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   要闻动态

光伏逆变器及储能逆变器行业发展现状及未来预测

  (1)行业简介

  逆变器,也称逆变电源,是将直流电能转变成交流电能的变流装置。光伏逆变器是指应用在太阳能光伏发电系统中的逆变器,是将太阳电池组件产生的直流电转换成频率可调节的交流电的电子设备,可以反馈回商用输电系统,或是供离网的电网使用。

  光伏逆变器由升压回路和逆变桥式回路构成,升压回路将直流电压升至逆变器输出时所需的直流电压,逆变桥式回路将升压后的直流电压转换为常用频率的交流电压,不仅具有直交流变换功能,还具有最大限度发挥太阳电池性能的功能和系统故障保护功能。光伏逆变器是光伏发电系统设备的重要组成部分之一,可直接影响太阳能光伏系统的发电效率。

  根据不同功率,光伏逆变器可分为集中式逆变器、组串式逆变器、集散式逆变器及微型逆变器,主要区别在于逆变器单体容量以及直接与其连接的光伏组件数量的不同,同时也具有不同的下游应用场景。集中式逆变器是将并行的光伏组串连接到同一台集中逆变器的直流输入端,进行最大功率峰值跟踪后,经过逆变并入电网。集中式光伏逆变器的单体容量通常在 500kW 以上,主要适用于光照均匀的集中性地面大型厂房、电站等;组串式光伏逆变器是对 1-4 组光伏组串进

  行单独的最大功率峰值跟踪,经过逆变后并入交流电网。组串式光伏逆变器的单体容量通常在 100kW 以下,主要适用于分布式发电系统;集散式逆变器的功率通常介于集中式与组串式逆变器之间;微型光伏逆变器是对每块光伏组件进行单独的最大功率峰值跟踪,经过逆变后并入交流电网。微型光伏逆变器的单体容量一般在 1kW 以下,主要适用于分布式户用和中小型工商业屋顶电站等。

  储能是大规模发展可再生能源的关键支撑。储能对新能源的利用具有重大意义,是能源革命的重要环节,例如对光伏发电来说,作为一种间歇性能源,发电功率波动会给电网系统带来冲击,光储一体化则可在一定程度上抑制冲击,有利于实现光伏发电灵活并网和充分消纳。

  储能逆变器是储能系统产业链上的必要环节:储能逆变器是连接于电池系统与电网之间的实现电能双向转换的装置,既可把蓄电池的直流电逆变成交流电,输送给电网或者给交流负荷使用;也可把电网的交流电整流为直流电,给蓄电池充电。储能逆变器集成了光伏并网发电和储能电站的功能,既能够克服光伏组件受天气变化发电不稳定的缺点,提高电网品质;又能够通过波谷储存电能,波峰输出电能,大幅削减电网峰值发电量,大幅增加电网容量,提高电网利用率。

  储能变流器和光伏逆变器在原理上基本相同,技术同源。对于原光伏逆变器厂商而言,储能业务是纯增量业务,因此许多光伏逆变器厂商开始发展储能变流器业务。同时,光伏逆变器和储能变流器的客户群体重叠度较高,此前积淀的渠道与品牌优势,可以帮助其迅速拓展储能变流器业务。目前主流的储能变流器厂商大部分主业均为光伏逆变器。

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  (2)行业产业链

  逆变器生产所需的主要原材料包括结构件、电子元器件以及辅助材料等。其中结构件主要为塑胶件、压铸件、钣金件、散热器等;电子元器件包括功率半导体器件、集成电路、电感、PCB 线路板、电容、开关器件、连接器等;辅助材料主要包括胶水、包材、绝缘材料等。

  逆变器下游涵盖终端用户、系统集成商、EPC 承包商(Engineer i ngProcurement Construction,指公司受业主委托,按照合同约定对工程建设项目的设计、采购、施工、试运行等实行全过程或若干阶段的承包)和安装商。从逆变器产业链的下游来看,逆变器作为太阳能光伏发电系统的核心部件,需与其他部件集成后销售给下游电站投资业主、家庭户用、工商业主等终端用户。光伏发电系统在提供给最终用户使用之前,还需经历系统设计、部件集成及安装环节,虽终端用户均相同,但设备也可以由中间环节的某一类客户采购,故逆变器下游客户既包括了投资业主等最终用户,也涵盖了光伏系统集成商、EPC 承包商、安装商等中间环节的客户。

  (3)行业发展现状

  ①全球光伏逆变器市场规模持续增长,我国市场表现亮眼

  受益于各国对新能源的推广,全球光伏新增装机容量 GW 级市场持续增大,带动光伏逆变器需求快速增加。2017-2021 年,全球光伏逆变器市场规模逐年增长,期间年复合增长率为 15.26%,2021 年全球光伏逆变器市场规模达 21.04 万MW,预计 2026 年将稳定增长至 57.93 万 MW。

  数据来源:Frost&Sullivan

  从交易量来看,据 GMI(Global Market Insights)数据,2021 年全球光伏逆变器市场规模为191.76 亿美元,预计2022-2028 年期间年复合增长率将超过5.3%,2028 年全球光伏逆变器市场规模将达 277.76 亿美元。光伏逆变器将太阳能电池板的输出可变直流电转换为可供家用电器使用的交流电,是太阳能发电系统中最关键的组件之一,满足了目前市场对于清洁能源和可持续能源的需求。

  我国光伏逆变器行业受政策影响较强,技术准入壁垒较高。2022 年 1 月,工信部、住建部等五部门联合发布《智能光伏产业创新发展行动计划(2021-2025 年)》,提出以满足智能光伏电站发展为导向,发展智能逆变器、控制器、汇流箱、储能系统、跟踪系统,加快突破智能电站所需的高效电力电子器件等关键部件。

  在利好政策的推动下,我国光伏逆变器行业发展迎来良机,光伏逆变器下游应用领域需求进一步提高。据弗若斯特沙利文数据,2021 年,在全球光伏逆变器市场规模 21.04万 MW 的背景下,我国光伏逆变器市场出货量占全球总出货量的 31.1%,远超全球其他国家或地区。随着光伏产业的进一步发展成熟,预计未来我国光伏逆变器市场出货量仍将持续释放。

  数据来源:Frost&Sullivan

  ②储能市场发展迅速,成为未来发展重点

  按储能方式分,储能主要分为机械储能、电磁储能、电化学储能、热能储能与化学储能。储能行业的参与者众多,包括储能逆变器、储能电池、电池管理系统与能源管理系统的储能设备供应商,以及储能系统集成商与储能电站投资及运营实体。其中,储能逆变器市场的领先者主要为光伏逆变器制造商,行业集中度较高。在光伏发电过程中,光伏组件容易受到天气变化影响,而储能可以起到削峰填谷,提高风、光等可再生能源的消纳水平的作用,实现发电稳定、提高电网品质,因此储能电站成为新能源改革的主要方向。

  与此同时,各国也相继推出储能相关政策,布局储能产业链发展。2021 年 7月,国家发改委、国家能源局发布的《关于加快推动新型储能发展的指导意见》提出,“十四五”期间将聚焦高质量规模化发展,以 3,000 万千瓦为基本规模目标,并在“十五五”期间实现市场化发展;2021 年 4 月,国家能源局发布《关于报送“十四五”电力源网荷储一体化和多能互补工作方案的通知》,重点支持每年不低于 20 亿千瓦时新能源电量消纳能力的多能互补项目以及每年不低于 2 亿千瓦时新能源电能消纳能力且新能源电量消纳占比不低于整体电量 50%的源网荷储项目。

  美国、澳洲、欧洲等地区也推出针对集中式与户用不同种类的推进政策,发展较快。美国政府对储能技术支持力度较大,已将储能技术定位为支撑新能源发展的战略性技术;日本出台的《面向 2030 年能源环境创新战略》提出能源保障、环境、经济效益和安全并举的方针,要求发展新储能技术。

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【编辑:叶先生