硅太阳能电池发电原理

太阳能发电有哪些配件组成

太阳能发电有哪些配件组成，太阳能发电被称为最理想的新能源。无需消耗燃料和架设输电线路即可就地发电供电，建设周期短，获取能源花费的时间短。下面就来看看太阳能发电有哪些配件组成。

太阳能发电系统由太阳能电池板、太阳能控制器、蓄电池（组）组成。如输出电源为交流220V或110V，还需

要配置逆变器。各部分的作用为：

+ 太阳电池板：太阳能电池板是太阳能发电系统中的核心部分，也是太阳能发电系统中价值最高的部分。其作

用是将太阳的辐射能力转换为电能，或送往蓄电池板的质量和成本将直接决定整个系统的质量和成本；

+ 太阳能控制器：太阳能控制器的作用是控制整个系统的工作状态，并对蓄电池起到过充电保护、过放电保护

的作用。在温差较大的地方，合格的控制器还应具备温度补偿的功能。其他附加功能如光控开关、时控开关

都应当是控制器的可选项；

+ 蓄电池：一般为铅电池，小微型系统中，也可用镍氢电池、镍镉电池或锂电池。其作用是在有光照时将太

阳能电池板所发出的电能储

太阳能发电系统由那些设备组成？

1，太阳能电池板

太阳能板是太阳能发电系统中的核心零部件，太阳能板的用处是将太阳的光能转换为电量。太阳能板是太阳能发电系统中最重要的零部件之一，其效率和寿命是取决于太阳能电池是不是具备使用价值的关键要素。

2，太阳能控制器

太阳能控制器是由专用型处理器CPU、电子元件、显示屏、控制开关功率管等构成。市场大多数由MPPT和PWM两款控制器。

主要特点:

1、使用了单片机和专用软件，实现了智能控制

2、利用蓄电池放电率特性修正的准确放电控制。放电终了电压是由放电率曲线修正的控制点，消除了单纯的电压控制过放的不准确性，符合蓄电池固有的特性，即不同的放电率具有不同的终了电压。

3、具有过充、过放、电子短路、过载保护、独特的防反接保护等全自动控制以上保护均不损坏任何部件，不烧保险

4、采用了串联式PWM充电主电路，使充电回路的电压损失较使用二极管的充电电路降低近一半，充电效率较非PWM高3%-6%，增加了用电时间过放恢复的'提升充电，正常的直充，浮充自动控制方式使系统由更长的使用寿命同时具有高精度温度补偿

5、直观的LED发光管指示当前蓄电池状态，让用户了解使用状况

6、所有控制全部采用工业级芯片(仅对带I工业级控制器)，能在寒冷、高温、潮湿环境运行自如。同时使用了晶振定时控制，定时控制精确。

7、取消了电位器调整控制设定点，而利用了E方存储器记录各工作控制点，使设置数字化，消除了因电位器震动偏位、温漂等使控制点出现误差降低准确性、可靠性的因素

8、使用了数字LED显示及设置，一键式操作即可完成所有设置，使用极其方便直观的作用是控制整个系统的工作状态，并对蓄电池起到过充电保护、过放电保护的作用。在温差较大的地方，合格的控制器还应具备温度补偿的功能。其他附加功能如光控开关、时控开关都应当是控制器的可选项

3，逆变器

太阳能输出通常是12VDC、24VDC、48VDC。为能向220VAC的电器给予电量，必须将太阳能发电系统所发出的直流电能转换成交流电能，所以必须采用DC-AC逆变器。

光伏发电的配件有哪些？

光伏支架、太阳能光伏压块、光伏压块设备、光伏螺栓、光伏夹具、光伏连接件、光伏止动垫片等等。这些都是太阳能光伏支架的配件。

光伏支架也可以称为太阳能光伏支架，它是太阳能光伏发电系统中的配件，它的作用是摆放、安装以及固定太阳能电池板。光伏支架生产厂家一般生产的光伏支架材质有铝合金、碳钢以及不锈钢。其中碳钢和不锈钢材质作为太阳能重要的支撑支架，碳钢表面做热镀锌处理，户外使用30年不生锈，特点为：无焊接、无钻孔、100%可调、100%可反复利用。

太阳能发电系统(电站)由太阳能电池组、蓄电池组、逆变器和太阳能充电控制器组成，可以直接供应12V、24V或48V直流，也可提供220V、380V交流供电。

(一) 太阳电池板的作用是将太阳辐射能直接转换成直流电，供负载使用或存贮于蓄电池内备用。一般根据用户需要，将若干太阳电池板按一定方式连接，组成太阳能电池方阵，再配上适当的支架及接线盒组成。

（二）充电控制器主要由专用处理器CPU、电子元器件、显示器、开关功率管等组成。在太阳发电系统中，充电控制器的基本作用是为蓄电池提供佳的充电电流和电压，快速、平稳、高效的为蓄电池充电，并在充电过程中减少损耗、尽量延长蓄电池的使用寿命；同时保护蓄电池，避免过充电和过放电现象的发生。同时记录并显示系统各种重要数据，如充电电流、电压等。

（三） 逆变器的作用就是将太阳能电池方阵和蓄电池提供的低压直流电逆变成220V或380V交流电，供给交流负载使用。

（四）蓄电池组是将太阳电池方阵发出的直流电贮存起来, 供负载使用。在光伏发电系统中, 蓄电池处于浮充放电状态。白天太阳能电池方阵给蓄电池充电,同时方阵还给负载用电,晚上负载用电全部由蓄电池供给。因此, 要求蓄电池的自放电要小, 而且充电效率要高, 同时还要考虑价格和使用是否方便等因素。

太阳能发电系统显著特点:

1、供电可靠度接近，能充分适应各种气象条件；

2、设备运行自动控制，能实现无人值守及远程监控；

3、管理维护简单便利，运行费用极低；

4、主要部件使用寿命20年以上。

5、一次投资，长期受益

光伏、风力发电相信大家都不陌生，前面的文章也对这两个产业链进行了一些梳理。今天就重点说一说光伏发电和风能发电中比较核心的部分，光伏逆变器和风电变流器。

首先，什么是逆变器？简单来说是一种将低压 直流电 转变为 交流电 的电子设备。我们通常是将交流电整流变成直流电来使用，而逆变器的作用与此相反，因此而得名。

变流器，简单来说就是通过整流、逆变原理将 不稳定的电能 变换成为电压、频率恒定等符合并网要求电能的控制装置。包括整流器（交流变直流）、逆变器（直流变交流）、交流变流器和直流变流器。

光伏逆变器

由于太阳能光伏所发的是直流电能，因此需要通过逆变器转换为与电网同频率同相位的交流电能并入电网（电网一般为交流电网，直流电不能直接并网）起直流变交流之用。除此之外，逆变器还有主动运转和停机功能、最大功率追踪MPPT功能、孤岛效应的检测及控制功能、电网检测及并网功能等功能。说得具体一点，逆变器除了直流变交流之外，还监管电流运行情况，有点类似于“管家”的角色。

风电变流器

风力发出来的电本身是交流电，但由于风力发电有很大的不稳定性，且风速和设备本身等都会直接影响发电机转动，因此需要风电变流器进行整理，先交流变直流，再变交流，从而提高电能质量。在风电设备中，变流器是风力发电中非常重要的一种设备，如果想把风力的发出的电能实现并网，那么变流器是不可缺少的设备，所以也是决定能否产生经济利益的核心部件。

光伏逆变器发展格局及趋势

近几年，世界各国对光伏新能源大力发展，光伏发电装机容量快速增长的同时也带动了光伏逆变器产销量的不断增加，行业保持了快速发展。随着国内光伏逆变器市场表现出巨大的潜力，逆变器市场竞争更为激烈，价格越来越接近盈利临界点。更低的价格对光伏逆变器生产厂商的技术研发水平、产品生产实力等方面都提出极高要求。以购买元器件组装为主的中小逆变器生产企业将面临生存考验，难以获得持续发展。

纵观光伏逆变器市场竞争格局的发展变化，近10年以来，行业集中度逐步提升，全球前十家企业的市场份额已达到73％。细分结构来看，1－3名地位稳固，市占率维持在45％左右，4－10名名次不断轮换，市占率在30％左右，头部稳定，腰部竞争激烈。

按应用场景与功率划分：光伏逆变器可分为 集中型逆变器 （28.5%）、 组串型逆变器 （66.5%）与 微型逆变器 三种。其中组串型逆变器是未来行业三大趋势之一。

集中型逆变器 ：大型地面、水面、工商业屋顶（500-3400kw）

优势：技术成熟，逆变器和元器件数量少，故障点少可靠性高。

劣势：总功率受个别太阳能电池影响大，需要较大空间布置逆变器，后期维护较为复杂，总成本较高。

代表企业： 华为、阳光电源、上能电气 等企业

组串型逆变器 ：小型分布式和地面站-工商业屋顶、复杂山区（20-300kw）,户用（20kw以下）控制效果最好；

优势：逆变器体积小，重量轻便于安装，可最大限度提高发电量。

劣势：逆变器数量多，电子元器件多，总故障率相对较高。

代表企业： 锦浪 科技 、固德威 等

微型逆变器 ：单体容量一般在1kw以下，多路MPPT+单机集中逆变。

优势：安装简单，安全，可最大限度提高发电量。

劣势：价格较高，适用范围小。

以目前光伏逆变器的市场情况来看，微型逆变器市场份额小，集中式逆变器是光伏发展早期的首选，因安装不方便和总成本较高的限制，增速大不如前。组串式逆变器因价格较低，安装方便的优势，得到了用户的青睐，市场份额不断提高。在短短几年间就成为全球光伏逆变器出货量最高企业的华为，其主打产品就是组串式逆变器。

组串型逆变器适应于 分布式光伏 应用场景，同时向集中地面电站场景扩展。随着下游应用场景增加，分布式光伏占比不断提升，预计组串型逆变器的市场空间将达到523亿，2020-2025年间的复合增长率14%，增长空间巨大！

2021十大光伏逆变器品牌排行榜：

1、华为 2、阳光电源

3、上能电气 4、古瑞瓦特

5、固德威 6、特变电工

7、科华数据 8、科士达

9、锦浪 科技 10、首航新能源

风电变流器行业竞争格局及发展趋势

国内风电变流器厂商整体起步较晚，长期以来，风电变流器因技术及工艺设计难度大、可靠性要求高等因素而被ABB、西门子、艾默生等国外几个电气巨头所垄断。但随着国内风电行业的快速发展，以及国家政策的扶持，国产变流器厂家纷纷发力。经过“十二五”期间产业界的持续努力和竞争，目前国产陆上风电变流器在国内市场上已成为主导，进口产品的市场占有率逐年下滑，部分企业甚至淡出了国内风电市场竞争。

值得注意的是，与陆上风电变流器相比，海上风电变流器对产品功率、可靠性、稳定性以及抗高湿高盐雾性能的要求更为苛刻，技术壁垒极高。我国海上风电使用的主要还是国际大型电气公司的变流器产品。

目前国内风电变流器市场，主要有以下两类参与者：一是能够生产风电变流器的风电整机企业或其设立的以制造变流器为主业的子公司，产品主要供给自身或母公司，以金风 科技 子公司天诚同创为代表；二是广泛参与市场竞争的独立变流器生产厂商，以 禾望电气 为代表。

据了解， 金风 科技 、明阳智能 等行业龙头设有自己的变流器子公司，同时上述企业亦使用了部分第三方生产厂商生产的变流器产品。而其他风机厂商，变流器产品则主要外采自 禾望电气、阳光电源、日风电气 等第三方供应商。

总结：

逆变器和变流器是光伏和风电发电并网的核心部分，技术含量相对较高。光伏逆变器环节我们基本上实现了国产化；风电变流器方面，国产陆上风电变流器在国内市场上已成为主导，但海上风电目前技术还相对薄弱，在变流器的关键技术层面，我国与欧美等发达国家还有一定的差距，随着我国风电的快速发展特别是海上风电的建设，掌握核心技术是必须要做的事情。未来研发投入高，自主创新能力强，掌握核心技术企业将会走出来。

光伏逆变器是可以将光伏太阳能板产生的可变直流电压转换为市电频率交流电的逆变器，可以反馈回商用输电系统，或是供离网的电网使用。 其是光伏阵列系统中重要的系统平衡之一，可以配合一般交流供电的设备使用。它有配合光伏阵列的特殊功能，例如最大功率点追踪及孤岛效应保护的机能。

中文名

光伏逆变器

又称

电源调整器

分为

独立型电源用、并网用

整流电路

完成整流功能的电路

平衡压差

蒲微防水透气阀

简介

通常，把将交流电能变换成直流电能的过程称为整流，把完成整流功能的电路称为整流电路，把实现整流过程的装置称为整流设备或整流器。与之相对应，把将直流电能变换成交流电能的过程称为逆变，把完成逆变功能的电路称为逆变电路，把实现逆变过程的装置称为逆变设备或逆变器。

如上所述，逆变器有多种类型，因此在选择机种和容量时需特别注意。尤其在太阳能发电系统中，逆变器效率的高低是决定太阳电池容量和蓄电池容量大小的重要因素。

工作原理

光伏逆变器由升压回路和逆变桥式回路构成，升压回路主要用于将直流电压升压至逆变器输出所需直流电压，逆变桥式回路主要用于将升压后的直流电压转换为固定频率的交流电压。因此，经升压回路和逆变桥式回路完成将直流电转换为交流点的功能。

发展

2005至2010年，全球光伏逆变器市场规模由10.7亿美元增至71.8亿美元，年复合增长率为46.3%。欧洲、亚太地区及北美地区太阳能光伏产业的发展是光伏逆变器市场增长的主要推动力。

国内光伏逆变器与欧美企业相比，在价格、成本方面均有一定的成本优势，比如2012年SMA所销售逆变器产品的平均价格和平均成本分别为0.19欧元/W、0.15欧元/W，阳光电源则分别为0.69元/W、0.46元/W。另外随着太阳能逆变器产业不断发展，可观察到太阳能逆变器出现与模块品牌或系统品牌结合的现象。且大厂不断加强在各地市场布局，不管是透过代理商进入市场或在当地设工厂。而随着越来越多竞争者加入太阳能逆变器产业，预期制造商与经销商的毛利将逐渐降低。——（2014年全球光伏逆变器市场价格指数浅析）

目前，光伏逆变器产品价格将进入平缓的下降期，预计到2014年底将下降至0.4元/W，2015年底将跌破0.4元/瓦，在价格继续下滑的背后，预计2014年光伏逆变器收入增长7%至102亿美元。

据《2013-2017年全球光伏逆变器行业市场前瞻与投资战略规划分析报告》监测数据显示，2007年我国光伏新增装机量仅20MW，到2010年国内光伏新增装机量约520MW，是2009年228MW装机量的2倍多。2011年我国新增装机量达到2.9GW，在全球排名第四。

前瞻网预计，2015年我国光伏逆变器需求量将达到5.0GW，2020年将达到10GW。

在我国“十一五”期间，诸如逆变器等光伏发电配套设备多处在研发和创新阶段，较少受到政策关注。“十二五”时期，光伏发电市场的趋势是向全产业链发展，晶硅、组件以外的配套设备将受到市场与政策的进一步关注，发改委将逆变器列入指导目录鼓励类，就是这一趋势的体现。

2010年，我国光伏并网容量达500兆瓦，逆变器市场在5亿元左右。目前，“十二五”国内的光伏装机容量目标大幅上调到10GW，较之前公布的目标翻了一番。假设这些装机全部并网，按照1元/瓦造价计算，预计到2015年，国内逆变器市场将达到100亿元。

随着光伏逆变器行业竞争的不断加剧，大型光伏逆变器企业间并购整合与资本运作日趋频繁，国内优秀的光伏逆变器生产企业愈来愈重视对行业市场的研究，特别是对企业发展环境和客户需求趋势变化的深入研究。正因为如此，一大批国内优秀的光伏逆变器品牌迅速崛起，逐渐成为光伏逆变器行业中的翘楚！[2]

光伏逆变器是电力电子技术在太阳能发电领域的应用，行业技术水平和电力电子器件、电路拓扑结构、专用处理器芯片技术、磁性材料技术和控制理论技术发展密切相关。

[3]另外，功率等级在200 瓦～500 瓦的微型逆变器，可方便地在幕墙、窗台、小型屋面上使用，在最近几年也成为一个细分市场热点。组串型光伏逆变器单相产品以升压电路+单相无变压器拓扑结构为主；组串型光伏逆变器三相产品以升压电路+三相三电平无变压器拓扑结构为主；电站型光伏逆变器以三相桥式电路拓扑为主，同时包括无变压器和有变压器两类。光伏逆变器重点关注以下技术指标：高效率：光伏逆变器的转换效率的高低直接影响到太阳能发电系统在寿命周期内发电量的多少。

根据产品型号的不同，国际一流品牌的产品的转换效率最高可达98%以上。长寿命：光伏发电系统设计使用寿命一般为20 年左右，所以要求光伏逆变器的设计寿命需要达到较高水平。高可靠性：光伏逆变器发生故障将会导致光伏系统停机，直接带来发电量的损失，所以高可靠性是光伏逆变器的重要技术指标。宽直流电压工作范围：因为单块太阳电池组件的输出直流电压比较低，所以在实际应用中需要进行多块串联，得到一个较高的直流电压，再进行多组并联后输入到光伏逆变器。由于不同功率、不同电压的光伏电池、不同的串并联方案组合，要求对同一规格的光伏逆变器能够适应不同的直流电压输入。所以，光伏逆变器具有越宽的直流电压工作范围，就越能适应客户的实际应用需求。

符合电网并网要求：各国电网对于接入电网的设备都有着严格的技术要求，包括并网电流谐波、注入电网直流分量、电网过欠压时保护、电网过欠频时保护、孤岛保护等。随着大量可再生能源发电设备的接入，对电网的运行、调度提出了新的挑战，电网提出了如低电压穿越、无功补偿、储能等新要求。

光伏逆变器产业链各环节上市公司：目前国内光伏逆变器产业链上游的零部件制造上市企业主要有斯达半导(603290.SH)、宏微科技(688711.SH)、新洁能(605111.SH)、火炬电子(603678.SH)、铜峰电子(600237.SH)、顺络电子(002138.SZ)、超华科技(002288.SZ)、崇达技术(002815.SZ)、天津普林(002134.SZ)等中游光伏逆变器制造行业上市企业主要有阳光电源(300274.SZ)、科士达(002518.SZ)、固德威(688390.SH)、上能电气(300827.SZ)、锦浪科技(300763.SZ)、特变电工(600089.SH)、科华数据(002335.SZ)、正泰电器(601877.SH)、易事特(300376.SZ)、禾迈股份(688032.SH)下游应用领域的上市企业有中国能建(601868.SH)、天合光能(688599.SH)、东方能源(000958.SZ)、天能重工(300569.SZ)、中闽能源(600163.SH)、浙江新能(600032.SH)等。

本文核心数据：企业营收、企业利润、销售毛利率

从产业链的角度来看，光伏逆变器产业链上游主要包括电子元器件(IGBT、电容、电阻、电抗器、PCB等)、结构件(机柜、机箱等)和辅助材料等制造环节中游是指光伏逆变器制造产业链下游主体包括光伏系统集成商、光伏系统安装商、EPC承包商、光伏项目投资商等。目前，我国涉及光伏逆变器产业相关业务的上市公司主要有斯达半导、宏微科技、新洁能、阳光电源、固德威、锦浪科技、正泰电器、上能电气、科士达、特变电工、科华数据、易事特、禾迈股份等企业。本文在对光伏逆变器产业链上市公司汇总的基础上，将从中游光伏逆变器制造行业中的上市公司业务布局、业绩对比及业务规划进行全方位对比。

1、光伏逆变器产业上市公司汇总

光伏逆变器是可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，也是光伏发电系统的核心组成部分。近年来随着国内外光伏发电市场的快速发展，光伏逆变器行业发展也得以快速提升。本文汇总了光伏逆变器行业链各环节主要上市公司，包括光伏逆变器产业上游的主要零部件供应商、光伏逆变器产品制造商，以及下游主要应用客户。

其中，涉及光伏逆变器产品制造业务的上市公司主要有阳光电源、固德威、锦浪科技、正泰电器、上能电气、科士达、特变电工、科华数据、易事特、禾迈股份等企业。

2、光伏逆变器行业上市公司光伏逆变器业务布局对比

在行业相关上市公司中，固德威、锦浪科技、上能电气的光伏逆变器业务占比均超过80%，而其他企业的光伏逆变器业务占比较小，产业化水平有待进一步提升在细分产品布局方面，现有上市企业产品主要集中在组串式逆变器和微型逆变器。其中以阳光电源为代表的企业产品类别较为齐全，在户用、工商业屋顶和大型电站等各种应用场景均有产品布局，针对大型电站可因地制宜，提供组串式和集中式两种解决方案在区域布局方面，大部分企业除了深耕国内市场外，均已成功开拓海外市场。

注：目前行业相关上市企业均为单独披露光伏逆变器在国内外市场的营收数据，上述区域销售占比数据为企业整体业务经营数据。

3、光伏逆变器行业上市公司光伏逆变器业务业绩对比

从行业上市企业相关业务毛利率来看，整体均在15%以上，其中阳光电源、固德威、禾迈股份等企业毛利率在30%以上，光伏逆变器业务的获利水平较高从上市企业的光伏逆变器技术研发来看，行业企业均十分重视光伏逆变器产品的技术研发，如产品设计、检验检测设备水平、安全技术等方面。

注：不同企业对于光伏逆变器产品生产、销售数量统计单位不一致。

4、光伏逆变器行业上市公司光伏逆变器业务规划对比

光伏逆变器制造行业属于典型的技术引导型产业，未来行业技术的进一步发展突破是行业发展的主要趋势，随之带动下游应用市场逐渐扩大，推动国内光伏逆变器行业发展水平进一步提升。从光伏逆变器行业相关上市企业的业务规划来看，重点聚焦在光伏逆变器产品技术突破、全球化战略布局、完善产业链布局等方面。

以上数据来源于前瞻产业研究院《中国光伏逆变器行业市场前瞻与投资战略规划分析报告》

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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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