光伏逆变器发展现状

急！目前光伏经过逆变器并网还存在哪些问题？逆变器并网有什么不足的地方吗求大侠指点！！

       逆变器第一讲究效率。 效率是最大功率追踪计算技术和群控技术问题。

       成本：目前逆变器成本已经站全套电站的5%以下，成本不是问题。

       寿命：技术和使用元器件问题。

       谐波含量：主要是技术问题，其次是用件问题。

       无功 有功配比：目前国内技术不足。

光伏逆变器的发展

       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。

       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。

       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！

       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。

       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。

2021年逆变器发货超52GW，华为光伏军团走出“缺芯”？

       近年来，“缺芯”是华为的切肤之痛，华为光伏逆变器业务也不例外。而IGBT这类功率半导体芯片，正是光伏逆变器必需的元件。

        相比之下，另一大光伏逆变器巨头阳光电源（300274，SZ）2021年光伏逆变器销售量为47GW，储能系统全球发货量达3GWh。

        根据国际可再生能源署（IRENA）数据，2021年全球光伏新增装机133GW。而华为的全球发货量就达到52GW。从这个角度看，华为光伏军团已经克服了逆变器缺芯的困难。

        华为光伏军团表示，近年来全球发生了许多风险事件，华为一直能够持续保障供应连续性和客户产品/服务及时交付，这表明其建立的业务连续性管理体系和管理机制是有效的。

        宋凯介绍称，华为自己的光伏电站布设开始于2012年，已经在东莞华为南方工厂、华为杭州研究所、苏州研究所、南京研究所等屋顶广场，建了总容量19.5兆瓦的分布式智能光伏电站。南方工厂电站每年能发1700多万度电，可满足华为南方工厂基地10%左右的用电需求。

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        每日经济新闻

目前光伏逆变器的趋势是什么？分布式光伏逆变器前景如何？

       光伏电站逆变器的趋势,已经从爱默生逆变器的一统天下变为国产逆变器的大量应用。

       分布式光伏逆变器前景如何？远景应该不错，但分布式光伏发电系统目前造价过高（火电每千瓦造价5000元左右，光伏发电造价一万元以上），在入网电价不能提高的情况下，近期不大可能广泛推广分布式光伏发电，而且受房屋建筑形式限制，想获得35度倾斜角的最佳发电高效率不易，因此分布式光伏逆变器短期前景不好，赚钱不大容易。

5.31之后光伏的发展趋势到底怎样

       行业主要上市公司：隆基股份(601012);晶澳科技(002459);晶科能源(688223);通威股份(600438);天合光能(688599)等

本文核心数据：光伏发电板块上市公司研发费用;光伏发电相关论文发表数量

全文统计口径说明：1)论文发表数量统计以“solar pv”、“solar

       photovoltaic”为关键词，选择“中国”、“论文”筛选。2)统计时间截至2022年8月29日。3)若有特殊统计口径会在图表下方备注。

光伏发电行业技术概况

1、技术原理及类型

(1)光伏发电行业技术原理

       光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术，其发电原理如下。

(2)光伏发电种类

       光伏发电一般分为两类：集中式发电和分布式发电，集中式发电主要为大型地面光伏系统;分布式发电主要应用于商业/工业、建筑屋顶。

2、技术全景图：主要为光伏电池技术路线

       光伏发电行业的产业链中游为电池片、电池组件和系统集成，其中各类光伏电池技术为重点技术路线。根据半导体材料的不同，光伏电池技术主要包括晶硅电池、薄膜电池以及叠层和新结构电池(第三代电池)。

       晶硅电池是研究最早、最先进入应用的第一代太阳能电池技术，按照材料的形态可分为单晶硅电池和多晶硅电池，其中单晶硅电池根据基体硅片掺杂不同又分为P型电池和N型电池。目前应用最为广泛的单晶PERC电池即为P型单晶硅电池，而TOPCon、HJT、IBC等新型太阳能电池技术主要是指N型单晶硅电池。

       薄膜光伏电池分为硅基薄膜电池和化合物薄膜电池，以铜铟稼硒(CIGS)、锑化镉(CdTe)和砷化镓(GaAs)等的化合物薄膜电池为代表。

       叠层、新结构电池包括有机太阳能电池、铜锌锡硫化物电池、钙钛矿太阳能电池、染料敏化太阳能电池、量子点太阳能电池等。

光伏发电行业技术发展历程：电池技术路线演变拉动

       光伏发电行业技术发展主要是由光伏电池技术路线演变拉动的，从以硅系电池为代表的第一代光伏电池、到以铜铟稼硒(CIGS)、锑化镉(CdTe)和砷化镓(GaAs)等材料的薄膜电池为代表的第二代光伏电池，如今光伏电池技术已发展至第三代，第三代光伏电池技术主要包括有机太阳能电池、铜锌锡硫化物电池、钙钛矿太阳能电池、染料敏化太阳能电池、量子点太阳能电池等，具有薄膜化、转换效率高、原料丰富且无毒的优势。

光伏发电行业技术政策背景：政策加持技术水平提升

       近年来，我国出台一系列光伏发电技术及研发的相关政策，通过政策指导，行业加快光伏发电技术的推广和革新，促进光伏发电产业的快速发展。

光伏发电行业技术发展现状

1、光伏发电行业技术科研投入现状

(1)国家重点研发计划项目

       据已公开的国家重点研发计划项目，2018-2021年我国光伏发电技术相关国家重点研发计划项目共计15项。

       注：2019年未公布光伏发电技术相关国家重点研发计划项目。

(2)A股上市企业研发费用

       光伏发电行业经过多年发展，产品相对成熟，但行业整体研发投入水平较高。从A股市场来看，2017-2021年，我国光伏板块上市公司研发总费用逐年增长，2022年第一季度，光伏板块上市公司研发总费用约281.13亿元。

2、光伏发电技术科研创新成果

(1)论文发表数量

       从光伏发电相关论文发表数量来看，2010年至今我国光伏发电相关论文发表数量呈现逐年递增的趋势，可见光伏发电科研热度持续走高。截至2022年8月，我国已有18289篇光伏发电相关论文发表。

       注：统计时间截至2022年8月。

(2)技术创新热点

       通过创新词云可以了解光伏发电行业内最热门的技术主题词，分析该技术领域内最新重点研发的主题。通过智慧芽提取该技术领域中近约5000条专利中最常见的关键词，其中，光伏组件、太阳能、光伏板、太阳能板、光伏发电、太阳能电池板、逆变器等关键词涉及的专利数量较多，说明光伏发电行业研发和创新重点集中于光伏组件和光伏板等领域。

(3)专利聚焦领域

       从光伏发电专利聚焦的领域看，目前光伏发电专利聚焦领域较明显，其主要聚焦于太阳能、光伏板、太阳能电池、光伏组件等。

主要光伏电池技术对比分析

       从技术水平来看，硅、砷化镓、磷化铟、碲化镉和铜铟硒多元化合物(铜铟镓硒是其典型代表)是可选光伏材料中综合性能的最佳集合。而它们各方面性能的优劣，直接导致了目前光伏电池技术百花齐放的现状。

       注：平均转换效率均只记正面效率。

光伏发电行业技术发展痛点及突破

1、光伏发电行业技术发展痛点

(1)硅基光伏电池：P型电池转换效率低

       由于电池片的光电转换效率直接影响整个光伏系统的效益，因此光伏电池的光电转换效率十分重要，光电转换效率的提升主要依靠技术更新换代。现阶段，晶硅光伏电池面临着转换效率较低的问题，尤其是P型电池。

       据德国哈梅林太阳能研究所(ISFH)，PERC电池的理论极限效率为24.5%，PERC产线的量产效率已经达到23%，逐步逼近理论极限效率。

(2)薄膜电池量产转换效率低

       薄膜光伏电池具有衰减低、重量轻、材料消耗少、制备能耗低、适合与建筑结合(BIPV)等特点，但薄膜电池面临着量产转换效率低的问题，性价比较低。

2、光伏发电行业技术发展突破

(1)N型电池技术突破P型电池极限转换效率

       相较于P型电池，N型电池技术少子寿命高、无光致衰减、弱光效应好且温度系数小，转换效率更高。面临P型电池逐步逼近理论效率极限，N型电池技术能够突破P型电池的理论效率极限并达到更高转换效率。据中国光伏行业协会(CPIA)，2022-2023年N型电池技术的平均转换效率就可以达到PERC电池的理论极限效率(24.5%)。

(2)钙钛矿电池可实现高转换效率

       钙钛矿电池是利用钙钛矿型的有机金属卤化物半导体作为吸光材料的第三代太阳能电池，钙钛矿材料的吸光能力强于晶硅材料，因此钙钛矿电池能够实现高转换效率。除了拥有高转换效率，钙钛矿电池还具备价格低、投资小、制备简单等优势。

光伏发电行业技术发展方向及趋势：降本增效

       2022年8月，工信部五部门联合印发的《加快电力装备绿色低碳创新发展行动计划》，提出通过5-8年时间，在太阳能装备方面重点发展高效低成本光伏电池技术，包括推动TOPCon、HJT、IBC等晶体硅太阳能电池技术和钙钛矿、叠层电池组件技术产业化，开展新型高效低成本光伏电池技术研究和应用等。

       可见，未来光伏发电技术将向着降本增效方向发展，一方面由于现有光伏电池逐渐逼近最高理论转换效率，因此更高转换效率的电池将成为光伏电池技术发展方向;另一方面，光伏组件转换效率的提升以及制造成本的降低，是降低光伏电站建设成本，并最终降低光伏发电成本的关键因素。

「前瞻碳中和战略研究院」聚焦碳中和领域的政策、技术、产品等开展研究，瞄准国际科技前沿，服务国家重大战略需求，围绕“碳中和”开展有组织、有规划科研攻关，促进碳中和技术成果转化和推广应用，为企业创新找到技术突破口，为各级政府提供碳达峰、碳中和的战略路径管理咨询和技术咨询。院长徐文强博士毕业于美国加州大学伯克利分校，二十余年来一直深耕于低碳清洁能源和绿色材料领域的基础研究、产品开发和产业化，拥有55项专利、33篇论文，并已将30多种产品推向市场，创造商业价值50+亿元，专注于氢能、太阳能、储能等清洁能源研究。

       以上数据参考前瞻产业研究院《光伏发电行业技术趋势前瞻及投资价值战略咨询报告》。

光伏逆变器未来前景怎样？

       前瞻产业研究院《2015-2020年中国光伏逆变器行业市场前瞻与投资战略规划分析报告 前瞻》数据显示，2010年末全球太阳能光伏累计装机容量接近40GW，比2009年的23GW增加70%。欧洲是太阳能利用最多的地区，2010年末累计安装光伏(PV)29617.145兆瓦，同比增长81.8%，占世界光伏发电装机总容量的74.5%。亚太地区光伏发电装机容量虽仅次于欧洲，但仅占世界总量的14.7%；北美地区装机容量为2747.2 兆瓦，同比增长56.0%，占世界份额为6.9%。

       由于光伏逆变器不依赖于电池的不同技术，它的成长性比各种电池的发展更具爆发性。2010年全球光伏逆变器的市场规模为65亿美元左右，前瞻产业研究院光伏逆变器行业研究小组分析预计，到2015年，即使考虑售价下降，光伏逆变器市场规模也将超过150亿美元。

2021中国光伏销售排行榜(2021年光伏逆变器出货量排名)

       2021年，全球光伏逆变器出货量猛增至185GW，同比增长超过40%。华为、阳光电源和SMA牢牢占据出货量前三的市场主导位置，PowerElectronics依旧排在第四位。同时，供应商集中占比还在加剧，TOP10的光伏逆变器供应商占据了80%的市场份额，同比增长4%。

       2021上半年光伏组件出货数据。

       数据显示，隆基自去年跃升

       第一后稳坐上半年宝座。

       天合爬升至第二，第三名则是一路稳健布局持续成长的晶澳。

       而在国内即将上市的晶科，为了稳定利润在上半年的出货表现退居

       第四，后续依序是阿特斯、韩华Q-Cells、东方日升、FirstSolar、尚德、正泰。

       尽管上半年出货排名出现变动，但TOP10出货成员基本上与2021年相同。

       国家能源局公布2021年我国光伏新增装机量后，各省新增装机量也水落石出。

       其中，河北省新增光伏装机约7.16GW，成为全国年光伏新增装机第一大省，占当年全国新增装机总量约15%。

       作为我国北部大省，河北省太阳能资源优越，非常适合光伏发展。

       自2014年以来光伏新增装机量全国占比一直保持在8%左右，拥有雄厚的发展基础，终于在2021年爆发，一举跃升为新增装机第一大省。

       山东最多，山东省以1801万千瓦的总累计装机容量占据全国第一，从发展规模上看，2018-2021年上半年，华东地区以7055万千瓦成为首要装机量区域，2021年上半年的增速为7.14%;西北地区以5030万千瓦尾随其后，2021年上半年的增速为1.70%。

       从发展速度来看，华南地区在2021年上半年以13.22%的增速发展，其次为东北地区以10.21%的增速位居第二。

       太阳能光伏山东省最多2021年前8月，我国共新增光伏发电相关企业4.01万家。

       从区域分布来看，山东省拥有数量最多的光伏发电企业，共3.91万家。

       其次是江苏和广东，分别有光伏发电相关企业2.20万家、1.30万家。

       从城市分布来看，滨州市有光伏发电企业5680家，排名第一，其次是西安市和济南市。

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