光伏事业方兴未艾,逆变器开辟“安全”第二战场?

细说光伏 2023-04-12
3494 字丨阅读本文需 9 分钟

光伏逆变器指太阳能光伏发电系统中的核心部件之一,可以将光伏发电系统产生的直流电转化为符合电能电网质量要求的交流电。光伏逆变器是光伏阵列系统中最重要的系统平衡之一,具备主动转运和停机功能、最大功率追踪MPPT功能,电网检测及并网功能等,是光伏电站最重要,最核心的部件。

光伏逆变器的市场规模取决于新光伏发电项目的需求及现有项目的替换需求。近年来,国际社会对可持续能源的支持和《巴黎协定》推动了欧盟、美国、中国等主要地区和国家的碳达峰政策的发布,从而促进了光伏新装机量的增长,为光伏逆变器的需求提供了市场空间。同时,光伏逆变器的平均使用寿命约为10年。随着更多光伏项目的安装,预计未来五年对光伏逆变器的替换需求将快速增长。

一、光伏逆变器复合年增长率为17.7%

全球光伏逆变器按收入计的市场规模从2017年的76亿美元增长至2021年的122亿美元。2021年,美洲、EMEA(欧洲、中东和非洲)、亚太地区(不包括中国)及中国分别占全球销售额的32.5%、30.3%、21.6%及15.6%。2021年,全球光伏逆变器以容量计的总出货量约210.4千兆瓦。

展望未来,2026年全球光伏逆变器按收入计的市场规模预期攀升至275亿美元,2021年至2026年复合年增长率为17.7%。

2021年,按新增装机容量计算的全球储能市场规模达到25.2千兆瓦时,并预期于2026年进一步增加至528.4千兆瓦时,按复合年增长率83.8%增长。美洲2021年的新增储能装机容量全球第一,约占总新增装机容量的50.8%,其次是EMEA和中国,分别占20.6%和19.2%。预期按新增装机容量计算的全球储能产业的市场规模将由2021年的63亿美元增至2026年的1057亿美元。

储能按应用划分可分为:集中式储能,由发电侧及电网侧组成;分布式储能,即用户侧储能。发电侧和电网侧储能的容量高、规模大,在经过多年的快速发展后已形成自己的经济规模。用户侧储能常常需要精准管理,这样可适应下游用户不同的用电习惯并提升能耗率。由于储能逆变器在不同应用场景有着不同的产品性能要求、功能和目标客户,则多数头部储能逆变器公司在进军储能市场时,倾向于将其储能业务侧重点放在集中式储能(发电侧及电网侧)或分布式(用户侧)储能市场(二者选其一)。

因此,当前集中式储能市场的竞争格局不同于分布式储能市场,两者几乎无重叠。预计到2026年,全球用户侧应用储能逆变器按出货量计的市场规模将达到88.4千兆瓦,占储能逆变器以容量计的总出货量的46.8%。

二、逆变器市场将迎来一波大增长

光伏逆变器制造,可划分为组串式逆变器、集中式逆变器、集散式逆变器、微型逆变器。

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。集中式逆变器主要用于大型大面电站,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,功率范围在1MW-10MW。微型逆变器主要用于户用小型电站,功率等级在200W-1500W。

站在新能源的风口,逆变器市场可能将迎来一波大增长。

首先,换代周期近在眼前,全球逆变器需求极度旺盛。逆变器的平均寿命为10-15年,2010年装机的逆变器已经逐步进入换代倒计时,据有关估计2022年全球逆变器出货量分别有望达到 243GW,市场规模分别有望达到433亿元,2025 年全球逆变器市场空间有望达到505亿元。

其次,受益于新增装机容量持续增长,海外逆变器需求不断提升,中国龙头企业的市场地位也逐日提高。全球逆变器出货量中国占比超过65%,华为、阳光稳居前两位,在除美国以外的细分市场中,华为的逆变器出货量均排名第一,而在2019年上能电气的海外收入则一度暴增12倍。

第三,就国内市场而言,“新能源+储能”规模化发展已成趋势。无论是政策还是实际需求,都会让逆变器企业有广阔的施展空间。逆变器板块过去一年势如破竹。

但是同时我们也要清醒认识到,作为光伏产业链上最有技术含量的一个环节,逆变器行业的竞争也是最激烈的。这时刻提醒我们,逆变器市场有风险,投资须谨慎。国内能完整渡过逆变器行业周期的企业,屈指可数。有人开玩笑,绝大多数厂家存在的时间都没有自己的产品久。

2009年前后,以启动金太阳示范工程和特许项目招标为标志,国内光伏产业迅速扩张,带起了逆变器第一波热潮。2009年国内逆变器需求量达到150MW,较2008年翻了7倍,供给一度短缺。高补贴、高电价、低成本吸引了SMA、西门子、卡罗拉、施耐德等大量海外品牌来到中国,赚得盆满钵满。在高达200%的利润率面前,国内逆变器市场经历了一段野蛮生长的时期,更多的厂商开始做逆变器业务,国内逆变器企业从个位数增长至数百家。

2012年上半年,随着产能增多,市场供需关系开始发生逆转,政府补贴减少,逆变器的价格和利润大幅下降,市场上逆变器的价格从2元/瓦降到了0.8元/瓦。首先扛不住的是外国品牌,因为在中国市场营收锐减、无利可图,除少数几家外,包括艾默生、卡罗拉这样的知名企业,要么借道台商外包代工,要么就地变卖给国内品牌,永久撤回欧美。

到了2012年下半年,逆变器的市场价格又出现了一波快速的补降,大功率产品价格降到了0.4元/瓦左右,价格再次腰斩。由于这一阶段,国内技术的不成熟,许多名义上是国产品牌的逆变器,实际上就是向三菱、富士等国际巨头供应商购买核心元器件后进行组装。利润猛降,成本不降,没有核心技术的小厂们不得不宣布破产倒闭,逆变器产业陷入严重阶段性失衡。更糟糕的是,美欧也相继对中国光伏产品发起“反补贴、反倾销”调查,加剧了光伏全产业困境。

2013年华为着手开发逆变器时,国内集中式逆变器出货量占比达89%,组串式占比仅为11%。行业里占据主导地位的是大机地面电站。2014年,华为改换技术路线为组串式逆变器,契合了大型光伏电站向分布式转变的趋势,成功跻身中国逆变器行业出货量前五,和全球十大光伏逆变器供应商的行列。

2016年以来,随着一系列“最严光伏政策”出台,至2018年中,2012年SNEC展会中439家逆变器参展商存活下来的只剩下5%。残酷的优胜劣汰,让国内企业走向海外,并为自己赢得“量大质优价低”的口碑。

随着碳达峰、 碳中和、十四五等目标与规划带来的各项利好光伏发电政策的颁布与实施,作为清洁能源的太阳能在电力装机结构中的渗透率正在提升。近些年,中国光伏装机容量保持着迅速稳定的增长,我国光伏新增装机连续 9 年位居全球首位。根据国家能源局数据显示,2021年,中国光伏新增装机容量为52.5GW,累计装机容量达到358.6GW,同比增长17.19%。光伏装机容量的迅速增长将会带动主产业链及相关逆变器出货量的增加,甚至导致部分产品供不应求。

当前市场以组串式光伏逆变器为主,微型光伏逆变器还处于发展阶段。

但近5年来,微型光伏逆变器出货量稳步上升,2021年出货量创历史新高,达到3.61GW,同比上涨58.3%。有咨询机构预测2025年全球微型逆变器渗透率有望达到16%,出货量超29GW。

在目前全球光伏市场保持高速增长的情况下,根据CPIA数据,预计2022-2025年中国逆变器出货量为75/86/96/106GW,对应出货量增速为19%/14%/12%/10%。

随着技术进步,组串式逆变器的占比将逐步提;随着各国对光伏安全型的重视,微型逆变器的占比将逐步提升;对应的,集中式逆变器的占比将逐步下降。

技术进步将推动成本下降,进而导致逆变器价格下降。其中,集中式逆变器的技术已经非常成熟,降本速度最慢;微型逆变器的技术发展迅速,降本速度较快。

三、逆变器安全问题日益受到关注

随着光伏装机量的不断攀升,逆变器企业安全问题也日益受到关注。

在长达25年甚至更久的电站生命周期内,线路老化、接头松动、设备绝缘失效等问题都可能造成直流拉弧。有数据显示,光伏电站60%左右火灾由直流电弧引起。

关注电站安全已成为光伏高质量发展的题中之义,由直流拉弧引发的电站安全问题已经引发海内外共同关注。当前,欧美等海外市场对逆变器产品有强制的直流拉弧技术法规要求。而在国内市场,对直流电弧故障检测的要求也日渐提上日程。

在2021年11月24日国家能源局发布的《关于加强分布式光伏发电安全工作的通知(征求意见稿)》中,明确强调分布式光伏发电项目设计方案应至少安装电弧故障断路器或采用具有相应功能的组件,实现电弧智能检测和快速切断功能。

企业加强技术创新。例如,“针对光伏系统安全问题,利尔达始终与行业发展并驾齐驱。目前,利尔达已经联合开发出光伏AFCI故障电弧芯片模组,通过不断实验采集数据、模型训练学习,电弧检测率可达业内领先水平。”利尔达说道。

据悉,该模组通过与传感电路进行配合,可对线路中的串联故障电弧进行有效的检测,在电气火灾发生前给出信号,切断电源;同时还能有效避免非故障电弧的误报警,为电站稳定运行保驾护航。

此外,随着风光等新能源的高比例渗透,电网稳定性受到一定程度冲击。引入储能,不仅提高电站自发自用率、进行有效能源管理,还能为电网提供削峰填谷、平滑功率输出的支撑作用,这已经成为逆变器企业的一门必修课。

市场行情风云变幻,伴随着地区局势动荡,相关法律法规陆续出台,未来供需关系的变化还有很多不确定因素,经历过了过去两年的疯狂,大家都会更加认真对待2023,根据机构的统计的23年1季度情况,逆变器的主战场中出口市场数据仍旧强劲,半导体器件的结构性缺货行情仍需要大家一起努力来解决。

回归始终,绿色低碳转型的关键时期,光伏事业方兴未艾。

文章来源: 证券时报,北极星电力网,啊不的闲散时光

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