光伏发电用逆变器市场分析

光伏发电用逆变器市场分析一、光伏发电用逆变器行业基本背景及发展概述1.1 逆变器介绍光伏系统中， 光伏阵列所发的电能为直流电能， 然而许多负载需要交流电能如变压器和电机等。 直流供电系统有很大的局限性， 不便于变换电压， 负载应用范围也有限。除特殊用电负荷外，均需要使用逆变器将直流电变换为交流电。图表 光伏系统构成逆变器的的功能是将直流电转换为交流电，为“逆向”的整流过程，因此称为“逆变” 。逆变器性能的改进对于提高系统的效率、可靠性，提高系统的寿命、降低成本至关重要。光伏逆变器分为：离网逆变器和并网逆变器图表 屋顶太阳能光伏发电系统1.2 光伏逆变器技术发展历程1.2.1 逆变器技术发展历程一、 20 世纪 50-60 年代，晶体管 SCR 的诞生为正弦波逆变器的发展创造有有利的条件。二、 20 世纪 70 年代， GTO(门极可关断晶闸管 )的问世使得逆变技术得到发展和应用。三、 20 世界 80 年代， 功率场效应管、 绝缘栅极晶体管、 mos 控制晶闸管 （ mct）及静电感应功率器件的诞生为逆变器向大容量方向发展奠定了基础。四、 20 世纪 90 年代，微电子技术的如矢量控制技术、多电平变换技术、重复技术、模糊逻辑控制等在逆变器领域得到了很好的应用。五、 21 世纪初， 逆变技术随着电力电子技术、 微电子技术和现代控制理论的进步不断改进，逆变技术正向着频率更高、功率更高、体积更小的方向发展。1.2.2 光伏逆变器产品发展历程SMA 是全球最早生产光伏逆变器的生产企业， 占全球市场 33%左右的市场份额， 为全球光伏逆变器领军企业， 其产品发展历程具有一定的代表性。图表 SMA 公司光伏逆变器产品发展情况1.3 国内外技术对比分析1.3.1 国内技术发展现状目前我国在小功率逆变器上与国外处于同一水平， 在大功率并网逆变器上，合肥阳光电源 100KW 大功率逆变器 2005 年已经批量向国内、国际供货，现已安装有 300 多台，年产能 2000 台。该公司 250KW、 500KW 等大功率产品都取得了国际、 国内认证， 部分技术指标已经超过国外产品水平， 并在国内西部荒漠、世博会、奥运场馆等重点项目上运行，效果良好。国内光伏逆变器技术特点：1、采用 MPPT 技术， SPWM 技术及 DSP 芯片控制。 2、采用空间矢量控制技术。 3、具有了弧岛检出技术。 4、谐波检测可降到 5%以下。1.3.2 国内外技术对比分析图表国内外光伏逆变器技术对比分析1.4 光伏逆变器产业链分析1.4.1 光伏逆变器产业链模型图表光伏发电用逆变器产业链模型1.4.2 产业链主要环节分析?上游原材料逆变器企业主要外购产品包括各种电子元器件、结构件、电气元器件、电线电缆等。逆变器的主功率元件的选择至关重要， 目前使用较多的功率元件有达林顿功率晶体管（ BJT） ，功率场效应管（ MOS－ FET） ，绝缘栅晶体管（ IGBT ）和可关断晶闸管（ GTO）等，在小容量低压系统中使用较多的器件为 MOSFET，在大容量系统中一般均采用 IGBT 模块，而在高压特大容量（ 1000KVA 以上）系统中一般均采用 IGCT 、 GTO 等作为功率元件。图表光伏发电用逆变器主要原料?光伏逆变器供应企业目前国内光伏逆变器主要被阳光电源、艾思玛、 KACO 等品牌所占领，国外企业多数通过代理渠道进入国内市场， 由于售后服务提供难度大整体市场占有率不高。 2008 年统计数字显示，合肥阳光电源公司占据 70%以上的光伏逆变器市场份额， 国内重点光伏项目大功率产品几乎全部选用国内产品。 国内生产逆变器的厂商有合肥阳光（专业生产离网 /并网光伏及风力发电逆变器） 、北京索英（回馈电源及逆变器） 、 北京科诺伟业（系统集成及逆变器） 、志诚冠军 （ UPS 为主） 、北京日佳（小功率为主） 、南京冠亚（控制逆变为主）等企业。?下游需求领域上图 光伏发电逆变器国内主要应用领域1.4.3 产业链各环节传导机制光伏逆变器上游为电力电子元器件、微电子芯片、集成电路、电力电容器、电抗器、 变压器、 机柜、 机箱壳体制造等行业。 该行业与上游行业的关联性较低，上游行业的影响主要体现在本行业采购成本。 逆变器行业与下游行业的发展密切相关， 下游行业对本行业的发展具有较大的牵引和驱动作用， 国家光伏项目建设与投资是决定本行业未来需求的重要部分， 其需求变化直接决定了本行业未来的发展状况。图表 产业链各环节传导机制分析1.5 光伏逆变器新进入者威胁 : 随着国内光伏投资不断增加， 预计越来越多的国外品牌及国内企业将进入该领域。行业内竞争 : 国外品牌重视国内光伏市场以代理或分公司形式进入中国。国内企业虽然起步较晚， 但是通过不断努力， 部分产品技术性能已经接近或超过国外产品。 目前依然面临国外产品竞争压力。上游议价能力 : 普通元器件行业竞争激烈，供应商议价余地较小。关键的功率器件由于技术含量高，供应商凭借技术优势在价格谈判中掌控主动权。下游议价能力 : 目前国内光伏项目大多数为示范项目，需求方为政府或大型企业，下游企业在价格谈判上较为强势替代品威胁 : 从目前的技术水平看，光伏发电逆变器不存在替代产品威胁。二、国外光伏发电用逆变器行业生产需求情况分析2.1 全球逆变器生产情况图表 全球主要生产企业及进入逆变器市场的年份SMA 是全球最早也是最大的光伏逆变器生产企业（德国市场占有率达50%以上） ， 2008 年占全球市场份额的 32.4%，第二位是 Fronius。全球前七位的生产企业占领了 74%的市场份额。2.2 全球光伏逆变器消费情况近几年，随着西班牙、德国、美国、日本对本国光伏产业的政策扶持，光伏发电用逆变器处进入快速增长阶段。据相关资料现实 ,2007 年全球全球光伏发电逆变器销售额为 12.32 亿美元， 2008 年全球光伏逆变器的销售额为25 亿美元，较 2007 年增长了近 1 倍。图表 2003-2008年全球光伏装机容量（单位： MW ）2008 年，西班牙是全球主要的光伏逆变器消费国家，约占全球消费的45%，其次为德国占总消费量的 27%。二者占全球总消费的 70%以上，全球光伏逆变器消费的区域集中度非常高。 其市场发展均受益于政府对光伏发电的补贴政策。图表 2008 年全球光伏逆变器主要消费国家2.3 国外主要生产企业分析2.3.1 SMA 公司艾思玛太阳能技术股份公司，成立于 1981 年，主要业务领域是开发和生产分散供电系统，各种型号的光伏逆变器。截至 2008 年底， SMA 全球安装容量已经超过 5.7GWp，是全球光伏逆变器第一大生产供应商，并引领着全球光伏领域的技术创新和发展。图表 SMA 公司主要在华业绩全球逆变器市场发展趋势：一、 全球经济开始回暖， 刺激计划导致流动性比较充裕， 光伏行业走出低潮。二、多晶硅价格企稳，有利于终端产品价格的稳定从而推动光伏行业发展。三、碳减排压力将提升光伏能源在能源结构中的比例。三、国内光伏发电用逆变器行业生产需求情况分析3.1 2008 年国内光伏发电用逆变器产品总体供给分析3.1.1 国内供给现状国内生产逆变器的厂商众多， 但专门用于光伏发电系统的逆变器制造商并不多， 但是不少国内企业已经在逆变器行业已经研究多年， 已经具备一定的规模和竞争力， 具有较大规模的厂商有合肥阳光、 北京科诺伟业、 北京索英、 志诚冠军、南京冠亚等企业。目前这些企业用于光伏系统的产量呈逐年上升的趋势，除了独立逆变器以外，不少企业已经成功研发了并网逆变器用于光伏并网发电系统。图表 国内光伏逆变器主要生产企业虽然国内已有多家光伏逆变器生产企业，但市场发展刚刚起步，原因是下游光伏市场规模较小，如果国内市场不开拓，逆变器无法实现大规模生产。图表 2005‐ 2008 年国内光伏逆变器产量 单位： MW 3.2 2008 年国内光伏逆变器行业产品消费总体情况3.2.1 国内光伏逆变器市场需求情况图表 2005‐ 2008 年国内光伏逆变器消费情况 单位： MW 3.2.2 2008年光伏逆变器下游需求份额2007 年并网发电仅为 2MW ， 2008 年出现大幅增长，达到 16.94MW，成为光伏发电逆变器主要的需求领域，占总需求的 54%。 2008 年农村电气化建设规模较小，在需求份额中所占的比重由 2007 年的 47%降低至 2% 图表 2008 年光伏逆变器下游需求份额并网光伏项目是光伏逆变器的主要应用领域，从项目建设地域来看，项目主要集中在北京、西藏、深圳、上海等地，目前光伏发电项目大多处于示范期，多集中在经济发达城市， 随着技术的成熟和国家政策的扶持， 预计未来将向中西部光照资源丰富地区发展图表 光伏并网项目的地域分布3.3 市场供需结构预测图表 光伏逆变器市场供需结构预测3.4 产业转移图表 光伏逆变器产业转3.5 光伏逆变器价格分析目前，进口光伏逆变器的价格为 5元 /W,受市场竞争加剧及消费规模增加的影响，预计到 2012年价格将降低至 4元 /W。国产光伏逆变器的价格约为 3.5元 /W,短期内受困于无法实现规模化生产， 产品价格变化范围有限， 预计未来随着光伏发电项目的发展， 市场需求扩大， 产品价格将出现松动， 预计 2012年左右价格范围可达到 2.5元 /W。3.6 国内光伏发电用逆变器行业主要生产企业分析合肥阳光电源有限公司合肥阳光电源有限公司成立于 1997 年。十多年来，公司专注于可再生能源发电产品的研发、生产。光伏并网逆变器产品国家标准的制定者，单机最大功率 1MW 。 光伏并网逆变器年产能 300MW， 产品在上海世博园 4.5MW光伏电站，奥运“鸟巢”国家主体育馆，西班牙 Alicante 8MW 光伏电站，上海临港新城 1.2MW 光伏电站等项目中成功应用并大量出口西班牙、 法国、英国等国。产品已经取得 CE、 TUV 、 KEMA 及 UL 认证。 2008 年合肥阳光的光伏逆变器产量约为 20MW ，内销产品约占国内光伏逆变器需求量的70%。公司光伏逆变器产品发展历程?1998年公司自主研发的光伏发电控制逆变器首次使用于南疆铁路。?2003 年 12 月公司首台 10kW 国产光伏并网逆变器在上海奉贤成功并网发电，这也是中国第一台具有自主知识产权的光伏并网逆变器。?2004年 9 月公司承担了“十五”国家科技攻关计划“并网光伏发电用系列逆变器产业化”项目提前通过验收，并荣获安徽省科技进步一等奖。?2006年 12 月公司获国家 863 重大专项支持， 研发兆瓦级光伏并网发电系统关键设备 — 大型光伏并网逆变器，并在上海太阳能工程中心建设一座 1MW太阳能与建筑并网示范电站， 在甘肃武威建设一座 1MW 光伏并网沙漠电站；承担了“十一五”国家科技支撑计划 — 兆瓦级风机控制系统及变流器课题二项。?2008年 4 月公司参与的国家体育场 “ 鸟巢” 光伏并网发电系统顺利并网发电。?2008年 8 月中标世博 4.5MW 光伏并网发电项目?2009年 6 月中标甘肃敦煌 10MW 光伏并网发电示范工程特许权招标项目?2009年 7 月吴邦国委员长视察阳光电源，对公司在可再生能源领域取得的成就予以高度评价图标 阳光电源 1MW 以上大型光伏并网发电项目项目名称 系统容量（ kwp）安装地点 系统集成甘肃敦煌 10MW光伏并网发电示范工程特许权招标10000 敦煌 中广核上海世博 4.5MW并网发电项 4500 上海 上海申能集团石林光伏并网发电电站 1MW项目 1000 云南 中国华能上海临港新城兆瓦级光伏并网发电项目 1200 上海 上海申能国家 863计划上海太阳能工程中心 BIPV光伏并网发电项目1000 上海 上海太阳能科技公司宁夏发电集团太阳山光伏并网发电项目 4000 宁夏 宁电太阳能公司意大利 20MW光伏电站项目 20000 意大利 西班牙某系统集成商西班牙 8MW光伏电站项目 8000 西班牙 西班牙系统集成商图表 阳光电源 100KW~1MW光伏并网发电系统项目名称 系统容 (KWp) 安装地点 系统集成合肥市可再生能源发电工程技术研究中心500KW并网电站500 安徽 合肥市可再生能源发电工程技术研究中心甘肃武威兆瓦级并网发电项目 500 甘肃 大唐甘肃发电鄂尔多斯太阳能聚光光伏示范电站 100 内蒙 古安徽应天赛维 LDK 厂区光伏并网示范电站 100 江西 赛维 LDK 北京奥运会主体育场“鸟巢”光伏并网电站工程100 北京 尚德电力蚌埠杨台子污水处理厂非晶硅并网电站 100 安徽 合肥阳光浙江省电力公司光伏并网电站项目 100 浙江 浙江电力尚能太阳能电力厂区电站 230 江苏 尚德电力上海太阳能工程技术研究中心 230 上海 上海太阳能工程技术研究中心北京航空航天大学光伏并网电站项目 100 北京 上海太阳能科技无锡机场光伏并网电站 180 无锡 尚德电力中国教育基金会项目 400 全国各地 尚德电力国家发改委屋顶 100KW 太阳能发电系统 100 北京 上海太阳能科技新疆新能源研究所光伏并网电站系统 120 新疆 新疆新能源廊坊航天人才中心光伏并网发电项目 120 河北 上海太阳能科技武威荒漠电站 300 甘肃 应天新能源四、中国光伏发电用逆变器行业进出口市场分析及趋势预测4.1 进口情况分析以 SMA公司产品为例， 1KW左右的逆变器价格在 10~12元 /瓦 , 5KW左右的逆变器价格在 8元 /瓦产品价格远高于国内同类产品 2008年国内光伏逆变器的进口量为 13.6MW，其中德国是最主要的进口来源地，占全部进口量的 70%，主要的供货企业包括艾思玛（ SMA ） 、 KACO 、康能（ Conergy） ，其次为奥地利占 7%，主要的生产企业为 Fronrius，瑞士占 6%，主要的厂商为 Sputnik、 Studer。图表 2008 年光伏逆变器进口格局图表 2005‐ 2008 年光伏逆变器进口情况单位： MW 以 SMA公司产品为例， 1KW左右的逆变器价格在 10~12元 /瓦 , 5KW左右的逆变器价格在 8 元 /瓦产品价格远高于国内同类产品2008 年国内光伏逆变器的进口量为 13.6MW，其中德国是最主要的进口来源地，占全部进口量的 70%，主要的供货企业包括艾思玛（ SMA ） 、 KACO 、康能（ Conergy） ，其次为奥地利占 7%，主要的生产企业为 Fronrius，瑞士占 6%，主要的厂商为 Sputnik、 Studer。图表 2008 年光伏逆变器进口格局4.2 出口情况分析目前，国内产品出口以大功率产品为主，其原因是：国外光伏项目主要建设国家为欧美日等发达国家， 小功率产品对服务依赖性较高， 本地企业竞争力强，该市场主要被 SMA 、 Fronrius、 KACO 等国外本土品牌所占领；大功率产品需求主要在新建项目，国内企业产品技术与价格竞争力均较强因此易于打开市场。国内的生产企业虽然在产品技术上差别已经缩小， 但是在国外的服务体系还不能和本土企业竞争， 国内仅有合肥阳光电源在大功率并网逆变器产品上具有较强的国外市场竞争力，目前已出口 100KW 并网逆变器近 400 台。五、国内光伏用逆变器行业总体情况一、光伏逆变器的主要需求市场为德国、西班牙、美国等发达国家，占到全球消费的近 80%。二、 国内光伏项目建设起步晚， 规模小， 随着新能源产业重视程度不断提高，预计 2010年左右光伏建设将出现突破式增长。三、近几年合肥阳光在光伏逆变器技术上取得突破，成为国内最大的生产企业，参与建设多项光伏并网项目，产品生产经验逐渐丰富。四、受金融危机带来的信贷紧缩、光伏组件价格下滑影响，投资规模放缓，预计 2009年将销售量将出现 27%的负增长。五、光伏产业发展潜力巨大，中国将成为光伏逆变器重要的消费市场此外在逆变器的上游行业 ―― 电子元器件等领域，国内有大量生产企业，具有承接全球产业转移的基础。SMA Fronius Siemens Power-one 功率范围（ kw） 0.7~1000 1.5~40 1.1~700 2~100 MPPT 跟踪电压范围（ v） 125~820 150~500 200~750 90~850 交流输出电压（ v） 198~20000 230~400 230~400 180~400 THD（谐波失真） <3%~<4% <3.5%~<5% <5% <2.5%~3.5% 逆变效率（ %） 最大值 93~98 94.3~96 94~96 94~97.5 欧洲标准 91.6~97.7 91.4~95.5 93~94 93~96.9 运行损耗 <1%Pac,nom(100kw 以上 ) / 1w~9w(2.3kw 以下 ) 0.2%Pnom,ac(100kw) 待机损耗（ w） 50~1280（ 100kw 以上） 0~9 1~30 <40(100kw) 结构形式 单相 有变压器 /无变压器 有变压器 有变压器 无变压器三相 有变压器 /无变压器 有变压器 有变压器 有变压器 /无变压器售价（万元） 3（ 3kw 单项）80（ 100kw 三相）2（ 3kw 单相）25.5（ 40kw 三相）无2.8（ 3kw 单相）55（ 100kw 三相）中国大陆主要用户 政府工程 政府工程 无 政府工程、西部企业合肥阳光 北京日佳 北京自动化院本 项 目 技术南京冠亚 索英电气功率范围（ kw） 1.5~500 10~100 3~30 3~1000 0.5~100 4~11 MPPT 跟踪电压范围（ v）150~920 160~500 280~700 125~960 48~600 220~900 交流输出电压 （ v） 180~35000 220/380 280~850 180~35000 190~430 220~437 THD（谐波失真） <4% <3% <2.5% <3%~<4% <4%~5% <3% 逆 变效 率（ %）最大值 94~97 95.8~97 90~94 95~98 90~94 93~94 欧洲标准 92~96 / / 92~96 / / 运行损耗（ w） / / / / <7w(50kw 以下 ) / 待机损耗 <0.5~<50 / / <0.5~<50 <0.5w(50kw 以下 ) / 结 构 形 单相 有 /无变压器 有变压器 有变压器 有 /无变压器 有变压器 有变压器式 三相 有变压器 有变压器 有变压器 有 /无变压器 有变压器 有变压器售价（万元） 2.5（ 3kw 单相）50（ 100 kw 三相）12（ 10kw 三相）80（ 100kw 三相）5（ 3kw 单相）17（ 30kw 三相）2.2（ 3kw 单相）48（ 100kw 三相）1（ 3kw 单相）20（ 100kw 三相）1.5（ 3kw 单相）5 （ 10kw 三相）主 要 用户国内 政府工程 政府工程、 西部私营企业政府工程 政府、住户工程 西部私营企业 政府工程国外 欧、亚、非洲 日本、德国、非洲 无 欧洲、亚洲、非洲英国、南非、西亚 亚洲国家