1、逆變器:光儲的核心,千億的市場空間
1.1、功能:光伏發(fā)電系統(tǒng)的大腦和心臟
?光伏逆變器是太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的心臟,它將光伏發(fā)電系統(tǒng)產(chǎn)生的直流電通過電力電子變換技術(shù)轉(zhuǎn)換為生活所需的交流電,是光伏電站最重要的核心部件之一。
光伏逆變器的首要功能是直交流變化功能。實(shí)現(xiàn)該功能的核心元件是功率半導(dǎo)體(例如IGBT和MOSFET)。這些功率半導(dǎo)體每秒可以開關(guān)數(shù)千、甚至幾萬次。再通過控制信號,就可以控制電路變化,將直流電轉(zhuǎn)化為正弦交流電。
光伏逆變器還具有最大限度地發(fā)揮太陽電池性能的功能和系統(tǒng)故障保護(hù)功能。歸納起來有自動運(yùn)行和停機(jī)功能、最大功率跟蹤控制功能、防單獨(dú)運(yùn)行功能(并網(wǎng)系統(tǒng)用)、自動電壓調(diào)整功能(并網(wǎng)系統(tǒng)用)、直流檢測功能(并網(wǎng)系統(tǒng)用)、直流接地檢測功能(并網(wǎng)系統(tǒng)用)。
其中,最大功率跟蹤控制功能(MPPT)可始終讓太陽電池組件的工作點(diǎn)處于最大功率點(diǎn),系統(tǒng)始終從太陽電池組件獲取最大功率輸出。實(shí)際上,目前光伏逆變器的核心功能是:跟蹤光伏組件陣列的最大輸出功率,將其能量以最小的變換損耗、最佳的電能質(zhì)量饋入電網(wǎng)。
1.2、類型拓展:組串式逆變器逐步成為主流
光伏逆變器產(chǎn)品主要分為四類:即集中式逆變器、集散式逆變器、組串式逆變器、微型逆變器。根據(jù)其特性不同各自對應(yīng)不同的應(yīng)用場景。區(qū)分的核心要素主要在于最大功率跟蹤對應(yīng)組件數(shù)量與體積重量的大小。
當(dāng)前光伏逆變器市場主流產(chǎn)品為組串式逆變器。根據(jù)中國光伏行業(yè)協(xié)會統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),從2016年開始,組串式逆變器占比逐漸提升,2018年,組串式占比超過集中式占比,2021年組串式占比接近70%,根據(jù)《中國光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展路線圖2021》,未來組串式逆變器占比仍將持續(xù)提升。
1.3、應(yīng)用延伸:儲能變流器逐步發(fā)展
?儲能變流器(PowerConversionSystem,PCS)是電化學(xué)儲能系統(tǒng)中,連接于電池系統(tǒng)與電網(wǎng)之間的實(shí)現(xiàn)電能雙向轉(zhuǎn)換的裝置:既可把蓄電池的直流電逆變成交流電,輸送給電網(wǎng)或者給交流負(fù)荷使用;也可把電網(wǎng)的交流電整流為直流電,給蓄電池充電。
儲能變流器和光伏逆變器在原理上基本相同,技術(shù)同源。對于原光伏逆變器廠商而言,儲能業(yè)務(wù)是純增量業(yè)務(wù),因此許多光伏逆變器廠商開始發(fā)展儲能變流器業(yè)務(wù)。
同時,光伏逆變器和儲能變流器的客戶群體重疊度較高,此前積淀的渠道與品牌優(yōu)勢,可以幫助其迅速拓展儲能變流器業(yè)務(wù)。目前主流的儲能變流器廠商大部分主業(yè)均為光伏逆變器。
1.4、空間:光伏+儲能快速發(fā)展,2023年對應(yīng)千億規(guī)模
全球逆變器市場規(guī)模預(yù)計(jì)2023年超千億,2021-2025年CAGR為18%,儲能變流器貢獻(xiàn)最大增量。
根據(jù)我們測算,2022-2025年,國內(nèi)光伏逆變器市場規(guī)模為149/165/181/196億元,海外光伏逆變器規(guī)模546/605/644/694億元,全球儲能變流器市場規(guī)模為200/280/330/375億元,全球逆變器市場規(guī)模為895/1049/1155/1265億元,其中,儲能變流器占總體規(guī)模的比重為22%/27%/29%/30%。
關(guān)鍵假設(shè):
1、全球光伏市場保持高速增長,根據(jù)CPIA數(shù)據(jù),2021年全球光伏新增裝機(jī)量為170GW,預(yù)計(jì)2022-2025年全球光伏新增裝機(jī)量增速為28%/14%/10%/10%,對應(yīng)光伏新增裝機(jī)量為218/248/273/300GW,預(yù)計(jì)2022-2025年全球光伏逆變器替換需求為12/14/17/21GW,對應(yīng)的,預(yù)計(jì)2022-2025年全球逆變器出貨量為230/262/290/321GW;預(yù)計(jì)2022-2025年中國逆變器出貨量增速為19%/14%/12%/10%,對應(yīng)逆變器出貨量為75/86/96/106GW;對應(yīng)的,預(yù)計(jì)2022-2025年海外逆變器出貨量為154/176/194/215GW;
2、隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步,組串式逆變器的占比將逐步提升;隨著各國對光伏安全性的重視,微型逆變器的占比將逐步提升;與之對應(yīng)的,集中式逆變器的占比將逐步下降:預(yù)計(jì)2022-2025年國內(nèi)組串式逆變器的占比(出貨量口徑,下同)為72%/74%/76%/77%,微型逆變器的占比為1.2%/1.9%/2.8%/4.3%,與之對應(yīng)的,集中式逆變器(含集散式)占比為26.8%/24.1%/21.2%/18.7%;預(yù)計(jì)2022-2025年海外組串式逆變器的占比為67%/69%/71%/73%,微型逆變器的占比為5.5%/6.4%/7.3%/8.2%,與之對應(yīng)的,集中式逆變器(含集散式)占比為27.5%/24.6%/21.7%/18.8%。
3、隨著降本的不斷推進(jìn),各類逆變器的價格將逐步下降,其中,集中式逆變器的技術(shù)已經(jīng)非常成熟,降本速度較慢;微型逆變器的技術(shù)在迅速發(fā)展,降本速度較快:預(yù)計(jì)2022-2025年國內(nèi)組串式逆變器的價格為0.2/0.19/0.18/0.17元/W,集中式逆變器的價格為0.15/0.14/0.14/0.14元/W;微型逆變器的價格為1.07/0.91/0.77/0.66元/W;預(yù)計(jì)2022-2025年海外組串式逆變器的價格為0.32/0.31/0.3/0.29元/W,集中式逆變器的價格為0.2/0.19/0.18/0.18元/W;微型逆變器的價格為1.53/1.30/1.11/0.94元/W。
4、全球儲能市場保持高速增長,2021年全球電化學(xué)儲能新增裝機(jī)量為10GW,隨著全球新能源裝機(jī)量的快速提升,各國對儲能的需求愈發(fā)迫切,預(yù)計(jì)全球電化學(xué)儲能新增裝機(jī)量2022-2025年增速為150%/60%/38%/36%,對應(yīng)電化學(xué)儲能新增裝機(jī)量為25/40/55/75GW;隨著降本的不斷推進(jìn),儲能變流器的降本速度較快:預(yù)計(jì)2022-2025年儲能變流器的價格為0.8/0.7/0.6/0.5元/W。
1.5、產(chǎn)業(yè)鏈:材料基本國產(chǎn)化,IGBT暫為瓶頸
逆變器生產(chǎn)所需的主要原材料包括機(jī)構(gòu)件、電子元器件以及輔助材料等。其中機(jī)構(gòu)件主要為塑膠件、壓鑄件、鈑金件、散熱器等;電子元器件包括功率半導(dǎo)體器件、集成電路、電感、PCB線路板、電容、開關(guān)器件、連接器等;輔助材料主要包括膠水、包材、絕緣材料等。其中核心零部件半導(dǎo)體器件成本占比為11%。
光伏逆變器的首要功能是直交流變化功能,實(shí)現(xiàn)該功能的核心元件是功率半導(dǎo)體(例如IGBT和MOSFET),產(chǎn)品技術(shù)門檻較高,目前主要由德國英飛凌、日本三菱、富士等國外企業(yè)供應(yīng)。我國一線逆變器廠商主要功率器件此前大多選用進(jìn)口產(chǎn)品。
2021年以來芯片、IGBT產(chǎn)品出現(xiàn)緊缺狀況,各大廠商均在提升使用國產(chǎn)IGBT的比例。目前國產(chǎn)IGBT廠家產(chǎn)品在35KW以內(nèi)的光伏應(yīng)用場景性能指標(biāo)已經(jīng)基本滿足需求,可以應(yīng)用于全球戶用光伏市場。但搭載國產(chǎn)IGBT的較大功率的逆變器,目前僅應(yīng)用在國內(nèi)的部分電站項(xiàng)目上。
2、三十年激蕩,降成本、拓空間兩條主線交織
回顧逆變器的發(fā)展史,可以將其分為四個階段:初創(chuàng)期、成本領(lǐng)先期、技術(shù)引領(lǐng)降本期、開拓新領(lǐng)域期。在不同的階段,不同的企業(yè)各領(lǐng)風(fēng)騷。概括而言,從地域上,中國、美國企業(yè)崛起;從產(chǎn)品上,降成本與拓空間為兩大主線。
2.1、初創(chuàng)期1991~2011:先發(fā)優(yōu)勢,SMA一枝獨(dú)秀
光伏逆變器誕生于1991年,由德國企業(yè)SMA研發(fā)生產(chǎn)。SMA于1981年成立,1991年推出第一臺并網(wǎng)組串式逆變器產(chǎn)品;1995年推出了第一代大規(guī)模應(yīng)用的組串式光伏逆變器產(chǎn)品SunnyBoy系列;2003年推出首款集中式逆變器SC125U;2008年,推出了全球業(yè)界第一代室外型集中式逆變器SC100outdoor。
SMA在2007-2011年期間,逆變器全球市占率常年保持在30%以上。初期成功的原因主要有兩點(diǎn):優(yōu)秀的電力電子技術(shù);歐洲光伏市場的蓬勃發(fā)展。
(1)逆變器依托于電力電子技術(shù),作為電氣大國,德國在20世紀(jì)90年代就有著充足的電力電子領(lǐng)域人才資源,率先研發(fā)出逆變器產(chǎn)品,并率先推出第一款商用的組串式逆變器和集中式逆變器,使得SMA積累了巨大的先發(fā)優(yōu)勢。
(2)2004年,全球光伏新增裝機(jī)量邁入1GW大關(guān),2010年,全球光伏新增裝機(jī)量邁入10GW大關(guān),在此之前光伏逆變器行業(yè)規(guī)模整體偏??;在2004-2011年,歐洲光伏新增裝機(jī)量常年占據(jù)全球的60%以上,是光伏發(fā)展最蓬勃的區(qū)域,SMA近水樓臺,在銷售拓展、快速響應(yīng)上占據(jù)很大的優(yōu)勢。
2.2、成本領(lǐng)先期2011-2014:材料降本、人工降本
隨著市場擴(kuò)容+技術(shù)擴(kuò)散,中國企業(yè)開始崛起。我們以陽光電源的上市年份作為此階段的開始。
(1)2010年,全球光伏新增裝機(jī)量邁入10GW大關(guān),達(dá)到17.5GW,以2010年陽光電源的銷售均價1.6元/W計(jì)算,當(dāng)年全球逆變器市場空間已達(dá)280億元,各企業(yè)開始進(jìn)入逆變器行業(yè);
(2)逆變器依托的電力電子技術(shù)整體門檻較高,但進(jìn)入21世紀(jì)之后,中國國內(nèi)的電力電子技術(shù)發(fā)展迅速,眾多企業(yè)擁有一定的技術(shù)能力進(jìn)入該行業(yè)。
在此階段,中國企業(yè)憑借著更低的人力成本與更低的物料價格,獲得顯著的成本優(yōu)勢。以2010年數(shù)據(jù)為例,陽光電源的成本為790元/KW,SMA的成本為1404元/KW,陽光電源的成本僅為SMA成本的56%。
其中,依托于國內(nèi)更低的人工成本,陽光電源的人工費(fèi)用為12.8元/KW,僅為SMA6%;依托于國內(nèi)完善的上游供應(yīng)鏈,陽光電源的材料成本為744元/KW,為SMA的76%。SMA由于先期建立的口碑、一定的技術(shù)優(yōu)勢、以及主要銷售市場為歐洲等因素,在售價上仍較大幅度高于陽光電源,但成本控制上的先天劣勢已經(jīng)在逐步顯現(xiàn)。
反映在毛利率上,2011年-2013年,國內(nèi)外企業(yè)毛利率均大幅下降,但國內(nèi)企業(yè)毛利率顯著高于海外企業(yè)。
在2010年及以前,SMA的毛利率一直維持在36.5%左右,2011年開始,毛利率大幅下降,2011年下降到28%,2012年下降到23%,2013年下降到16%;陽光電源的毛利率也從2010年的51%開始一路下降到2013年的30%。
在此過程中,行業(yè)已有陷入紅海競爭的趨勢,國內(nèi)企業(yè)憑借著成本優(yōu)勢在全球范圍內(nèi)開疆拓土。
在此期間,中國企業(yè)全球市占率急速上升。根據(jù)WoodMackenzie數(shù)據(jù),陽光電源等七大國內(nèi)企業(yè),2012年全球市占率僅為6%,2013年提升為18%,2014年提升為31%。龍頭企業(yè)中,華為、陽光電源全球市占率2014年均達(dá)到10%,標(biāo)志著中國企業(yè)在全球逆變器市場中的崛起。
反映在售價上,2011-2014年,集中式逆變器價格大幅下降。均價從2011年的0.8元/W大幅下降到2014年的0.25元/W,整體呈現(xiàn)出進(jìn)入紅海市場的趨勢。也正在此時,組串式逆變器開始崛起。
2.3、技術(shù)引領(lǐng)降本期2014-至今:技術(shù)是第一推動力
經(jīng)過了之前4年的價格戰(zhàn)廝殺,逆變器行業(yè)逐步陷入紅海競爭。2014年,華為攜組串式逆變器產(chǎn)品入局,在人工降本、材料降本之后,與陽光電源等中國企業(yè)一同,開啟技術(shù)引領(lǐng)降本之路。
2.3.1、路線一:提升電站整體收益率
從提升電站整體收益率的角度,組串式逆變器開始崛起,并圍繞著更高發(fā)電效率、更多發(fā)電時間、更高電壓、更低運(yùn)維成本、更低故障率開啟技術(shù)進(jìn)步與替代集中式逆變器之路。
更高發(fā)電效率
組串式與集中式的最大區(qū)別,在于單路MPPT控制的組件數(shù)量。組串式逆變器有多路MPPT,單路MPPT僅連接1-4個并聯(lián)組串,僅控制數(shù)十個組件;集中式逆變器一般僅兩路MPPT,單路MPPT對應(yīng)數(shù)量較多的組串,需控制近千個組件。
在某塊組件被遮擋或者故障的情況下,使用集中式逆變器的發(fā)電效率將受到較大的影響。
更多發(fā)電時間
組串式逆變器具有更寬的MPPT工作電壓范圍,可以早啟動、晚停機(jī),增加發(fā)電時間。以陽光電源的500MW集中式逆變器與320MW組串式逆變器作比較,320MW組串式逆變器的MPPT電壓范圍更大,從而發(fā)電時間更長。
更高電壓
更高電壓意味著更小的電流,意味著更小的配套線纜直徑。因此,提高逆變器的最大輸入電壓,可以更好的節(jié)省系統(tǒng)的成本。以組串式逆變器為例,陽光電源于2016年率先推出最大輸入電壓1500V的產(chǎn)品,華為、錦浪于2019年推出了最大輸入電壓1500V的產(chǎn)品,固德威于2021年推出了最大輸入電壓1500V的產(chǎn)品。
更低運(yùn)維成本
一方面,體現(xiàn)在故障檢測能力強(qiáng):組件故障是影響光伏電站發(fā)電量的重要因素。傳統(tǒng)IV檢測需要人工攜帶設(shè)備上站離線檢測。
華為進(jìn)入逆變器行業(yè)之后,率先研發(fā)上線了IV智能檢測技術(shù),該檢測可以識別組件隱裂、熱斑、背板失效、二極管損壞等14種常見故障。智能IV診斷立足于智能化、自動化運(yùn)維,將大幅提升光伏電站運(yùn)維效率。此后,行業(yè)內(nèi)其他廠商迅速跟進(jìn),陸續(xù)推出IV診斷技術(shù)。
另一方面,體現(xiàn)在排除故障時間短:此處主要體現(xiàn)為組串式逆變器對集中式逆變器的取代。由于重量輕、體積小,組串式逆變器可由1-2名運(yùn)維人員在半小時左右完成整機(jī)更換,之后返廠故障分析;而集中式逆變器需要廠商專業(yè)人員到場檢測分析,重型機(jī)械設(shè)備入場,處理時間往往需要一周以上。
更低故障率
逆變器發(fā)生故障意味著電站發(fā)電時間的損耗,更低的故障率意味著更多的發(fā)電時間與更少的維修工作。
2019年華為官網(wǎng)發(fā)布新聞,文中寫道:“北京鑒衡認(rèn)證中心副主任紀(jì)振雙表示,逆變器故障發(fā)電量損失率平均水平在1.5%左右,較好水平在0.5%,而華為這樣處于行業(yè)標(biāo)桿水平的,故障率約0.3%。”因此,通過提高設(shè)計(jì)能力與用料把控降低故障率,也成為了各大廠商的重要工作。
2.3.2、路線二:提升功率,降低逆變器單位成本
從降低逆變器單瓦成本的角度,組串式逆變器廠商不斷提高產(chǎn)品的功率。在組串式逆變器逐步在更多場景替代集中式逆變器的過程中,一方面其提高了系統(tǒng)的整體收益,另一方面其也通過不斷提高功率來降低自身的單瓦成本。
根據(jù)CPIA數(shù)據(jù),從2014年到2020年,組串式逆變器的均價從0.54元/W下降到0.18元/W,年降在10%-20%的區(qū)間。2014年,組串式逆變器的單瓦均價為集中式逆變器的2.2倍,2020年下降為集中式逆變器的1.6倍。
在提升功率的過程中,陽光電源的領(lǐng)先優(yōu)勢明顯。2017年,陽光電源率先推出了額定功率超過100KW的產(chǎn)品,2019年,率先推出了額定功率超過200KW的產(chǎn)品,2021年,率先推出了額定功率超過300KW的產(chǎn)品。產(chǎn)品整體領(lǐng)先同行兩年左右。
2.4、開拓新領(lǐng)域期2017-至今:MLPE廠商大放異彩
組件級電力電子(MLPE)是指在太陽能光伏系統(tǒng)中,能對單塊或數(shù)塊光伏組件進(jìn)行精細(xì)化控制的電力電子設(shè)備,實(shí)現(xiàn)逆變、關(guān)斷、功率優(yōu)化等功能,主要包括微型逆變器、優(yōu)化器等相關(guān)產(chǎn)品。
2017年NEC(美國國家電器規(guī)范)發(fā)布新規(guī)則,要求光伏矩陣必須配備遠(yuǎn)程快速關(guān)斷裝置,即“組件級關(guān)斷”。面對此要求,有兩種解決方案:組串逆變器+功率優(yōu)化器,微型逆變器。
2.4.1、Enphase:全球微型逆變器龍頭
Enphase為全球微型逆變器龍頭。公司于2006年成立,總部位于美國加州;2008年推出第一款微型逆變器;2012年上市。
2017年,在NEC新規(guī)之后,Enphase憑借著在微型逆變器領(lǐng)域的先發(fā)優(yōu)勢,疊加綁定SunPower、Sunrun等核心客戶,營收大幅增長,2017-2021年CAGR為47%,凈利潤由2017年的-3億元人民幣增長到2021年的9億元人民幣(注:匯率取1美元=6.7249人民幣,下同)。
在政策利好與公司擴(kuò)張加速的雙重背景下,Enphase的股價一路上升,從2017年初起,到2021年最高點(diǎn),漲幅超過200倍;從2020年初到2021年底,兩年的時間,漲幅10倍。
2.4.2、SolarEdge:組串+優(yōu)化器,擁有PLC專利壁壘
SolarEdge為組串+優(yōu)化器方案的創(chuàng)造者。SolarEdge成立于2006年,總部位于美國特拉華州;同年開發(fā)了直流優(yōu)化逆變器解決方案,并于2010年實(shí)現(xiàn)商業(yè)化批量生產(chǎn);2012年進(jìn)一步推出使用“IndOP”技術(shù)的新一代優(yōu)化器;2015年上市。
SolarEdge在美國有組件級關(guān)斷方面專利壁壘。實(shí)現(xiàn)組件級遠(yuǎn)程關(guān)斷依賴于專利PLC(電力載波通信技術(shù)),目前SolarEdge擁有該技術(shù)在美國市場的相關(guān)專利,其他廠商難以進(jìn)入。
在2017年NEC發(fā)布“組件級關(guān)斷”新規(guī)后,SolarEdge憑借其擁有的PLC專利,并且得益于美國戶用滲透率提升,新增裝機(jī)需求增加,SolarEdge營收和凈利潤大幅增長,2017-2021年?duì)I業(yè)收入CAGR達(dá)33%,凈利潤C(jī)AGR為18%。
憑借在美國的專利壁壘優(yōu)勢以及對歐洲、澳洲等市場的開拓,SolarEdge股價一路上升,從2017年初至2021年股價最高點(diǎn),上漲24.7倍。
3、技術(shù)升級+品類拓展,國產(chǎn)逆變器乘風(fēng)破浪
3.1、技術(shù)升級+渠道拓展,組串逆變器全線出擊
3.1.1、±1500V、碳化硅二代,組串技術(shù)再升級
±1500V,華為的全新設(shè)計(jì)
自從2016年陽光電源發(fā)布了最大輸入電壓為1500V的產(chǎn)品之后,組串式逆變器最大輸入電壓已停留在1500V六年之久。華為通過創(chuàng)新設(shè)計(jì),2021年中發(fā)布±1500V雙極智能組串產(chǎn)品,預(yù)計(jì)22年正式出貨。
華為通過鏡像設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)對地電壓±1500V,與1500V產(chǎn)品相比,功率傳輸過程中,電流減半,線纜直徑變小,可以節(jié)省BOS0.1元/W,降低LCOE7%。自2021年中發(fā)布以來,未見其他廠商發(fā)布同樣設(shè)計(jì)思路的產(chǎn)品,預(yù)計(jì)其領(lǐng)先優(yōu)勢將維持兩年以上。
碳化硅二代,頭部企業(yè)再鑄壁壘
隨著功率的不斷提升,組串式逆變器的發(fā)展出現(xiàn)了兩個難點(diǎn):
(1)降本速度逐漸趨緩;
(2)重量逐步提升,逐漸逼近懸掛式安裝方案的極限。在此情況下,材料創(chuàng)新的重要性凸顯。華為與陽光電源共同選擇了布局碳化硅二代,相較二線廠商有先手布局優(yōu)勢。碳化硅二代的出現(xiàn),意味著組串式逆變器的整體設(shè)計(jì)思路再次改變,頭部廠商的技術(shù)領(lǐng)先優(yōu)勢有望再度拉大。
碳化硅二代的應(yīng)用將帶來IGBT與逆變器體積的變化,伴隨著的是電容、電感、電阻、PCBA等材料的尺寸設(shè)計(jì)都要改變。在全新的設(shè)計(jì)道路上,擁有雄厚研發(fā)實(shí)力的華為、陽光電源等企業(yè)有望構(gòu)筑更大的優(yōu)勢。
小結(jié):大型組串式領(lǐng)域,龍頭強(qiáng)者恒強(qiáng)
回顧整個逆變器發(fā)展史,在市場懷疑行業(yè)是否進(jìn)入紅海市場競爭時,頭部廠商總能走出差異化道路。
市場在集中式逆變器進(jìn)行殘酷的價格競爭時,華為開辟了組串式逆變器的道路;市場跟進(jìn)研發(fā)組串式逆變器時,陽光電源的大功率產(chǎn)品始終領(lǐng)先同行兩年左右,華為從提升電站總體效率的角度上進(jìn)行了多種技術(shù)創(chuàng)新;傳統(tǒng)的組串式逆變器功率提升逐步達(dá)到瓶頸、市場跟進(jìn)提升電站總體效率時,華為又開創(chuàng)了±1500V領(lǐng)域,陽光電源與華為又開始領(lǐng)先布局碳化硅二代材料。
3.1.2、渠道拓展,分布式領(lǐng)域走向全球
隨著渠道建設(shè)的逐步完善,中國戶用逆變器逐漸在全球市場發(fā)力。由于分布式領(lǐng)域下游市場分散,所以其銷售更為依賴渠道。
經(jīng)過多年的布局建設(shè),以錦浪、固德威為代表的中國戶用逆變器企業(yè),已經(jīng)深入到美國、歐洲、印度、拉美等各大光伏主要市場,與當(dāng)?shù)貞粲霉夥N售商建立了良好的合作關(guān)系。在渠道逐步完善的情況下,中國逆變器的性價比優(yōu)勢逐步凸顯。
3.2、復(fù)刻集中式崛起之路,微逆領(lǐng)域強(qiáng)勢出擊
3.2.1、政策:各國安規(guī)標(biāo)準(zhǔn)陸續(xù)出臺,助力微逆需求提升
各國陸續(xù)出臺光伏的安規(guī)標(biāo)準(zhǔn),加強(qiáng)了對屋面光伏設(shè)備安全性的重視,核心要點(diǎn)為提高關(guān)斷能力的要求,設(shè)定最高電壓標(biāo)準(zhǔn)以避免屋面光伏發(fā)電設(shè)備帶來的安全隱患。在各國政策的力推下,組件級關(guān)斷解決方案的需求大幅增長。
3.2.2、經(jīng)濟(jì)性:微逆在10KW以下,初始投資具備經(jīng)濟(jì)性
滿足組件級關(guān)斷要求的方案整體有三類:微型逆變器,組串式逆變器+關(guān)斷器,組串式逆變器+優(yōu)化器。其中,組串+優(yōu)化的方案,運(yùn)行時仍有直流高壓風(fēng)險;組串+關(guān)斷的方案,運(yùn)行時仍有直流高壓風(fēng)險,且無組件級別MPPT功能。
不考慮微型逆變器相較于其他兩種方案的安全優(yōu)勢,以及相較于“組串+關(guān)斷”的發(fā)電增益優(yōu)勢,僅考慮初始投資成本,測算如下:在6KW以下的情景,微逆成本約0.75元/W,優(yōu)于“組串+關(guān)斷”(0.77元/W)與“組串+優(yōu)化”(1.07元/W)的方案;在6-11KW的情景,微逆成本約0.75元/W,優(yōu)于“組串+優(yōu)化”(0.89元/W)的方案;在11KW以上的情景,微逆與“組串+優(yōu)化”的方案相比無初始投資成本優(yōu)勢。
3.2.3、空間:新興領(lǐng)域增長迅速,2025年市場規(guī)模近200億
預(yù)計(jì)全球微型逆變器市場規(guī)模2025年為196億,2021-2025年CAGR為17%。根據(jù)我們測算,2022-2025年,國內(nèi)微型逆變器市場規(guī)模為10/15/21/30億元,海外微型逆變器規(guī)模130/146/156/167億元,全球微型逆變器市場規(guī)模為140/161/177/196億元。
關(guān)鍵假設(shè):
1、全球光伏市場保持高速增長,2021年全球光伏新增裝機(jī)量為170GW,預(yù)計(jì)2022-2025年全球光伏新增裝機(jī)量增速為28%/14%/10%/10%,對應(yīng)光伏新增裝機(jī)量為218/248/273/300GW;其中,分布式光伏占比逐步提升。預(yù)計(jì)2022-2025年國內(nèi)分布式占比為41%/43%/45%/47%;海外分布式占比為44%/46%/47%/49%。
2、隨著各國對光伏安全的重視,預(yù)計(jì)微型逆變器在分布式光伏中的滲透率逐步提升。預(yù)計(jì)2022-2025年國內(nèi)微逆在分布式中的滲透率為3%/4%/6%/9%;海外微逆在分布式中的滲透率為13%/14%/16%/17%。
3、隨著降本的不斷推進(jìn),微型逆變器的降本速度較快:預(yù)計(jì)2022-2025年國內(nèi)微型逆變器的價格為1.07/0.91/0.77/0.66元/W;預(yù)計(jì)2022-2025年海外微型逆變器的價格為1.53/1.30/1.11/0.94元/W。
3.2.4、格局:Enphase主導(dǎo)市場,禾邁增長迅速
Enphase主導(dǎo)市場,禾邁增長迅速。在行業(yè)競爭格局上,2020年Enphase微型逆變器營收高達(dá)50.5億元,是絕對的微型逆變器領(lǐng)跑者,國產(chǎn)微逆廠商禾邁20年微逆營收為2.0億元。在2021年,禾邁的微逆營收達(dá)到4.5億元。
3.2.5、性能:國內(nèi)企業(yè)效率稍有劣勢,功率密度更優(yōu)
禾邁的產(chǎn)品整體性能已經(jīng)與Enphase不相上下。從轉(zhuǎn)換效率上,禾邁的產(chǎn)品整體落后Enphase0.8個百分點(diǎn)。在功率密度上,禾邁在各類產(chǎn)品上較Enphase均有較大優(yōu)勢。
3.2.6、成本:國內(nèi)企業(yè)遙遙領(lǐng)先
國內(nèi)企業(yè)的單瓦成本已遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于Enphase。根據(jù)我們測算,2020年禾邁產(chǎn)品的成本為0.35元/W,昱能產(chǎn)品的成本為0.79元/W,而Enphase的成本高達(dá)1.69元/W,禾邁的成本僅為Enphase的21%。當(dāng)然,這里有禾邁產(chǎn)品多為一拖四,Enphase產(chǎn)品多為一拖一、一拖二的原因,但即使禾邁的單瓦成本翻倍,仍僅為Enphase成本的42%。
3.2.7、小結(jié):微逆領(lǐng)域,國產(chǎn)企業(yè)有望復(fù)刻集中式崛起之路
當(dāng)前的微逆行業(yè)現(xiàn)狀與2010年前后的集中式逆變器的發(fā)展情況類似。
(1)空間上,都處于規(guī)?;拈_始。集中式逆變器:2010年,全球光伏新增裝機(jī)量邁入10GW大關(guān);微型逆變器:我們預(yù)計(jì)2022年市場空間超過百億元。
(2)產(chǎn)品上,自初代產(chǎn)品問世均經(jīng)過了一段時間發(fā)展,給了其他廠商學(xué)習(xí)、研發(fā)、優(yōu)化的時間,此時中國廠商的產(chǎn)品性能與海外龍頭企業(yè)已經(jīng)不相上下。集中式逆變器:2003年SMA推出首款集中式逆變器,2010年時,陽光電源的產(chǎn)品除轉(zhuǎn)換效率略低于SMA之外,其他性能已經(jīng)相差無幾甚至略有領(lǐng)先;微型逆變器:2008年Enphase推出首款微型逆變器,2020年時,禾邁股份的產(chǎn)品除轉(zhuǎn)換效率略低于Enphase之外,其他性能已經(jīng)相差無幾甚至略有領(lǐng)先。
(3)格局上,都有海外廠商占據(jù)絕對領(lǐng)先位置。集中式逆變器:2010年前后,SMA的全球市占率始終維持在30%以上;微型逆變器:Enphase一家獨(dú)大,占據(jù)七成以上份額。
(4)成本上,國內(nèi)企業(yè)遙遙領(lǐng)先。集中式逆變器:2010年時,陽光電源的成本僅為SMA成本的56%;微型逆變器:2020年時,禾邁股份的成本僅為Enphase的21%,即使考慮到產(chǎn)品類型的原因,將禾邁的單瓦成本翻倍,仍僅為Enphase成本的42%。
基于以上維度的考量,我們僅考慮微逆行業(yè)中當(dāng)前的參與者,禾邁股份很有可能走出一條當(dāng)年陽光電源走出的道路,超過海外企業(yè),成為全球龍頭;中國微逆企業(yè),很有可能走出一條當(dāng)年中國逆變器企業(yè)走出的道路,占據(jù)全球微逆絕大多數(shù)份額。
3.3、儲能變流器為全新增量空間,中國企業(yè)大舉入場
3.3.1、空間:2021-2025年CAGR超40%
全球儲能變流器市場規(guī)模2025年超300億,2021-2025年CAGR為43%。根據(jù)我們測算,2022-2025年,全球儲能變流器市場規(guī)模為200/280/330/375億元。
關(guān)鍵假設(shè):
1、全球儲能市場保持高速增長,2021年全球電化學(xué)儲能新增裝機(jī)量為10GW,隨著全球新能源裝機(jī)量的快速提升,各國對儲能的需求愈發(fā)迫切,預(yù)計(jì)全球電化學(xué)儲能新增裝機(jī)量2022-2025年增速為150%/60%/38%/36%,對應(yīng)電化學(xué)儲能新增裝機(jī)量為25/40/55/75GW;
2、隨著降本的不斷推進(jìn),儲能變流器的降本速度較快:預(yù)計(jì)2022-2025年儲能變流器的價格為0.8/0.7/0.6/0.5元/W。
3.3.2、性能:國內(nèi)部分產(chǎn)品已全球領(lǐng)先
從產(chǎn)品的功率覆蓋范圍,數(shù)量和性能來看,國內(nèi)部分企業(yè)儲能變流器產(chǎn)品已領(lǐng)先于海外企業(yè)。其中有以地面電站用儲能變流器為主的陽光電源和以小型分布式儲能變流器為主的德業(yè)、錦浪。
在地面電站用儲能變流器市場上,陽光電源的現(xiàn)行產(chǎn)品數(shù)量為6個,和海外的代表企業(yè)SMA持平。但是從產(chǎn)品效率來看,陽光電源的產(chǎn)品效率最高可以達(dá)到99%,比SMA產(chǎn)品最高效率96.8%高2.2個百分點(diǎn)。
從產(chǎn)品功率分布情況來看,陽光電源功率在1MW-2MW的產(chǎn)品有3種,功率在2MW-3MW的產(chǎn)品有1種,功率在3MW-4MW的產(chǎn)品有2種,已覆蓋各大主流功率段。
在分布式儲能變流器市場上,國內(nèi)代表企業(yè)德業(yè),固德威和錦浪分別擁有14、10和18種產(chǎn)品,國外的同類代表企業(yè)SMA僅有4款產(chǎn)品,SolarEdge擁有15種產(chǎn)品。
從產(chǎn)品效率來看,德業(yè)和錦浪現(xiàn)有產(chǎn)品轉(zhuǎn)換效率處于較高水平,大幅領(lǐng)先于SMA。從產(chǎn)品功率分布情況來看,德業(yè)、固德威和錦浪產(chǎn)品功率覆蓋3-12KW,可以滿足各類分布式應(yīng)用場景需求。
資料來源:光大證券
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