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迎接平价时代 光伏逆变器行业的演进和格局

光伏逆变器  来源:三钱二两  作者:钱学林  2017/6/2 10:46:55  我要投稿  

北极星太阳能光伏网讯:追求高密度、低成本、高效率的能源,是人类永恒的梦想。

无论是煤、石油、原子能,人类社会的任何一次变迁,无不与能源的高效利用以及升级换代息息相关。对于能源的控制,是超越阶级与时代的话题。然而,由于投资规模、技术变革以及政策调整,在能源相关领域的投资频具挑战。

太阳能行业在人类所有的能源探索中,遇到的挑战是最大的,因为从太阳能技术诞生开始,高昂的成本就迫使太阳能技术进步与时间赛跑。因此,从太阳能技术诞生开始,光伏从业者的心里就种下了一个“平价上网”的梦。为了实现这个梦,“成本下降”几乎成了整条产业链的共同目标。

今天要讨论的是光伏产业链中下游的逆变器环节。

逆变器在电站中起着关键作用,太阳能电池板所发的电全部都要通过逆变器的处理才能对外输出,其承载着发电侧和电网侧的连接,并向监控系统传递电站实时发电信息和判断是否需要运维的作用。

I.逆变器的主要解决方案

相比于组件市场多年单多晶、薄膜技术的争论,逆变器的行业技术虽一直没有公论,但目前已经形成了四类的逆变器形式:集中式逆变器组串式逆变器、集散式逆变器、微型逆变器。微型逆变器还运用的不多,这里不详细说明。

集散式逆变器是近两年来新提出的一种逆变器形式,其主要特点是“集中逆变”和“分散MPPT跟踪”。集散式逆变器是聚集了集中式逆变器和组串式逆变器两种逆变器优点的产物,达到了“集中式逆变器的低成本,组串式逆变器的高发电量”。

目前运用最广的仍然是集中式逆变器和组串式逆变器。

集中式逆变器示意图

集中式逆变器是将光伏组件产生的直流电汇总转变为交流电后进行升压、并网,逆变器的功率都相对较大。光伏电站中一般采用500kW以上的集中式逆变器。

相比于组串式逆变器,集中式逆变器功率大、数量少、稳定性好、便于管理等优点;但也有MPPT电压范围较窄,不能监控到每一路组件的运行情况,因此不可能使每一路组件都处于最佳工作点,组件配置不灵活等缺点。

组串式逆变器示意图

组串式逆变器是将光伏组件产生的直流电直接转变为交流电汇总后升压、并网,逆变器的功率都相对较小。光伏电站中一般采用50kW以下的组串式逆变器。

相比于集中式逆变器,组串式逆变器不受组串间模块差异,和阴影遮挡的影响,同时减少光伏电池组件最佳工作点与逆变器不匹配的情况,最大程度增加了发电量;但由于其元器件较多,电的质量和稳定性较差。

集中式和组串式是光伏逆变器中两种最主要的解决方案,两种解决方案各有其优缺点和应用场景,未来随着分布式光伏安装量的增加,组串式逆变器的比重大概率会增加。

II.逆变器的行业演进

逆变器的行业演进与三个关键词有关,“价格下降”、“市场转移”、“组串逆变器”。

先谈“价格下降”,7年价格下跌近80%。

很多人都知道光伏组件这几年的价格非常厉害,2010年的组件价格还12-13元/W,现组件的价格已经下跌到3元/W。与光伏组件的价格下降程度相比,逆变器的价格下跌程度旗鼓相当。

以30KW的逆变器的价格,在2010年是0.33美元/W,到今年已经跌到0.07美元/W,7年时间价格下降了近80%。任何一个行业,如果几年时间产品的价格跌了80%,你完全可以想象这个行业是多么的惨烈。

的确,在这样的行业中,如果你的产品的价格下降幅度比别人慢,那就意味着你的产品没有竞争力,你们公司将会失去订单,最终关门大吉。

在2010年,整个行业有300多家公司。在残酷的淘汰赛中,很多公司的股价就如上图逆变器的价格,一跌再也没有回头。2015年,甚至美国第三大的逆变器公司AdvancedEnergy最终也选择退出市场。到今天,逆变器行业只剩下100多家公司了。

“市场转移”是逆变器市场演进的第二个特点。

2011-2012年逆变器的价格暴跌与欧债危机有一定的关系。2012年以前,整个太阳能行业的市场主要在欧洲,随着欧债危机的发生以及欧洲国家减少对太阳能的补贴,太阳能市场急剧萎缩。

对于整个太阳能行业而言,如果想要生存,必须找到新的市场。这个新的市场就是日本和美国,所以2012年以后,撑起整个太阳能行业的国家是美国、日本和加拿大。

如果业务还停留在欧洲的公司就将面临无订单的危机,德国著名逆变器生产商Solutronic和Platinum就是在这样的大背景下破产了。而如果业务本身就不仅限于欧洲的公司,比如SMA和ABB,还能维护其市场地位。

但是2013年以后,有一个新的影响市场格局的力量出现—中国因素。2013年中国太阳能新装机容量达到9.3GW,2014年达到12.8GW,2016年达到34.5GW,成为全球光伏新增装机量最大的市场,占当年全球新增光伏装机量的47%。

在太阳能市场从美国和日本转移到中国的背景下,中国的逆变器公司崛起了。2014年以前,逆变器出货量最大的公司一直是SMA,但2015年以后,华为成为全球逆变器出货量最大的公司。而且,在全球十大逆变器生产商中,中国公司占据4席。

“组串逆变器”的比重增加是第三个特点。

组串逆变器的占比扩大与国内的分布式光伏的发展具有很大的关系,由于组串逆变器适用于中小型屋顶光伏发电系统和小型地面电站,特别是在山地光伏项目中,在同等条件下,发电量比集中式逆变器高3~5%。

当然,与集中式逆变器相比,组串式逆变器也有其缺点,比如电能质量略差,价格较高等。2016年,集中逆变器的市场比重为62%,组串逆变器的市场比重为32%,预计未来组串逆变器的比重将继续增加。

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