光伏逆变器

摘要：随着全球对新能源建设的推进，光伏逆变器市场保持了高速增长态势。2023年全球光伏逆变器市场规模达到324.0千兆瓦，同比增长26.22%。未来几年，光伏逆变器市场将会继续增长。首先，欧洲危机的爆发以及新兴经济体清洁能源装机需求的增长等都将推动市场的发展。同时，国内装机数量的持续发力也将为市场带来新的动力。

一、定义及分类

光伏逆变器是将太阳能电池在光生伏特效应下产生的直流电转换成交流电的电力电子设备。根据技术路径以及功率水平的差异，可以将其分为集中式光伏逆变器、组串式光伏逆变器、集散式光伏逆变器以及微型逆变器。集中式光伏逆变器主要应用于集中式光伏发电系统，功率范围在250kW-10MW，单体功率高成本低，具有较优的电网调节性；组串式光伏逆变器主要应用于分布式光伏发电系统，功率范围在1.5kW-250kW；集散式光伏逆变器是集集中式光伏逆变器和组串式光伏逆变器于一体，集合两种逆变器优点，主要用于复杂的大型地面电站，功率范围在1MW-10MW；微型逆变器比组串式逆变器还小，主要用于户用等小型电站，功率范围在4kW以下。

二、行业政策

1、主管部门和监管体制

光伏逆变器属于制造业中的电气机械和器材制造业，主管部门主要包括国家发展和改革委员会、科学和技术部、工业和信息化部、国家能源局等。行业主管部门主要通过制定产业政策、行业发展规划、行业技术规范和标准进行宏观调控和指导，以及统筹协调前沿技术研究，牵头组织重大关键技术攻关，对行业内的重大技术创新予以扶持等。

光伏逆变器的全国性自律组织主要包括中国光伏行业协会、中国电力企业联合会、中国可再生能源学会、中国电源学会等。协会的主要职责是组织会员开展各类业务技术培训，组织会员间的经验交流，帮助协调、解决会员单位生产经营中的问题，组织会员单位进行自我管理，举办会展，开展对外经济、技术合作和交流等。

2、行业相关政策

光伏逆变器是光伏发电系统中的核心部件，随着国内光伏市场的快速增长，光伏逆变器市场需求也迅速扩大。国内政府对新能源的发展给予了大力支持，鼓励企业进行技术创新和产品升级，提高光伏逆变器的性能和质量。2023年1月，工信部等六部门印发《关于推动能源电子产业发展的指导意见》，提出加快智能光伏创新突破，鼓励开发先进适用的智能光伏组件，发展智能逆变器等关键部件，并开发新型高效率和高可靠性逆变器，提高光伏电站监控运维水平。

三、行业壁垒

1、技术壁垒

光伏逆变器作为光伏发电系统的核心设备，扮演着重要的角色。光伏逆变器具有技术密集型特征，因此对产品质量有较高的要求。首先，光伏逆变器的安全性、稳定性和可靠性对整个光伏电站的正常运行至关重要。逆变器需要能够有效地将光伏阵列产生的直流电转换为交流电，并确保最大可能的能量转化效率。同时，它必须具备精确的功率控制功能，以适应不同的光照条件和电网要求。其次，光伏逆变器在运行过程中需要能够应对各种异常情况，如过电压、过电流、短路等，从而确保电站的安全运行。此外，光伏逆变器还需要能够适应极端环境条件的要求。无论是高温、高原还是高寒地区，光伏逆变器都必须具备良好的散热设计和耐受能力，以确保在各种复杂环境下的正常运行。这些都对企业的技术提出较高要求。

2、产品认证壁垒

光伏逆变器在不同国家和地区需要通过当地市场对产品的认证才能进入该市场，被接受和认可。这些认证程序是由当地政府或权威机构制定并执行的，旨在确保光伏逆变器产品符合当地法规和标准，具有安全、可靠、高效等特点。欧洲有CE认证，德国有TÜV认证，意大利有DK5940认证，我国有CQC认证等。这些认证过程较为复杂的，要求厂商具备先进的技术水平和专业知识，并进行严格的测试和评估，以确保产品的质量和性能达到当地标准的要求。此外，认证周期也相对较长，从几个月到一年或更长时间都有可能。这对于进入新的市场的企业来说，需要耐心和长期的投入。

3、品牌壁垒

在消费者选择光伏逆变器产品时，安装案例和品牌形象是两个非常重要的因素。对于新进入者来说，建立良好品牌形象和积累一定规模的安装实例是至关重要的，且良好的品牌形象可以帮助企业赢得更多客户，增强消费者的信任感和忠诚度，并提高企业市场占有率，提高企业知名度和盈利能力。因此，企业需要加强市场推广，提高品牌知名度和美誉度，打造品质保障和服务体系，以满足客户需求和提升品牌形象。

四、发展历程

随着太阳能光伏技术的不断发展和应用，光伏逆变器也经历了以下几个阶段的发展历程。发展初期，光伏逆变器使用简单的线性逆变技术，将直流电转换为交流电。它们的效率较低，体积较大，成本昂贵，主要用于小规模太阳能光伏系统。普及阶段，光伏逆变器采用了高频开关技术（如MOSFET、IGBT等），提高了转换效率和稳定性，并减小了体积和重量。此时，光伏逆变器已经能够应用于中小规模的分布式光伏发电系统。高效能阶段，光伏逆变器采用了更先进的功率电子器件和拓扑结构，如硅碳化物（SiC）和氮化镓（GaN）等宽禁带半导体材料，提高了转换效率、可靠性和功率密度。此时，光伏逆变器已经能够满足大规模商业和工业用途的需求。智能化阶段，光伏逆变器结合了智能化控制技术、互联网和大数据等先进技术，实现了更高的系统集成度、精确的电能管理和运维监测。此时，光伏逆变器已经具备远程监控、故障诊断和优化运行等功能，为光伏发电系统的运营和管理提供了更多便利。

五、产业链

1、行业产业链分析

我国逆变器上游主要为制作光伏逆变器所需的原材料，主要包括功率器件IGBT、传感器、电容器等。其中功率器件技术先进企业大部分来自国外企业，这在供给上有所限制。中游主要为光伏逆变器生产制造，主要制成集中式逆变器、集散式逆变器、组串式逆变器和微型逆变器。下游主要为集中式光伏电站和分布式光伏电站。

2、行业领先企业分析

（1）阳光电源股份有限公司

阳光电源股份有限公司自1997年公司成立起，就致力于研发生产光伏逆变器为核心的光伏系统设备研发和生产。公司产品包括户用逆变器、组串式逆变器、集中式逆变器和模块化逆变器，功率覆盖范围在3kW-8800kW，全面覆盖户用、工商业和大型地面电站等应用场景。2023年前三季度，阳光电源营业收入为464亿元，同比增长108.85%；归母净利润为72亿元，同比增长250.53%。随着全国可再生能源装机数量的不断攀升，这为企业高速增长的业绩带来强力支撑。

（2）上能电气股份有限公司

上能电气股份有限公司主要从事电子电力变换技术的研发生产工作，主要产品包括光伏逆变器、储能双向变流器以及有源滤波器等，其中光伏逆变器产品主要为组串式光伏逆变器、集中式光伏逆变器及集散式光伏逆变器。2023年上能电气光伏逆变器营业收入为13亿元，同比增长275.55%；光伏逆变器毛利率为19.85%，同比下降0.97个百分点。随着光伏电站建设不断加快，公司光伏逆变器市场需求不断增长，但由于市场上新进入者不断增加，且产品受到原材料价格上涨，导致光伏逆变器毛利率有所下滑。2024年1月11日，上能电气成功获得了一项基于混合逻辑驱动的变换器电流控制方法及装置的专利。这项专利的取得对于上能电气来说是一个重要的突破。通过采用混合逻辑驱动的控制方法，公司可以更加精确地控制变换器的电流，从而提高系统的稳定性和效率。这不仅有助于降低成本，还可以为公司带来更高的竞争优势。

六、行业现状

随着全球对新能源建设的推进，光伏逆变器市场保持了高速增长态势。2023年全球光伏逆变器市场规模达到324.0千兆瓦，同比增长26.22%。未来几年，光伏逆变器市场将会继续增长。首先，欧洲危机的爆发以及新兴经济体清洁能源装机需求的增长等都将推动市场的发展。同时，国内装机数量的持续发力也将为市场带来新的动力。需要注意的是，光伏逆变器的使用年限一般为10年左右，而光伏电站及组件的寿命约为25年。因此，未来市场需求将受到新建装机和更换老旧设备的有力支撑。

七、发展因素

1、有利因素

（1）产业链完整

得益于国内较为完整的光伏产业链，中国光伏逆变器企业正处于高速发展阶段。产业链上下游的协同发展不断推动着企业实现技术突破和创新。国内光伏产业链的完善为逆变器企业提供了良好的支撑。从原材料采购、组件制造到销售服务，每个环节都有相应的企业参与，形成了紧密的合作关系。这种产业链的完整性使得企业能够更好地掌握整个生产过程，提高生产效率和产品质量。同时，产业链上下游的协同发展促进了技术的持续突破。企业之间的紧密合作和信息共享加速了技术创新的传播和应用，推动了逆变器产品的不断升级。例如，逆变器与光伏组件之间的匹配优化、智能控制系统的研发等方面取得了显著的进展。

（2）政府支持推动市场需求增长

中国是全球最大的光伏市场之一，也是光伏发电技术应用最为广泛的国家之一。在中国国家能源战略中，光伏发电已被列为重点发展领域之一。这表明未来市场需求将会继续增长，其中包括逆变器市场。随着清洁能源的不断普及，中国政府对光伏产业的支持力度不断加大。这种支持包括政策和资金等多方面，旨在推动企业加强技术创新，提高产品性能和质量，促进行业的健康发展。这为国内逆变器企业提供了良好的发展机遇。

（3）成本优势

中国的光伏逆变器企业在与国际竞争对手的比较中通常具备较低的生产成本优势。这主要归因于中国在制造领域拥有一定的优势。中国制造业在全球供应链中扮演着重要角色。中国的制造业基础雄厚，并且拥有完善的供应链网络，这使得企业能够从供应商那里获得相对廉价的原材料和零部件。这降低了生产成本，使得中国的光伏逆变器企业能够以更具竞争力的价格提供产品。同时，中国具有庞大而廉价的劳动力资源，这使得企业能够以更低的人工成本来生产光伏逆变器设备。相比其他国家，中国的劳动力市场竞争激烈，使得劳动力成本相对较低。这为国内企业提供了一个在价格上具备竞争优势的机会。

2、不利因素

（1）主要原材料供应风险

光伏逆变器主要原材料包括IGBT、IC等半导体器件。然而，在国际市场上，领先的功率半导体技术主要掌握在一些境外企业手中，因此，国内光伏逆变器企业在采购功率半导体等材料时对境外生产厂商品牌存在一定程度的依赖。近年来，全球政治局势动荡，市场风险加剧，导致境外功率半导体等材料可能出现供应偏紧情况，从而直接影响国内生产节奏，给企业生产经营带来较大不利影响。

（2）新技术研发风险

国内光伏逆变器企业在新技术研发方面存在一定的风险，首先，光伏逆变器的新技术研发需要投入大量的资金、人力和时间。研发过程中可能会遇到技术难题或者技术突破的困难，导致项目进展缓慢或无法达到预期目标。这可能会造成企业在研发阶段的投入浪费和经济损失。其次，新技术的研发周期较长。在研发过程中，技术和市场环境可能发生变化，原有的技术方案可能面临落后或者不符合市场需求的风险。这可能导致企业投入大量资源和时间，最终无法实现商业化应用或者无法满足市场需求。

（3）竞争激烈

在光伏逆变器市场，竞争异常激烈。国内外的竞争对手都在积极进行技术创新和产品研发，以满足市场需求并保持竞争优势。现阶段，国内外大型企业不断进行产能扩张和市场开拓，同时也吸引了大量竞争者进入行业中，行业竞争日趋激烈。如果企业不能跟上行业发展的步伐，可能面临技术落后的困境，若企业没有及时更新自己的技术，就有可能被其他竞争对手迅速超越，失去市场份额。

八、竞争格局

就国内光伏逆变器市场布局而言，华为连续多年以来一直是全球光伏逆变器出货量榜首。然而，华为的产品主要集中在组串式逆变器和户用逆变器领域。相比之下，阳光电源在光伏逆变器产品技术路径布局上更加全面。除了微型逆变器外，其他类型的逆变器均有涉及。目前，在模块化逆变器领域，只有阳光电源和禾迈股份有所涉猎。而布局微型逆变器的企业相对较少。然而，随着分布式光伏的快速发展，预计微型逆变器的渗透率将会提高。

九、发展趋势

1、光伏逆变器朝储能发展

未来市场，随着电力需求的不断增长，光储融合将成为大势。这将带动光伏逆变器市场规模扩展延伸至储能方面。2023年上海SNEC光伏展和德国慕尼黑Intersolar两大展会中，一些逆变器企业推出了针对储能的创新产品，例如阿特斯公司所推出的SolBank储能系统。未来，随着光伏装机量的持续增加，储能系统的运用将成为光伏逆变器能源结构转型和大规模应用的关键要素。通过储能系统的引入，光伏逆变器企业可以更好地应对弃光问题，实现光伏发电的平稳输出和供应。

2、组串式逆变器随分布式光伏发电市场需求增长而增长

在政策的推动下，国内市场仍以集中式光伏发电站建设为主。随着日后建设成本降低，居民市场需求上升，分布式光伏发电站将得到强力支撑。而组串式逆变器主要应用于分布式光伏发电系统。相比较集中式逆变器，组串式逆变器具有智能化程度高、安装灵活、安全性高和易于维护等特点，逐渐得到市场认可。随着技术的不断发展，组串式逆变器的生产成本不断下降，发电功率也将逐渐接近甚至超过集中式逆变器。同时，未来分布式光伏发电的广泛应用将为组串式逆变器提供更多的市场机会，使其在未来整体市场份额中呈现不断增长的态势。

3、智能化、高效化发展

随着智能电站建设的不断推进，光伏逆变器的作用日益凸显。在大数据、物联网、云计算等相关技术的持续发展下，智能型的电力电子设备需求也将不断提升。此时，光伏逆变器将不断向智能化、多元化、高效率、多功能化发展，以满足不同场景的需求。这种发展趋势将使得光伏逆变器逐步成为光伏电站中的核心部件，进一步推动光伏电站的智能化、高效化等建设进程。