中國光伏逆變器七大發展趨勢分析

     隨著平價上網迫近，降本增效與智能化升級成為光伏行業的迫切需求，逆變器作為光伏發電的關鍵設備，在利好政策的刺激下技術不斷更新迭代，成為推動平價時代的“引擎”。據IHS最新預測，僅2019年，將有超過1100萬臺光伏逆變器出貨至世界各地，其中大部分將連接到軟件平臺，并由逆變器公司控制。同時，新的發展形勢也對逆變器的功率等級、電壓等級、容配比、過載能力等提出了更高的要求，使逆變器技術和市場的發展進入新的階段。

      那么，在分布式光伏、戶用光伏、光伏儲能、光伏取暖、無補貼項目、智能光伏等諸多趨勢推動下，逆變器行業將出現哪些新的趨勢?會發生哪些新的洗牌和行業整合?逆變器的數字化和智能化升級如何帶來功能擴展?新的趨勢如何導致逆變器技術路線的重新整合?這些變化又會帶來哪些新的商業機會和商業模式?逆變器發展的七大趨勢，希望有助于讀者學習和理解。

      光伏產業的不斷發展，給光伏逆變器市場提供了廣闊的市場空間。據前瞻產業研究院發布的《中國光伏逆變器行業市場前瞻與投資戰略規劃分析報告》統計數據顯示，截止至2017年我國光伏逆變器出貨量62GW。在2016年分布式市場已變得炙手可熱，在地面市場上“傲視群雄”的逆變器寡頭們也開始布局分布式市場，紛紛推出小機逆變器。2016年集中逆變器的市場比重為62%，組串逆變器的市場比重為32%，預計未來組串逆變器的比重將繼續增加，到2020年組串逆變器的市場比重或增至45%。

2014-2017年中國光伏逆變器出貨量、產值規模統計情況

數據來源：前瞻產業研究院整理

     趨勢一：組串式逆變器成為主流

     隨著技術不斷成熟和市場發展變化，全球逆變器市場呈現出了新的發展格局。受系統設計更靈活、故障發生時的損失較低且生命周期維護成本更低等優勢因素影響，組串式逆變器在全球范圍內得到廣泛應用，2017年出貨量首次超過集中式逆變器。GTM Research報告顯示，2017年全球三相組串式逆變器總出貨量超46GW，同比增長49%，高出集中式逆變器近4GW。組串式逆變器首次超過集中式，份額持續增加。

     2018 年，光伏逆變器市場仍然主要以集中式逆變器和組串式逆變器為主，微型和集散式逆變器占比較小。隨著分布式光伏市場的快速增大及集中式光伏電站中組串式逆變器占比的增高，組串式逆變器市場占比達到 60.4%。集散式光伏逆變器相比集中式逆變器提升 MPPT 控制效果，且相比組串式逆變解決方案擁有較低的建造成本。因此，市場份額呈現出逐年上升的趨勢。

     趨勢二：1500V成為行業主流

     權威研究機構IHS Markit報告指出，未來兩年內全球1500V光伏電站規模將突破100GW。相較于傳統的1000V系統，1500V系統以更高的電壓等級、更長的組串長度，大幅減少設備成本、線纜成本及施工成本，發電量提升同時，系統BOS成本每瓦至少降低約5分，是時下無補貼及低補貼國家光伏項目設計方案的不二選擇。

     伴隨1500V系統在全球光伏市場的攀升，1500V逆變器出貨量借勢“水漲船高”。IHS報告顯示，在2017年除中國外的全球光伏市場上，三相逆變器出貨中的40%為1500V，2018年這一比例已提升至62%，全面超越1000V。IHS預計，2019年1500V三相逆變器份額將繼續增至74%，2020年則飆升到84%。

     趨勢三：數字化、智能化升級 瞄準智能物聯

     近年來，國內外主流光伏逆變器供應商都不約而同地瞄準了智能物聯領域，相繼開發新的智能軟件技術平臺，構建數字化服務以創造新的收入來源。

     逆變器的關鍵功能是將太陽能轉化為電能，讓電網可以使用。以往太陽能逆變器被認為是獨立分散的，不相互連接。然而，在新的數字化能源世界中，軟件平臺正在解鎖曾經孤立和分離的設備部件。

     多家國際太陽能逆變器供應商開發了自己的專有內部物聯網軟件平臺，向商業連鎖企業、大型公用事業公司和其他非傳統客戶銷售太陽能、儲能硬件和數字服務，并將業務觸角延伸至數千獨立業主。

     AI技術也將逐漸融入光伏，包括現在正在成功規模應用的智能IV技術。光伏系統將以逆變器為核心，數字化、智能化不斷提升。在全面提升發電量、運維效率的同時，搭起未來綜合能源服務的終極平臺。

     趨勢四：逆變器外延擴展功能 掩蓋核心功能

     光伏逆變器在走向數字化、智能化的過程中，會增加越來越多的能源管理功能。一是光伏儲能管理功能。儲能對于光伏等新能源大規模并網的重要性不言而喻。光儲系統的應用，進一步驅動逆變器向電站能源管理中心演進。二是安全管理功能。直流拉弧檢測、組件快速關斷和保護等技能加身的逆變器將光伏電站的安全防護由被動型向主動型演變。三是自動監控和預警運維管理功能。四是戶用微網管理功能。

     除了這些能源管理本身的功能之外，還會增加更多的外延擴張功能。首先是類似家用電器的功能，比如可以在逆變器的外殼加一個LED燈，晚上逆變器不工作時，可以當照明燈用。把LED燈的位置設計成12個點，組成一個圓圈，逆變器還可以當鐘表用;利用逆變器的數據采集和傳輸功能，再增加一個攝像頭，逆變器可以變成一個網絡監控設備;利用逆變器的通信卡，逆變器也可以打電話。未來的逆變器=普通逆變器+照明燈+掛鐘+網絡監控+電話

     其次和可以增加氣象采集功能。目前的氣象站覆蓋密度不是很大，采集精度有限，逆變器可以采集氣溫、陽光強度、濕度、風速、空氣質量、紫外線強度等等數據，安裝數量是氣象站的幾千倍幾萬倍，把逆變器的數據提供給氣象部門，一方面可以減少成本，另一方面可以增加數據精度。

     趨勢五：逆變器技術路線重新聚合

     傳統上逆變器有五大技術路線，就是集中式逆變器、集散式逆變器、組串式逆變器、微網與電源優化器以及超大逆變器。隨著逆變器智能化升級和功能多元化發展，不同技術路線逆變器的功能會重新匹配，也會適應市場需要增添新功能，衍生除新的逆變器類型，集串式逆變器就是一個例子。

     逆變器的主流是集中式逆變器和組串式逆變器，兩種方式各有優秀和缺點，集中式逆變器單機功率大，優點是單級電子變換，元器件數量少，可靠性高，缺點是直流線路長短不一，一臺500kW逆變器，組件安裝面積超過6000平方，組件最遠可能有100多米，最近只有幾米，線路阻抗影響MPPT功能，組串式逆變器則剛好相反。 

      這兩種逆變器是可以合在一起的，那就是單極的組串式逆變器，這種逆變器只有一級變換DC-AC變換，使用三電平和功率模塊，一個50kW的逆變器只有3個功率開關器件，和集中式逆變器一樣，50kW逆變器周邊組件安裝面積600平方左右，最遠的距離不到25米，直流損耗非常少。目前單極組串式逆變器在市面上也有，但沒有應用在大電站，其原因是輸出電壓是400Vac，輸入電壓范圍變窄了，只能580-850V，限制了應用范圍，其實稍加變通就可以解決這個問題，那就可把輸出電壓改為315V，和集中式逆變器一樣，輸入電壓范圍也就能達到500-850V，后面接升壓變壓器，應用范圍就很廣了。集串式逆變器=組串式外形+集中式內芯+功率模塊+315V

     趨勢六：光伏逆變器 海外市場競爭日趨白熱化

     2019年開年，隨著國家發改委、能源局關于積極推進光伏發電無補貼平價上網的一紙政令，國內光伏市場的平價上網序幕正式拉開。而與此同時，美、歐、印以及拉美、中東等各區域新能源均快速邁入平價新階段。

     在這種形勢下，內地企業除了增加出口外，開始在海外建立逆變器生產基地。7月27日，全球出貨量領先的陽光電源產能達3GW的逆變器制造基地在印度投產;隨后，8月27日，在美國設立本地化綜合服務中心。上能電氣也在海外市場布局。8月22日，上能電氣宣布3GW產能的逆變器制造基地在印度投產。印度制造基地的投產，標志著上能電氣在印度乃至整個海外市場的業務發展進入一個新的里程碑。此外，古瑞瓦特、錦浪、固德威、英威騰也進一步加緊鞏固和拓展海外布局。同時，三晶電氣、首航新能源和茂碩電源等品牌開始尋求海外的新機會。

     目前國內逆變器企業在產品、技術和解決方案上都已逐漸趕超國外，甚至要優于國外。但是眼下歐美、澳洲市場已趨于穩定，開發潛力不是很大，而新興市場的規模目前而言也有限。如此，隨著國內企業競相開拓海外市場，競爭勢必會日趨白熱化，國內光伏逆變器企業的優勝劣汰恐怕也很難避免。

     趨勢七：新的商業機會、商業模式 引發產業整合和角色轉換

     逆變器功率的升級、數字化智能化升級、功能的多元化擴張以及技術路線重新聚合會帶來新的商業機會和商業模式的改變。

      逆變器作為新能源系統的大腦，可以有效控制電池系統、電動汽車充電、加熱和冷卻系統等，從而幫助業主和商業客戶降低能耗。這為逆變器企業打開了一扇新世界的大門，創造了新的商業機會。

      家庭能源管理系統為逆變器供應商帶來了售后創收機會，比如它們可以提供節能服務，還可以提供監控和維護服務。新的銷售機會可能還會擴大，比如它們可以銷售聚合存儲產品、提供按需響應服務和電網服務。

     在這樣一個數據密集的環境中，逆變器公司需要改變他們的業務模式。智能硬件設備的可用性，可以幫助企業推出物聯網解決方案。在家庭內，以智能逆變器為核心，儲能電池、EV充電樁、智能配電設備形成發、儲、用、維，極大程度實現能源自給的完整用電系統。集成式家庭解決方案將太陽能裝置與逆變器、智能儀表、儲能及能源管理系統結合在一起，而逆變器供應商成為了物聯網的中心，它們要確保客戶關系持久可靠。

     商業模式的演變將模糊競爭格局，引發產業鏈新的整合。以前的競爭對手可以突然成為合作伙伴甚至客戶，更多的傳統企業也將加入這一領域。華為可能會與其他太陽能逆變器或智能電表供應商等合作，使公用事業部門能夠處理更多的數據并更快地傳輸數據。

     隨著商業模式的轉變，逆變器供應商的角色定位也在變化，從單一的產品供應商轉向新能源生態系統的整體解決方案服務商。在這一過程中，隨著逆變器產品價格的快速下降，競爭日趨激烈，陽光電源、科士達、易事特等逆變器公司都在尋求創新，比如構建數字化管理平臺、引進增強型家庭能源管理系統、整合電池存儲技術等。