电力设备行业逆变器：与光伏展翼，同储能齐飞

证券研究报告|行业深度 电力设备 2024年08月29日 电力设备 逆变器：与光伏展翼，同储能齐飞 优于大市（维持） 证券分析师 投资要点： 彭广春 资格编号：S0120522070001 研究助理 邮箱：penggc＠tebon.com.cn 市场表现 电力设备沪深300 光伏逆变器是太阳能光伏系统的心脏，其主要功能为将太阳电池组件产生的直流电转化为交流电，并入电网或供负载使用。光伏逆变器是连接太阳能光伏电池板和电网之间的电力电子设备，主要功能是将太阳能电池板产生的直流电通过功率模 块转换成可以并网的交流电，是太阳能光伏发电系统的“心脏”。光伏逆变器的可靠性、安全性直接关系太阳能发电系统整体的平稳运行，其转换效率直接影响太阳能光伏发电系统的发电效率，其使用寿命直接关系到光伏发电系统的使用年限，最终影响光伏电站项目的投资收益率。此外，还具有最大功率跟踪功能（MPPT）以及最大限度发挥太阳能电池性能和光伏发电系统保护等功能。 0% -6% -12% -18% -24%2023-082023-122024-04 -31% -37% -43% 资料来源：聚源数据，德邦研究所 相关研究 1.《电新周报-国务院办公厅印发《加快构建碳排放双控制度体系工作方案》，新型储能领域中央企业创新联合体正式启动》，2024.8.4 2.《高压快充系列之一：800V高压快充渗透加速，带来产业增长升级新动能》，2024.8.1 3.《整体需求趋势向上，储能企业出海正当时》，2024.7.30 4.《24H1我国光伏行业发展如何？》，2024.7.30 5.《光伏当前存在问题有哪些？》， 2024.7.29 组串式逆变器在大型电站中渗透率提升，并且组串式逆变器更适合分布式光伏，将进一步驱动组串式应用市场增长。2023年大型地面电站占全部新增光伏发电装机的55.6%，分布式电站占比为44.4%，其中户用光伏占到分布式市场约45.3%。 2023年，我国大基地项目开工建设，集中式增长点明显。分布式市场方面，我国户用光伏装机表现良好，并且随着多个传统户用装机市场接近饱和，户用安装开始向南部转移，如江西、湖南、福建等省份2023年增长突出。未来，随着分布式光伏市场的持续发展，以及集中式光伏电站中组串式逆变器占比不断提升，组串式逆变器市场规模将持续增长。 技术、供应链、成本构筑行业壁垒。长期技术积累才能有效提高产品的稳定性可靠性。电力电子行业属于技术密集型产业，涉及电力、电子、控制理论等学科，研发人才需具备电力系统设计、电力电子技术、机械结构设计、微电脑技术、通讯技 术、控制技术、软件编程等专业知识，以及产品应用场景知识。产品从设计、研制到持续创新性改进都需要大量的研发人员共同努力才能完成。研发人员的技术水平和知识的深度和广度都会直接影响到产品的质量和水平，长期技术积累才能有效提高产品的稳定性可靠性。对于新进入者，很难在短期内积累相关技术和各种应用场景知识，从而形成一定的技术壁垒。逆变器生产需要用到功率芯片和器件，我国逆变器功率模块在地化供应率较低，供应链保供能力铸造相关企业壁垒。此外，光伏逆变器产品在全球主要市场中多有强制认证要求，各项认证的程序相对复杂，技术水平要求较高，测试严格且周期长，从而形成进入本行业的资质壁垒。 光储驱动增长，中国企业走向海外。近年来，国际社会对可持续能源的支持和《巴黎协定》推动了欧盟、美国、中国等主要地区和国家的碳达峰政策公布，从而促进了光伏新增装机量的增长，为光伏逆变器的市场需求提供了市场空间。并且，根据 古瑞瓦特招股说明书，光伏逆变器的平均使用寿命约为10年，随着更多光伏项目的安装，未来对光伏逆变器的替换需求也将快速增长。当前储能PCS领域众多企业来自光伏逆变器厂商，储能市场的快速发展也将为逆变器相关企业发展带来机会。 随着海外新能源市场的发展，众多中国企业走向海外。受益于国内较为完整的光伏产业链，产业链上下游协同发展持续推动国内光伏产业厂商持续实现技术突破。国内逆变器企业正处于高速发展阶段，中国逆变器厂商产品在全球主要光伏市场的 市场份额持续上升。主要原因：一方面，国内逆变器产品通过快速升级迭代，产品质量不断获得提升，部分关键性能指标达到甚至超过海外老牌逆变器企业；另一方面国内光伏产业链较为完整，光伏逆变器原材料大部分实现了国产化替代，再加上人工成本、制造成本相比海外更低，国内逆变器企业在海外的竞争优势较为明显，在主要光伏市场中出货占比持续提升。逆变器产品海外市场毛利率高，驱动中国逆 请务必阅读正文之后的信息披露和法律声明 变器企业走向海外。从逆变器相关上市公司2023年年报可发现，中国企业在海外市场相较于国内市场能获得更高毛利率，从而在海外市场实现更高盈利，这也驱动中国企业走向海外。从营收占比构成看，多家企业海外营收占比超30%。从海关出口数据看，从2017-2023年我国逆变器出口数量和金额呈现逐年递增。 风险提示：行业政策变化风险、海外市场需求减弱风险、产业链价格变动风险。 内容目录 1.逆变器：光伏发电系统的心脏6 1.1.逆变器与光伏组件共同构成发电系统6 1.2.多类型逆变器并存，组串式有望成为主流11 1.2.1.多种逆变器类型并存11 1.2.2.组串式有望成为主流14 2.技术、供应链、成本构筑行业壁垒16 2.1.技术壁垒：长期积累研发领先产品16 2.2.供应链壁垒：保供能力和生态建设16 2.3.资质壁垒：走向海外的前提17 2.4.客户重视品牌和服务18 2.5.成本优势：低成本保障高利润18 3.光储驱动增长，中国企业走向海外19 3.1.光伏新增装机和替换需求驱动逆变器市场增长19 3.2.光储融合，驱动逆变器企业增长21 3.3.中国企业走向海外25 4.风险提示26 图表目录 图1：逆变器在光伏产业链中位置6 图2：光伏逆变器结构示意图6 图3：逆变器具有与电网实现交互的功能7 图4：逆变器使光伏发电系统获得最大输出效率8 图5：逆变器能够判断和处理光伏系统故障9 图6：逆变器是多种信息交互的设备，人机交互的重要平台10 图7：逆变器是其它应用加入及扩展接口10 图8：离网光伏发电站中逆变器位置11 图9：并网光伏发电站中逆变器位置11 图10：集中式MW级逆变器方案系统示意图12 图11：组串式MW级逆变器方案系统示意图13 图12：集散式MW级逆变器方案系统示意图14 图13：2023-2030年我国不同类型逆变器市场占比变化趋势14 图14：2023-2030年我国不同类型光伏应用市场变化趋势15 图15：截止23年底各公司累计专利数（项）16 图16：各公司2023年研发支出（亿元）16 图17：2023-2030年我国逆变器功率器件在地化供应率变化趋势17 图18：2023-2030年我国逆变器控制芯片在地化供应率变化趋势17 图19：逆变器相关公司2022-2023认证费用变化（单位：亿元）17 图20：阳光电源全球服务网络18 图21：2023-2030年逆变器设备投资额变化趋势（单位：万元/MW）18 图22：2023-2030年我国逆变器人均产出率变化趋势（单位：MW/（人·年））18 图23：全球光伏历年新增装机（GW）19 图24：国内光伏历年新增装机（GW）19 图25：按出货量计的全球光伏逆变器的市场规模（单位：千兆瓦）20 图26：按出货计的世界主要国家及地区的光伏逆变器明细（2022年）20 图27：按出货计的世界主要国家及地区的光伏逆变器明细（2027年估计）20 图28：按类别划分的全球逆变器出货量市场规模明细（2018年至2027年（估计））（单位：千兆瓦）20 图29：全球分布式光伏逆变器出货量市场规模（2018年至2027年估计）（单位：千兆瓦） ...........................................................................................................................................21 图30：不同储能技术所处阶段21 图31：电化学储能集成系统架构22 图32：按新增装机容量计的全球储能市场规模（2018年至2027年（估计））（千兆瓦时） ...........................................................................................................................................23 图33：2022年全球主要国家及地区按新增装机容量计的储能占比23 图34：预计2027年全球主要国家及地区按新增装机容量计的储能占比23 图35：按应用划分按新增装机容量计的全球储能市场规模（千兆瓦时)24 图36：中国储能PCS提供商2023年度海外市场储能PCS出货量排行榜（单位：GW） ...........................................................................................................................................24 图37：中国储能系统集成商2023年度全球市场储能系统出货量排行榜（单位：GWh）24图38：2023年全球光伏逆变器和组件级电力电子产品市场份额25 图39：2023年相关公司国内外毛利率对比26 图40：2023年各公司国内外营收占比构成26 图41：中国历年逆变器出口数量（单位：台）26 图42：中国历年逆变器出口金额（单位：美元）26 1.逆变器：光伏发电系统的心脏 1.1.逆变器与光伏组件共同构成发电系统 逆变器在光伏产业链中居于下游位置，与组件共同构成发电系统。光伏产业链可分为硅料、硅片、光伏电池片、光伏组件、光伏系统五个环节。其中上游包 括原料高纯度多晶硅材料的生产，单晶硅和多晶硅的制造，硅片的生产。中游包括光伏电池，光伏组件（玻璃，支架等）等环节。下游包括逆变器和光伏发电系统环节，逆变器在整个光伏产业链中具有重要地位。 图1：逆变器在光伏产业链中位置 资料来源：CPIA，德邦研究所 光伏逆变器是太阳能光伏系统的心脏，其主要功能为将太阳电池组件产生的直流电转化为交流电，并入电网或供负载使用。光伏逆变器是连接太阳能光伏电 池板和电网之间的电力电子设备，主要功能是将太阳能电池板产生的直流电通过功率模块转换成可以并网的交流电，是太阳能光伏发电系统的“心脏”。光伏逆变器的可靠性、安全性直接关系太阳能发电系统整体的平稳运行，其转换效率直接影响太阳能光伏发电系统的发电效率，其使用寿命直接关系到光伏发电系统的使用年限，最终影响光伏电站项目的投资收益率。 图2：光伏逆变器结构示意图 资料来源：锦浪科技2022年度向特定对象发行股票募集说明书，德邦研究所 光伏逆变器不仅具有直流电到交流电的转换功能，还具有最大功率跟踪功能 （MPPT）以及最大限度发挥太阳能电池性能和光伏发电系统保护等功能。 与电网实现交互。电网是一个庞大且复杂的系统，外来能量的输入如果不满足电网电能质量要求，就会对电网运行造成严重影响，光伏逆变器 需保证光伏系统所发电安全稳定输送至电网。具体表现在：①提供高质量电能。光伏逆变器需要保证输入电网的电能质量（如谐波含量、直流分量、电压、频率、相位等）符合要求。②具备准确的电网波形采样功能。能够对电网电压进行有效采样，确保并网的瞬间能与电网变化过程同步。保证逆变器同步、可靠、安全地接入电网。③能够监测以及处理电网故障。电网运行过程中出现的各种故障会反过来波及到并入电网的光伏系统，因此逆变器需要具备对电网故障的监测和判断能力，并能根据情况自动与电网断开、电网故障恢复后又能自动连接电网。④支持电网远程调度。光伏逆变器同时是电网实现智能远程调度