1.趋势一:全球分布式光伏发展迅速,微逆应用天花板打开
分布式光伏具有单个项目容量小、可安装范围广、并网流程简单、收益率高的特点。按 照使用场景分类,可以分为工商业分布式和户用分布式。 在全球光伏市场中,由于中国等发展中国家集中式光伏快速发展,2011-2016 年全球分布 式装机占比呈现下降的趋势。随着分布式光伏装机成本与集中式差距逐步缩小,分布式 装机开始发力。同时,欧美等国家和地区推进屋顶光伏计划,全球分布式光伏占比得以 逐渐回升。2021 年,全球新增分布式项目约 77GW,占比达到 44%。 从全球光伏装机的主流国家来看,我们认为未来 2-3 年分布式光伏装机增速将保持较高 增速。
中国:2021 年,中国新增分布式项目约 29GW,同比增长 88%,占比达到 55%。为了推 进分布式光伏发展,中国近两年陆续推出屋顶光伏政策。1)2021 年 6 月国家能源局下 发“整县推进”的通知,针对试点县市党政机关/公共建筑屋顶/工商业厂房/农村居民屋 顶安装光伏比例不低于 50%/40%/30%20%;2)分布式国补退坡之后,各地方政府也陆续 出台分布式地方补贴,如浙江瑞安 2022-2023 年对屋顶光伏项目按实际发电量给予 0.1 元 /KWh 补贴;3)2022 年 6 月出台《“十四五”可再生能源发展规划》强调,到 2025 年公 共机构新建建筑屋顶光伏覆盖率力争达到 50%。
美国:2021 年,美国新增分布式项目约 6.4GW,同比增长 20%,占比 27%。美国联邦政 府的税收抵减政策可以降低光伏装机成本,州政府推行的净计量电价政策允许用光伏发 电抵扣电网用电费用。2022 年 8 月,拜登政府签署《通货膨胀削减法案》,将投资税收抵免政策(ITC)延长至 2032 年,工商业发电项目投资税收抵免比例由目前的 26%提升 至 30%。
欧盟:2021 年,欧盟户用和工商业装机达到 15.7GW,同比增长 23%,合计占比达到 58%。 2022 年欧盟委员会发布 REPower EU 计划,旨在摆脱对俄罗斯化石燃料的依赖。计划提 出到 2026 年,所有面积大于 250 平的新建公共和商业建筑必须安装屋顶光伏;到 2027 年,所有面积大于 250 平的公共和商业建筑必须安装屋顶光伏;到 2029 年,所有新建住 宅安装屋顶光伏。
综合来看,前几大光伏装机市场中国、美国、欧洲的分布式装机占比预计在未来几年继 续保持较高水平。预计到 2025 年全球分布式装机将达到 229GW,2021-2025 年CAGR 31%。
2.趋势二:政策推动分布式光伏安全发展,微逆渗透率将快速上升
目前全球逆变器市场占比最高的仍然是组串式逆变器,其次是集中式逆变器,微逆产品 占比较低。按价值量计算,2020 年集中式/组串式/微型逆变器的份额分别为 24%/68%/8%。 由于微逆的每瓦单价最高,按出货量口径,预计微逆的份额更低。
从历史数据来看,集中式逆变器的份额正在逐年下降,组串式逆变器和微逆的份额正在 提升。展望未来,我们认为组串式逆变器在集中式电站的占比将会逐渐提升;中短期来 看,微逆在户用光伏领域的占比将逐渐提升;长期来看,当微逆性价比进一步提升后, 微逆在工商业电站的份额有望提升。
组串+优化器/关断器和微型逆变器安全性高。在光伏发展的早期阶段,大型地面电站的 发电成本低,得到快速增长。在大功率的发电系统中,集中式逆变器具备成本低的优势,并且集中式电站大多安装在沙漠、戈壁、荒漠等地区,对安全要求不高。随着光伏应用 的多元化,屋顶光伏开始走进户用和工商业领域。对于工商业电站,需要兼顾成本和安 全性,所以组串式逆变器和组串+优化器/关断器兼有。对于户用屋顶电站,业主更注重 安全性,所以组串+优化器/关断器和微型逆变器更为适合。 美国是目前最早强制要求在分布式电站使用组件级关断产品的国家。2014 年美国公布国 家电气规范(National Electrical Code),加强了在安全性的要求。在逆变器方面,需要有 快速关断、防拉弧保护等功能。2017 年美国对 NEC 做出更新,允许组件排列更加密集, 但对安全性要求不变,这导致分布式光伏必须要使用组件级关断产品。同时,这一条款 规定在 2019 年强制执行。在最新版的 NEC2020 文件中要求,以距离到光伏矩阵 305mm 为界限,界限范围外,在触发设备启动后 30S 内,电压降低到 30V 以下;界线范围内, 要求在触发设备启动后 30S 内,将电压降低到 80V 以下,或具有“光伏危险控制系统”。 由于强制规定,美国的 MLPE 产品应用范围较广。
受益于美国政策,两家 MLPE 上市公司 SolarEdge 和 Enphase 在过去几年迅速发展。 SolarEdge 主要产品为组串式逆变器和优化器,SolarEdge 的优化器采用 ASIC(专有集成 电路)和 PLC(电力载波通信技术)专利技术,在美国具有专利保护,所以公司发展迅 速,2013-2021 年公司营收 CAGR 49%。Enphase 是目前全球微型逆变器最大的厂商,在 微逆行业的市占率约为 80%。2013-2021 年公司营收 CAGR 25%。2022 年 Q1,SolarEdge 和 Enphase 营收增速分别为 62%、46%,保持高速增长。目前两家公司在美国的分布式 市场份额合计预计超过 80%。
除美国外,加拿大、德国、澳大利亚等国家对分布式光伏安规标准不断做出提高,普遍 采用强制安装关断器的方式提高分布式屋顶光伏安全性。中国国家能源局 2021 年底发布 了《关于加强分布式光伏发电安全工作的通知(征求意见稿)》,要求光伏组件具备安全 关断保护功能,旨在进一步加强分布式光伏发电安全工作。微型逆变器的低压接入特性 可以满足上述安全性规范要求,无需增加额外配件或其他安全措施。 随着下游应用对直流高压风险的逐渐重视以及相关规定的不断趋严,微型逆变器作为能 够实现组件级控制的逆变器可以满足相关要求,未来发展空间广阔。
3.趋势三:微逆持续降本,替代性逐渐增强
由于微型逆变器单体功率较小、产品集成度高、制造难度更高,所以目前微型逆变器是 各类逆变器中成本和价格最高的产品。2021 年,集中式/组串式/微型逆变器的单价约为 0.20/0.35/1.21 元/W。从历史价格来看,同种类的逆变器价格呈现逐年下降的趋势。 2015-2021 年,集中式逆变器和组串式逆变器价格下降 73%/66%,近几年微型逆变器的 价格也不断下降。 降价的同时,微逆企业的毛利率仍然维持在较高水平。随着技术的快速发展,微型逆变 器的成本也在不断降低。2022 年,昱能科技在公告中提到,公司微逆成本已从初期的 0.33 美元/W 降低到 0.09 美元/W。从公开数据看到,微型逆变器企业的毛利率呈稳中有升的 趋势,一般企业毛利率在 35%或更高水平。
微逆有望复刻组串式逆变器的发展路径,通过降价来提升市场份额。回顾历史,中国光 伏行业最初以地面电站为主,集中式电站占比更高。以华为、阳光为主的国产逆变器品 牌也以集中式逆变器为主力产品。随着组串式逆变器的价格逐渐下降,并与集中式逆变 器价差缩小,其占比迅速提升并超过集中式逆变器。2018 年,国内组串式逆变器价格降至约 0.52 元/W,与集中式价差约为 0.2 元/W,市场占比达到 60.4%,成为占比最高的逆 变器产品。截止目前,组串式逆变器的均价仍然高于集中式逆变器,但由于发电增益更 高,组串式逆变器保持最高占有率。 当前微逆与组串是逆变器的价差仍然较大,但随着微逆价格下降,与组串式逆变器价差 缩小,微逆的渗透率将会快速提升,户用市场的占比将首先提升。同时,微逆在部分场 景替代组串式逆变器或组串+优化器/关断器的趋势也将更加明显。一般来说,光伏电站 具有投资属性,屋顶电站投资收益和安全性同样重要。微逆作为安全性最高的逆变器产 品,与其他产品的价差越小,替代性越强。
相比其他逆变器产品,微型逆变器在部分场景已经具备发电量以及经济优势。在分布式 项目中,屋顶朝向复杂、阴影遮挡等环境因素对系统的发电量影响较大,微逆多路 MPPT 能有效解决这些问题。一般来说,使用微型逆变器,在相同条件下,比组串式逆变器多 发电 5%-25%。 从经济性上来看,1)将微逆、组串式逆变器、组串+关断器进行对比,当微逆发电增益 超过 10%,微逆比组串式逆变器 IRR 更高。当微逆发电增益超过 8%时,微逆比组串+关 断器 IRR 更高;2)将微逆和组串+优化器进行对比,当微逆发电增益超过 2%,微逆的 IRR 更高。
展望未来,微逆成本有望持续下降,经济性也将越来越明显。微逆降本主流方式包括增 加多体架构、提升组件功率、提高转换效率、原材料国产化等。
1)增加多体架构是指增加单台微逆可接入的组件数量,通过这种方式,部分元件的成本 可以平摊,使得单瓦成本下降。根据我们测算,一拖一微逆产品的单瓦成本可能高达 0.994 元/W,一拖八微逆产品的单瓦成本可以下降至 0.455 元/W。
2)随着硅片大型化,组件的功率也在不断提升,通过提高单台微逆输入电流的上限,使 得单台微逆可以接入功率更高的组件,从而摊薄单瓦成本。 3)提高转换效率可以增加发电量,从而降低电站整体的 LCOE。目前国产微逆转换效率 大约在 96.5%-96.7%,相较海外微逆品牌仍有提升空间。 4)提高元器件国产化率可以有效降低微逆成本。以禾迈为例,公司进口原材料包括贴片 电阻、贴片电容、二极管等半导体器件,占采购总额约 18%。未来随着国产元器件占比 提升,价格下降 20%-30%,微逆成本将下降 6-7 分钱/W。
4.趋势四:借力渠道协同,户储市场打开新增量
储能行业正处于快速发展期。随着光伏和风电的装机不断增加,其发电不稳定性及间歇 性正逐步成为新能源发电装机的制约,因此储能是全球电力系统转型中不可或缺的环节。 据 CNESA 数据,2021 年全球电化学储能累计装机 24.3GW,同比+70%;全球新增电化学储能装机 10.0GW,同比+112%。 海外户用储能市场是最先爆发的市场之一。2022 年由于俄乌战争加剧能源焦虑,能源价 格持续上涨,欧洲户用储能市场需求高涨。对于组串式逆变器和微逆企业来说,海外户 储市场和原有逆变器业务的渠道有协同性,通过原有渠道拓展储能业务将成为新增量。
原标题:微型逆变器行业趋势有哪些?