逆变器市场容量

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。

光伏逆变器、风电变流器—新能源发电的核心（附相关企业）

        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。

光伏并网逆变器的市场前景如何？

       目前光伏逆变器行业国际领军者是德国艾斯玛（SMA）公司，技术处在行业的顶点。国内比较有实力的并网逆变器企业有：合肥阳光电源、三 晶新能源、中达电通、山亿新能源、北京科诺伟业、艾索新能源等；而离网逆变器的技术发展相对较成熟，国内已拥有一批技术较领先的企业。

       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。

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       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。

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       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。

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       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。

光伏逆变器龙头

       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》

光伏逆变器最大有多少千瓦

       320KW。在2021年3月18日，阳光电源重磅发布全球功率最大组串逆变器SG320HX，SG320HX最大输出功率352kW，继网红产品SG225HX之后，再度刷新1500V组串逆变器功率等级，让更高功率、更低LCOE成为可能。

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。

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