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谁是分布式光伏的超级黑马?

原创 能源一号

2022至2027年的5年内,可再生能源新增装机或将达2400GW,分布式占比会超越40%左右。

这一预测,对于逆变器行业来说将是再度发力的时段。

此前,无论是集中式逆变器还是组串式逆变器皆在百花齐放、景观壮美。未来,光伏逆变器行业会有哪些新的看点?人们将目光锁定在了微型逆变器(下称“微逆”)这一产品身上。在高安全性、高经济性以及适应大组件产品等多方面的优势凸显,会让微逆的爆发力更加惊人。

那么,哪些微逆公司将会在新一轮的阔然发展大潮中获得先机?

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分布式迎来全面爆发

来自国际能源署(IEA)的预测显示,2022-2027 年期间全球可再生能源装机量将增加 2400GW。到 2025 年,可再生能源发电量将超过煤炭,成为全球最大的电力来源。

具体到分布式光伏:据分析机构的数据,2016-2021 年,全球分布式光伏新增装机由 18GW 增长至 71GW。截至2021年时分布式光伏新增装机总量比例已高达47%。尽管2023年受大型地面电站市场的发展加速影响,分布式的整体占比或会有所回落,但预计2023年~2025年该板块的装机将持续升至150GW至220GW。

从中长期的发展眼光来看,2021年分布式光伏的渗透率还仅为4.8%,全球能源转型速度在加快,分布式必然是最大受益者之一。2022 年,全球能源转型投资中光伏领域占比接近三分之一。而分布式的投资也将更加被强化。

全球分布式光伏市场的火热,是会成为未来带动新能源光伏板块、微逆市场整体飙升的重要趋势之一。

微型逆变器市场格局

微型逆变器又称“组件级逆变器”,属于组件级电力电子技术在光伏发电系统的典型应用。其核心特点是单个微型逆变器对应少数光伏组件,对光伏组件进行独立、精细化的输出功率调节与监控,从而实现最大输出功率的跟踪控制。

2021 年这一细分光伏赛道的全球市场需求约 4.7GW,分布式光伏的市场渗透率约6.5%;预计至2025年需求将达36.1GW,渗透率有望升至16%,四年 CAGR 达 66.89%;对应市场空间351亿元,四年 CAGR 达43.90%。

能源一号统计也发现,目前主要涉及微逆的A股上市公司,都是在2020年之后上市的,如昱能科技、禾迈股份、德业股份、振邦智能、龙磁科技等。从去年三季报显示来看,上述公司的整体走势都令人兴奋。而在这些公司中,微逆产品份额占比最高的昱能科技,其主营收入同比增长及净利润同比增长等财务指标表现颇为亮眼。

综合国内外品牌看,国外的Enphase、国内的昱能、禾迈等三家大厂中,后两个公司在综合成本优势上表现较佳,两家国产厂商在不断技术研发与积累中,其市场份额与Enphase的差距不断缩小。

对于Enphase与国内微逆厂家的技术路径来看,Enphase 产品主要秉承着其单体微逆的技术路径,即一台微逆连接一块光伏组件。国内微逆更加注重性能与成本的平衡,早在2013年昱能科技就首创性地推出了一拖二、一拖四的微型逆变器产品,奠定了多体微逆架构的技术路径,自此国内的微逆厂商也主要沿用了这一技术路径。

其次,国内微逆厂商的微型逆变器产品,其功率覆盖更广,产品种类多,能更好地满足用户多样化的用户需求,适应更多的应用场景。以昱能为例,该公司从成立起便专注微逆技术研发,十余年中不断迭代更新,其最新一代微型逆变器产品已提供了一拖八的解决方案,产品输出功率达到了3520W,这也是目前业内最大的微型逆变器产品。禾迈股份和德业股份则主推一拖一、一拖二、一拖四、一拖六等产品,其产品的最大输出功率在2000W左右。

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大组件时代,20A大电流逆变器的重要性

近年来,182mm、210mm大尺寸硅片产能快速提升,大硅片组件(下称“大组件”)随即出现在行业市场中,地位已举足轻重。

大组件的普及,对逆变器电流输入能力要求也随之提高,即需达到20A。如无法达到组件的输出要求,将会造成严重的“削峰”现象,从而引发发电量的损失,直接影响电站的收益。

而长时间的满载工作或电流灌入将会影响逆变器的寿命和可靠性,导致其可靠性下降或出现损坏,这无疑增加了电站生命周期中逆变器的维护和更换成本。

从小组件到大组件的更新迭代,电流从10A到20A,光伏连接器的功耗将会增至原来的四倍,这大大增加了光伏连接器的损耗。而当连接器损耗时,常会因直流高压引发直流侧的故障,从而产生直流电弧,击穿空气,引发火灾。大功率组件带来成本降低的同时,也意味着更大的风险和更大的破坏能量,因此必须更加重视系统的安全性。

在微型逆变器领域,昱能科技于2021年发布的第四代DS3和QT2产品产品,输入电流可以达到20A,这也是目前业内唯一能达到输入电流20A的微型逆变器。两款产品都可以匹配功率达670w的光伏组件,从而使得单瓦成本大幅度下降,从而可以真切享受科技带来的降本红利,是微型逆变器领域的一次重大技术突破。

目前,昱能科技的第四代产品也是行业内的技术标杆,领先国内同行业 2 到 3 年的水平。

其他品牌的微逆产品,输入电流能力在15A左右,无法满足大尺寸硅片组件对输入电流的要求,无法有效解决大电流引起的火灾风险。相比之下,昱能微逆不但匹配目前市面上的大尺寸组件,也能向下兼容各种尺寸和功率段的组件。

微逆的安全性特性和高适应性,将在未来更显突出优势

由于分布式光伏发电主要应用于家庭户用、工商业用等领域,安全性是系统需考虑的重要因素。光伏组串中的直流串联存在直流高压风险,涉及运维触电风险、火灾风险以及施救风险。

出于对直流高压安全性的重视,相关法律法规陆续出台,组件级控制的电力电子设备成为市场发展的重要趋势,具有广阔的市场空间,微型逆变器于分布式市场应用渗透率有望持续提升。

微逆和组串式逆变器的方案实际上有所不同。微逆全部采用并联方式接入电网,直流电压不超过120V,有效降低了直流测电压在使用和维护过程中的风险,彻底解决了触电、火灾和施救风险,在实际应用中凭借高安全性脱颖而出。

在光伏市场较为先行的美国地区,光伏屋顶失火事件频发后,美国出台的NEC2017规范要求要求到:屋顶分布式光伏项目需要采取一定措施,以保证事故后直流端电压能降至80V以下,避免火灾时的施救风险。2019年政策正式生效后,主打“微逆”方案以及“组串+关断”方案、的企业等都受益于新政,迎来不错的发展机会。

目前加拿大、欧洲、泰国、拉美等地也有类似要求,同时中国、澳洲的标准也在往更安全的方向引导。在国内,对于分布式光伏的安全规定,近年来已有不少省市地区相继发文,如北京、深圳、东莞、海宁、江门等,对直流侧电压、直流拉弧保护功能以及组件级快速关断等关键内容做了相关规定。伴随着安规的不断深化,强制性关断政策有望进一步推进,这都会加速微逆在全球市场的全面渗透和发展。

微逆的其他优势还体现在:系统效率整体在90%以上,高于其他逆变器的平均水平。分布式发电站常常由于运行环境限制而导致“短板效应”,而微逆由于其自身独立、精细化输出功率调节与监控的特点,能有效降低“短板效应”,在弱光、阴雨天等环境下表现优异。微逆的体积小且重量轻,安装便利;运维上,其仅需拆除单个逆变器,无需中断整个发电系统;扩容方面,可自由控制设备的增减,无需更改前期配置。这些优势,加上其本身具备的安全性、类似昱能这样的大电流微逆等一道,让用户的产品使用更放心、更省心。

微逆,全球市场高增长跨越

微逆今后会怎样实现全球地区的高增长跨越?

纵观微型逆变器产品全球布局,美国市场因其作为Enphase的大本营以及安规较为先行等因素,成为了微逆产品的第一大市场,其份额占全球市场的70%左右。

欧洲地区因其可再生能源政策多年发展、电价机制灵活多变加上用户对于付费的接受程度高,其微型逆变器产品份额紧随美国之后,占比达18%。此外,得益于近日来欧洲阳台光伏市场的开辟,用户安装800W及以下的光伏系统无需政府审批,可自行安装。而微型逆变器因其小功率、小体积等特性,天然适用阳台光伏系统。相信伴随着阳台光伏的兴起,微型逆变器在欧洲市场也将会进一步放量。

对于拉美地区而言,其光照时间长、政策优惠对于分布式的导向加之国内微逆厂商较早进入该市场进行市场开发及教育,其微型逆变器产品占比也位列大区第三,达7%左右。在该市场,尽管其对于价格较为敏感,但由于国产微逆的高性价比,在销售上更具优势,因此国内微逆厂商也能更好地抢占该市场,拓宽商业版图。

以上可见,微逆市场离不开分布式的发展、安规的导向与教育市场等多方位因素。作为设备供应商,越早进入市场就拥有了该市场的话语权。昱能科技作为国内最早一批开始从事微型逆变器产品研发及市场化的企业,早在2011年就推出了其第一代微型逆变器产品并坚持走全球化占了布局,持续深入澳洲、美国、欧洲、拉美等市场。经过多年的市场积淀,昱能在这些市场已建立了稳定了销售渠道及获得了良好的市场美誉度。截止至2022年底,昱能科技MLPE产品累计销量已突破1000万台,微型逆变器产品累计销量稳居中国市场第一。

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