逆变器发展趋势:价差缩小、MPPT赋能,组串式性价比凸显
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1 0.78
0.5
2.22 1.93
1.11 0.63
1.45 1.07 0.86
0.61
1.18 1.03 0.88
0.66
0 3
2016
2017
锦浪科技
固德威
2018 通威股份
2019 隆基股份
逆变器简介
4 盈利能力:组串式>集中式
p 组串式毛利率高于集中式:从单价看,户用逆变器单价远高于商业和工业,原因在于集中式逆 变器更多应用于集中电站和大型分布式,客户更多为电站商,2B模式低单价、低毛利率;组串式 逆变器更多应用于中小型分布式和户用,客户为经销商、集成商和安装商,而他们的下游更多为 个人消费者,类C端属性毛利率较高。
图表:三大类逆变器对比
项目 集中式大型电站 分布式大型工商业屋顶电站 分布式中小型工商业屋顶电站 分布式户用屋顶电站 最大功率跟踪对应组件数量 最大功率跟踪电压范围
系统发电效率 安装占地 室外安装 维护性
逆变器成本
集中式逆变器
组串式逆变器
适用
适用
适用
适用
不适用
适用
不适用
适用
数量较多的组串
1-4个组串
p 集中式逆变器:核心为先汇流,再逆变。多块组件串联一起提高总电压,产生的直流电进入汇 流箱,再通过汇流箱并联提高总输出电流,高电压X高电流→大直流功率(通常在500KW 以上), 再输入至集中式逆变器转换为交流电。集中式逆变器需要先汇流的原因在于一般只有2路MPPT, 无法实现组件串之间的大量并联,所以需要依靠汇流箱。 p 组串式逆变器:核心为先逆变,再汇流。多块组件串联连入组串式单路MPPT,多路MPPT之间 并联接入组串式逆变器,直流电转换为交流电后,再接入交流汇流箱传入电网。组串式逆变器后 汇流的原因在于有多路MPPT,自身可以实现组件串之间的大量并联。
10%
11.8%
40.3% 31.6%
19.7% 14.5%
29.7% 29.4%
16.1%
40.6%
19.4% 146..47%
27.8% 24.0%
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16.3%
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2017
2018
2019
锦浪科技
固德威
通威股份
隆基股份
图表:逆变器高周转,资产周转率高
2.5
2 1.73
1.5 1.52 1.51
图表:逆变器工作原理
集中式逆变器
组串式逆变器
5
价差缩小+MPPT赋能,组串式性价比凸显
1 组串式和集中式核心差异——MPPT
p 为什么需要MPPT?组件输出随太阳能辐射强度、电池自身温度等变化;为了获得最大输出功率、
提升发电量,需要时刻跟踪最佳功率输出点,MPPT全称为最大功率点追踪控制算法,目的是找
到最佳功率点,传达给控制器最佳功率需求。
p M P P T 原理:组件在不同光照辐射、温度、遮挡等条件下,下图曲线在不断变化位置,故具备
不同的最佳功率输出点;最大功率点如图中虚线蓝点,当环境条件变化时(比如光照强度、环境
温度等),I-U曲线位移,最大功率点发生变化,MPPT作用就是在环境变化时找到最佳功率点。
窄
宽
一般
高
需要独立机房
不பைடு நூலகம்要
不允许
允许
一般
易维护
微型逆变器>组串式逆变器>集中式逆变器 应用各类2逆变器的系统成本
微型逆变器 不适用 不适用 适用 适用
单个组件 宽
最高 不需要 允许 难维护 微型逆变器>组串式逆变器/集中式逆变器(两者接近)
逆变器趋势研判:出口加速,组串崛起
3 逆变器赛道好,轻资产高ROE高周转
逆变器简介 1 逆变器:将光伏直流电转换为交流的工具
p 逆变器是指将直流电变成频率、幅值可调的交流电的电力电子设备。通过电力电子开关器件 (IGBT、MOSFET等)高频率开合(常常是5KHz以上)来“调整”电压波形,变直流电为交流 电。 p 需要逆变的原因是:电网交流电并网需要满足一定的“质量要求”:频率(工频)为50Hz,电 压有一定等级要求(如常见的220V市电)、谐波含量小于一定百分比等。故要求并网的电源发出 的电,满足上网的质量要求。
>30kW 工业用逆变器
10-30kW 商业用逆变器
1-10kW 户用逆变器
图表:组串式逆变器毛利率高于集中式
50% 45% 40% 35% 30% 25% 20% 15% 10%
5% 0%
2014
阳光电源
2015
2016
2017
2018
上能电气
锦浪科技
科士达
2019
特变电工
4
逆变器工作原理
5 逆变器工作原理
p 逆变器赛道好,轻资产高ROE高周转:横向对比逆变器行业(锦浪科技、固德威)、硅片行业 (隆基股份)、硅料行业(通威股份),逆变器行业商业模式轻资产高周转,ROE、资产周转率 都很高,是优质赛道。
图表:逆变器轻资产,ROE高
70%
64.2% 60%
50% 45.6%
40%
30% 25.9%
20%
13.7%
图表:逆变器产品示意图(从左到右分别是集中式、组串式、微型逆变器)
1
2 逆变器分类:集中、组串、微型逆变器
p 逆变器一般分为集中式、组串式、微型逆变器三种 p 集中式逆变器:体积大、功率高,一般常见500kW以上,成本较低,适用于光照均匀的集中性 地面大型光伏电站等。代表企业有国内的阳光电源、上能电气、特变电工、科士达等企业。 p 组串式逆变器:体积小、功率适中,常见0-255kW,成本适中,具有MPPT模块,可调节多块组 件系统达到最优,适用于户用、分布式系统等。代表企业有锦浪科技、固德威、古瑞瓦特等。 p 微型逆变器:体积最小,功率最小,常见功率1kw以下,成本最高,具有MPPT模块,可调节单 块组件达到最优,适用于户用及小型分布式,代表企业为禾迈、昱能科技、Enphase等。
图表:户用逆变器价格远高于电站(美分/W)
0.25 0.20 0.15 0.10 0.05 0.00
Jul-11 Jan-12 Jul-12 Jan-13 Jul-13 Jan-14 Jul-14 Jan-15 Jul-15 Jan-16 Jul-16 Jan-17 Jul-17 Jan-18 Jul-18 Jan-19 Jul-19 Jan-20
图表:不同光强下的I-U曲线和P-U曲线
图表:MPPT算法工作原理
实线:I-U 电流-电压曲线(横坐标电压,纵坐标电流)
虚线:P-U 功率-电压曲线(横坐标电压,纵坐标功率)
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价差缩小+MPPT赋能,组串式性价比凸显
2 组串式和集中式核心差异——MPPT
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1.45 1.07 0.86
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1.18 1.03 0.88
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2016
2017
锦浪科技
固德威
2018 通威股份
2019 隆基股份
逆变器简介
4 盈利能力:组串式>集中式
p 组串式毛利率高于集中式:从单价看,户用逆变器单价远高于商业和工业,原因在于集中式逆 变器更多应用于集中电站和大型分布式,客户更多为电站商,2B模式低单价、低毛利率;组串式 逆变器更多应用于中小型分布式和户用,客户为经销商、集成商和安装商,而他们的下游更多为 个人消费者,类C端属性毛利率较高。
图表:三大类逆变器对比
项目 集中式大型电站 分布式大型工商业屋顶电站 分布式中小型工商业屋顶电站 分布式户用屋顶电站 最大功率跟踪对应组件数量 最大功率跟踪电压范围
系统发电效率 安装占地 室外安装 维护性
逆变器成本
集中式逆变器
组串式逆变器
适用
适用
适用
适用
不适用
适用
不适用
适用
数量较多的组串
1-4个组串
p 集中式逆变器:核心为先汇流,再逆变。多块组件串联一起提高总电压,产生的直流电进入汇 流箱,再通过汇流箱并联提高总输出电流,高电压X高电流→大直流功率(通常在500KW 以上), 再输入至集中式逆变器转换为交流电。集中式逆变器需要先汇流的原因在于一般只有2路MPPT, 无法实现组件串之间的大量并联,所以需要依靠汇流箱。 p 组串式逆变器:核心为先逆变,再汇流。多块组件串联连入组串式单路MPPT,多路MPPT之间 并联接入组串式逆变器,直流电转换为交流电后,再接入交流汇流箱传入电网。组串式逆变器后 汇流的原因在于有多路MPPT,自身可以实现组件串之间的大量并联。
10%
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27.8% 24.0%
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2016
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2018
2019
锦浪科技
固德威
通威股份
隆基股份
图表:逆变器高周转,资产周转率高
2.5
2 1.73
1.5 1.52 1.51
图表:逆变器工作原理
集中式逆变器
组串式逆变器
5
价差缩小+MPPT赋能,组串式性价比凸显
1 组串式和集中式核心差异——MPPT
p 为什么需要MPPT?组件输出随太阳能辐射强度、电池自身温度等变化;为了获得最大输出功率、
提升发电量,需要时刻跟踪最佳功率输出点,MPPT全称为最大功率点追踪控制算法,目的是找
到最佳功率点,传达给控制器最佳功率需求。
p M P P T 原理:组件在不同光照辐射、温度、遮挡等条件下,下图曲线在不断变化位置,故具备
不同的最佳功率输出点;最大功率点如图中虚线蓝点,当环境条件变化时(比如光照强度、环境
温度等),I-U曲线位移,最大功率点发生变化,MPPT作用就是在环境变化时找到最佳功率点。
窄
宽
一般
高
需要独立机房
不பைடு நூலகம்要
不允许
允许
一般
易维护
微型逆变器>组串式逆变器>集中式逆变器 应用各类2逆变器的系统成本
微型逆变器 不适用 不适用 适用 适用
单个组件 宽
最高 不需要 允许 难维护 微型逆变器>组串式逆变器/集中式逆变器(两者接近)
逆变器趋势研判:出口加速,组串崛起
3 逆变器赛道好,轻资产高ROE高周转
逆变器简介 1 逆变器:将光伏直流电转换为交流的工具
p 逆变器是指将直流电变成频率、幅值可调的交流电的电力电子设备。通过电力电子开关器件 (IGBT、MOSFET等)高频率开合(常常是5KHz以上)来“调整”电压波形,变直流电为交流 电。 p 需要逆变的原因是:电网交流电并网需要满足一定的“质量要求”:频率(工频)为50Hz,电 压有一定等级要求(如常见的220V市电)、谐波含量小于一定百分比等。故要求并网的电源发出 的电,满足上网的质量要求。
>30kW 工业用逆变器
10-30kW 商业用逆变器
1-10kW 户用逆变器
图表:组串式逆变器毛利率高于集中式
50% 45% 40% 35% 30% 25% 20% 15% 10%
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2014
阳光电源
2015
2016
2017
2018
上能电气
锦浪科技
科士达
2019
特变电工
4
逆变器工作原理
5 逆变器工作原理
p 逆变器赛道好,轻资产高ROE高周转:横向对比逆变器行业(锦浪科技、固德威)、硅片行业 (隆基股份)、硅料行业(通威股份),逆变器行业商业模式轻资产高周转,ROE、资产周转率 都很高,是优质赛道。
图表:逆变器轻资产,ROE高
70%
64.2% 60%
50% 45.6%
40%
30% 25.9%
20%
13.7%
图表:逆变器产品示意图(从左到右分别是集中式、组串式、微型逆变器)
1
2 逆变器分类:集中、组串、微型逆变器
p 逆变器一般分为集中式、组串式、微型逆变器三种 p 集中式逆变器:体积大、功率高,一般常见500kW以上,成本较低,适用于光照均匀的集中性 地面大型光伏电站等。代表企业有国内的阳光电源、上能电气、特变电工、科士达等企业。 p 组串式逆变器:体积小、功率适中,常见0-255kW,成本适中,具有MPPT模块,可调节多块组 件系统达到最优,适用于户用、分布式系统等。代表企业有锦浪科技、固德威、古瑞瓦特等。 p 微型逆变器:体积最小,功率最小,常见功率1kw以下,成本最高,具有MPPT模块,可调节单 块组件达到最优,适用于户用及小型分布式,代表企业为禾迈、昱能科技、Enphase等。
图表:户用逆变器价格远高于电站(美分/W)
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Jul-11 Jan-12 Jul-12 Jan-13 Jul-13 Jan-14 Jul-14 Jan-15 Jul-15 Jan-16 Jul-16 Jan-17 Jul-17 Jan-18 Jul-18 Jan-19 Jul-19 Jan-20
图表:不同光强下的I-U曲线和P-U曲线
图表:MPPT算法工作原理
实线:I-U 电流-电压曲线(横坐标电压,纵坐标电流)
虚线:P-U 功率-电压曲线(横坐标电压,纵坐标功率)
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价差缩小+MPPT赋能,组串式性价比凸显
2 组串式和集中式核心差异——MPPT