光伏技术创新有哪些规划

1、工程概况 11.1工程概况 11.2地理位置 11.3资源分布 1.4交通运输 1.5建筑面积 1.6总平面图 2、示范目标及主要内容 2.1太阳能光电系统技术要点 2.2项目示范目标 2.3项目主要内容 3、技术方案 3.1建筑围护结构体系 3.2光电系统技术设计方案 3.2.1设计依据及说明3.2.2光伏建筑一体化设计 3.2.3离网/并网系统设计 3.2.4主要产品、部件及性能参数 3.2.5系统能效计算分析 3.2.6技术经济分析 3.3节能量计算 3.4运行维护和管理 3.4.2太阳能光伏系统的管理 3.5数据监测与远传系统 3.6进度计划与安排 3.7效益及风险分析 3.7.1环境影响分析 3.7.2项目推广前景分析 3.7.3风险分析

安全用电智慧节能，浙电设计保驾护航。

浙电电力设计（杭州）有限公司（简称“浙电设计”ZEPD），座落于美丽的西子湖畔。浙电设计（ZEPD）源自于国营设计研究院，传承国营设计研究院60余年国家级科研院所的厚重历史和文化底蕴，具有人才、科研、装备、市场等综合资源优势。主要围绕新能源发电与发输变配电专业，重点在新能源应用、变电、配电等专业领域为顾客提供科学研究、技术咨询、工程设计、安装调试以及运行维护等全过程服务。

在新能源发电领域，ZEPD一直致力于为客户提供最专业最直接的技术咨询服务和优质全面的专业解决方案。特别在光伏发电领域，随着分布式光伏电站的推广和普及，ZEPD将以全面的电站创新设计、完整的分布式电站整体优化解决方案推动光伏电站的新应用和技术升级。ZEPD致力于帮助更多的光伏企业带来更高的生产效率和不断增长的收益，使分布式光伏电站能更快更安全更稳定的为电力系统提供能源支撑。

在电力系统领域，ZEPD能为客户提供最专业的技术咨询服务，有一支专业服务于省电网业务技术团队。能提供电网220kV及以下电压等级变电站设计业务服务，从可行性研究、初步设计、施工图设计、竣工图编制等全过程提供优质服务。

ZEPD新能源领域优势：

(1)为客户定制最佳解决方案

根据客户需求，进行科学分析，为客户提供最优的解决方案。特别是在复杂地形（如山地、坡改地、丘陵地、阶梯地等）光伏组件布置设计领域，利用3D空间模型建模布置光伏组件，给客户一个最佳解决方案。

(2)优异的施工工艺

采用先进的安装工艺并取得良好施工效果，使光伏发电系统的施工安装过程简化、质量可靠、工期短、造价低。

(3)先进的施工装备

先进的施工装备是精品工程的保障，引进先进的施工设备、一流的过程检测设备，使工程施工更可靠、进度更快。

(4)优异的非标构件设计、生产能力

对于非标构件需求，依托自身多年的机械研发、生产能力，可提供最佳解决方案。

(5)持续的技术及工艺创新

切实将新技术、新工艺用于工程施工，模块化不同材质的支架应用不仅增加美感，还能减轻建筑顶面发电系统所增加的重量。

主要业务：

分布式能源项目规划、可行性研究、设计服务

光伏地面电站规划、可行性研究、设计

绿色建筑咨询设计、节能评估

分布式能源、冷热电三联供可行性研究、系统设计

天燃气发电、生物质发电等电站可行性研究、设计

2、光伏发电站设计在满足安全性和可靠性的同时，应优先采用新技术、新工艺、新设备、新材料。

3、大、中型光伏发电站内宜装设太阳能辐射现场观测装置。

4、光伏发电站的系统配置应保证输出电力的电能质量符合国家现行相关标准的规定。

5、接人公用电网的光伏发电站应安装经当地质量技术监管机构认可的电能计量装置，并经校验合格后投入使用。

6、建筑物上安装的光伏发电系统，不得降低相邻建筑物的日照标准。

7、在既有建筑物上增设光伏发电系统，必须进行建筑物结构和电气的安全复核，并应满足建筑结构及电气的安全性要求。

8、光伏发电站设计时应对站址及其周围区域的工程地质情况进行勘探和调查，查明站址的地形地貌特征、结构和主要地层的分布及物理力学性质、地下水条件等。

9、光伏发电站中的所有设备和部件，应符合国家现行相关标准的规定，主要设备应通过国家批准的认证机构的产品认证。

屋顶的来源可能是多种可能：工业厂房，商业建筑，行政办公楼，医院，学校，居民住宅等常见的屋顶类型有混凝土好彩钢瓦两种，当然采用不同的基础形式和安装方法，选择自然光伏，会根据您的要求设计出性价比高且让您满意的一套屋顶太阳能光伏发电系统！在建造光伏发电站的过程中，自然光伏重视每个细节，具体步骤，使得光伏太阳能发电板方阵面尽量接收到最多的太阳能辐射量，同时在每个环节减少能量的损失，认为控制改善屋顶太阳能光伏发电站的系统运行环境，促使屋顶光伏发电站发挥最大的经济和社会效益。

为消除阴影影响，选择场地后必须确认一下条件是否满足：

1、在一年的任何月份，投向光伏发电板方阵的阳光都不会被遮挡

2、每天上午9点~下午3点光伏太阳能发电板上面无阴影

3、识别上午9点~下午3点遮挡太阳能发布方正的障碍物，消除阴影来源；

4、如无法识别消除产生阴影的因素，也可考虑移动光伏太阳能发电板方阵或增加容量，以弥补由于阴影造成的损失。

屋顶落实难？政府当裁判

我家屋顶为什么要给你来用？对屋顶造成破坏谁负责？出现了问题找谁说理？当屋顶资源所有者面对寻上门的屋顶光伏投资者时，普遍存在上述疑问。怕扯皮的心理让他们普遍望而却步。

让屋顶所有者自己建光伏？一不懂技术，二需要投资，三是嫌麻烦，除非是光伏产品生产企业和个别“环保斗士”，否则没有几户人家愿意动这个脑筋。

“屋顶那么大，可用的却没有几个。”成了当前分布式光伏发电推广应用面临的第一道难题。

“企业的现有屋顶，绝大部分没有考虑到光伏发电的要求，承重、防漏、安保都有不少问题；10万平方米屋顶的大型企业，通过出让屋顶获得的电价节省每年不超过70万元。如果不考虑社会责任和政府推动，衡量得失，许多企业不愿意提供屋顶。”浙江省政府有关部门的领导对屋顶落实难深有体会。

嘉兴市政府扩大分布式光伏发电规模开发和市场应用，率先从落实屋顶资源上寻求突破。嘉兴市政府有关政策特别规定：新增建筑屋顶面积达到一定规模的，必须按照光伏建筑一体化的标准同步设计、同步建设屋顶光伏电站。

作为嘉兴光伏发电“先锋军”的光伏高新技术产业园，对屋顶资源采取了统一规划、统一收储、统一标准、统一管理的“四统一”模式，组织开展屋顶资源前期摸排，逐步建立可建分布式光伏电站屋顶资源数据库，统一收储屋顶资源。

“园区内屋顶资源多元化，有工业建筑、居民住宅、市政、科技园区、商业楼宇等。目前，我们对已建建筑划分出12个3~6兆瓦装机容量的集中连片区，提前与屋顶业主签订安装协议，统一屋顶租赁和电价优惠及合同能源管理政策标准，这样政府就掌握了相当数量的屋顶资源。”嘉兴市光伏高新技术产业园区管委会徐凯平告诉记者。

在光伏发电项目投资者与屋顶资源所有者之间签订协议书，政府也不做旁观者，而是作为“丙方”全程参与和见证项目建设过程。

记者在园区管委会看到嘉兴市晶科能源发展有限公司作为开发运营商，与上海交大科技园（嘉兴）有限公司签署的光伏示范应用项目协议书中，嘉兴市光伏高新技术产业园区管委会就作为丙方出现在协议书上。三方协议书对丙方权利和义务的规定包括：督促甲乙双方各自义务的履行，支持甲乙双方各自权利的实现；对乙方办理政府许可文件、环评批复和电网接入批复、组织调试及验收等在合法、合理的情况下提供必要的协助；甲乙双方发生争议时，根据甲、乙一方或双方的请求，丙方参与调解。

“有了政府出面担保，大大增加了投资和业主双方的信任度，这样就不担心出了纠纷没地方投诉了。没有后顾之忧，光伏发电项目的推进自然大大加快了。在光伏高新技术产业园区内，除了不适宜安装的屋顶，大部分屋顶都已安装或将安装光伏。”在上海交大产业园研发楼的楼顶，嘉兴市光伏行业协会副秘书长徐韶指着满眼可见的屋顶光伏组件时对记者说道。

“没有三方协议和相关规定之前，有些屋顶企业随意要价，临时反悔租赁合同的现象十分普遍，对我们投资商的利益损害非常大。自从有了政府的介入，我们深深感到利益得到了保障。”浙江优太新能源有限公司嘉兴分公司总经理何以平也对记者表示。

据记者了解，担当第三方的园区管委会，不仅担当纠纷处理的裁判，还统筹安排屋顶资源，平衡分布式电站建设中“好”屋顶与“差”屋顶的分配，避免投资商为抢夺资源而出现恶性竞争，成为关键的“第三方”。

为进一步规范屋顶资源市场，园区管委会还制定了两个范本的屋顶租用方式：一是屋顶资源所有者直接出租，投资者按照一年6元/平方米的租金支付，之后所发电量所得全部由投资者所有；二是光伏电站所发电量首先供屋顶业主使用，余电上网，屋顶业主按市电价格的9折电价向投资者支付电费。

两种方式都实现了投资者和业主双方均得益的结果。

贷款融资难？政策出奇招

金融机构往往会选择还款信誉好、背景雄厚、投资回报稳定的企业作为贷款发放对象。他们认为，分布式光伏电站投资回报预期不确定、时间长、存在较大风险，因而严格控制对光伏项目的贷款发放，特别是一些中小型企业很难获得银行贷款。融资难，成为分布式光伏发电的又一桎梏。

“针对金融机构在光伏发电应用的收益权保证、运营风险控制等方面存在的顾虑，嘉兴市政府积极探索建立与分布式光伏发电项目相适应的信贷方式，力求形成当光伏发电应用出现金融、保险、投资方、屋顶业主及系统质量等各种风险时的抗风险机制，并积极争取金融机构的支持。”嘉兴市委副书记、市长肖培生介绍嘉兴经验时说。

为强化融资保障，嘉兴市政府鼓励支持在嘉兴光伏高新技术产业园区内设立专业金融机构，大力引进各类光伏产业投资基金，探索建立光伏企业公开发行债券融资新机制，进一步创新金融体制，拓展融资渠道。

建立政银企沟通机制，要求金融机构加强对嘉兴光伏企业及发电项目给予信贷支持，对嘉兴光伏产业重点扶持企业及项目所贷款项执行国家基准利率不上浮，不增加额外融资条件和项目。

徐凯平介绍说，园区管委会已与多家银行接洽，并为他们在全区内开设分支机构预留了地点，以政府的诚信换取金融机构的支持。目前，已有多家银行到全区进行了考察，并制定在园区落户的方案。其中，国家开发银行、民生银行等银行给予了嘉兴市重点光伏应用项目和企业很大的信贷支持。

在取得金融机构贷款支持的同时，嘉兴市政府还谋划从多角度进一步为企业融资铺平道路。

一是提供贷款担保和贴息。即政府出资，并吸纳社会资本，成立贷款担保基金，优先向重点光伏企业提供流动资金贷款担保，对光伏产业基础设施建设贷款，优先提供财政贴息。

二是设立光伏产业创业（风险）投资引导资金。在市创业（风险）投资引导资金中，专门设立光伏产业创业（风险）投资引导资金，其金额不小于市创业（风险）投资引导资金总额的35%，专项用于引导各类创业投资机构投资光伏企业。

三是支持上市融资。助推光伏企业进行股份制改造，在资产重组、优化配置、财务管理、辅导上市等方面提供协调服务，一企一策，予以上市政策扶持。帮助企业做好与资本市场及有关机构的沟通衔接，扶持企业在海内外市场特别是境内市场发行上市。

稳定的经济回报，是解决投资商与金融部门各方面顾虑的关键。在提供融资支持的基础上，嘉兴市政府和有关研究机构积极探索融资模式。创建电付通平台和保证金池（或基金池）正是嘉兴融资模式探索的产物。

“通过一系列的举措来收取用电企业的电费，并存入平台，平台提取一定的比例（大约10%）存入保证金池，当电费收取遇到特殊情况，暂时可以从保证金池中提取，保证各方利益，解决融资难的问题。”徐凯平向记者介绍了他们的设想。

保险是否健全在某种程度上也决定着融资成功与否。“投资方投资光伏电站的投资回报主要来源就是发电收入，以及各级政府发放的度电补贴。光伏电站投入使用后，在长达25年使用期内，年发电量能否达到理论上预期的水平，还会受到实际光照等气象条件、电站组件性能、以及其它意外事故的影响和制约，因而存在风险。有风险就会影响融资。”徐凯平说，目前他们正在与中国人保财险、安邦保险、太平洋保险、英达财险等商业保险机构，探讨光伏电站保险保障的可行性。嘉兴市光伏高新技术产业园提前制定的《分布式光伏应用创新保险模式试点方案》，从电站施工期建议承包险种，电站运行维护期间建议承保险种等给保险机构提供了很好的参考。

8月13日，安邦保险在嘉兴光伏高新技术产业园区内举行了现场交流会，探讨“太阳能光伏电站综合运营保险条款”。记者看到，在这份还未实行的条款总则中规定：“本条款由电站运营期一切险、太阳辐射发电指数保险、营业中断电费收入损失保险和通用条款组成。”从各个角度为光伏电站提供保障的保险，正呼之欲出。

并网接入难？技术来保障

“与集中式地面光伏电站相比，分布式光伏发电是具有不确定性的，并网后，势必会对电网造成影响。国家电网公司要求所有分布式光伏都要并网，电网安全运行、调度、检修都是新的课题。”国网嘉兴供电公司副总经理王坚敏对记者说。

并网接入难是个不可否认的难题。并网难，说到底不是政策问题，而是技术问题。在嘉兴，有了政府的主导和供电公司的配合，难题不再难。

在工作之初，嘉兴市政府就将重点企业研究院作为推进光伏产业技术创新的核心载体，并以市场化运作为导向，推进光伏产业科研体制创新，在嘉兴光伏高新技术产业园区内建设了包括分布式光伏并网技术研究院、光伏装备与智能控制研究院、光伏能源应用技术研究院等四大重点研究院，对光伏并网相关技术进行深入研究。

“我们研究院重点以光伏并网系统设计和区域智能电网研究为主攻方向，承担光伏发电并网、上网技术研发和产业化研究，为大型集中式光伏发电系统、分布式微网系统、小型家用光伏发电系统及光伏发电运行监管、区域智能电网管理、增值服务、通信信息等提供技术支撑。”浙江分布式光伏并网技术研究院院长王越超告诉记者。

光伏装备与智能控制研究院和光伏能源应用技术研究院也分别有研究与并网相关的课题。前者对智能电网接入控制设备、光伏逆变器进行重点攻克；后者则完成了掌控并网运行模式下为微网运行策略的灵活切换技术、开发出了微网监测平台等重点技术。在研究机构的技术支撑下，一个一个并网难题被攻克。

如果光伏系统本身质量不过关，并网后对电网运行安全的危害是难以估量的，这曾经是电网公司顾虑的原因之一。“分布式光伏是新鲜事物，我们对客户自行安装的屋顶光伏系统既不具有监测评估的资格，也不具有评估的能力。”嘉兴供电公司营销部寿江云说。

于是，嘉兴市在建设安装标准上求突破，由政府部门会同相关企业技术人员，从产品选型、屋顶承载、建设布局，到竣工验收、运营维护，制定了一系列技术标准，特别是规范产品的技术参数，鼓励高效电池组件、新型逆变器等新技术的应用，明确光伏方阵场、光伏系统输配电与控制缆线等布局要求。同时，引入北京鉴衡认证中心作为分布式光伏发电项目的第三方检测机构，负责项目验收。

在嘉兴市政府的领导下，嘉兴供电公司密切配合，在并网接入规范上求突破，出台了《嘉兴电网分布式光伏保护配置及整定技术规范（试行）》、《分布式电源接入配点网继电保护配置及整定技术规范（试行）》等5项技术规定，以及《10千伏发电项目接入系统典型设计》、《居民光伏接入系统典型设计和典型方案》。

同时，优化并网服务，由电力部门牵头，构建制度保障、服务保障、电网规划、技术支持、运营监控、电量结算六大体系，出台了《分布式光伏发电并网服务管理办法》、《居民家庭并网服务规定》、《调度运行规定》等分布式光伏发电并网接入制度，建立电力部门“一个口子”对外并网服务和全称负责体系。

在一系列技术规范和制度的保证下，嘉兴供电公司实现了并网申请全部按时限要求受理，符合要求的分布式光伏项目全部按时限并网。

在嘉兴供电公司向政府有关部门呈报的7月25日至8月1日 《光伏发电并网服务周报》中，记者看到：全市已累计受理光伏项目总计200个，总装机容量254.12兆瓦，已并网运行光伏发电项目总计111个，总并网容量158.50兆瓦，并网装机容量占全市受理装机容量的62.37%。周报对因为并网验收不通过或客户自己原因造成的未并网情况也做了详细说明。

电费回收难？合力同应对

电费回收难，难在哪里？难在使用别人的屋顶作为发电场地，一旦遇到屋顶资源所有者拖欠电费，电站运营商作为一个普通企业，并没有好的办法处理，将面临巨大的电费回收风险。

其实，电费回收对像国家电网公司这样的大型央企来说，也是个难题。国家电网公司采取以优质服务感动用户的方法，加上《按照电力法》强制拉电的方式，也不能完全回收到位，对于员工数目不多的中小民营企业来说，更是难上加难。

浙江优太新能源有限公司嘉兴分公司总经理何以平就向记者谈出了他们的无奈：“我们负责电费回收的只有两三个人，分布式光伏的业主非常分散，我们没有人力天天上门催缴；我们也不能像电网公司可以直接拉电，拉了光伏电，业主还是可以用市电，对用户不会有任何影响，但我们的损失就大了。”虽然她所在企业因为刚进入电费回收期，还没有碰到过这样的事，但对别的投资商遭遇拖欠电费的事也有所耳闻，并有所担忧。

作为一家有丰富海外光伏投资经验的公司，浙江优太新能源有限公司习惯用法律武器保护自己。公司作为受电方与屋顶资源所有者之间实现签订购受电协议时，都会明确规定电能计量方式、电量结算期、结算依据、结算方式、结算时间以及争议解决方式。“如果遇到恶意拖欠电费，我们会采取法律手段，除非是破产倒闭企业，相信我们的电费是能够追回来的。”何以平对记者说，当然，公司在选择屋顶业主时也会非常谨慎。

作为园区管委会工作人员的杨建平，对于管委会投资的沙家浜社区的电费回收却一点也不担心。

“我们的电费是从给屋顶所有者的屋顶资源租金中扣除的，租金每年年底时付给居民用户，居民也是先用电，到年底结算电费。通常情况下，电费金额肯定小于租金，这样，付租金时扣除电费就可以了。”杨建平说。

虽然在记者的采访中，并没有感到嘉兴电费回收是个很大的难题，但嘉兴市政府却未雨绸缪，制定政策防止电费回收难的发生。

据介绍，目前嘉兴电费的收取途径有四个：一是由银行负责托收；二是在银行收不到的情况下，由政府委托的第三方运维公司进行电费收取；三是在运维公司收不到电费的情况下，由政府进行协调；四是在政府协调无果的情况下，采取相关法律手段解决。

嘉兴光伏高新技术产业园同时还在探索光伏发电全额上网，由电网公司按照脱硫标杆电价先付给电站运营方的方式。

“电网公司肯定不会拖欠电费，光伏发电计量结算效率会大大提高。”徐凯平说。但他同时表示，这只是他们的初步想法，还需要和有关单位协商。

“不断拓宽融资渠道，创新融资平台，积极探索电费结算交易、电量就近消纳等机制，健全完善扶持政策，进一步提高投资商的积极性。真正使光伏制造企业有效益，光伏发电投资开发企业有盈利、光伏发电投资公司的商业模式创新可持续。”8月4日，嘉兴分布式光伏发电交流会上，肖培生市长的话掷地有声。

分析比较国内外光伏发电项目的环境影响和评价要求,简述我国的国家风光储输示范工程、敦煌10MAP太阳能光伏发电工程及保加利亚Betapark有限公司4MW光伏发电项目。

对比远离城区的光伏电站、城市地区的光伏电站及光伏建筑一体化在施工期、运行期及服务期满后的评价因子,提出国内光伏发电环境影响评价的主要评价因子为生态、固废、噪声、电磁辐射等,为我国光伏电站设计、建设、运行管理及环境保护提供依据,完善国内光伏发电站环境影响评价。

建设工程施工对象及内容：

工程名称：20MWp并网光伏发电项目高压电气、低压电气及全厂接地安装

分包范围：高压侧电气安装：35KV开关柜至送出线路的光伏发电系统、站用电系统、光缆敷设、直流及UPS、测控、保护、监控及通讯系统、电缆及辅助设施的安装。低压侧电气安装 设施、全厂接地系统的安装。

分包内容包括但不限于：

1、低压侧组件汇线开始至阵列升压变之间所有安装工作：光伏发电系统：组件汇线，汇线缆敷设。电缆辅助设施：电缆防火、电缆保护管敷设。

2、接地工程安装工作：光伏区接地母线：热镀锌扁钢-50*5，水平接地网的敷设与焊接，水平接地母线与垂直接地极焊接、接地母线敷设、焊接防腐、接地标示制作、油漆涂刷、 接地母线头预留；引上线的敷设，与接地网的连接、焊接防腐、接头刷漆等。光伏区垂直接地极：热镀锌角钢L50 L=2500：接地极的制作安装、焊接防腐等。构件防腐。接地沟挖填，土方开挖、土方回填(含运输)、 余土运输、支护坡道开挖、堆卸土方、平整场地。

1.1项目简介及选址

本项目电站选址地位于湖南省湘潭市雨湖区的响塘学校屋顶上，经过去现场实地的了解和勘测后，此学习周围无森林无高大树木，附近也无任何其他房屋，距离其最近的房屋也有数十米的距离，该屋顶无女儿墙无其他建造物，是一个平面的屋顶，其屋长为43米，宽为32米。

本项目将在此学校屋顶上建造一个100kw的并网型光伏电站，实施全额上网措施。选址卫星图如图1-1所示，选址平面图如图1-2所示。

图1-1 选址地卫星图

图1-2 选址平面图

1.2 项目位置及气象情况

经过百度地图的计算，得出了此地经纬度为：北纬27.96，东经为112.83，是属于亚热带温湿气候区，典型的冬冷夏热气温，年降雨量充足达1450毫米，最高气温为夏季的41.8度，最低气温为冬季的-12.1度，年均气温17度。该项目所在地最高海拔为793米，最低海拔达30.7米，总的平均海拔为48.2米。该地年总辐射量经过PVsyst软件的计算后，得出了1116.6的值，不是特别高，属于第三类资源区，但建设一个电站也不是特别亏。湘潭市地理位置图如图1-3所示。

图1-3湘潭市地理位置

图1-4年均总辐射值

1.3项目设计依据

本项目设计依据如下：

《光伏发电站设计规范》GB50794-2012

《电力工程电缆设计规范》GB50217-1994

《光伏系统并网技术要求》GB/T19939-2005

《建筑太阳能光伏系统设计与安装》10J908-5

《光伏发电站接入电力系统技术规范》GB/T19964-2012

《光伏发电站接入电力系统设计规范》GB/T5086-2013

《光伏(PV)系统电网接口特性》GB/T20046-2006

《电能质量公用电网谐波》GB/T14549-19933

《电能质量三相电压允许不平衡度》GB/T15543-1995

《晶体硅光伏方阵I-V特性的现场测量》GB/T18210-2000

二、电站系统设计

2.1组件选型

组件是电站中造价最高的设备，投资一个电站几乎一半的钱是砸这组件上去了，为此我们选择的组件一定要是最适合本电站的，不管是组件效率还是组件的其他参数在同功率组件下都应该保持最佳，这样才不会亏本。

组件的类型有很多，以不同的材料来说，组件又分为了晶硅组件、薄膜组件，在电站中使用最多的便是晶硅型组件，而晶硅型组件又分为单晶硅和多晶硅，它们都是市场上十分热门的组价。

单晶硅的效率比多晶硅高了很多，其使用寿命时间也长了不少，但价格方面却比多晶硅高了很多，但考虑到平价上网的时代，单晶硅的价格远远不如过去那样昂贵，所以本电站选取的组件为单晶型组件。

表2-1伏组件对比表

组件品牌及型号

晶科

Swan Bifacial 400 72H

晶科

Swan Bifacial 405 72H

晶澳

JAM72S10 400MR

最大功率(Pmax)

400Wp

405Wp

400Wp

最佳工作电压(Vmp)

41V

41.2V

41.33V

组件转换效率(%)

19.54%

19.78%

19.9%

最佳工作电流(Imp)

9.76A

9.83A

9.68A

开路电压(Voc)

48.8V

49V

49.58V

短路电流(Isc)

10.24A

10.3A

10.33A

工作温度范围(℃)

-40℃~+85℃

-40℃~+85℃

-40℃~+85℃

最大系统电压

1000/1500V DC(IEC/UL)

1000/1500VDC(IEC/UL)

1000/1500VDC (IEC)

最大额定熔丝电流

20A

20A

20A

输出功率公差

0~+5W

0~+5W

0~+3%

最大功率(Pmax)的温度系数

-0.350%/℃

-0.35%/℃

-0.35%/℃

开路电压(Voc)的温度系数

-0.290%/℃

-0.29%/℃

-0.272%/℃

短路电流(Isc)的温度系数

0.048%/℃

0.048%/℃

0.044%/℃

名义电池工作温度(NOCT)

45±2℃

45±2℃

45±2℃

组件尺寸：长*宽*厚（mm）

2031*1008*30mm

2031*1008*30mm

2015*996*40mm

电池片数

72

72

72

第一款组件晶科Swan Bifacial 400 72H和第二款组件晶科Swan Bifacial 405 72H的型号牌子都一样，除功率和其效率有点差距之外，其他的参数基本一样，但其第二款组件晶科Swan Bifacial 405 72H组件的效率高，相同尺寸不同效率下，选择第二款组件更好。

第三款组件晶澳JAM72S10 400MR是3款组件里效率最高的组件，比第一款和第二款分别高了0.37%和0.12%，并且尺寸和部分温度系数也是3款里面最小的，开路电压和工作电压以及短路电流等参数也是3款组件中最高的，从数据上来看，第三款组件晶澳JAM72S10 400MR是3款里最棒的组件。

综合上面的分析，本项目最终选择第3款组件晶澳JAM72S10 400MR作为本项目的组件使用型号。组件图如图2-1所示。

图2-1 组件图

2.2最佳倾斜角和方位角设计

本电站建造在平面屋顶上，该屋顶无任何的倾角，由于组件是依靠着太阳光发电，但每时每刻太阳都是在运动着，为此便会与组件形成一个角度，该角度影响着组件的发电量，对于采取固定支架安装方式的电站来说，选择一个最合适的角度能够让电站发电量达到最高，因此最佳倾角这个概念便被引出了。

对于本电站而言，根据其PVsyst软件的计算后，得出了湘潭最佳倾角为18度时，方位为0度时，电站一年下来的发电量能够达到最高。PVsyst最佳方位角、倾斜角模拟图如图2-2所示。

图2-2 PVsyst最佳方位角、倾斜角模拟图

2.3组件排布方式

本项目选址地屋顶长43米，宽为29米，采取横向排布方式无法摆下其电站中的整个阵列，因此本项目组件方式采取竖向排布，中间间距20mm。如图2-3所示。

图2-3 组件排列方式

2.4组件间距设计

太阳照射到一个物体上时，由于该物体遮住了光，使得光不能直射到地上时，该物体便会产生一个阴影投射到地上，而电站中的组件也类似于此，前一个组件因光产生的阴影投射到另一个组件上时，被照射的组件便会受到影响，进而影响整个电站，这对于电站来说是一个严重的问题，因此在设计其组件之间的间距时，一定要保证阴影的距离不会触及组件。

图2-4间距图

在公式2-1中：

L是阵列倾斜面长度（4050mm）

D是阵列之间间距

β是阵列倾斜角(18°）

为当地纬度（27.96°）

把以上数值代入公式后计算得：

2-5组件计算图

根据结果，当电站中的子方阵间距大于2119mm时，子方阵与子方阵便不会受到影响。

图2-6方阵间距图

2.5逆变器选型

逆变器是电站中其转换电流的设备，十分的重要，而逆变器的种类比较多，对于本项目电站来说，选择组串式逆变器最佳，因此本项目选择了3款市场上热卖的组串式逆变器。

表2-2 逆变器参数对比表

逆变器品牌及型号

华为

SUN2000-100KTL-C1

华为

SUN2000-110KTL-C1

固德威

HT 100K

最大输入功率

100Kw

110Kw

150Kw

中国效率

98.1%

98.1%

98.1%

最大直流输入电压（V）

1100V

1100V

1100V

各MPPT最大输入电流（A）

26A

26A

28.5A

MPPT电压范围（V）

200 V ~ 1000 V

200 V ~ 1000 V

200V ~ 1000V

额定输入电压（V）

600V

600V

600V

MPPT数量/输入路数

10/20

10/20

10/2

额定输出功率（KW）

100K W

110K W

100K W

最大视在功率

110000 VA

121000 VA

110000 VA

最大有功功率 (cosφ=1)

110KW

121K W

110KW

额定输出电压

3 × 220 V/380 V, 3 × 230 V/400 V, 3W+N+PE

3 × 220 V/380 V, 3 × 230 V/400 V, 3W+N+PE

380, 3L/N/PE 或 3L/PE

输出电压频率

50 Hz，60Hz

50 Hz，60Hz

50 Hz

最大输出电流（A）

168.8A

185.7 A

167A

功率因数

0.8 超前—0.8 滞后

0.8超前—0.8滞后

0.99 （0.8超前—0.8滞后）

最大总谐波失真

＜3%

＜3%

<3%

输入直流开关

支持

支持

支持

防孤岛保护

支持

支持

支持

输出过流保护

支持

支持

支持

输入反接保护

支持

支持

支持

组串故障检测

支持

支持

支持

直流浪涌保护

Type II

Class II

具备

交流浪涌保护

Type II

Class II

具备

绝缘阻抗检测

支持

支持

支持

残余电流监测

支持

支持

支持

尺寸（宽 x 高 x 厚）

1,035 x 700 x 365 mm

1,035 x 700 x 365 mm

1005*676*340

重量（kg）

85kg

85kg

93.5kg

工作温度（°C）

-25°C~60°C

-25°C~60°C

-25~60℃

3款逆变器的功率均在100kw以上，其效率也都是一模一样，均只有98.1%，其额定输出电压也都为600V，对于本电站来说，这3款逆变器都能使用，但可惜本电站只会从中选择一个最合适的品牌。

第一款逆变器华为SUN2000-100KTL-C1和第二款逆变器华为SUN2000-110KTL-C1是同种类同型号，但不同功率的逆变器，这两款逆变器大部分数据都一模一样，但第二款逆变器功率比第一款逆变器功率高了10k，比本电站的容量也高了10k，并且价格了略微高了那么点，选用第一款逆变器不仅省钱而且还不会造成功率闲置无处使用，最大发挥逆变器的作用，因此第1款比第2款逆变器好。

第三款逆变器是固德威HT 100K，它的最大输入功率高达150kw，明明是一个100kw的逆变器，但其输入功率却不同我们往常见的逆变器一样，它居然还高了50k，如果选用这款逆变器，那么阵列输入的功率超过100都能承受。虽然最大输入功率很恐怖，但其他参数正常，对比第一款逆变器，仅只是部分参数略微差了点，总体是几乎没什么太大的差别。

本项目根据上述的分析和对其逆变器的需求，最终选择了固德威HT 100K型逆变器为本电站逆变器。

2.6光伏阵列布置设计

2.6.1串并联设计

图2-7串并联计算

公式2-3、2-4中：

Kv——光伏组件的开路电压温度系数-0.00272

K——光伏组件的工作电压系数-0.0035

t/——光伏组件工作环境极限高温（℃)60

Vpm——光伏组件的工作电压（V）41.33

VMPPTmax——逆变器MPPT电压最大值（V）1000

VMPPTmin——逆变器MPPT电压最小值（V）200

Voc——光伏组件开路电压（V）49.58

N——光伏组件串联数（取整）

t——光伏组件工作环境极端低温（℃）-12.7

——逆变器允许的最大直流输入电压（V）1100

把以上数值代入公式中计算可得：

5.5≤N≤21

经计算，本电站最终选取20块组件为一阵列。如图2-6组件串并联设计图。

图2-8组件串并联设计图

2.6.2项目方阵排布

据2.6.1的结果，每一个阵列共有20块组件，单块组件的功率是400w，一个阵列便是8kw，而本电站的总容量为100kw，总计是需要13个阵列。本电站建设地屋顶长43米，宽为32米，可以完整的摆放电站中的所有子方阵。如图2-9所示。

图2-9项目方阵排布图

2.7基础与支架设计

2.7.1水泥墩设计

本电站所建地点是公办学校，属于公共建筑，如果使用其打孔安装方式，便有可能使得其屋顶因时间长久而漏水，一旦漏水便需要进行维修，这也是得花费一些金钱，又因是学校，开工去维修可能将使部分学生要做停课处理，因此为了避免这个麻烦，本电站还是选择最常见的水泥墩来做基础设计。

考虑到学校有许多的学生，突然出现了事故，作为电站建设者肯定会有责任，因此为了避免组件出现任何事故，特地将水泥墩设计为一个正方形，其长宽高都为500mm，这样的重量大大降低了事故的发生率。如图2-10水泥墩设计图和2-11电站整体水泥墩设计所示。

图2-10水泥墩设计

图2-11电站整体水泥墩设计图

2.7.2支架设计

都已经把基础设计水泥墩做好了，那么接下来则是考虑水泥墩上的支撑设备支架，对于支架的设计最重要的一点就是在选材上，一般电站中的支架会持续使用到电站报废为止，使用时间长达二十多年三十多年甚至更久，对此支架的选型便是十分的重要，其使用寿命必须得长，抗腐蚀能力强。如图2-12支架设计图所示。

图2-12支架设计图

2.8配电箱选型

配电箱在光伏电站里又分为直流配电箱和交流配电箱，对于本电站来说，是选择其交流配电箱。配电箱的容量是根据其逆变器的容量选择，必定不能小于其逆变器的容量，否则可能会出现配电箱过压的情况，然后给电站造成事故危险。

配电箱具备配电、汇电、护电等多种功能，是本电站必须要又的设备，经过配电箱型号的对比，本电站最终选择了昌松100kw光伏交流逆变器。

表2-3配电箱参数

项目名称

昌松100kw光伏交流配电箱

项目型号

100kw交流配电箱

额定功率

100KW

额定电流

780A

额定频率

50Hz

海拔高度

2500m

环境温度

-25~55℃

环境湿度

2%~95％，无凝霜

2.9电缆选配

电站分为两类电，一类是直流电，必须使用直流电缆运输；一类是交流电，必须使用交流电缆运输，切记不可以乱搭配使用，否则将会造成电缆出线问题，电站设备出现问题。

直流电缆选型一般都是选择PV1-F-1*4mm²光伏专用直流电缆

交流电缆：

P：逆变器功率100KW

U：交流电电压380V

COSΦ：功率因数0.8

=

=190A

=0.035Ω

=976W

线损率：976/100000=0.9%<2%，符合光伏电缆设计要求。

据其计算结果和下图电缆参数表，本电站最终选择ZRC-YJV22 7Omm2交流电缆。如图2-13电缆参数图所示。

图2-13 电缆参数图

2.10防雷接地设计

防雷接地是绝大多数光伏电站都必须要做的，目的就是防止雷击破幻电站，损坏人民的生命以及财产，特别是对于本电站而言，建设点是在学校，而学校不仅人多而且易燃物也多，一旦雷击劈到电站上，给电站造成了任何事故，都有可能把整个学校给毁了，为此本电站一定需要做好防雷接地设计。

本电站防雷方式采取常用的避雷针进行避雷，接地则是为电站中各个设备接地端做好接地连接。

图2-14防雷接地设计图

2.11电气系统设计及图纸

本电站装机总容量为100kw，由260块光伏组件组成，形成了13个阵列，每个阵列20块组件，然后连接至逆变器，逆变器变电后接入配电箱，最后再连接国家电网。

图2-15电气系统设计图

三、电站成本与收益

3.1电站项目设备清单

根据当地市场的物价，预估出了一个本电站预计投资表。

表3-1设备清单表

序号

设备

型号

单位

数量

单价

（元）

价格

（万元）

1

组件

晶澳JAM72S10 400MR

块

260

1.77

18.4

2

逆变器

固德威HT 100K

台

1

3.3w

3.3

3

直流电缆

PV1-F-1*4mm²

米

1500

5.2

0.78

4

交流电缆

ZRC-YJV22 70mm2

米

100

72

0.72

5

支架

＼

套

39

556

2.17

6

水泥墩

500*500*500mm

个

78

250

1.95

7

配电箱

昌松100kw光伏交流配电箱

台

1

1.3w

1.3

8

运输费

＼

总

18

1000

1.8

9

其他

＼

＼

＼

＼

4.15

10

人工费

＼

＼

＼

＼

7

合计：41.57万元

3.2电站年发电量计算

本电站总容量为100kw，而电站选址地的年总辐射量为1116.6，首先发电量便达到了89328度电。

（式3-1）

Q=100*1116.6*0.8=89328度

Q——电站首年发电量

W——本项目电站总容量（85KW）

T——许昌市年日照小时数（1258.2H）

——系统综合效率（0.8）

任何设备一旦使用，便就开始慢慢磨损了，其效率也是一年比一年差，即便是光伏组件也不例外。组件首年使用一年后，为了适应其环境，自身的效率瞬间就降低2.5%，而后的每年则是降低0.7%，将至80%左右时，光伏组件也是已经运行了25年。

表3-2电站发电量

发电年数

功率衰减

年末功率

年发电量(kWh)

累计发电量(kWh)

第1年

2.5%

97.50%

89328.000

89328.000

第2年

0.7%

96.80%

87094.800

176422.800

第3年

0.7%

96.10%

86469.504

262892.304

第4年

0.7%

95.40%

85844.208

348736.512

第5年

0.7%

94.70%

85218.912

433955.424

第6年

0.7%

94.00%

84593.616

518549.040

第7年

0.7%

93.30%

83968.320

602517.360

第8年

0.7%

92.60%

83343.024

685860.384

第9年

0.7%

91.90%

82717.728

768578.112

第10年

0.7%

91.20%

82092.432

850670.544

第11年

0.7%

90.50%

81467.136

932137.680

第12年

0.7%

89.80%

80841.840

1012979.520

第13年

0.7%

89.10%

80216.544

1093196.064

第14年

0.7%

88.40%

79591.248

1172787.312

第15年

0.7%

87.70%

78965.952

1251753.264

第16年

0.7%

87.00%

78340.656

1330093.920

第17年

0.7%

86.30%

77715.360

1407809.280

第18年

0.7%

85.60%

77090.064

1484899.344

第19年

0.7%

84.90%

76464.768

1561364.112

第20年

0.7%

84.20%

75839.472

1637203.584

第21年

0.7%

83.50%

75214.176

1712417.760

第22年

0.7%

82.80%

74588.880

1787006.640

第23年

0.7%

82.10%

73963.584

1860970.224

第24年

0.7%

81.40%

73338.288

1934308.512

第25年

0.7%

80.70%

72712.992

2007021.504

3.3电站预估收益计算

根据湖南省的标准电价，我们电站发的每度电能够有0.45元收入，持续运行25年后，将会获得2007021.504*0.45=903159元，也就是90多万，减去我们为电站投资的41.57万，我们25年内能够获得大约50万的纯利润收入

参考文献

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[9]徐瑞东. 光伏发电系统运行理论与关键技术研究[D].中国矿业大学,2012.

[10]任苗苗. 光伏发电三相并网逆变器的研究[D].兰州交通大学,2012.

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1.1. 逆变器简介

逆变器是光伏发电系统的大脑和心脏 。在太阳能光伏发电过程中，光伏阵列所发的电能为直 流电能，然而许多负载需要交流电能。直流供电系统存在很大的局限性，不便于变换电压， 负载应用范围也有限，除特殊用电负荷外，均需要使用逆变器将直流电变换为交流电。光伏 逆变器是太阳能光伏发电系统的心脏，其将光伏组件产生的直流电转化为交流电，输送给本 地负载或电网，并具备相关保护功能的电力电子设备。光伏逆变器主要由功率模块、控制电 路板、断路器、滤波器、电抗器、变压器、接触器以及机柜等组成，生产过程包括电子件预 加工、整机装配、测试和整机包装等工艺环节，其发展依赖于电力电子技术、半导体器件技 术和现代控制技术的发展。

下游包括终端业主、EPC 承包商、系统集成商和安装商。 逆变器作为光伏系统的主要核心部 件之一，需要和其他部件集成后提供给最终电站投资业主使用。光伏系统在供给终端业主使 用之前，存在相应的系统设计、系统部件集成以及系统安装环节，虽然最终使用者一般均为 光伏地面电站投资业主、工商业投资业主或户用投资业主，但设备也可以由中间环节的某一 类客户采购，比如 EPC 承包商、光伏系统集成商或光伏系统安装商。

1.2. 逆变器分类

目前逆变器产品主要分为四类，即集中式逆变器（主要用于大型地面电站，功率范围在 250kW-10MW）、集散式逆变器（主要用于复杂的大型地面电站，功率范围 1MW-10MW）、 组串式逆变器（主要用于户用、小型工商业分布式和地面电站等，功率范围 1.5kW-250kW） 和微型逆变器（主要用于户用等小型电站，功率等级在 200W-1500W）。

其中，大型集中式光伏逆变器是将光伏组件产生的直流电汇总成较大直流功率后再转变为交 流电的一种电力电子装臵。因此，此类光伏逆变器的功率都相对较大，一般采用 500KW 以 上的集中式逆变器。特别是近年来随着电力电子技术的快速发展，大型集中式光伏逆变器的 功率越来越大，从最初的 500KW 逐步提升至 630KW、1.25MW、2.5MW、3.125MW 等， 同时电压等级也越来越高。大型集中式光伏逆变器具有输出功率大、运维简单、技术成熟以 及电能质量高、成本低等优点，通常适用于大型地面光伏电站、农光互补光伏电站、水面光 伏电站等。同时，由于其单体输出功率大、电压等级高，随着技术进步近年来开始与下游的 变压器集成，形成“逆变升压”一体化的解决方案，以及与储能结合的光储一体化解决方案。

组串式光伏逆变器是将较小单元光伏组件产生的直流电直接转变为交流电的一种电力电子 装臵。因此，组串式光伏逆变器的功率都相对较小，一般功率在 50kW 以下的光伏逆变器称 为组串式光伏逆变器。但是近年来，随着技术进步和降本增效的考虑，组串式光伏逆变器的 功率也开始逐步增加，出现了 60KW、70KW、100KW、136KW、175KW 以上等大功率的 组串式光伏逆变器。组串式光伏逆变器由于单台功率小，在同等发电规模情况下增加了逆变 器的数量，因此单台逆变器与光伏组件最佳工作点的匹配性较好，在特殊的环境下能够增加 发电量。组串式光伏逆变器主要运用于规模较小的电站，如户用分布式发电、中小型工商业 屋顶电站等，但是近年来也开始应用于一些大型地面电站。

1.3. 逆变器行业的核心竞争力

研发能力： 电力电子行业属于技术密集型产业，涉及电力、电子、控制理论等学科，研发人 才需具备电力系统设计、电力电子技术、机械结构设计、微电脑技术、通讯技术、控制技术、 软件编程等专业知识，以及产品应用场景知识。产品从设计、研制到持续创新性改进都需要 大量的研发人员共同努力才能完成。研发人员的技术水平和知识的深度和广度都会直接影响 到产品的质量和水平，长期技术积累才能有效提高产品的稳定性可靠性。对于新进入者，很 难在短期内积累相关技术和各种应用场景知识，从而形成一定的技术壁垒。可以看到，近年 来国内主流逆变器企业研发费用率呈现上升态势，2019 年上能电气、固德威研发费用率高 达 6.34%和 6.15%，阳光电源和锦浪 科技 的研发费用率也达到 4.89%和 3.71%

品牌力： 逆变器企业在为客户服务时不仅仅提供相关产品，还包括一套完整的解决方案，产 品设计的微小变化，对整个电站项目的可靠性、稳定性均产生一定的影响。品牌是多年产品 质量和售后服务凝聚的结果，因此客户在选择产品时，通常会选择品牌声誉好的供应方且一 旦采购便会与产品供应方形成较为稳定的合作关系。

渠道开发能力： 由于逆变器销售靠近终端，且目前国内逆变器企业加速出海，因此渠道的开 发，尤其是户用、工商业分布式以及海外渠道的开发至关重要。以固德威为例，目前固德威 的逆变器在全球 80 多个国家和地区销售，为了保证当地渠道开发的顺畅，需要招募当地专 业的销售团队，从而保证自身的竞争力，这对于企业的渠道开发能力提出了非常高的要求。

2.1. 趋势一：组串式逆变器市场份额占比不断提升

从产品需求上看，全球范围内依然遵循大型地面电站优选集中式逆变器、工商业和户用分布 式优选组串式逆变器的选型原则，但近年来行业的一大趋势是组串式逆变器市场份额持续增 长。根据 GTMResearch 的统计数据，2018 年组串式逆变器出货量首次超过集中式逆变器， 达到 52GW，市占率达到 58%（其中单相占比 9%、三相占比 47%）。组串式逆变器近年来 占比提升主要有两个原因：（1）工商业分布式和户用市场近年来发展较好，应用领域不断增 加，主要得益于中国、欧洲、北美和澳洲等国家和地区的大力扶持；（2）组串式逆变器本身 转换效率较高，近年来随着组串式逆变器技术不断发展，产品成本逐年下降，平均单瓦价格 逐渐接近集中式逆变器，在集中式电站中组串式逆变器越来越多的开始得到应用。根据 IHS Markit 的预测，未来组串式逆变器的销售占比有望进一步提升至超过 60%，组串式逆变器的 装机比例预计稳中有升。

2.2. 趋势二：逆变器存量替代需求有望步入高增时代

逆变器内部 IGBT 等电子元器件的使用寿命普遍在 10-15 年左右。2010 年全球光伏新增装机 达到 17.5GW，首次达到 10GW 以上规模，随着全球各地原有光伏发电设备的老化，整个光 伏市场对更换逆变器的需求正在持续增长。其中，光伏市场起步较早（2008 年）的欧洲近 年来逆变器更换需求已经呈现不断上升态势，2019 年存量光伏电站项目逆变器更换需求已 经达到 3.4GW。与此同时，亚洲地区方面，日本光伏市场起步较早，2009 年累计装机规模 已经达到 2.6GW，2019 年日本逆变器市场替代需求已经初具规模；国内光伏装机自 2011 年达到 GW 级别，2013 年新增装机超过 10GW（10.9GW），预计 2020 年开始逆变器替换 市场将迅速增加。此外，北美洲、尤其是美国光伏市场从 2011 年起新增装机达到 GW 级别， 也有望于近年启动逆变器存量替代。综上，逆变器存量替代自 2020 年起有望步入高增时代。

2.3. 全球逆变器需求及市场空间测算

1）由于组件在光伏发电系统投资成本中的占比较高，在合理范围内增大容配比对于提高光 伏电站发电量、大幅降低 LCOE 具有重要意义。因此，提高超配能力、增加单个组件方阵规 模以提高直流输入的思路，在逆变器产品设计和光伏电站系统设计中被逐渐采用。目前，国 外大型地面电站的容配比最高达到 2 倍，国内光伏电站也逐渐采用超配设计，很多电站项目 已经按照 1.3 倍以上的容配比设计，而部分项目在综合考虑光照、地形和支架、组件等设备 选型等因素后，为追求最优经济性而采用 1.7-1.8 的容配比设计。根据 2019 年组件产量和逆 变器产量推算出全球电站平均容配比为 1.15，假设未来电站容配比逐年小幅提升， 2020/2021/2022/2023 年全球电站平均容配比分别为 1.18/1.21/1.23/1.25。

2）根据 IHS Markit 预测，2020 年全球逆变器更换需求将达到 8.7GW，同比增长 40%；考 虑到 2010 年后全球光伏新增装机逐年增加，因此我们认为未来逆变器存量替代需求有望持 续高增，假 2021/2022/2023 年存量替代需求分别为 15/20/25GW。

3）由于地面电站越来越多采用组串式逆变器以及户用和工商业分布式市场快速发展，假设 未来组串式逆变器的装机比例稳中有升，至 2023 年市场占有率从目前的 59%左右逐步提升 60%左右，对应集中式逆变器市场占有率将从 41%下降至 40%。

4）考虑到当前集中式逆变器价格持续压缩空间不大，假设未来几年价格年降幅为 5%；组串 式逆变器由于竞争较为激烈，中短期价格仍存在一定向下空间，假设 2020、2021 年价格年 降幅为 7%，2022、2023 年价格年降幅为 5%。

5 ） 测 算 结 果 ： 根据我们测算， 2020-2023 年全球逆变器总需求量分别为 125.6/167.1/197.6/227.4GW，市场空间分别为 210.7/262.6/295.4/326.6 亿元。其中， 2020-2023 年全球组串式逆变器总需求量分别为 74.5/99.6/118.2/136.4GW，市场空间分别 为 152.4/189.5/213.6/236.8 亿 元 ； 全 球 集 中 式 逆 变 器 总 需 求 量 分 别 为 51.1/67.5/79.5/91.0GW，市场空间分别为 58.3/73.1/81.7/89.8 亿元。

3.1. 趋势一：国内企业加速海外渗透抢占市场份额

近年来国内逆变器企业加速海外布局。 近年来受到中国市场政策波动影响，尤其是 2018 年 531 新政后，国内逆变器企业加快拓展海外渠道，加速海外布局。2019 年我国光伏逆变器出 口规模约为 52.3GW，同比增长 176.7%，总出口额达到 24.38 亿美元，出口市场主要集中 在印度、欧洲、美国、越南、巴西、日本、澳大利亚、墨西哥等国家。其中，亚太地区出口 占比为 37.9%、欧洲市场占比约为 34.1%，其次是北美洲和拉美，占比分别达到 13.4%和 10%。

国内逆变器企业竞争优势较为明显。 近年来随着国内逆变器企业快速发展，国产逆变器产品 的质量逐渐接近海外老牌逆变器企业，与此同时国内的人工、制造成本相比海外企业更低， 因此国内逆变器企业在海外的竞争优势较为明显。以国内逆变器龙头阳光电源和德国的 SMA 为例，两者分列 2019 年全球逆变器出货第 2 和第 3 位，可以看到近年来阳光电源逆变器毛 利率一直维持在 30%以上，而 SMA 则在 20%左右。发展到当前阶段，中国逆变器企业已经 从早期的单纯依赖价格优势参与竞争，逐步转向依赖提升技术水平、产品质量、售后服务等 综合品牌价值来获取市场。

东南亚、欧洲等地区渗透率较高，美国、日本仍有大幅提升空间。 分市场来看，2019 年全 球主要光伏市场国内逆变器出货占比均有显著提升。其中，欧洲作为传统的出口市场，国内 逆变器出货占比从 56%进一步大幅提升至 77%；印度、越南等国主要以地面电站为主，是 目前最火热的光伏市场之一，且本土缺乏有竞争力的光伏企业，因此近年来众多国内逆变器 企业大力开拓印度市场，2019 年国内逆变器出货占比从 2018 年的 34%大幅攀升至 61%；国内企业在拉美地区表现同样出色，2019 年出货占比提升至 58%。目前国内逆变器在美国 和日本渗透率尚低，一方面是由于两个国家市场进入门槛比较高且拥有竞争力较强的逆变器 企业（美国是 SolarEdge 和 Enphase、日本是 TEMIC、Omron 和 Panasonic），另一方面 是因为国内逆变器企业进入市场较晚，与国际品牌及当地的本土品牌在销售渠道竞争方面还 存在劣势。不过近年来国内逆变器企业仍然呈现出加速渗透的态势，2019 年美国和日本中 国逆变器出货占比分别从 19%和 9%提升至 34%和 23%。

3.2. 趋势二：中游企业加速崛起，落后企业陆续退出

行业内多数企业开始采取集中竞争战略。 面对越来越细分的光伏市场演变趋势，逆变器企业 在业务定位和技术路线选择上也越来越呈现差异化发展的趋势。其中，阳光电源、正泰、科 士达等少数企业覆盖除微型逆变器以外的全部类型逆变器，上能电气和特变电工聚焦于集中 式逆变器产品，组串式逆变器竞争相对较为激烈，华为、锦浪、古瑞瓦特、固德威等企业都 在努力深耕工商业和户用逆变器市场，小部分企业专注于集散式和微型逆变器。

受益于细分子领域的集中竞争战略，中游企业加速崛起 。根据 Wood Mackenzie 发布的《Global PV Inverter and module-level power electronics inverter market 2020》数据显示， 受益于组串式逆变器市占率提升以及锦浪、固德威等中游企业采取了集中竞争战略，深耕工 商业分布式和户用市场，可以看到 6-10 名的逆变器企业市场份额近年来有所提升，从 2017 年的 14%上升至 20%，相比之下前 5 名的市场份额则从 2017 年的 59%下滑至 2019 年的 56%，中游企业加速崛起。

行业持续整合，落后企业加速退出。 展望未来，自主研发能力弱、对市场变化敏感度不高和 新市场拓展能力差的企业，后续的生存空间将会愈发困难。2019 年 7 月 ABB 宣布将逆变器 业务出售给意大利 PIMER，此次收购已于 2020 年 3 月初正式完成；德国 SMA 集团下属的 SMA（中国）在中国境内的三家公司在 2019 年 2 月完成 MBO 后更名为爱士惟；施耐德退 出集中式光伏逆变器业务，只做分布式逆变器；因营收大幅下滑的上市公司茂硕电源，也已 经在谋求转型；前身是兆伏爱索的 ZeverSolarGMBH 已经宣布正式停止开展逆变器业务。

3.3. 降本路径：功率大型化、原材料国产化和技术优化

功率大型化： 近年来逆变器单机功率大型化趋势基本确立，目前集中式逆变器主流产品正在 从 500KW-630MW 过渡到 1.25-3.125MW、组串式逆变器正在从 50KW 以下过渡到 50-175KW。功率大型化摊薄了不变成本，为逆变器带来了单位功率成本的下降以及盈利能 力的提升。根据上能电气招股说明书的信息，3.125MW 集中逆变器单位成本基本与 630KW 持平，主要是因为 630KW 经历多年的发展成本已经大幅优化而 3.125MW 作为新产品未来 成本还有较大的优化空间，但毛利率相比 630KW 要高出 6pcts 以上；同样的 175KW 组串 式逆变器的单位功率成本相比 20KW 以下的产品要低 0.21 元/W，毛利率要高出 10pcts 以上。

技术优化： 一方面，随着未来硅半导体功率器件技术指标的进一步提升、碳化硅等新型高效 半导体材料工艺的日益成熟、磁性材料单位损耗的逐步降低，并结合更加完善的电力电子变 换拓扑和控制技术，逆变器效率未来仍有进一步提升的空间；另一方面，未来逆变器电路、 体积等方面仍然存在进一步优化的空间，从而进一步节省半导体和箱体材料。

3.4. 盈利能力：中短期有望随海外渗透率提升和降本维持在较好水平

多重因素作用下逆变器价格逐年下跌。 从产品价格上来看，随着传统光伏市场趋于稳定，逆 变器企业在传统市场中的竞争加剧；与此同时，国内企业加快出海，越来越多具备成本优势 的中国企业参与到新兴市场的竞争中，光伏逆变器全球化竞争也愈发积累。此外，由于行业 降本增效的压力，逆变器成本优化带动售价逐年下降。在上述多重因素的作用下，集中式逆 变器价格从 2014 年的 0.28 元/W 降至 2019 年的 0.12 元/W 左右，组串式逆变器由于竞争更 为激烈，价格降幅较大，从 2014 年的 0.54 元/W 降至 0.22 元/W。

中短期盈利能力有望随海外渗透率提升和降本维持在较好水平。 虽然近年来逆变器价格下降 幅度较大，但是从国内企业的毛利率数据看，除个别企业受到 2018 年 531 新政影响当年盈利能力略有下滑外，近年来国内逆变器企业毛利率有持稳甚至上升态势，主因一是中国企业 加速向海外高毛利地区渗透，二是逆变器产品的降本幅度冲抵了价格下跌的不利因素。从当 前时点看，微观企业的盈利仍然在持续验证中观行业边际向好这一事实，中短期国内逆变器 厂商盈利能力有望继续随海外渗透率提升和降本维持在较好水平。

受益于全球光伏装机增长和逆变器存量替代需求释放，逆变器需求有望持续高增。 逆变器内 部 IGBT 等电子元器件的使用寿命普遍在 10-15 年左右。2010 年全球光伏新增装机达到 17.5GW，首次达到 10GW 以上规模，随着全球各地原有光伏发电设备的老化，整个光伏市 场对更换逆变器的需求正在持续增长。受益于全球光伏装机增长和逆变器存量替代需求释放， 逆变器需求未来有望持续高增， 2020-2023 年 全 球 逆 变 器 总 需 求 量 分 别 为 125.6/167.1/197.6/227.4GW，市场空间分别为 210.7/262.6/295.4/326.6 亿元。其中，由于 工商业和户用分布式市场发展迅速且越来越多的地面电站开始使用组串式逆变器，组串式逆 变器需求增速预计将快于行业整体增速，我们测算 2020-2023 年全球组串式逆变器总需求量 分别为 74.5/99.6/118.2/136.4GW，市场空间分别为 152.4/189.5/213.6/236.8 亿元。

国内逆变器企业竞争优势明显，海外渗透率持续提升。 受到中国市场政策波动影响，尤其是 2018 年 531 新政后，国内逆变器企业加快拓展海外渠道，加速海外布局。2019 年我国光伏 逆变器出口规模约为 52.3GW，同比增长 176.7%。近年来随着国内逆变器企业快速发展， 国产逆变器产品的质量逐渐接近海外老牌逆变器企业，与此同时国内的人工、制造成本相比 海外企业更低，因此国内逆变器企业在海外的竞争优势较为明显。目前国内企业在欧洲、印 度、拉美等主流市场的市占率分别为 77%、61%、58%，在美国、日本的市占率为 34%和 23%，后续凭借较大的竞争优势渗透率有望进一步提升。

海外出货占比增加&成本优化助力，逆变器企业盈利能力稳中向好。 虽然近年来逆变器价格 下降幅度较大，但是从国内企业的毛利率数据看，除个别企业受到 2018 年 531 新政影响当 年盈利能力略有下滑外，近年来国内逆变器企业毛利率有持稳甚至上升态势，主因一是中国 企业加速向海外高毛利地区渗透，二是逆变器产品的降本幅度冲抵了价格下跌的不利因素。 从当前时点看，微观企业的盈利仍然在持续验证中观行业边际向好这一事实，中短期国内逆 变器厂商盈利能力有望继续随海外渗透率提升和降本维持在较好水平。

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（报告观点属于原作者，仅供参考。作者：安信证券）

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