隨著平價(jià)上網(wǎng)迫近，降本增效與智能化升級(jí)成為光伏行業(yè)的迫切需求，逆變器作為光伏發(fā)電的關(guān)鍵設(shè)備，在利好政策的刺激下技術(shù)不斷更新迭代，成為推動(dòng)平價(jià)時(shí)代的“引擎”。據(jù)IHS最新預(yù)測(cè)，僅2019年，將有超過(guò)1100萬(wàn)臺(tái)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(tái)，并由逆變器公司控制。同時(shí)，新的發(fā)展形勢(shì)也對(duì)逆變器的功率等級(jí)、電壓等級(jí)、容配比、過(guò)載能力等提出了更高的要求，使逆變器技術(shù)和市場(chǎng)的發(fā)展進(jìn)入新的階段。
那么，在分布式光伏、戶用光伏、光伏儲(chǔ)能、光伏取暖、無(wú)補(bǔ)貼項(xiàng)目、智能光伏等諸多趨勢(shì)推動(dòng)下，逆變器行業(yè)將出現(xiàn)哪些新的趨勢(shì)?會(huì)發(fā)生哪些新的洗牌和行業(yè)整合?逆變器的數(shù)字化和智能化升級(jí)如何帶來(lái)功能擴(kuò)展?新的趨勢(shì)如何導(dǎo)致逆變器技術(shù)路線的重新整合?這些變化又會(huì)帶來(lái)哪些新的商業(yè)機(jī)會(huì)和商業(yè)模式?逆變器發(fā)展的七大趨勢(shì)，希望有助于讀者學(xué)習(xí)和理解。
光伏產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，給光伏逆變器市場(chǎng)提供了廣闊的市場(chǎng)空間。據(jù)前瞻產(chǎn)業(yè)研究院發(fā)布的中國(guó)光伏逆變器行業(yè)市場(chǎng)前瞻與投資戰(zhàn)略規(guī)劃分析報(bào)告》統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，截止至2017年我國(guó)光伏逆變器出貨量62GW。在2016年分布式市場(chǎng)已變得炙手可熱，在地面市場(chǎng)上“傲視群雄”的逆變器寡頭們也開(kāi)始布局分布式市場(chǎng)，紛紛推出小機(jī)逆變器。2016年集中逆變器的市場(chǎng)比重為62%，組串逆變器的市場(chǎng)比重為32%，預(yù)計(jì)未來(lái)組串逆變器的比重將繼續(xù)增加，到2020年組串逆變器的市場(chǎng)比重或增至45%。
2014-2017年中國(guó)光伏逆變器出貨量、產(chǎn)值規(guī)模統(tǒng)計(jì)情況
數(shù)據(jù)來(lái)源：前瞻產(chǎn)業(yè)研究院整理
趨勢(shì)一：組串式逆變器成為主流
隨著技術(shù)不斷成熟和市場(chǎng)發(fā)展變化，全球逆變器市場(chǎng)呈現(xiàn)出了新的發(fā)展格局。受系統(tǒng)設(shè)計(jì)更靈活、故障發(fā)生時(shí)的損失較低且生命周期維護(hù)成本更低等優(yōu)勢(shì)因素影響，組串式逆變器在全球范圍內(nèi)得到廣泛應(yīng)用，2017年出貨量首次超過(guò)集中式逆變器。GTM Research報(bào)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(zhǎng)49%，高出集中式逆變器近4GW。組串式逆變器首次超過(guò)集中式，份額持續(xù)增加。
2018 年，光伏逆變器市場(chǎng)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(chǎng)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(chǎng)占比達(dá)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(chǎng)份額呈現(xiàn)出逐年上升的趨勢(shì)。
趨勢(shì)二：1500V成為行業(yè)主流
權(quán)威研究機(jī)構(gòu)IHS Markit報(bào)告指出，未來(lái)兩年內(nèi)全球1500V光伏電站規(guī)模將突破100GW。相較于傳統(tǒng)的1000V系統(tǒng)，1500V系統(tǒng)以更高的電壓等級(jí)、更長(zhǎng)的組串長(zhǎng)度，大幅減少設(shè)備成本、線纜成本及施工成本，發(fā)電量提升同時(shí)，系統(tǒng)BOS成本每瓦至少降低約5分，是時(shí)下無(wú)補(bǔ)貼及低補(bǔ)貼國(guó)家光伏項(xiàng)目設(shè)計(jì)方案的不二選擇。
伴隨1500V系統(tǒng)在全球光伏市場(chǎng)的攀升，1500V逆變器出貨量借勢(shì)“水漲船高”。IHS報(bào)告顯示，在2017年除中國(guó)外的全球光伏市場(chǎng)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(yù)計(jì)，2019年1500V三相逆變器份額將繼續(xù)增至74%，2020年則飆升到84%。
趨勢(shì)三：數(shù)字化、智能化升級(jí) 瞄準(zhǔn)智能物聯(lián)
近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外主流光伏逆變器供應(yīng)商都不約而同地瞄準(zhǔn)了智能物聯(lián)領(lǐng)域，相繼開(kāi)發(fā)新的智能軟件技術(shù)平臺(tái)，構(gòu)建數(shù)字化服務(wù)以創(chuàng)造新的收入來(lái)源。
逆變器的關(guān)鍵功能是將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能，讓電網(wǎng)可以使用。以往太陽(yáng)能逆變器被認(rèn)為是獨(dú)立分散的，不相互連接。然而，在新的數(shù)字化能源世界中，軟件平臺(tái)正在解鎖曾經(jīng)孤立和分離的設(shè)備部件。
多家國(guó)際太陽(yáng)能逆變器供應(yīng)商開(kāi)發(fā)了自己的專有內(nèi)部物聯(lián)網(wǎng)軟件平臺(tái)，向商業(yè)連鎖企業(yè)、大型公用事業(yè)公司和其他非傳統(tǒng)客戶銷售太陽(yáng)能、儲(chǔ)能硬件和數(shù)字服務(wù)，并將業(yè)務(wù)觸角延伸至數(shù)千獨(dú)立業(yè)主。
AI技術(shù)也將逐漸融入光伏，包括現(xiàn)在正在成功規(guī)模應(yīng)用的智能IV技術(shù)。光伏系統(tǒng)將以逆變器為核心，數(shù)字化、智能化不斷提升。在全面提升發(fā)電量、運(yùn)維效率的同時(shí)，搭起未來(lái)綜合能源服務(wù)的終極平臺(tái)。
趨勢(shì)四：逆變器外延擴(kuò)展功能 掩蓋核心功能
光伏逆變器在走向數(shù)字化、智能化的過(guò)程中，會(huì)增加越來(lái)越多的能源管理功能。一是光伏儲(chǔ)能管理功能。儲(chǔ)能對(duì)于光伏等新能源大規(guī)模并網(wǎng)的重要性不言而喻。光儲(chǔ)系統(tǒng)的應(yīng)用，進(jìn)一步驅(qū)動(dòng)逆變器向電站能源管理中心演進(jìn)。二是安全管理功能。直流拉弧檢測(cè)、組件快速關(guān)斷和保護(hù)等技能加身的逆變器將光伏電站的安全防護(hù)由被動(dòng)型向主動(dòng)型演變。三是自動(dòng)監(jiān)控和預(yù)警運(yùn)維管理功能。四是戶用微網(wǎng)管理功能。
除了這些能源管理本身的功能之外，還會(huì)增加更多的外延擴(kuò)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(gè)LED燈，晚上逆變器不工作時(shí)，可以當(dāng)照明燈用。把LED燈的位置設(shè)計(jì)成12個(gè)點(diǎn)，組成一個(gè)圓圈，逆變器還可以當(dāng)鐘表用;利用逆變器的數(shù)據(jù)采集和傳輸功能，再增加一個(gè)攝像頭，逆變器可以變成一個(gè)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控設(shè)備;利用逆變器的通信卡，逆變器也可以打電話。未來(lái)的逆變器=普通逆變器+照明燈+掛鐘+網(wǎng)絡(luò)監(jiān)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(yáng)光強(qiáng)度、濕度、風(fēng)速、空氣質(zhì)量、紫外線強(qiáng)度等等數(shù)據(jù)，安裝數(shù)量是氣象站的幾千倍幾萬(wàn)倍，把逆變器的數(shù)據(jù)提供給氣象部門(mén)，一方面可以減少成本，另一方面可以增加數(shù)據(jù)精度。
趨勢(shì)五：逆變器技術(shù)路線重新聚合
傳統(tǒng)上逆變器有五大技術(shù)路線，就是集中式逆變器、集散式逆變器、組串式逆變器、微網(wǎng)與電源優(yōu)化器以及超大逆變器。隨著逆變器智能化升級(jí)和功能多元化發(fā)展，不同技術(shù)路線逆變器的功能會(huì)重新匹配，也會(huì)適應(yīng)市場(chǎng)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(gè)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(yōu)秀和缺點(diǎn)，集中式逆變器單機(jī)功率大，優(yōu)點(diǎn)是單級(jí)電子變換，元器件數(shù)量少，可靠性高，缺點(diǎn)是直流線路長(zhǎng)短不一，一臺(tái)500kW逆變器，組件安裝面積超過(guò)6000平方，組件最遠(yuǎn)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(jí)變換DC-AC變換，使用三電平和功率模塊，一個(gè)50kW的逆變器只有3個(gè)功率開(kāi)關(guān)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(yuǎn)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(méi)有應(yīng)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(yīng)用范圍，其實(shí)稍加變通就可以解決這個(gè)問(wèn)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(dá)到500-850V，后面接升壓變壓器，應(yīng)用范圍就很廣了。集串式逆變器=組串式外形+集中式內(nèi)芯+功率模塊+315V
趨勢(shì)六：光伏逆變器 海外市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日趨白熱化
2019年開(kāi)年，隨著國(guó)家發(fā)改委、能源局關(guān)于積極推進(jìn)光伏發(fā)電無(wú)補(bǔ)貼平價(jià)上網(wǎng)的一紙政令，國(guó)內(nèi)光伏市場(chǎng)的平價(jià)上網(wǎng)序幕正式拉開(kāi)。而與此同時(shí)，美、歐、印以及拉美、中東等各區(qū)域新能源均快速邁入平價(jià)新階段。
在這種形勢(shì)下，內(nèi)地企業(yè)除了增加出口外，開(kāi)始在海外建立逆變器生產(chǎn)基地。7月27日，全球出貨量領(lǐng)先的陽(yáng)光電源產(chǎn)能達(dá)3GW的逆變器制造基地在印度投產(chǎn);隨后，8月27日，在美國(guó)設(shè)立本地化綜合服務(wù)中心。上能電氣也在海外市場(chǎng)布局。8月22日，上能電氣宣布3GW產(chǎn)能的逆變器制造基地在印度投產(chǎn)。印度制造基地的投產(chǎn)，標(biāo)志著上能電氣在印度乃至整個(gè)海外市場(chǎng)的業(yè)務(wù)發(fā)展進(jìn)入一個(gè)新的里程碑。此外，古瑞瓦特、錦浪、固德威、英威騰也進(jìn)一步加緊鞏固和拓展海外布局。同時(shí)，三晶電氣、首航新能源和茂碩電源等品牌開(kāi)始尋求海外的新機(jī)會(huì)。
目前國(guó)內(nèi)逆變器企業(yè)在產(chǎn)品、技術(shù)和解決方案上都已逐漸趕超國(guó)外，甚至要優(yōu)于國(guó)外。但是眼下歐美、澳洲市場(chǎng)已趨于穩(wěn)定，開(kāi)發(fā)潛力不是很大，而新興市場(chǎng)的規(guī)模目前而言也有限。如此，隨著國(guó)內(nèi)企業(yè)競(jìng)相開(kāi)拓海外市場(chǎng)，競(jìng)爭(zhēng)勢(shì)必會(huì)日趨白熱化，國(guó)內(nèi)光伏逆變器企業(yè)的優(yōu)勝劣汰恐怕也很難避免。
趨勢(shì)七：新的商業(yè)機(jī)會(huì)、商業(yè)模式 引發(fā)產(chǎn)業(yè)整合和角色轉(zhuǎn)換
逆變器功率的升級(jí)、數(shù)字化智能化升級(jí)、功能的多元化擴(kuò)張以及技術(shù)路線重新聚合會(huì)帶來(lái)新的商業(yè)機(jī)會(huì)和商業(yè)模式的改變。
逆變器作為新能源系統(tǒng)的大腦，可以有效控制電池系統(tǒng)、電動(dòng)汽車充電、加熱和冷卻系統(tǒng)等，從而幫助業(yè)主和商業(yè)客戶降低能耗。這為逆變器企業(yè)打開(kāi)了一扇新世界的大門(mén)，創(chuàng)造了新的商業(yè)機(jī)會(huì)。
家庭能源管理系統(tǒng)為逆變器供應(yīng)商帶來(lái)了售后創(chuàng)收機(jī)會(huì)，比如它們可以提供節(jié)能服務(wù)，還可以提供監(jiān)控和維護(hù)服務(wù)。新的銷售機(jī)會(huì)可能還會(huì)擴(kuò)大，比如它們可以銷售聚合存儲(chǔ)產(chǎn)品、提供按需響應(yīng)服務(wù)和電網(wǎng)服務(wù)。
在這樣一個(gè)數(shù)據(jù)密集的環(huán)境中，逆變器公司需要改變他們的業(yè)務(wù)模式。智能硬件設(shè)備的可用性，可以幫助企業(yè)推出物聯(lián)網(wǎng)解決方案。在家庭內(nèi)，以智能逆變器為核心，儲(chǔ)能電池、EV充電樁、智能配電設(shè)備形成發(fā)、儲(chǔ)、用、維，極大程度實(shí)現(xiàn)能源自給的完整用電系統(tǒng)。集成式家庭解決方案將太陽(yáng)能裝置與逆變器、智能儀表、儲(chǔ)能及能源管理系統(tǒng)結(jié)合在一起，而逆變器供應(yīng)商成為了物聯(lián)網(wǎng)的中心，它們要確保客戶關(guān)系持久可靠。
商業(yè)模式的演變將模糊競(jìng)爭(zhēng)格局，引發(fā)產(chǎn)業(yè)鏈新的整合。以前的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手可以突然成為合作伙伴甚至客戶，更多的傳統(tǒng)企業(yè)也將加入這一領(lǐng)域。華為可能會(huì)與其他太陽(yáng)能逆變器或智能電表供應(yīng)商等合作，使公用事業(yè)部門(mén)能夠處理更多的數(shù)據(jù)并更快地傳輸數(shù)據(jù)。
隨著商業(yè)模式的轉(zhuǎn)變，逆變器供應(yīng)商的角色定位也在變化，從單一的產(chǎn)品供應(yīng)商轉(zhuǎn)向新能源生態(tài)系統(tǒng)的整體解決方案服務(wù)商。在這一過(guò)程中，隨著逆變器產(chǎn)品價(jià)格的快速下降，競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈，陽(yáng)光電源、科士達(dá)、易事特等逆變器公司都在尋求創(chuàng)新，比如構(gòu)建數(shù)字化管理平臺(tái)、引進(jìn)增強(qiáng)型家庭能源管理系統(tǒng)、整合電池存儲(chǔ)技術(shù)等。