光伏逆变器行业深度报告：出海加速，全球崛起
获取报告请登录【未来智库】www.vzkoo.com。
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。
原材料国产化 ：光伏逆变器的原材料成本占产品成本的 80%以上，其中 MOSFET 和 IGBT等半导体为核心的电子器件，产品技术门槛较高，目前主要由德国英飞凌、日本三菱、富士 等国外企业供应。目前我国一线逆变器厂商主要功率期间大多选用进口产品。近两年收到国 际贸易因素的影响，国内逆变器企业对于供应链的安全愈发关注，国产替代加速成为国内 IGBT 供应商打开市场的突破口。当前国内 IGBT 行业已经能够具备一定的产业链协同能力， 部分逆变器企业也正在逐步接受国产 IGBT，国内 IGBT 的销量也在持续上涨。随着国内 8 英寸 Fab 厂产能大幅开出，国内 IGBT 在技术、成本等各个方面都将更加具备竞争优势，国 产替代的进程也必将加速从而降低国产逆变器原材料成本。
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。
投资策略： 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。 与此同时，由于竞争优势显著，国内逆变器企业加速海外布局抢占市场份额，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，我们认为未来逆变器 企业业绩有望持续高增， 重点推荐全球逆变器龙头阳光电源、组串式逆变器优质企业锦浪科 技和固德威，建议关注上能电气。
……
（报告观点属于原作者，仅供参考。作者：安信证券）
如需完整报告请登录【未来智库】www.vzkoo.com。
光伏发电行业增长将带动光伏逆变器市场发展提升
据国家能源局统计数据显示，2013年以来，我国光伏发电累计装机容量增长迅速。2013年，全国光伏发电累计装机容量仅为19.42GW，到2021年已经增长至306GW，突破3亿千瓦大关，连续7年稳居全球首位。
根据中国光伏行业协会资料，未来几年，为达到“碳达峰、碳中和”目标，光伏发电行业将成为高速发展的新能源产业之一，预计在“十四五”期间，我国光伏年均新增光伏装机容量或将在70GW-90GW之间，进一步初步预计到2027年我国光伏发电行业累计装机量可能在700GW-850GW之间，由此也将推动国内光伏逆变器市场需求的进一步增长。
中国光伏逆变器行业技术水平将进一步提升
逆变器额定输出功率是指在一定的环境温度下可长时间持续稳定输出的功率。根据中国光伏行业协会资料，未来，随着IGBT、MOSFET等功率开关耐压等级和电流提升，以及更好的散热材质和设计，光伏逆变器额定功率有望进一步提升。到2030年，集中式逆变器和集散式逆变器的单机功率将超过6000kW/台，集中式电站用的组串式逆变器单机功率达到400kW/台。
逆变器功率密度是指逆变器额定输出功率与逆变器设备自身的重量比值。根据中国光伏行业协会资料，未来随着电力电子器件的升级以及逆变器生产厂家在逆变器结构上的创新，光伏逆变器功率密度有望进一步提升。到2030年，集中式逆变器和集散式逆变器的功率密度将超过1.6kW/kg，集中式电站用的组串式逆变器的功率密度有望达到3.5kW/kg。
中国光伏逆变器行业单位投资成本将进一步下降
逆变器单位容量设备投资额是指从锡膏印刷到组装以及包装环节所用生产设备所需投资成本。根据中国光伏行业协会资料，2021年国内逆变器设备投资成本为6.0万元/MW。未来，随着光伏逆变器功率密度的提升和自动化水平的提高，单位容量设备投资额将呈逐年下降趋势，预计2030年可降低至5.6万元/MW。
预计2027年国内光伏逆变器市场需求规模将近200亿元
我国光伏逆变器行业的市场需求规模主要取决于新增光伏发电项目建设中的光伏逆变器需求和存量光伏发电项目中的光伏逆变器替换需求。
在增量市场，未来随着光伏发电技术持续更新迭代，光伏发电有望实现在制氧、5G通信、建筑等领域的进一步渗透，而光伏逆变器将受益于光伏市场规模的扩张而进一步增长在存量市场，由于光伏逆变器中核心的IGBT零部件寿命为10-15年，初步以10年零部件寿命预计，2012-2017年期间装机的光伏逆变器寿命即将在2022-2027年到期，光伏逆变器的存量替换市场也有较大的发展潜力。
基于上述分析，初步测算到2027年中国光伏逆变器行业整体市场需求规模将近200亿元。
—— 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》
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》
华为针对光伏逆变器提出了三个发展理念：
华为通过技术创新和坚持数字化、简单化和全球自动化运维的发展理念，打造了全球满意度最高的“智能、高效、安全、可靠”的智能光伏电站整体解决方案。
华为进入光伏行业后给整个行业带来了三点重要贡献：
近期，Wood Mackenzie Power&Renewables发布了2018年逆变器销量的统计数据，数据显示华为以22%的市场份额位居第一，同时根据IHS之前数据显示华为已经连续三年位居全球市场份额第一宝座。
华为光伏逆变器在过去的几十年的发展中，推动了数据与运维、智能光伏、电站全生命周期管理等发展新方向。华为通过 探索 、实践和整合，率先推出FusionSolar智能光伏系统以及一站式解决方案，并与其他行业厂商共同努力，让电站业主认可了逆变器在光伏电站体系中的核心地位。
从销量排名中我们不难发现，除了华为以外，中国的阳光电源、上能电气和固德威等企业也榜上有名，可喜可贺。
进入2019年，华为光伏逆变器继续砥砺前行。
4月2日，济南第十四届太阳能展上，华为推出了首款AI加持的分布式光伏逆变器SUN2000（5KTL-M0、6KTL-M0、8KTL-M0、10KTL-M0、12KTL-M0）系列。
根据华为官网的介绍，SUN2000系列的光伏逆变器得到了AI技术的助力，大数据功能可以主动分析低效器件，降低了运维的成本；智能IV诊断技术使电站维护走向自动化，无论是巡检还是全检，都将迎来革命性的转变。 此外，基于AI技术的智能拉弧检测AFCI功能，能够检测并判断电弧的产生，并有效切断并网开关，消除电弧，主动消除由光伏系统引发的火灾隐患，防患于未燃。而机器学习的人工智能技术引入，使逆变器不断累积检测出电弧的特征参数，从而优化和提高识别电弧的能力，更精准，可靠的检测出真实电弧，给你的电站加上一道安全的防护锁。
在大工程项目中，华为也与世界各地的行业巨头积极合作，推动新能源的开发。
近日，由印度最大的独立可再生能源生产商ReNew Power投资开发，位于印度Pavagada Solar Park的300MW光伏电站顺利并网。 该项目选用华为全系列的1500V智能光伏解决方案，是目前印度首个使用高效单晶PERC光伏组件+跟踪支架+智能组串逆变器的大型地面电站。项目最大的特点是，实现了智能与高效的完美融合，LCOE降低6%以上，助力印度率先实现平价上网。
除此之外，欧洲能源巨头、全球领先的电站开发与服务供应商BayWa r.e.在西班牙南部 Don Rodrigo 落地总容量为175MW的无补贴电站项目，全面采用华为1500V智能光伏解决方案。 2月22日沙特能源标杆企业ACWA POWER管理层随同沙特王储访华，并中沙投资合作论坛上与华为签署全球合作备忘录。双方将深入合作开发全球光伏市场，将人工智能、大数据、云计算等最新最尖端的技术应用到光伏电站项目中，以 科技 创新引领行业进步。 3月26日华为与泰国最具影响力的光伏电站运营商和投资商TSE签署全面合作协议，双方将在整个亚太地区智能光伏电站的建设展开深度合作，加速新能源行业智能化进程。
虽然，华为的逆变器产品得到了全球客户的肯定和信任，但是一些不可抗拒的因素一直在困扰这华为整个公司的产品。
继华为5G被某些国家禁用后，已经有官员呼吁禁用华为的光伏产品，他们表示，一旦大型光伏电站或者企业使用了华为的光伏产品，都很容易遭受到网络的攻击。根据报道，华为的光伏产品遍及美国目前大多数住宅和商用逆变器，有约超过80%的住宅逆变器和超过50%的商用逆变器是从中国进口，其中包含着不少来自华为的光伏逆变器。有分析指出，华为光伏逆变器凭借可靠性高、成本较低和效益较好的优点，迅速占领了美国市场，目前已达到20%的市场占有率。
不得不说，近年来的贸易保护主义和带有政治目的的打压都将会影响华为产品的销售，甚至彻底退出某个特定市场。不过，从华为的发展轨迹可以看出，这家公司仍然值得我们以及全球合作伙伴的信任，这场"禁售"表面上是困境，长远看来是一种可遇不可求的机遇。如果华为能够继续推出具有竞争力产品，这些禁售都将形同虚设，所谓的谣言也会不攻自破。
光伏逆变器行业主要上市企业：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)等
本文核心数据：企业营收、毛利率、研发投入
1、中国光伏逆变器行业龙头企业全方位对比
目前，国内的华为、阳光电源企业是光伏逆变器行业代表龙头企业，并且两者在全球市场也占据领先地位。从企业经营情况来看，2020年华为总营收超过6000亿元，其中光伏逆变器业务营收占比不超过10%，而阳光电源的企业营收规模较小，但其光伏逆变器业务占比超过40%从产品布局来看，华为主营组串式光伏逆变器产品，而阳光电源的产品布局较为齐全，在户用、工商业屋顶和大型电站等各种应用场景均有布局。
注：国内市场光伏逆变器出货量市占率参考2020年数据，2021年暂未公布。
2、阳光电源：光伏逆变器业务的布局历程
1997年11月28日，阳光电源成立2003年，企业自主研发的中国首台具有完全知识产权的光伏并网逆变器在上海奉贤成功并网发电，并打破国外垄断2011年11月，企业在深圳证券交易所成功挂牌上市2018年，阳光电源的印度阳光电源印度工厂投产。
至今，阳光电源股份有限公司已经发展成为一家专注于太阳能、风能、储能、电动汽车等新能源电源设备的研发、生产、销售和服务的国家重点高新技术企业。主要产品有光伏逆变器、风电变流器、储能系统、新能源汽车驱动系统、水面光伏设备、智慧能源运维服务等，致力于提供全球一流的清洁能源全生命周期解决方案。
3、阳光电源：光伏逆变器业务布局及运营现状
——提供以光伏逆变器为核心的光伏系统综合解决方案
从1997年公司成立起，阳光能源就致力于以光伏逆变器为核心的光伏系统设备研发和生产，为全球用户提供一流的光伏系统综合解决方案。
目前公司所从事的具体业务包括光伏逆变器、风电变流器、储能系统、新能源汽车驱动系统、水面光伏设备、充电设备、电站投资开发等。2021年上半年，公司在光伏逆变器等电力设备上营业收入最高，占总营业收入的比重超40%其次为电站开发投资，占比超30%。
——全球市场布局逐渐完善，境外收入占比逐年增长
阳光电源成立伊始就树立了全球化的发展战略，目前己在海外建设了20+分子公司，全球服务中心超过60个，180多个授权服务商，累计保障电站容量超220GW，产品已批量销往全球150多个国家和地区。
2021年上半年，公司在境外地区的销售收入首次超过中国大陆地区的销售收入。未来公司规划将持续深耕全球市场，有序推进逆变器、储能、电站等业务全球化布局，重点提升全球营销、服务、融资等关键能力建设，强化全球化支撑能力体系，提升全球影响力。
——企业研发人员数量占总人数的40%
从研发投入来看，2021年上半年，企业新增169项专利权，均系原始取得，另有还有539项新增专利申请研发总投入超过5亿元，占营收的比重超5%研发人数数量占总人数的40%。整体来看，企业研发投入水平较高。
4、阳光电源：光伏逆变器业务经营业绩分析
——光伏逆变器业务总营收突破70亿元
近年来，阳光电源的光伏逆变器业务营收呈现逐年增长态势，2020年全年超过70亿元从光伏逆变器业务占总营收占比来看，自2019年开始呈现增长趋势。反映出企业的光伏逆变器业务经营向好。
——光伏逆变器业务毛利率保持在30%以上
近五年，企业的光伏逆变器业务毛利率整体高于企业的综合毛利率水平，并且光伏逆变器业务毛利率保持在30%以上的水平，反映出企业的光伏逆变器业务获利水平较高，并且极大支撑了企业的利润增长。
——稳居全球市场光伏逆变器出货量第二
从光伏逆变器产品布局来看，阳光电源的布局已经覆盖市面上主要产品类型，包括微型、组串式、集中式光伏逆变器产品，功率涵盖8~8800kW，并且覆盖户用、分布式、大型地/水面光伏发电等各类应用场景。
从光伏逆变器出货量在全球市占率来看，2016-2020年，阳光电源连续蝉联全球第二，并且在2020年的全球市占率有大幅提升，增长了5.5个百分点，进一步拉进了与排名第一华为的差距。
——全球逆变器品牌可融资性排名第一
2020年，彭博新能源财经通过向全球可再生能源项目的投资方发放问卷等形式，对逆变器品牌的可融资性进行了调查。其中，阳光电源以100%的得票率当选“全球最具融资价值的逆变器品牌”，反映出阳光电源品牌更易帮助项目开发商获得银行融资，有利于绑定长期客户群体，该品牌逆变器在国际市场获得的认可度较高。
5、阳光电源：光伏逆变器业务发展规划
未来，全球绿色能源将迎来跨越发展新时代，推动光伏逆变器市场保持强劲发展，行业吸引力持续加强，而阳光电源公司的市场竞争压力也将进一步加大。为此，企业规划将持续加大研发创新力度，强化核心竞争优势持续深化全球战略部署，聚焦业务纵深发力推动光风储电氢协同发展，强化组织能力，扩大全球领先地位，实现企业的快速可持续增长。
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》
1.要求具有较高的效率。由于目前太阳电池的价格偏高，为了最大限度地利用太阳电池，提高系统效率，必须设法提高逆变器的效率。
2.要求具有较高的可靠性。目前光伏发电系统主要用于边远地区，许多电站无人值守和维护，这就要求逆变器具有合理的电路结构，严格的元器件筛选，并要求逆变器具备各种保护功能，如输入直流极性接反保护，交流输出短路保护，过热、过载保护等。
3.要求直流输入电压有较宽的适应范围，由于太阳电池的端电压随负载和日照强度而变化，蓄电池虽然对太阳电池的电压具有重要作用，但由于蓄电池的电压随蓄电池剩余容量和内阻的变化而波动，特别是当蓄电池老化时其端电压的变化范围很大，如12V蓄电池，其端电压可在10V～16V之间变化，这就要求逆变器必须在较大的直流输入电压范围内保证正常工作，并保证交流输出电压的稳定。
4.在中、大容量的光伏发电系统中，逆变电源的输出应为失真度较小的正弦波。这是由于在中、大容量系统中，若采用方波供电，则输出将含有较多的谐波分量，高次谐波将产生附加损耗，许多光伏发电系统的负载为通信或仪表设备，这些设备对电网品质有较高的要求，当中、大容量的光伏发电系统并网运行时，为避免与公共电网的电力污染，也要求逆变器输出正弦波电流。
编辑本段
工作原理
逆变器将直流电转化为交流电，若直流电压较低，则通过交流变压器升压，即得到标准交流电压和频率。对大容量的逆变器，由于直流母线电压较高，交流输出一般不需要变压器升压即能达到220V，在中、小容量的逆变器中，由于直流电压较低，如12V、24V，就必须设计升压电路。
中、小容量逆变器一般有推挽逆变电路、全桥逆变电路和高频升压逆变电路三种，推挽电路，将升压变压器的中性插头接于正电源，两只功率管交替工作，输出得到交流电力，由于功 光伏并网逆变器率晶体管共地边接，驱动及控制电路简单，另外由于变压器具有一定的漏感，可限制短路电流，因而提高了电路的可靠性。其缺点是变压器利用率低，带动感性负载的能力较差。
全桥逆变电路克服了推挽电路的缺点，功率晶体管调节输出脉冲宽度，输出交流电压的有效值即随之改变。由于该电路具有续流回路，即使对感性负载，输出电压波形也不会畸变。该电路的缺点是上、下桥臂的功率晶体管不共地，因此必须采用专门驱动电路或采用隔离电源。另外，为防止上、下桥臂发生共同导通，必须设计先关断后导通电路，即必须设置死区时间，其电路结构较复杂。
编辑本段
控制电路工作
上述几种逆变器的主电路均需要有控制电路来实现，一般有方波和正弦波两种控制方式，方波输出的逆变电源电路简单，成本低，但效率低，谐波成份大。正弦波输出是逆变器的发展趋势，随着微电子技术的发展，有PWM功能的微处理器也已问世，因此正弦波输出的逆变技术已经成熟。
1.方波输出的逆变器
1.方波输出的逆变器目前多采用脉宽调制集成电路，如SG3525，TL494等。实践证明，采用SG3525集成电路，并采用功率场效应管作为开关功率元件，能实现性能价格比较高的逆变器，由于SG3525具有直接驱动功率场效应管的能力并具有内部基准源和运算放大器和欠压保护功能，因此其外围电路很简单。
2.正弦波输出的逆变器
2.正弦波输出的逆变器控制集成电路，正弦波输出的逆变器，其控制电路可采用微处理器控制，如INTEL公司生产的80C196MC、摩托罗拉公司生产的MP16以及MI－CROCHIP公司生产的PIC16C73等，这些单片机均具有多路PWM发生器，并可设定上、下桥臂之间的死区时间，采用INTEL公司80C196MC实现正弦波输出的电路，80C196MC完成正弦波信号的发生，并检测交流输出电压，实现稳压。
编辑本段
主电路功率器件的选择
逆变器的主功率元件的选择至关重要，目前使用较多的功率元件有达 小功率的光伏并网逆变器设计图林顿功率晶体管（BJT），功率场效应管（MOS－FET），绝缘栅晶体管（IGBT）和可关断晶闸管（GTO）等，在小容量低压系统中使用较多的器件为MOSFET，因为MOSFET具有较低的通态压降和较高的开关频率，在高压大容量系统中一般均采用IGBT模块，这是因为MOSFET随着电压的升高其通态电阻也随之增大，而IGBT在中容量系统中占有较大的优势，而在特大容量（100kVA以上）系统中，一般均采用GTO作为功率元件。
光伏逆变器 并网逆变器 太阳能逆变器SolarMax的光伏逆变器规格全，既有小功率的组串逆变器，又有大功率的集中式逆变器，随着中国光伏发电市场的迅速发展，SolarMax逆变器必然会被越来越多的中国客户使用。
