当前位置: 输送机 >> 输送机发展 >> 逆变器行业专题报告新形势下MLPE赛道崛
(报告出品方:东方证券)
一、行业概况:电气机械和器材制造,聚焦光伏电力转换领域
光伏组件级电力电子设备应用于产业链下游,主要聚焦于分布式光伏电力转化设备。MLPE组件级电力电子ModuleLevelPowerElectronics,即为组件级别的电子设备,在太阳能光伏系统中指能对单个或几个光伏组件进行精细化控制的电力电子设备,主要实现逆变、监控、功率优化、关断等功能。技术包含电力电子、半导体器件、通讯、云计算及高可靠制造等多个方面,目前行业内现有产品系列包括微型逆变器、优化器、组件级关断器等。
微型逆变器:指能够对每一块光伏组件进行单独的最大功率点跟踪,再经过逆变以后并入交流电网,实现对每块光伏组件的输出功率进行精细化调节及监控的逆变器。历史维度上,微型逆变器主要用于分布式、光电建筑等中小型电站,历史上主要适配功率段一般在5kW以下。组件级关断器:一种可实现组件级别快速关断的装置。在紧急情况下,通过该装置,可以远程或者手动快速关断每一块光伏组件之间的连接,从而消除光伏系统阵列中存在的直流高压,降低触电风险、解决施救等相关风险。
功率优化器:是一种直流输入、直流输出的组件级别电力电子设备。每一至两块光伏组件连接一个具有最大功率点跟踪功能的功率优化器。该设备可根据串联电路需要,将低电流转化为高电流,将各功率优化器的输出端串联并接入汇流箱或逆变器。
二、微型逆变器:中小功率分布式光伏应用,打造高效安全光伏发电
应用性能优势逐步体现,综合性价比持续修复提升
产品定位光伏中小功率段的应用场景,适配价格敏感度相对不高、更注重应用属性与品牌的地区。微型逆变器应用颗粒度相较当前市场主流组串式逆变器或集中式逆变器方案而言较细,在相对小功率分布式应用场景在安全性、发电效率、可靠性以及灵活性等方面存在优势;但同样式因为其较细的颗粒度,导致其历史维度上单瓦价格处于较高位置。
性能优势:微型逆变器应用颗粒度相对较细,在相对小功率分布式应用场景在安全性、发电效率、可靠性以及灵活性等方面存在优势:(1)安全性:相较采用集中式逆变器或者组串式逆变器的光伏发电系统整串线路中直流电压累计一般可以达到V~V的高电压等级,微型逆变器因与每一块光伏组件连接逆变后并联接入电网,故其系统运行时的直流电压一般在80V以下,低电压等级降低了运维触电风险、火灾风险和施救风险,提高了光伏发电系统的安全性。
(2)发电效率:分布式光伏发电系统,不可避免存在遮挡、阴影、灰尘、泥泞等因素,造成个别组件功率严重下降。在光伏组件串联后接入逆变器的情形下,光伏发电系统中任意一块光伏组件的失效或功率下降,将影响整串组件的功率输出,造成“短板效应”。微型逆变器由于与每一块光伏组件连接后并联接入电网,故光伏组件之间不进行串联,所以能够对单块光伏组件实现最大功率点跟踪功能,实现每块光伏组件以最大功率输出。根据NREL发布的《PhotovoltaicShadingTestbedforModule-LevelPowerElectronics》研究发现,微型逆变器在不同的场景下,相比于其他逆变器能够有效提升一定量的发电增益。
(3)可靠性:微型逆变器与每一块光伏组件连接后并联接入电网,独立性更高,发生故障后互不干扰,即使部分组件出现故障,并不会影响系统其余部分运行。相较光伏发电系统可能因为集中式逆变器或组串式逆变器的故障而导致整个光伏组串不发电的情况,微型逆变器为整个光伏发电系统的运行提供相对更高可靠性。或在分布式光伏面对极端天气情况时,微型逆变器通过较高的防尘防水等级,结合快速关断功能与结合低压拓扑,受到负面影响相对较小。
(4)灵活性:微型逆变器在建设使用方面具有相对较高的灵活性。安装灵活:微型逆变器体积小巧,质量较轻,安装使用方便,可以直接安装在光伏组件或者支架上;运维灵活:由于微型逆变器搭配组件使用,采用并联结构,在出现单个微型逆变器故障的情况下,无需整个系统停止运行进行更换,运维操作简单方便,灵活性高;扩容简便灵活:后期光伏发电系统因增加规模而需要新增设备投资时,无需更改之前配置,可以直接安装新增设备,扩容简便,同时微型逆变器单机功率较小,扩容功率灵活性高,使得整个光伏发电系统的投资建设具有更高的灵活性。
价格劣势:产品细分颗粒度相对较细,历史维度单瓦价格处于高位。据WoodMackenzie统计数据,-微型逆变器单瓦售价相较组串式逆变器仍较高,处于0.3-0.4/W单位价格区间,相较各应用场景组串式逆变器0.05-0.15/W价格水平仍有较明显价差。但随着微型逆变器行业技术迭代后,微型逆变器多体架构持续渗透,其单瓦售价有望触及0.1/W水平。虽短期仍无法相较组串逆变器展现出直接价格优势,但基于对分布式光伏发电系统中直流高压风险的重视,导致对光伏发电系统“组件级控制”的要求趋严,以及其对发电量的提升,微型逆变器于分布式市场中的渗透率后续有望提升。
上游:电子元器件行业整体属于成熟产业,市场供给相对充足
电子元器件为主要上游原材料,产业相对成熟,市场供应充足。以昱能科技公司主要采购上游原材料为例,主要包括线缆、集成电路、半导体器件、机构件、阻容、变压器、PCB板等。上游供应商通过采购铜、橡胶、铝材、磁性材料等基础性原材料,并采用通用性的技术工艺进行生产,生产工艺流程及所需原材料均具有较强的通用性。上游材料中集成电路、半导体器件、阻容等原材料为市场上的标准化材料;线缆、机构件、磁元件、PCB板等原材料是需要匹配产品规格或性能的定制类材料,根据产品研发设计方案形成物料选型,供应商按照需求规格参数完成相关材料的生产,但该类材料仍整体属于市场中较为成熟的产品,综合而言上游供应商相对充沛,市场供应充足。因为MPLE领域聚焦低压特性,故主要使用在组串式逆变器中的IGBT环节在微型逆变器设计过程中可用MOS替代。
下游:聚焦分布式光伏产业应用,终端需求toC为主
下游应用核心领域为分布式光伏发电场景。下游终端用户聚焦分布式光伏发电系统,主要包括户用业主、工商业主以及其他电站投资者。微型逆变器及智控关断器等MLPE产品将与太阳能电池组件、支架等其他部件集合构成光伏发电系统并经专业安装后,提供给终端用户使用。
终端需求聚焦细分toC市场,销售以经销分销为主。客户主要包括设备经销商、系统集成商、系统安装商、EPC承包商以及部分终端用户等市场参与主体。直销类客户主要为户用业主、工商业主以及其他电站投资者等终端用户(投资业主)。经销类客户为设备经销商、系统集成商、系统安装商、EPC承包商等。
供给端:微型逆变器应用颗粒度相对较细,当前参与者数量相对有限
当前市场以组串式逆变器为主,微型逆变器尚处于发展阶段。综合考虑逆变器的不同技术并结合其市场策略做出选择的背景下,当前组串式逆变器仍是市场较为主流选择。目前,华为、阳光电源、固德威、锦浪科技等光伏逆变器的核心供应商均在组串式逆变器有布局。而微型逆变器作为一种新的技术路线尚处于发展期,技术门槛较高,供应商较少。国外的微型逆变器市场发展较早,但出货仍集中于海外龙头Enphase。我国微型逆变器供应商较少,一方面是因为国内相关技术研发较晚,另一方面是因为国内市场对于微型逆变器的需求处于导入阶段,尚未进入放量阶段。综合而言,全球的微型逆变器市场仍处于发展阶段,供应商高度集中,头部效应明显。由于微型逆变器的技术门槛较高,研发设计需要一定投入,技术更迭速度较快,存在一定进入壁垒。
需求端:“光伏+分布式占比+MLPE渗透”多维支撑需求景气成长
光伏:行业需求持续景气,欧美地区预期上行
光伏发电成本持续下行叠加全球绿色复苏,行业需求高度景气。全球变暖和资源枯竭问题已经成为全球共同面临的威胁,为了应对危机,全球多个国家提出了“碳中和”气候目标。光伏发电作为一种清洁发电资源大受推广,从年到年,光伏发电度电成本降低90%,已经成为一种有竞争力的电源形式。随着光伏发电技术逐步成熟,光伏发电在全球中的渗透率逐步提升,据BP数据统计,从年的0.16%提升至年的3.63%。展望未来光伏LCOE持续下降叠加全球碳中和背景驱动,光伏行业需求有望迎来坚定成长,根据CPIA预测,至年全球光伏年新增装机将有望达到-GW水平等级。
欧洲:俄乌冲突带来能源供应潜在变革,
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