在不断攀升。自2019年以来我国光伏逆变器市场规模保持增长走势。数据显示，2021年我国光伏逆变器市场规模为86亿元，同比增长12.36%。

数据来源：观研天下整理

产量不断攀升。根据相关数据显示，2021年我国光伏逆变器产量为110.8GW，较上年同比增长10%。

数据来源：观研天下整理

出货量不断攀升。根据数据显示，2021年我国光伏逆变器出货量为173GW，较上年同比增长60.2%。

数据来源：观研天下整理

组串式逆变器是主流产品

目前在我国光伏逆变器市场中，以用组串式逆变器为主。根据相关数据显示，2021年在我国光伏逆变器市场中，组串式逆变器占比66.5%。

数据来源：观研天下整理

微型逆变器在分布式光伏发电系统中的应用比例不断提升

近年来随着分布式光伏发电系统的蓬勃发展，凭借系统安全性高、发电效率高、可靠性高以及灵活性高等优点，我国微型逆变器市场出货量也快速增加，在分布式光伏发电系统中的应用比例不断提升。有相关数据显示，2021年微型逆变器市场在分布式光伏发电系统中的应用比例提升到了5%。

未来具有广阔的市场空间。一是在应用组串式逆变器的分布式光伏发电系统中，光伏组串内的组件和组件正负串联，整串线路的直流电压累计一般可以达到 600V~1500V 的高压，导致较高的直流高压风险，包括运维触电风险、火灾风险和施救风险。微型逆变器凭借其低压接入特性，彻底解决了分布式光伏发电系统中的前述风险，提高了光伏发电系统的安全性。二是基于对光伏发电安全性的逐渐重视，国家对光伏发电系统中的直流高压问题已出台强制措施。例如2021 年 11 月 24 日，国家能源局发布了《关于加强分布式光伏发电安全工作的通知（征求意见稿）》，旨在进一步加强分布式光伏发电安全工作。微型逆变器的低压接入特性可以满足上述安全性规范要求，无需额外增加配件或其他安全措施。综上，在下游应用对直流高压风险重视以及政策支持鼓励的背景下，微型逆变器作为能够实现组件级控制的逆变器，具有广阔的市场空间。

但目前微型逆变器的应用市场主要是在境外，其中北美、欧洲是最主要的两大市场，主要是受欧美、澳洲等国家和地区分布式光伏发电市场发展较早以及对直流高压风险的强制性规定等因素的影响。国内是在分布式光伏发电发展的过程中，国内尚未就直流高压进行强制性规定，基于成本因素考虑，主要采用组串式逆变器。

锦浪科技、上能电气、固德威、科士达在内国内知名逆变器品牌快速成长

根据观研报告网发布的《中国光伏逆变器行业现状深度研究与发展前景分析报告（2023-2030年）》显示，经过多年的市场竞争，目前我国光伏逆变器行业已成为较为集中的行业，整体上竞争较为充分。近年国内光伏逆变器企业全球市占率持续提升，锦浪科技、上能电气、固德威、科士达等国内知名逆变器品牌快速成长，出货量以及全球市占率稳步提升。

目前我国光伏逆变器市场上主要企业情况

企业名称	基本情况
华为	华为率先将30多年积累的数字信息技术与光伏跨界融合，推出领先的智能光伏解决方案。在发电侧，将AI、云等新ICT技术与光伏进—步深度融合，打造“高效发电、智能营维、安全可靠、电网友好”的智能光伏电站，助力光伏成为主力能源。在用电侧，基于“主动安全，更优度电成本”的理念，华为面向企业，推出行业绿电解决方案，开启低碳新时代;在家庭场景，推出24h绿电解决方案，率先实现24小时享受清洁电力，开启零碳新生活。
阳光电源	是一家专注于太阳能、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、是一家专注于太阳能、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。
上能电气	是一家专注于电力电子产品研发、制造与销售的国家高新技术企业，业务涵盖光伏逆变器、储能系统、电能质量治理、电站开发等多个领域。在光伏领域，上能电气提供全场景的光伏发电解决方案，产品覆盖8kW~6800kW各功率段集中式、组串式、集散式逆变器，广泛应用于大型地面、山地、水面、工商业屋顶和户用等多种场景，满足客户多样化需求。
古瑞瓦特	是一家专注于研发和制造太阳能并网、储能系统、智能充电桩及智慧能源管理解决方案的新能源企业。太阳能并网逆变器功率覆盖750w-253kW，离网及储能逆变器功率覆盖2-30kW ,产品适用于户用、商用、光伏扶贫、大型地面电站及各类储能电站场景，并已在全球广泛应用。
固德威	专注于太阳能、储能等新能源电力电源设备的研发、生产和销售，现已研发并网及储能全线二十多个系列光伏逆变器产品，功率覆盖0.7-250kW ,并致力于为家庭、工商业用户及地面电站提供智慧能源管理等整体解决方案。
锦浪科技	锦浪科技是一家专业从事光伏发电系统核心设备组串式逆变器研发、生产、销售和服务的高新技术企业。是首家以组串式逆变器为最大主营业务的A股上市企业，也是全球第一家获得第三方权威机构PVEL的可靠性测试报告的逆变器企业。2021年上半年锦浪科技光伏逆变器营收为12.95亿元。
正泰电器	主要从事配电电器、终端电器、控制电器、电源电器等低压电器及电子电器、仪器仪表、建筑电器和自动化控制系统等产品的研发、生产和销售;太阳能电池、组件的生产及销售、EPC工程总包，电站开发、建设、运营以及运维等。2020年光伏逆变器营收8.38亿元，其中境外营收6.19亿元。
科士达	科士达公司成立于1993年，是一家专注于数据中心(IDC)及新能源领域的智能网络能源供应服务商，专注于数据中心产品、光伏新能源产品电动汽车充电桩产品、储能产品的研发制造。2021年上半年科士达光伏逆变器营收为1.47亿元。

资料来源：观研天下整理

三、行业发展趋势分析

高效率、智能化、多功能化、多元化是未来光伏逆变器主要的发展方向

在智能电站的建设中，光伏逆变器的重要性越来越突出，光伏逆变器的设计和制造需要从整个系统角度考虑，除了转换效率，还要兼顾综合防护、稳定运行、安全可靠和电网友好性。随着光伏电站管理越来越精细化，光伏逆变器还要承载数据采集、电站监控、能源管理等任务，通过 4G 或 5G、以太网、Wi-Fi 等方式上传到网络服务器或本地电脑，使用户可以在互联网、手机或本地电脑上查看相关数据，方便电站管理人员和用户对光伏电站的运行数据查看和管理，可以大量节约人力、物力成本。因此随着大数据、云计算、物联网、移动互联等相关技术的不断发展，智能型的电力电子设备的需求也将不断提升，光伏逆变器也将不断向高效率、智能化、多功能化、多元化发展，以满足不同场景的需求。