微型逆变器行业研究报告渗透率持续提升,国

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(报告出品方/作者:国泰君安证券,庞钧文,周淼顺,石岩)

1.光伏进入平价新周期,需求具有长期持续性

1.1.光伏平价需求增长,产业链产能加速释放

“碳达峰”强化能源目标,新能源发电进入加速期。到年,我国非化石能源占一次能源消费比重将达到25%左右,结合此前关于年“碳达峰”和年“碳中和”的重要讲话,标志着我国非化石能源尤其是以光伏、风电为代表的新能源将成为未来能源增长的中坚力量。我们测算,中性预期下,到年,光伏年均新增装机规模将达到GW,总装机量将达到GW,发展有望进入加速期。

光伏装机快速增长,传统市场增长强劲,新兴市场贡献增量明显。近年来,光伏技术进步使得装机成本不断下行,带动光伏发电性价比提升,全球平价市场正在逐步扩大。预期中国、欧洲以及美国市场增长动力强劲,南美、中东、北非等新兴市场贡献增量明显,光伏需求仍将继续保持高速增长,年全球新增装机量有望达GW,年新增装机量有望达GW。

硅料产能持续释放,支撑光伏产出快速增长。21年四季度以来,新增硅料产能爬坡顺利,大全能源(3.5万吨)、通威股份(2*5万吨)、保利协鑫(2万吨颗粒硅)新增产能爬坡稳定;年下半年将有保利协鑫(10+10+4万吨)、通威股份(5万吨)、新特能源(10万吨)等多家新增产能投产;并有多家厂商宣布多晶硅扩产计划,宝丰能源(60万吨),新疆晶诺(10万吨),江苏阳光(10万吨),青海丽豪(20万吨),合盛硅业(20万吨),持续利好行业原材料供应。预计、年国内硅料实际产出将达80/万吨,进口量约为10万吨;到年底,硅料整体产能有望达到万吨,将支撑光伏产出快速增长。

1.2.光伏行业需求具有长期持续性

长期看,光伏行业发展前景广阔。从中长期发展趋势来看,光伏平价所带来的全球能源格局转型之大势已定。多家能源研究机构预测,未来10、20、30年,全球光伏渗透率将达到15%、20%、40%,较当前光伏行业的发展速度和发展空间将大幅提升,光伏行业的发展终将一往无前。

2.分布式光伏需求高增,微逆迎来黄金期

2.1.海外分布式市场:稳中有升,多点开花

海外能源需求旺盛,分布式光伏前景广阔。年以来,以欧洲、美国为代表的海外市场能源需求旺盛,“用电荒”推动电价一路猛涨。根据欧洲最大能源交易所EPEXSPOT的年12月数据,几乎所有欧洲地区的电力均价都突破欧元/MWh,其中法国和瑞士的电价更已逼近欧元/MWh。美国居民电价也逐步抬升,从年1月的12.76美分/kWh提升至年8月的16.32kWh,增长28%。分布式光伏更贴近于居民侧用电需求,发展前景广阔。

全球分布式光伏走出低谷,应用场景逐步拓宽。经历年全球26%占比的分布式装机低谷以后,分布式光伏装机占比显著回升,-年分布式占比均维持在37%左右,年分布式装机占比42%,市场占比稳步提升。随着各国对分布式光伏政策的推进以及全球能源需求的扩张,加之欧美等重要海外市场对组件价格敏感度较低,分布式光伏的应用场景逐步拓宽,将迎来发展黄金期。

电价上涨+政策鼓励,推进美国分布式光伏发展。作为全球第二大光伏市场,美国装机过往主要以地面电站为主,但-年分布式占比将显著提升。年1月起美国加州新法规开始实施,规定三层以下新建建筑强制安装光伏系统。美国在年合计装机23.6GW,同比+19%。其中公用事业装机16.7GW(同比+19%),非住宅装机2.4GW(同比+2%,包含工商业+社区光伏),户用装机4.2GW(同比+30%)。预计年户用光伏装机将同比增长37%,延续高速增长态势。

欧洲市场趋成熟,俄乌冲突再激新能源需求。欧洲市场近年来需求持续旺盛,全球地位稳步提升。-年分布式装机量由3.9GW提升至11.1GW,年复合增速达30%,成为全球分布式光伏的主要驱动力。俄乌冲突以来,欧洲新能源需求再次扩张,分布式光伏随之迎来快速发展时期,欧洲有望在保持分布式光伏高占比的情况下,迎来装机量的大规模扩张。

巴西、印度、澳洲政策加码,重点市场全面开花。全球其他重要市场相继推出利好分布式光伏的政策,促进全球分布式需求腾飞。巴西于年开始实施convention16/15公约,1MW以下光伏项目豁免ICMS销售税,激励户用分布式光伏的应用。印度于年4月批准PLI计划提案,在-年投入6亿美元刺激光伏需求;此前印度也做出过年分布式光伏占比达到40%的预期。澳洲正式立法,宣布新能源发电比例在年达到25%,在年达到40%。这些新政进一步增大了分布式光伏的需求。

2.2.国内分布式市场:工商业+户用双重推进

分布式光伏整县试点政策发布,有望发挥市场示范作用。年6月20日,国家能源局综合司正式下发《关于报送整县(市、区)屋顶分布式光伏开发试点方案的通知》,拟在全国组织开展整县(市、区)推进屋顶分布式光伏开发试点工作。试点方案应按照“宜建尽建”的原则,合理确定建设规模、运行模式、进度安排、接网消纳、运营维护、收益分配、政策支持和保障措施等相关内容。

其中,申报试点的县应满足:1)党政机关建筑屋顶总面积可安装光伏发电比例不低于50%;2)学校、医院、村委会等公共建筑屋顶总面积可安装光伏发电比例不低于40%;3)工商业厂房屋顶总面积可安装光伏发电比例不低于30%;4)农村居民屋顶总面积可安装光伏发电比例不低于20%。我们测算,在该试点政策支持下,按照50/40/30/20比例,我国屋顶分布式光伏市场规模将超GW。

BIPV利好政策密集发布,近零能耗绿色建筑成国家发展目标。近年来,国内密集发布近零能耗绿色建筑发展目标和支持政策。年。住建部对绿色建筑评价标准做出明确规定;年7月,七部委联合印发了《绿色建筑创建行动方案》,明确了到年当年城镇新建建筑中绿色建筑面积占比达到70%,星级绿色建筑持续增加的行动目标。

户用光伏经济性好,对资源要求较低。对标地面电站,户用光伏所需资源禀赋较少,主要为:①屋顶资源,在中国主要是农村,在欧美主要是独栋house;②合适的电价,基本为脱硫煤电价;③一定的光照条件,除部分阴雨多雾的地区大部分地区都可以满足;④一定的电网接入条件,包括变压器容量、当地电网接入政策等。

户用光伏补贴退坡,即将进入无补贴时代。我国户用光伏呈现强补贴、弱补贴和无补贴三个发展阶段。户用光伏大约在~年酝酿,年依靠高额补贴爆发,当时度电补贴达到0.42元/kWh,无总量控制,属于户用光伏的强补贴时代。年后行业进入弱补贴时代,采取新的补贴政策,低单价+总量控制。年后,行业进入无补贴时代。户用光伏成本更低,经济效益更优。户用光伏相较于地面集中式电站,由于无土地成本、少电力设备配套成本,并且组件、逆变器价格本身受规模效应影响不大,因而户用光伏单位投资显著低于集中式电站。预计年,户用光伏单位初始投资约为3.3-3.5元/W。

构建户用光伏项目模型:从成本端来看,户用光伏的初始投资成本主要分为设备及施工两部分:1)设备成本主要包含组件、支架、逆变器、并网箱、线缆等,其中组件成本约占到总成本70%左右;2)安装费用主要由建安费用、电网接入等构成。除初始投资成本外,户用项目在运营期的成本还包括运营费用、财务费用等。测算可得,户用光伏项目的资本金内部收益率为12.8%,静态回收期为6.4年,经济效益显著。在户用光伏商业模型测算中,按初始成本为3.3元/W、年发电利用小时数h,含税电价为0.元/KW·h测算,资本金内部收益率指标优异,项目全周期IRR可达12.8%,静态回收期为6.4年,财务可行性高。若考虑自发自用比例,收益率有望更优。

市场发展迅猛,并网规模可观。光伏户用项目因其低成本高收益的特性进入千家万户,成为光伏应用重要场景。年户用光伏项目实际装机规模达10.12GW,再创历年装机新高。年户用补贴总额仍维持5亿元,新建户用光伏保留0.03元/kWh补贴,全年装机容量达21.57GW,实现翻倍增长,占比提升至40%。

渗透率快速提升,单户规模持续增长。户用光伏累计套数从年的15万家庭提升至年的万家庭,覆盖家庭累计套数增长迅速,渗透率从年的0.08%提升到年的1.40%,考虑到我国农村家庭数量庞大,目前户用光伏实际渗透率依然较低,未来提升空间较大。从单户规模看,单户的户用光伏装机规模持续上升,目前平均已经达24kW,未来有望继续提升。装机户数和单户规模共振,户用光伏有望保持持续高增。

户用商业模式成熟,融资租赁模式成主导。早期户用光伏主要依靠银行光伏贷发展,由用户出首付,银行提供贷款。目前模式已经逐渐发展为融资租赁模式,融资租赁户约占用光伏商业模式的80%。在户用光伏接轨融资租赁后,业主零投入,直接收益分成的形式,使得包括农村在内的中国大部分区域安装户用光伏成为可能。

3.安全性经济性双驱动,微逆脱颖而出

3.1.逆变器是光伏发电系统的心脏

光伏逆变器是光伏发电系统中重要的核心部件之一。光伏逆变器是太阳能光伏发电系统的心脏,其将光伏发电系统产生的直流电转换为生活所需的交流电,其转化效率直接影响光伏系统的发电效率。光伏逆变器主要由输入滤波电路、DC/DCMPPT电路、DC/AC逆变电路、输出滤波电路、核心控制单元电路组成,产业链上游主要是IGBT等电子元器件供应商,下游为EPC承包商,集成安装商和终端电站业主等客户群体。

光伏逆变器按技术路线及功率水平可分为集中式、组串式、模块化和微型逆变器等。不同逆变器类型在功率等级、安全等级等多方面有所不同,在主要应用场景有所差异。集中式逆变器单个逆变器功率等级较高,主要应用于光伏电站等集中发电场景;组串式逆变器、模块化逆变器功率等级跨度较大,应用场景既可以包括集中式发电场景,也可以包括分布式发电场景;微型逆变器由于单个逆变器功率等级相对较低,安全系数高,主要应用于户用、小型工商业等分布式场景。

3.2.微型逆变器:组件级电力控制,安全、高效首选

微型逆变器属于组件级电力电子技术在光伏发电系统的典型应用。微型逆变器又称“组件级逆变器”,年由美国企业Enphase开发,最初是为了改善组串式逆变器低发电效率,微型逆变器的核心特点为单个微型逆变器对应少数光伏组件,对每个光伏组件进行独立、精细化的输出功率调节与监控,从而实现最大输出功率的跟踪控制。微型逆变器单体容量较小,一般在5kW以下,常见功率型主要集中在0.25-2kW。

微型逆变器安全性高。微型逆变器全部采用并联运行,连接组件接入电网后,直流侧电压仅有40V左右,降低了直流侧在使用和维护过程中的安全风险。另外,微型逆变器内部安装有隔离变压器,能使光伏组件与电网实现电气隔离,进一步降低直流侧安全隐患。而集中式或组串式逆变器应用的光伏发电系统中,组件与逆变器串联连接,直流电压可累计达到~V,存在较高的运维触电和火灾风险。

精细化调节提升发电效率。微型逆变器的系统效率整体在90%以上,高于其他逆变器的平均系统发电水平。分布式发电系统尤其是屋顶分布式由于其运行环境的限制,常常存在遮挡、阴影、灰尘、泥泞等因素导致个别组件功率下降,拉低整体发电效率,发生“短板效应”。由于微型逆变器独立、精细化输出功率调节与监控的特点,其抗阴影、抗遮挡的能力更强。因此,微型逆变器对启动光强的需求更低,在弱光环境表现优异,在阴雨天的发电量相对较高,整体发电时间更长,有效降低了“短板效应”。

并联入网特质保障可靠性。逆变器串联运行的发电系统如若出现逆变器故障,会导致整个光伏组串发电停滞,影响整个光伏发电系统的可靠性。而微型逆变器采取并联入网,独立性强,发生故障互不干扰,不会形成系统的单点故障。同时,微型逆变器当前采用灌胶等措施对核心电路进行保护,实现了IP67的防护等级,逆变器故障的风险也大大降低,在极端环境有更强适应能力。微型逆变器还具有20~30年的设计寿命,高于集中式和组串式逆变器。

微型逆变器在安装、运维、扩容中均具有较高灵活性。安装层面,微型逆变器体积小、重量轻,可以直接安装在光伏组件或支架上,安装便利;运维层面,微型逆变器并联入网,运维过程无需中断整个发电系统,仅需拆换单个逆变器;扩容层面,当需要扩充发电设备时,无需更改之前配置,可以直接安装新增设备,实现增减设备的灵活自由控制。住宅类应用为主,商业类应用兼顾。微型逆变器应用场景广阔,既可以应用于住宅类发电,也可以用于小型工商业发电。微型逆变器高安全性、高转换效率等特点契合了住宅类应用的需求,其高价格的特点也更容易被住宅类用户接受,因此在住宅类应用中具备较大优势。微型逆变器具备组件级数据采集能力,系统效率最高。根据MaximizeMarketResearch统计,微型逆变器在住宅类应用场景中占比64.42%。

3.3.安全性经济性双驱动,微逆高速增长

海外强制性新规频出,分布式安全性趋严。分布式光伏的发展过程中,火灾等安全事故备受

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