逆变器行业深度报告：技术升级+品类拓展，国产逆变器乘风破浪

逆变器是光伏发电和储能系统的核心部件，2023年对应市场空间超千亿。功能上：逆变器是实现直交流相互转化的装置，在光伏发电系统中还具有最大限度发挥太阳电池性能和系统故障保护的功能；在电化学储能系统中实现电池系统与电网双向转换。类型上：储能变流器和光伏逆变器在技术上是同源的。光伏逆变器产品有集中式、集散式、组串式和微型逆变器，2020年组串式逆变器的国内市场占有率为66.5%，是光伏逆变器的主流产品。空间上：根据我们测算2023年全球市场空间超千亿，2021-2025年CAGR为18%，其中储能变流器贡献最大增量。产业链上：逆变器核心功能元件IGBT较为依赖海外供应，当前国产替代进程正在进行。 三十年激荡，降低成本与开拓空间是逆变器发展的两大主线。逆变器的发展可以分为四个阶段：（1）初创期1991~2011：先发优势，SMA一枝独秀。1991年德国SMA依托优秀的电力电子技术研发生产出第一台逆变器，21世纪初期欧洲光伏市场的蓬勃发展催化SMA快速发展，在2007年-2011年逆变器全球市占率（出货量口径，下同）常年保持30%以上。（2）成本领先期2011-2014：材料降本、人工降本。随着市场扩容+技术扩散，中国企业凭借更低的人力成本和物料价格，获得了显著成本优势，以2010年数据为例，阳光电源的单位成本仅为SMA成本的56%。中国企业在全球市占率从2012年6%急速上升至2014年31%，集中式逆变器的均价从2011年0.8元/W下降至2014年0.25元/W。（3）技术引领降本期2014-至今：技术是第一推动力。技术降本有两个实现路径，围绕提升电站整体收益率的角度，组串式逆变器开始崛起；从降低逆变器单瓦成本的角度，组串式逆变器开始向提高功率方向演进。（4）开拓新领域期2017-至今（与技术引领降本期并行）：MLPE厂商大放异彩。美国NEC新规要求组件级关断促使MLPE厂商Enphase和SolarEdge迅速发展，微型逆变器产品崛起。 技术升级+品类拓展，国产逆变器乘风破浪。在组串式逆变器领域，华为2021年发布±1500V双极智能组串产品，华为与阳光电源通过布局碳化硅二代推动材料创新降本增效，使得头部企业再铸壁垒，地面电站和中大型工商业领域呈现出华为和阳光电源强者恒强特质。在微型逆变器领域，当前的微逆行业现状与2010年前后的集中式逆变器的发展情况类似，空间上都处于规模化的开始，产品上中国厂商的产品性能与海外龙头企业已经不相上下，格局上都有海外厂商占据绝对领先位置，成本控制上国内企业大幅低于海外企业。我们仅考虑微逆行业中当前的参与者，禾迈股份很有可能走出一条当年阳光电源走出的道路，超过海外企业，成为全球龙头。在储能变流器领域，从产品力上，国内企业与海外企业不相上下； 从渠道上看，众多国内企业均有比较好的基础。德业股份、阳光电源、盛弘股份、固德威等储能业务中重点布局的企业，未来几年的储能业务营收与利润将大幅增长。 投资建议：组串式领域，龙头强者恒强、海外渠道逐步完善：推荐逆变器龙头企业阳光电源；推荐户用逆变器企业固德威、德业股份、锦浪科技。微逆领域，国产企业有望复刻集中式崛起之路：推荐国内微型逆变器企业禾迈股份。储能为逆变器企业拓展了更大空间：推荐阳光电源、固德威、德业股份、盛弘股份。 风险分析：海外市场经营风险；IGBT短缺风险；光伏装机不及预期风险。 投资聚焦 我们的创新之处 1、我们深度复盘了逆变器行业三十年的发展历程，将其划分为四个阶段，提炼出每个阶段的特点与发展的核心驱动要素。在复盘的过程中，剖析了海外逆变器企业SMA、Enphase、Solaredge的发展情况。 2、我们归纳出未来中国逆变器企业发展的三条主线：组串式逆变器领域，通过持续的技术创新与材料创新维持领先优势；微型逆变器领域，通过成本优势向全球龙头发起挑战；储能变流器领域，把握储能发展浪潮，拓展企业发展空间。 3、我们深入对比了微型逆变器行业的现状与2010年前后的集中式逆变器的发展情况，发现情景非常相似。通过对比得出结论：仅考虑微逆行业中当前的参与者，禾迈股份很有可能走出一条当年阳光电源走出的道路，超过海外企业，成为全球龙头；中国微逆企业很有可能走出一条当年中国逆变器企业走出的道路，占据全球微逆市场绝大多数份额。 股价上涨的催化因素 1、在组串式逆变器领域，重点观测新技术的落地情况。如果碳化硅二代材料顺利应用在逆变器行业，将强化龙头公司的领先优势，利好行业龙头。 2、在微型逆变器领域，（1）重点观测海外客户对微型逆变器产品的价格敏感度变化：如果敏感度提高，中国企业将凭借着成本优势迅速提升自己的全球市占率，利好该细分领域的企业；（2）重点观测全球各国对组件级关断的要求，如果安规趋向严格，将利好该细分领域的企业。 3、在储能变流器领域，重点观测储能行业的整体增速。如果储能行业增速超预期，储能变流器企业将整体受益。 投资观点 1、组串式领域，龙头强者恒强、海外渠道逐步完善：在地面电站与中大型工商业领域，整体呈现出华为与阳光电源强者恒强的特质；在户用领域，随着海外渠道的逐步完善，国内逆变器厂商在全球竞争中逐步占据领先位置。推荐逆变器龙头企业阳光电源；推荐户用逆变器企业固德威、德业股份、锦浪科技。 2、微逆领域，国产企业有望复刻集中式崛起之路：我们仅考虑微逆行业中当前的参与者，禾迈股份很有可能走出一条当年阳光电源走出的道路，超过海外企业，成为全球龙头。推荐国内微型逆变器企业禾迈股份。 3、储能为逆变器企业拓展了更大空间：在储能业务中重点布局的企业，未来几年的储能业务营收与利润将大幅增长。推荐阳光电源、固德威、德业股份、盛弘股份。 1、逆变器：光储的核心，千亿的市场空间 1.1、功能：光伏发电系统的大脑和心脏 光伏逆变器是太阳能光伏发电系统的心脏，它将光伏发电系统产生的直流电通过电力电子变换技术转换为生活所需的交流电，是光伏电站最重要的核心部件之一。 光伏逆变器的首要功能是直交流变化功能。实现该功能的核心元件是功率半导体（例如IGBT和MOSFET）。这些功率半导体每秒可以开关数千、甚至几万次。 再通过控制信号，就可以控制电路变化，将直流电转化为正弦交流电。 图1：光伏逆变器工作原理 光伏逆变器还具有最大限度地发挥太阳电池性能的功能和系统故障保护功能。归纳起来有自动运行和停机功能、最大功率跟踪控制功能、防单独运行功能（并网系统用）、自动电压调整功能（并网系统用）、直流检测功能（并网系统用）、直流接地检测功能（并网系统用）。其中，最大功率跟踪控制功能（MPPT）可始终让太阳电池组件的工作点处于最大功率点，系统始终从太阳电池组件获取最大功率输出。实际上，目前光伏逆变器的核心功能是：跟踪光伏组件阵列的最大输出功率，将其能量以最小的变换损耗、最佳的电能质量馈入电网。 图2：最大功率跟踪控制功能（MPPT）的必要性与工作原理 1.2、类型拓展：组串式逆变器逐步成为主流 光伏逆变器产品主要分为四类：即集中式逆变器、集散式逆变器、组串式逆变器、微型逆变器。根据其特性不同各自对应不同的应用场景。区分的核心要素主要在于最大功率跟踪对应组件数量与体积重量的大小。 表1：四类逆变器比较 当前光伏逆变器市场主流产品为组串式逆变器。根据中国光伏行业协会统计数据，从2016年开始，组串式逆变器占比逐渐提升，2018年，组串式占比超过集中式占比，2021年组串式占比接近70%，根据《中国光伏产业发展路线图2021》，未来组串式逆变器占比仍将持续提升。 图3：中国各类光伏逆变器占比情况 表2：国内主要逆变器企业技术路线情况 1.3、应用延伸：储能变流器逐步发展 储能变流器(Power Conversion System，PCS)是电化学储能系统中，连接于电池系统与电网之间的实现电能双向转换的装置：既可把蓄电池的直流电逆变成交流电，输送给电网或者给交流负荷使用；也可把电网的交流电整流为直流电，给蓄电池充电。 表3：储能变流器种类、特点及架构 储能变流器和光伏逆变器在原理上基本相同，技术同源。对于原光伏逆变器厂商而言，储能业务是纯增量业务，因此许多光伏逆变器厂商开始发展储能变流器业务。同时，光伏逆变器和储能变流器的客户群体重叠度较高，此前积淀的渠道与品牌优势，可以帮助其迅速拓展储能变流器业务。目前主流的储能变流器厂商大部分主业均为光伏逆变器。 表4：主要储能变流器厂商此前均涉及光伏逆变器业务 1.4、空间：光伏+储能快速发展，2023年对应千亿规模 全球逆变器市场规模预计2023年超千亿，2021-2025年CAGR为18%，储能变流器贡献最大增量。根据我们测算，2022-2025年，国内光伏逆变器市场规模为149/165/181/196亿元，海外光伏逆变器规模546/605/644/694亿元，全球储能变流器市场规模为200/280/330/375亿元 ，全球逆变器市场规模为895/1049/1155/1265亿元 ， 其中 ， 储能变流器占总体规模的比重为22%/27%/29%/30%。 关键假设： 1、全球光伏市场保持高速增长，根据CPIA数据，2021年全球光伏新增装机量为170GW， 预计2022-2025年全球光伏新增装机量增速为28%/14%/10%/10%，对应光伏新增装机量为218/248/273/300GW，预计2022-2025年全球光伏逆变器替换需求为12/14/17/21GW，对应的，预计2022-2025年全球逆变器出货量为230/262/290/321GW；预计2022-2025年中国逆变器出货量增速为19%/14%/12%/10%， 对应逆变器出货量为75/86/96/106GW； 对应的 ， 预计2022-2025年海外逆变器出货量为154/176/194/215GW； 2、随着技术的不断进步，组串式逆变器的占比将逐步提升；随着各国对光伏安全性的重视，微型逆变器的占比将逐步提升；与之对应的，集中式逆变器的占比将逐步下降： 预计2022-2025年国内组串式逆变器的占比 （ 出货量口径 ， 下同 ） 为72%/74%/76%/77%，微型逆变器的占比为1.2%/1.9%/2.8%/4.3%，与之对应的，集中式逆变器（含集散式）占比为26.8%/24.1%/21.2%/18.7%； 预计2022-2025年海外组串式逆变器的占比为67%/69%/71%/73%，微型逆变器的占比为5.5%/6.4%/7.3%/8.2%，与之对应的，集中式逆变器（含集散式）占比为27.5%/24.6%/21.7%/18.8%。 3、随着降本的不断推进，各类逆变器的价格将逐步下降，其中，集中式逆变器的技术已经非常成熟，降本速度较慢；微型逆变器的技术在迅速发展，降本速度较快： 预计2022-2025年国内组串式逆变器的价格为0.2/0.19/0.18/0.17元/W，集中式逆变器的价格为0.15/0.14/0.14/0.14元/W； 微型逆变器的价格为1.07/0.91/0.77/0.66元/W； 预计2022-2025年海外组串式逆变器的价格为0.32/0.31/0.3/0.29元/W，集中式逆变器的价格为0.2/0.19/0.18/0.18元/W； 微型逆变器的价格为1.53/1.30/1.11/0.94元/W。 4、全球储能市场保持高速增长，2021年全球电化学储能新增装机量为10GW，随着全球新能源装机量的快速提升，各国对储能的需求愈发迫切，预计全球电化学储能新增装机量2022-2025年增速为150%/60%/38%/36%，对应电化学储能新增装机量为25/40/55/75GW；随着降本的不断推进，储能变流器的降本速度较快：预计2022-2025年储能变流器的价格为0.8/0.7/0.6/0.5元/W。 表5：全球逆变器空间测算 1.5、产业链：材料基本国产化，IGBT暂为瓶颈 逆变器生产所需的主要原材料包括机构件、电子元器件以及辅助材料等。其中机构件主要为塑胶件、