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光伏微型逆变器汉沽研究:微逆多重需求共振,龙头企业壁垒突出(附下载)  上传时间:2024-04-07 23:56:55

原标题:光伏微型逆变器汉沽研究:微逆多重需求共振,龙头企业壁垒突出(附下载)

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(报告出品:广发证券)

一、微型逆变器:经济性已迎来改善,切分最大户用光 伏逆变器市场

我们认为,微型逆变器是户用光伏的最优逆变方案之一。相较于组串式逆变 器,微型逆变器在户用光伏领域的额外优势在于①组件级逆变方式带来的高MPPT 效率(约99.8%)、高发电量(较组串式提升5%-25%);②低压并联将直流高压 风险降到最低;③维保期更长(组串式的2-3倍)、安装过程积木化、后期运维简 单化、日常使用智能化等等。 进入2023年,我们测算微型逆变器经济性迎来改善,叠加户用方面显著优 势,我们判断微型逆变器有望切分最大户用市场,自上而下估计潜在渗透率可达 33%。我们认为微型逆变器经济性已迎来改善:①100KW内,微逆单瓦价格打平 “组串式+优化器”,小功率情况下优于“组串式+优化器”;②微逆系统初始投资 打平“组串式+关断器”,考虑后续运维成本,系统成本优于“组串式+关断器”。

(一)最优户用逆变方案:高发电量、高安全性、长维保期

1. 高发电量优势:组件级逆变方式提升MPPT效率

微型逆变器与单个组件集成,是一种组件级电子设备(MLPE)。根据直流侧 光伏组件组合方式的不同,并网光伏发电系统一般可分为集中式/组串式/多组串式 和模块式并网逆变系统。在模块式逆变系统中,每块光伏组件都与独立的DC/AC变 换器相连接。由于该DC/AC变换器体积和重量相对较小,因此模块式逆变器也被称 为微型逆变器(micro-inverter)。目前,微型逆变器能够对每个组件或一小组(如 2~8个)组件进行逆变,主要分为一拖一、一拖二、一拖四、一拖六和一拖八产 品,同样能够对组件进行独立控制、并提升整体效率。

我们认为微型逆变器具备高MPPT效率、高发电量、高可靠性、精准控制等方 面的优势,根源在其组件级逆变方式。微型逆变器组件级逆变方式带来的多MPPT 路数、高MPPT效率,能够避免组件串联失配、“短板效应”带来的发电量损失, 并且通过弱光时间发电增加发电时间,进而提升系统发电量。

进一步地,微型逆变器能够通过使用SiC器件进一步提升自身转换效率,从而 扩大发电量方面优势。提高逆变器效率有效措施是降低器件损耗,逆变器的主要损 耗来自于IGBT、MOSFET等功率开关管,以及变压器、电感等磁性器件。碳化硅 通态阻抗减为通常硅器件的1/10,有效减小二极管反向恢复电流,从而能降低功率 器件上的开关损耗。我们判断,微型逆变器能够进行SiC替代主要系①微型逆变器 对使用寿命要求更高,②微逆功率持续提升,二代硅基器件难以满足关断频率、损 耗、散热等要求,③能够包容SiC器件的较高使用成本,相关厂商进展加速。

2. 高安全性优势:低压并联将直流高压风险降到最低

微型逆变器采取低压并联方式,有效解决直流电压过高风险,提高光伏系统安 全性。微型逆变器与每一块光伏组件连接逆变后并联接入电网,系统运行时的直流 电压一般在80V以下(集中式或组串式系统可达1500V),彻底解决高压直流高压 风险问题,提高光伏发电系统的安全性。此外,微型逆变器内部有隔离变压器,使 光伏组件与电网实现电气隔离,最大程度降低使用和运维过程中直流侧安全隐患。 与其他组件级产品相比,微型逆变器能够有效降低火灾隐患并精确控制单组件 关断。“组串式+关断器/优化器”方案仅解决了运维触电风险和施救风险,光伏系 统运行过程中仍存在直流高压,未彻底消除火灾隐患。另外,由于组件级逆变方 式,微型逆变器能够精确控制单组件关断,传统逆变器需依靠外部开关进行关断。 除此之外,使得微型逆变器尤其适用于户用场景的优势还包括长维保期(组串 式10年,微型逆变器25年)、安装过程积木化、后期运维简单化、日常使用智能 化等等。得益于更为优异的产品性能和用户体验,微型逆变器虽总体成本高于组串式逆变器和集中式逆变器,在安全性要求较高的分布式光伏发电中仍有广泛应用, 且在住宅用户市场中更具优势。因此,微型逆变器的主要应用场景为户用和小功率 工商业光伏发电场景,尤其适用于人力成本较高的地区,如欧洲市场。

(二)持续降本提效:多体微逆和国产替代推动降本,SiC 应用加速

微型逆变器单位成本较高,半导体器件及功率模块是占比最大的原材料。微型 逆变器单位成本中,直接原料成本占比90%以上。与组串式逆变器相比,微逆逆变 升压需要变压器实现,每个组件需要一个单独逆变电路和滤波器,且微逆需要实现 更多功能,对硬件方面要求更高,因此微型逆变器制造成本较高。

近年来,微型逆变器的成本降低主要依靠降低单位成本和提升输出功率。包括 (1)优化电路设计方案以降低单位成本:Enphase单位成本由2012年接近700元/ 台的水平下降至近年来500元/台左右的水平。(2)多体微型逆变器:微逆能够不 改变每个组件单独逆变的组件级安全属性前提下对于部分器件实现复用,降低单瓦 成本。(3)大功率组件:微逆允许接入的光伏组件功率越高,其对应的单瓦成本 则越低。(4)规模效应叠加国产替代:昱能产量从2019年的32.4万台提升到2021 年的42.5万台,禾迈产能由2018年的6.3万台扩大至2020年的21.6万台,在建产能 达产后将新增年产60万台产能,考虑国产原材料使用,微逆单台成本大幅下降。

我们测算,20KW范围内,微型逆变器与同功率组串式逆变器价差已缩小至 0.2元/W以内。根据ENF,截至2022年12月,1-3KW功率范围内,微逆均价为0.88 元/W,组串均价为0.67元/W。3-10KW功率范围内,国产一拖四微逆价格约0.8元 /W,一拖六微逆价格约0.65元/W,组串均价为0.61元/W。10-20KW功率范围内, 组串均价为0.54元/W。我们判断,一拖八微逆产品有望进一步降低单瓦成本,有望 达到0.5元/W以内,微型逆变器与组串式逆变器的价格差距将进一步缩小。

我们认为,未来微型逆变器的成本降低将以拓扑结构优化为核心、国产替代为 重点。一方面,微型逆变器所需元器件的数量受到拓扑结构的深度影响,持续优化拓扑结构能够降低元器件数量从而降本;另一方面,核心元器件如电容、DSP、 MCU、MOS仍以进口为主,培育国产供应商能够降低元器件价格从而降本。 提效方面,SiC MOS方案应用加速,或成为未来标配。目前二代硅基元器件 能够满足微型逆变器的关断频率和功耗要求,但随着单通道功率的持续提升,二代 硅基元器件的工作温度、功耗等遇到瓶颈,需要使用SiC MOS器件进行替代。阳光 电源在2014年推出第一款采用SiC MOS的光伏逆变器。禾望电气子公司2021年6月 战略入股锴威特半导体,该公司已经实现SiC功率器件已小批量出货;2021年12月 入股SiC功率芯片设计公司清纯半导体。

(三)经济性迎来改善:国产厂商发力,看好 100KW 内微逆跑赢组串

1. 国产厂商发力:产品迭代+客户扩展扩张微逆市场

国产厂商将推出一拖八产品,将微逆应用范围扩张到50-100KW。昱能科技和 德业股份均将一拖八产品的市场推广提上日程。我们认为,一拖八产品进一步提升 微逆功率,将有效扩大微逆应用范围;目前微型逆变器主要应用在50KW以内电 站,一拖八产品将把微逆应用范围扩张到100KW。未来,伴随更多“1+N”产品的 推出与应用,微逆有望获取更多户用/分布式份额。 国产厂商积极合作,拓展微逆应用场景。以禾迈股份为例,2022年4月公司公 告与建设综合技术服务商垒知集团的《合作框架协议》,约定垒知集团户用、商业 分布式、BIPV及整县项目上同等性价比下优先采购禾迈微型逆变器、关断器,且 通过设立项目公司开展BIPV项目合作;2022年6月公司公告与康佳集团的《光伏发 电项目合作框架协议》,借助康佳集团的渠道优势和品牌影响力,助推禾迈与康佳 的合资公司顺利获得光伏项目。

2. 经济性改善:看好100KW内微逆跑赢“组串式+优化/关断器”

我们认为微型逆变器经济性迎来改善,主要系①100KW内,微逆单瓦价格打 平“组串式+优化器”,甚至在小功率情况下优于“组串式+优化器”;②微逆系统 初始投资打平“组串式+关断器”,考虑后续运维成本,系统成本优于“组串式+关 断器”;③组件价格下降,留给逆变器更多空间,更有利于微逆普及。

100KW内,微型逆变器单瓦价格打平“组串式+优化器”,甚至在小功率情况 下优于“组串式+优化器”。根据ENF易恩孚列示的逆变器产品信息及价格,截至 2022年12月,20-50KW范围内,微型逆变器单瓦价格与“组串式+优化器”打平; 1-3/3-10/10-20KW范围内微型逆变器价格有优势。我们估计包含关断功能的功率优化器价格约0.3元/W。 对光伏系统而言,微型逆变器能够节约一定安装成本、物流成本,或能够节约 一定组件成本,进而降低系统成本。(1)光伏电站的成本包括电站开发成本、物 料与安装成本及运维成本,微型逆变器能够大幅节约其中的人员安装成本和运维成 本。微型逆变器仅需要必要的组件清理费用,而组串式逆变器系统还需要雇佣值机 维修人员,还会预留出逆变器更新费用;(2)微型逆变器装有隔离变压器,能够 隔离开直流电和交流电,对组件质量容忍度更高,且能够跟踪组件级最大功率点, 因此一致性不足的光伏组件难以利用于地面电站,但可以与微型逆变器结合。

我们以50-100KW范围进行测算,微型逆变器系统初始投资成本有望打平“组 串式+关断器”;考虑运维成本,微型逆变器系统成本优于“组串式+关断器”。 国产厂商积极推动微逆降本,微逆经济性已迎来改善,考虑到组件级关断政策的大 范围推行,100KW内微逆系统成本已不具备劣势,同时具备高安全性/长维保期/数 字化等优势,我们判断对于100KW内光伏系统,微型逆变器将依据安规政策推行 速度逐步完成对组串式逆变器的替代,即100KW内光伏系统逆变器市场均为微型 逆变器潜在市场。

(四)潜在渗透率测算:预计 2025 年微逆全球潜在渗透率约 33%

尽管2022年微逆全球出货高增,目前微逆渗透率仍处于较低水平,全市场渗 透率约3.7%。2017年至2021年,微逆全市场渗透率从1.0%提升到1.4%,分布式 市场渗透率从2.7%提升到4.8%。经测算,我们预计2022年全球微逆装机量超过 9GW,微逆全市场渗透率约3.7%,分布式市场渗透率约8.3%。其中欧洲装机量约 1.8GW,渗透率从2021年的1.4%提升至2022年的4.4%;美国装机量约4.9GW,渗 透率从2021年的9.8%提升至2022年的25.7%;拉美装机量约1.7GW,渗透率从2021年的1.9%提升至2022年的7.4%;中国市场尚未启动。 自上而下,我们预计2025年微逆全球潜在渗透率约33%,提升空间广大。我 们预测的主要思路是:目前微逆产品本身具备的高发电量、高安全性、长维保期等 优势,成本已迎来改善且仍有降本提效空间,仅考虑产品端,分别测算微逆在0- 20KW、20-50KW、50-100KW的装机系统的潜在渗透率进而得到总体的潜在渗透 率。而政策端的强制关断政策在各国的推进速度将决定潜在渗透率的完成度。

我们预计2025年20KW以内光伏系统装机将占据所有光伏装机25%,微逆在该 部分功率光伏装机的潜在渗透率达到90%。根据Wood Mackenzie数据,2018年2020年全球20KW以下光伏系统装机量占比持续提升,分别为12%/15%/18%, CAGR达到22%;我们判断2021-2025年装机量占比保持提升态势,分别达到 20%/21%/22%/23%/25%。微逆在该部分功率光伏系统中具备绝对竞争力,参考目 前微逆在成熟市场美国新增10KW内光伏系统渗透率约94%,10-50KW光伏系统渗 透率约85%,我们判断微逆在全球20KW以内光伏系统装机潜在渗透率为90%。

我们预计2025年20-50KW光伏系统装机将占据所有光伏装机5%,微逆在该部 分功率光伏装机的潜在渗透率达到75%;我们预计2025年50KW以上光伏系统装机 将占据所有光伏装机70%,微逆在该部分功率光伏装机的潜在渗透率达到10%。功 率在20-50KW的光伏系统主要为较大规模的户用光伏系统和较小规模的工商业光伏 系统,随着光伏系统专业化逐渐清晰、占比逐渐缩小,我们预计仅占比5%。目前 微逆在成熟市场美国新增10-50KW光伏系统渗透率约85%,50KW以上光伏系统渗透率约23%,但考虑到美国小规模光伏装机占比较高的光伏装机结构,我们预计 2025年微逆分别在20-50KW/50KW以上全球光伏系统潜在渗透率为75%/10%。

二、市场空间:多层次多区域需求共振,预计 2025 年 装机量达 62GW

此前成本较高,微逆凭安全性、高维保期等户用优势和投资回报优势出货高 增。全球来看,分布式装机需求、相关政策支持和部分国家(地区)安规政策趋严 是微逆渗透率提升基础,微逆本身高安全性、高维保期等户用优势和高发电量的投 资回报优势使其成为户用光伏最优逆变方案之一。尽管2021年之前微逆单瓦成本较 高,但(1)微逆在未推出组件级关断要求的国家(地区)装机量仍然高增,如拉 美、欧洲;(2)微逆在推出组件级关断要求的国家(地区)新增装机量占比高于 关断器/优化器,如美国。历史装机数据看,2017年至2021年,微型逆变器全球装 机量从1GW提升到3.6GW,CAGR高达37%,主要系微逆在安规较严、户用光伏 产业更成熟的北美、欧洲地区和在光伏发电禀赋较好的拉美地区广泛应用。

自下而上,我们认为微型逆变器可以分为两类市场,一是受安规政策驱动、凸 显户用优势的市场,如北美;二是受高发电量优势驱动、凸显投资回报优势的市 场,如拉美。作为目前集成度最高、功能最为智能化、保修期最长、最贴合户用需 求的逆变器产品,微型逆变器市场主要分为①光伏产业成熟度高、政策强制要求快 速关断和限制关断电压的市场,比如北美、欧洲部分国家、澳洲;欧洲其它国家及 亚洲的中国、日本等国家也将是该逻辑驱动。②光伏发电先天禀赋较好,在分布式 光伏政策支持下能够利用微逆高发电量赚取多投资收益的市场,比如拉美;印度、 南非等国家/地区也将是该逻辑驱动。

(一)美国:户用需求稳步提升,看好微逆工商业场景加速渗透

微型逆变器在美国新增户用光伏系统渗透率较高,工商业光伏系统仍有空间。 目前,微型逆变器(包括优化器)分别占美国新增户用光伏系统的94%,占小型非 户用光伏系统(

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2016至2022年美国市场占据50%以上全球微逆装机量,原因包括:(1)强制 性关断政策驱动微逆起量。NEC2017实施时美国仅有3个州实施强制性关断,2019 年扩大到14个州,2020年后扩大到全国,微逆迎来全面放量。(2)分布式光伏政 策支持力度强,驱动户用光伏需求高涨。根据LNBL,美国2021年安装了将近250 万套户用光伏系统,平均装机容为7.0kW;且非户用光伏系统的平均装机容量相对 较小,2021年仅为33kW。2022年美国光伏整体装机量下滑,但户用光伏装机量达 到历史新高,足以验证美国户用光伏强需求。(3)微逆户用优势显著,跑赢其它 逆变器。从2016年至2022年,北美微型逆变器渗透率从5%提升至26%。我们判断 微型逆变器具备户用竞争力主要系①2016-2018年,美国光伏装机收缩,微型逆变 器渗透率仍然提升,说明相当一部分业主愿意为微逆的安全性、高维保期、多功能 等优势支付高溢价;②2020-2022年,美国光伏装机上升,微逆增速跑赢其它逆变 器。2020年微逆出货量增速减缓主要系疫情带来的供应冲击、支付力下降等因素。

我们预计美国微逆2023年装机量约7.5GW,所有光伏系统装机渗透率达到 28%。分场景看,(1)户用光伏:经过2022年全球微逆厂商出货高增,2022年微 逆在美国户用光伏装机渗透率达到61%,我们预计2023-2025年微逆将持续抢占 “组串+优化器/关断器”份额,推动渗透率达到90%以上。(2)工商业光伏:该 部分场景主要为国产微逆厂商的一拖四和一拖六产品,我们测算2022年渗透率约 31%,我们预计微逆在工商业光伏场景的渗透率有望提速,2023-2025年分别达 45%/62%/82%。(3)集中式光伏:美国集中式光伏功率较小,根据LNBL,美国 2021年新增装机中只有约20%的光伏系统大于150kW,国产多体微逆产品能够应 用于部分美国电站,伴随国产微逆进一步降本,微逆在集中式光伏渗透率有望提 升,我们预计2023-2025年渗透率分别达8%/11%/14%。

(二)欧洲:小规模光伏系统趋势明确,微逆出货有望非线性增长

微型逆变器在欧洲新增光伏系统渗透率较低,户用光伏与工商业光伏空间广 阔。我们测算2022年微逆欧盟安装量约1.8GW,渗透率约4%,主要系部分国家未 实施强制关断政策,总体渗透率仍处于较低水平。尽管2022年微逆厂商在组串式逆 变器缺芯窗口期进行微逆产品推广,欧洲市场仍处于微逆产品市场教育初期。 我们认为欧洲市场后续增长动力主要来源于:(1)产业结构:欧洲户用光伏 占比高于其它地区,自发自用意愿强烈,与微逆适配度高。整体来看,IHS报告预 测2022-2030年欧洲屋顶光伏与工商业光伏占所有光伏系统比例将达59%。分国家 看,光伏装机大国中,德国中大型电站装机占比仅48%,法国中大型电站装机占比 约43%,荷兰屋顶光伏装机接近80%,意大利接近70%。我们判断微逆将凭借高安 全性、长维保期等户用优势加速渗透欧洲市场。(2)新市场开辟:微逆应用于阳 台光伏、工商业光伏等新场景。欧洲阳台小型光伏发电系统适用最高输出功率 600W,因此购买600W及以下的组件产品无需政府审批,还具有组装容易、不需要 安装人员/技术员的优点。目前,德国已经拥有超过4万套阳台光伏系统,各州政 府、地区协会正在加大相关补贴。(3)政策支持:光伏装机目标清晰,光伏贷款 支持力度强。为实现REPowerEU提出的600GW光伏并网目标,欧洲需每年新增光 伏装机49GW。(4)玩家进场:微逆厂商重视欧洲市场开发,增强微逆产品市场 认可度。海外龙头Enphase和国内主要微逆厂商市场教育力度加强,有望通过新建 本地产能、加强经销商渠道商合作等方法推广微逆产品应用。

我们预计欧洲2023年微逆装机量约5.1GW,yoy约178%,所有光伏系统装机 渗透率达到7%。分场景看,(1)户用光伏:我们测算2022年微逆在欧洲户用光 伏装机渗透率仅10%,我们预计2023-2025年微逆渗透率分别为14%/20%/28%, 主要推动力为阳台光伏的迅速发展和微逆厂商对微逆的进一步推广,将迎来加速增 长。(2)工商业光伏:该部分场景主要为国产微逆厂商的一拖四和一拖六产品, 我们测算2022年渗透率仅3%,预计微逆在工商业光伏场景的渗透率持续提升, 2023-2025年分别达6%/10%/14%。(3)集中式光伏:伴随国产微逆进一步降 本,微逆有望应用于集中式光伏场景,我们预计2023-2025年渗透率分别达 1%/2%/3%。

(三)拉美:分布式光伏发展确定性增强,微逆实现高基数高增长

受益于政策优惠带来的低成本分布式光伏装机和国产微逆厂商市场挖掘,微逆 在拉美地区接受度较高,2022年渗透率高于欧洲地区。我们测算2022年拉美地区 微逆安装约1.7GW,渗透率约7%,yoy超过300%,主要系①政策优惠降低分布式 光伏成本,下游对微逆价格敏感度低;②拉美地区光照时间长,光伏发电禀赋较 高,微逆回本周期更短;③拉美地区光伏产业处于发展初期,国产微逆厂商较早进 行市场开发,对微逆产品接受度较高,以较低价格打开市场。

我们认为拉美市场后续增长动力主要来源于:(1)当地光伏产业成熟度提升 且发展确定性强。2017年拉美微逆出货量下滑主要系当年大型集中式光伏项目投 资价值更高,2020年出货量下滑主要系经济基础较弱故受疫情冲击较大。伴随疫情 影响逐步减小,当地光伏产业发展不确定性逐渐缩小,看好拉美地区分布式光伏/ 小规模光伏系统政策持续性与执行力。2022年,巴西公布14.300号法令以确保规 模小于5MW的光伏系统在2045年之前仍然符合净计量电价的条件,分布式光伏系 统需求有望得到增强。(2)户用光伏空间充足,微逆凸显高投资回报优势。截至 2021年初,巴西户用光伏覆盖率不足0.3‰,户用光伏与工商业光伏空间广阔。除 了巴西市场,墨西哥、智利、阿根廷市场同样具备良好的光照条件和政策基础,与 具备高发电量的微逆契合度极高。(3)微逆厂商持续耕耘拉美市场,强化市场教 育与用户习惯,抢占组串式市场。

我们预计拉美2023年微逆装机量约2.8GW,yoy约70%,所有光伏系统装机渗 透率达到11%。分场景看,(1)户用光伏场景:我们测算2022年微逆在拉美户用 光伏装机渗透率约18%,我们预计2023-2025年微逆渗透率分别为 23%/30%/40%,渗透率加速提升主要系拉美地区微逆与组串式厂商竞争格局更为 宽松,且微逆在拉美地区具备高发电量优势,较组串式更具经济性,国产微逆具备 价格优势,进一步打开市场。(2)工商业光伏场景:该部分场景主要为国产微逆 厂商的一拖四和一拖六产品,我们测算2022年渗透率约6%,伴随国产一拖八产品 进入市场,预计2023-2025年渗透率分别达9%/13%/18%。(3)集中式光伏:伴 随国产微逆进一步降本,我们预计2023-2025年渗透率分别达1%/2%/3%。

(四)中国:从 0 到 1,看好 23-24 年安规逻辑启动微逆需求

微型逆变器站在国内户用光伏政策风口,预计2023-2024年迎来0-1变化。目 前,中国微型逆变器的出货量占比低,主要系国内直流高压进行强制性规定刚刚起 步。2022年10月以来,中国东莞市、海宁市推出组件级关断要求。伴随国内政策 逐渐提升对户用光伏系统安全性的重视程度,安规政策推进范围、推进速度有望超 预期。我们预计中国市场2023年有望启动,2024年将快速放量。 更加严格的组件级安规政策在我国可能有时间和地理上的逐步推进过程,推进 速度可能加快,逐步完成“由市到省”的覆盖。欧洲和北美的光伏产业发展较早, 较早对户用光伏的安全性做出规定;随后东亚国家如日本规定电站必须具有火灾等 突发情况下的紧急关断功能。我国户用光伏占比已有较大提升,光伏行业的发展目 标将逐步从行业发展初期的求“量”走向行业成熟期的求“安全”。NEC系列政策 的推进也经过2014年至2020年6年时间,进而强调实现“组件级别的关断”,我们 认为我国组件级安规政策处于推进过程中。另外,组件级安规政策可能具备“从市 试点,逐步明确,再整省推行”的特点,2019年浙江省市场监督管理局发布《家庭 屋顶光伏电源接入电网技术规范》、对施工、维护和检修等情况下人体可能接触的 直流部分电压提出要求之前,湖州市、丽水市已于2017年试行相关技术规范。

目前推行强制性组件级安规政策的东莞市、海宁市属于我国分布式光伏装机大 省广东省、浙江省,微逆渗透率绝对值与提高速度可能超预期。根据国家能源局, 2022年全国分布式光伏新增装机量为51.1GW,其中浙江省为6.6GW,全国第4; 广东省为3.4GW,全国第6。2021年全国分布式光伏新增装机量为29.3GW,其中 浙江省为2.0GW,全国第5;广东省为1.3GW,全国第7。从2021年到2022年,广 东省和浙江省分布式光伏新增装机量占全国总量比例从11%提升到20%。 考虑政策重视提升市场对微逆产品的偏好,部分未推行强制性组件级安规政策 的区域也会出于安全性等优势采用微逆产品。中性假设,我们预计2023-2025年微 逆国内分布式光伏渗透率分别达到2.5%/6.0%/9.8%,总渗透率达到 1.4%/3.3%/5.4%。

自下而上,我们预计2025年全球微逆装机量约62GW,渗透率达到11%; 2023-2025年微逆市场空间分别为255/389/551亿元,CAGR约47%。其中,欧洲 市场23/24年增速亮眼,我们预计市场空间yoy达168%/81%;拉美市场维持高基数 下的高成长,预计市场空间yoy达52/43%;美国市场微逆于工商业光伏场景应用加 速,预计市场空间yoy达到47/22%;中国市场2023年即将启动,2024年有望快速 放量,国产微逆厂商已经开始布局。

三、竞争格局:中国企业发力海外,国产微逆优势显著

(一)海外企业为微逆领先龙头,国产企业份额加速提升

当前全球微型逆变器市场格局较为集中,Enphase龙头地位突出。整体上 看,由于长期以来微型逆变器的应用规模较为有限,市场参与者数量也相对较少, 主要集中在北美以及中国,国内微型逆变器厂商主要是昱能科技、禾迈股份,国外 微型逆变器厂商主要是SolarEdge、Enphase。Enphase作为全球微型逆变器的首 创者占据全球微逆行业80%左右的份额,龙头地位突出。随国内厂商快速推出一拖 四、一拖六等新产品,竞争力增强,国内厂商出货量及市场份额整体在不断提升。

Enphase微型逆变器市占率全球领先,国产企业销量、出货量高增。以瓦数 计算,2021年微逆市场整体出货约4.9GW,龙头Enphase出货3.6GW,占比 74.52%,国内厂商禾迈、昱能、德业分别出货0.57、0.46、0.16GW。以台数计 算,2021年Enphase销量1040万台,远超其他微逆企业占据市场领先地位,昱 能、禾迈销量分别为41.9万台、40.4万台,同比增长29.7%、128.3%。我们估算 2022年Enphase出货近6GW,折合台数近1800万台;昱能和禾迈按收入口径约 110万台。国产企业销量与出货量快速增长的原因有:一是国产微逆重视产品迭 代,在大功率组件更新快的市场更有优势;二是国产企业重视渠道建设和市场宣 传,主要做自有品牌;三是国产微逆产品品质高,故障率低,售后服务体系较好。

(二)积极拓宽海外渠道,国产微逆开启出口替代

1. 产品:国内企业品类丰富、性能优越,竞争优势显著

国产微型逆变器产品额定功率更广,市占率有望提升。在美国小功率的屋顶光 伏项目占户用比重较大,因此美国微逆企业对高功率产品的研发速度相对较缓,目 前一拖二、一拖四产品较少,无一拖六产品,相对落后于国内企业,且产品覆盖功 率段少。国内微逆企业一拖二、一拖四、一拖六产品种类丰富,禾迈股份最高拥有 一拖六三相微逆产品,昱能科技最高拥有一拖四三相微逆产品,一托N产品能够节 省安装费用,成本控制效果更好。同时,国内微逆产品额定输出功率范围更广,预 期市占率将进一步提升。

国内微型逆变器厂商成本控制优秀,产品性价比高。由于国内微逆原材料成本 与人工成本相对较低,且业务规模增长为国内微逆企业带来规模效应,因此国内微 逆产品相比海外具有明显成本优势。我们测算2021年禾迈股微型逆变成本仅0.36元 /W,昱能科技微型逆变器成本0.76元/W,低于海外龙头成本水平。禾迈股份微型 逆变器价格0.79元/W,昱能科技微型逆变器价格1.21元/W,产品价格在海外市场 竞争力极强。

国产微型逆变器产品具有较高的功率密度,更具竞争优势。功率密度是反映逆 变器设计能力的核心技术指标,功率密度越高,单瓦产品所耗费的原材料成本越 小,安装与运输越方便,更易实现经济性替代。国产企业的一拖四、一拖六产品实 现了高于海外产品的功率密度,且在转换效率上也具有不亚于海外产品的表现,具 有更良好的性能。

2. 市场渠道:国内龙头企业抢抓拉美新兴市场机遇,渠道方面快速追赶

(1)销售商角度:海外企业主打欧美市场,国产厂商从拉美新兴市场逐步进 入美澳市场

海外企业Enphase具有销售商资源渠道绝对优势。Enphase起步较早,作为全 球微型逆变器的首创者,Enphase在长期经营中积累了大量的渠道资源,具有渠道 资源绝对优势。Enphase产品主要销往欧美传统市场,目前销售商数量达到249 个,遍布34个国家与地区,其中北美洲有102个,欧洲有93个,大洋洲有40个,具 有明显的渠道优势。当前美国占据了全球微型逆变器市场的大部分份额,与此同时在关税、专利、品牌、渠道等方面对国内厂商形成了较高的进入壁垒,因此短期内 在美国本土挑战Enphase存在一定难度。 国产微逆产品受拉美市场青睐,抢抓拉美新兴市场机遇。近年来拉美、欧洲等 新兴地区户用光伏市场均呈现蓬勃发展态势,相较于欧美市场注重本地化服务,拉 美市场更倾向于性价比高的微逆产品。国内厂商优先布局拉美新兴市场,未来将逐 步抢占欧美市场份额。昱能早在2013年就进入拉美市场,建立了良好的品牌形象和 产品声誉,微逆产品深受巴西市场用户认可。目前,昱能销售商数量为93个,分布 在26个国家和地区,其中北美洲有37个,欧洲有38个,大洋洲有6个。由于欧洲分 布式和微逆的渗透率较低、市场空间充足,未来昱能业务范围也将逐步向欧洲市场 倾斜。禾迈销售商数量为42个,其中北美洲有9个,欧洲有16个。

(2)安装商角度:海外企业主要客户希望引入其他供应商,禾迈有望先从细 分领域切入

Enphase主要面向北美市场,安装商数量优势领先。Enphase依靠其渠道优势 充分扩充安装商规模,目前安装商数量达1897个,主要分布在北美洲、欧洲和大洋 洲,北美洲782个,欧洲502个,大洋洲554个,安装商数量规模远高于其他微逆企 业,具有显著渠道优势。其中较大的安装商有Sunrun、Sunpower等,出于供应链 稳定性,大型安装商均有引入多个供应商的考虑,如Sunrun的供应商包括 SolarEdge、锦浪等。 国产微逆企业在安装商渠道资源方面正加速追赶。目前昱能安装商数量达428 个,主要集中在美洲和欧洲,其中北美洲有164个,南美洲有135个,欧洲有91 个。禾迈安装商数量达123个,安装商主要集中在南美洲和欧洲,其中南美洲有60 个,欧洲有25个。我国微逆企业预期在拉美、欧洲等新兴市场建立竞争优势。

3. 盈利能力:国产供应链体系+更低人力成本使国内企业毛利率大幅领先海外 企业

国产企业微型逆变器业务毛利率不断上升,赶超海外龙头企业。双碳背景下光 伏行业需求发展,国产企业微逆业务不断扩张。禾迈微逆业务毛利率近几年呈上升 趋势,2020年达56.15%,2021年达54.31%,领先行业平均水平,主要系:(1) 公司全流程可控,自行设计、制造、销售,省去代工部分利润。(2)业务规模增 长为公司带来了规模效应。(3)公司新推的一拖四产品集成度更高,更加稀缺,随其占比提高,公司整体毛利率提高。昱能毛利率维持稳定,前两年经营承压,但 近期推出一拖四与一拖八新品,单瓦成本降低,有望逐步实现毛利率与净利率的提 升,2021年毛利率达36.87%。未来毛利率提升主要基于技术创新。 Enphase微逆系统业务毛利率稳步提升,但成本原因导致毛利率不及国内企 业。能源转型驱动欧美地区光伏发展,Enphase微逆业务毛利率近几年有所上升, 2020年达44.68%,2021年达40.12%。但由于微逆成本中材料占比高,费用受职工 薪酬影响大,因此Enphase的进口材料供应链体系天然成本高于国内企业,同时海 外员工人力成本也高于国内,因此近两年与国内企业净利率水平已经拉开了差距。

综上所述,我们认为国内微型逆变器厂商对海外龙头的追赶正在加速,近年来 昱能、禾迈、德业等相关企业亦通过登陆资本市场大幅扩充了自身的规模实力,未 来有望实现行业需求提升与公司发展的共振,快速提升自身的业务规模与市场份 额。

(三)微逆技术壁垒突出,中短期内竞争格局难以恶化

与组串式逆变器不同,微型逆变器核心在于拓扑结构设计和软件算法控制。需 在硬件用料不变的情况下实现功率等级的提升,或使用相对更少的电子元器件实现 同样的功率等级。持续优化软件算法和拓扑结构需要深入理解不同硬件的极限性 能,通过精准的硬件配合及持续迭代的软件指令实现电子元器件的利用率最大化; 在软硬件优化过程中还需考虑质量的长期稳定及维修的高效便利,提升了研发要 求。 微型逆变器面临新拓扑、小体积要求,且需要在此限制下实现高效率、长寿 命。组件级并联逆变方式要求微型逆变器需要面临组件端与电网的电压差,对微型 逆变器提出拓扑结构的新要求;微型逆变器直接与组件集成在一起,其体积越小, 越容易与组件集成;微型逆变器需要满足应用端对更强稳定性、更长使用寿命、更 高能量转换效率、更高功率密度等方面的需求。

具体来说:(1)微型逆变器必须先升压再逆变,且升压同时能够完成MPPT 控制。微型逆变器的输出峰值电压远高于输入电压,这要求微型逆变器需要采用具 备升降压变换功能的逆变器拓扑;由于光伏电池输出的电压电流呈非线性,随着光 照和温度等条件的变化,微型逆变器工作在不同且唯一的MPP上,故要求后级的微 型逆变器在实现电压升压的同时能够完成MPPT控制。(2)微型逆变器要求具备较小的体积,因此要求具有更高功率密度。功率密度可以理解为逆变器用料与逆变 器体积的商。微型逆变器直接安装在光伏组件的背部或者是金属支撑架上,直接暴 露在室外,对逆变器工作的稳定性和功率密度有很高的要求。(3)微型逆变器需 在较小体积下提升转换效率。较高开关频率可以减小电感电容体积,但开关频率过 高又会致使开关损耗的上升以及变换效率的下降。软开关技术可以一定程度解决该 问题,禾迈和昱能已掌握相关技术。(4)微型逆变器使用寿命为20年以上,是组 串式逆变器的2-3倍。集中式并网逆变器平均首次故障时间(MTFF)通常为5年, 平均故障时间(MTBF)约为10年。光伏电池与组件的寿命达20年,客户对微型逆 变器MTBF需求为20年以上,MTFF为10年以上。

目前微型逆变器行业处于发展中早期,竞争较为宽松。虽然微型逆变器技术出 现较早,但由于市场需求和产品均处于逐步清晰过程中,目前仍处于行业发展中早 期。目前微型逆变器参与厂商较少、竞争格局宽松,主要系①2007年之前组件级关 断较少成为地区户用光伏强制要求,市场需求未凸显;②微型逆变器技术难度较 高,部分厂商研发失败;③前期成本较高的微逆厂商难以盈利,洗出一部分技术、 渠道优势不足的厂商;④微逆市场主要在海外,持续三年的新冠疫情对微逆厂商渠 道经营、运输成本等造成压力,洗出一部分积累不足、运营不善的厂商。

我们判断中短期内竞争格局难以恶化,全球范围内价格战可能性较低。我们判 断中短期内竞争格局难以恶化,主要系①微型逆变器研发难度高,新进入者往往要 从优化器入手,短期内难以进入微型逆变器领域;②微型逆变器研发与产品测试时 间较长,仅考虑产品测试时间即长达20个月左右(器件测试时间耗时9-10个月,样 机测试耗时4-5个月,后期认证耗时3-4个月)。并且中短期内价格战可能性较低, 主要系①市场需求仍处于开发初期;②微型逆变器在性能品质、维保时间与条件、 故障率等方面有差异,非同质化产品。 我们认为后续微逆厂商竞争主要有5个角力点,分别为拓扑结构与软件算法更 新迭代;一拖八等新品推出时间、性能及客户评价;上游元器件理解、选型与供应 商培育;下游渠道商与安装商挖掘;电网消纳压力下储能产品及混合逆变器。

四、投资分析

(一)禾迈股份:产品力优势显著,推进电力电子平台化布局

禾迈股份成立于2012年,持续十年耕耘微型逆变器行业。杭州禾迈电力电子 股份有限公司以光伏逆变器和电器成套设备为主营业务,已成为国产微型逆变器龙 头厂商。2022年,公司实现营业收入15.4亿元,同比增长93.9%;实现归母净利润 5.3亿元,同比增长163.8%,利润增速高于收入增速主要系产品力优势带来的成本 控制优势,且大规模出货进一步摊薄成本。

禾迈股权结构稳定,核心技术人员控股。截至2022年12月20日,公司总股本 5600万股,公司实际控制人为邵建雄,通过杭开集团、信果投资合计控制公司 30.43%股权,公司股权结构清晰稳定。禾迈总经理、核心技术人员杨波控股 18.03%,曾获国家自然科学奖二等奖。

我们认为禾迈微逆的核心竞争力在于高产品力和公司对产品力的重视。禾迈微 逆的产品力体现在功率密度相较于同业更具优势,输出功率覆盖范围相较于同业更广,单瓦成本较低、毛利率较高,说明禾迈持续投入对微逆产品的技术研发,切对 微逆产品理解深刻,才能够在保证性能的同时减少元件用量、导入国产元器件进行 降本,实现低于同行的产品故障率。公司对产品力的重视体现在采取自建产能方式 而不是委外加工,实现研发、生产、销售的一体化,进一步加强成本控制。 禾迈各业务之间相互联系协同发展,计划拓展其它储能及逆变器产品。(1) 模块化逆变器及其他电力变换设备中配套了多种电气成套设备及配件,为客户提供 了电站逆变器侧的成套解决方案;(2)电气成套设备在升级换代的过程中借鉴了 逆变器产品的模块化、数字化理念,加强了产品的竞争力;(3)禾迈在持续服务 电气成套设备老客户的同时,积极促进光伏逆变器系统与电气成套设备的整体销 售,形成行业协同效应,有利于整体项目进度的管控,且能够通过合并运输等方式 有效降低成本,有效增强公司综合服务报价的竞争力和客户服务水平。

(二)昱能科技:新品一拖八领先业内,海外布局广泛

昱能科技股份有限公司成立于2010年,专注于组件级电力电子的研发、生产 和销售。公司主要产品有微型逆变器、智能关断器、能量通信器。2021年昱能微型 逆变器出货达41.88万台,同比增长29.5%,国内厂商中出货量仅次于禾迈。公司 2020-2022Q1-Q3净利润增速分别251%/36%/338%,实现高速增长。

昱能科技股权结构稳定。截至2022年12月8日,公司总股本8000万股,公司实 际控制人为凌志敏、罗宇浩,两人分别持股14.49%、12.36%。同时,公司供应商 天通高新及士兰也为公司股东。

我们认为昱能的核心竞争力在于MLPE产品覆盖全面和全球化布局。(1)产 品层面,昱能实现组件级电力电子设备全覆盖,包括微逆、功率优化器、关断器。 2021年,昱能采用高集成度的设计成功研制出全球首款商业化八体微型逆变器 QT2D。该产品输出功率达3600W,充分扩充产品功率覆盖范围,同时新品允许输 入电流上限均达到20A,单瓦成本降至约0.4元/W,进一步打开工商业市场。(2) 市场层面,昱能通过设立子公司实施全球化布局。昱能自成立以来,便积极发展海 外市场,先后在澳大利亚、美国、荷兰、墨西哥设立子公司,将产品销售至澳洲、 北美、欧洲以及拉美。同时,昱能上市募集0.83亿元向子公司增资以建设全球营销 网络,目标是新建多个营销网点,并对原有重要网点进行升级,形成面向全球的营 销服务网络,扩大市占率。(3)昱能海外渠道布局丰富广泛。销售商方面,美国 市场有17家客户,2021年核心客户CED Greentech营业额占总营收11.17%。安装 商方面,巴西光伏分销商Ecori Energia Solar为公司第一大客户,2021年销售收入 为1.17亿元。除此以外,昱能还在墨西哥、荷兰、澳大利亚等国家持续开拓市场。

(三)德业股份:高性价比打开海外市场,后发优势充足

德业股份成立于2000年,2016年起开始研发、生产微型逆变器,2021年4月 于上交所上市。2022年1-6月,逆变器业务实现营业收入11.49亿元,较上年同期增 长198.42%,占德业股份总营业收入比重提升至48.91%,已成为公司第一大业务 板块。其中微型逆变器销售收入较上年同期增长462.02%。2022年1-6月,德业股 份逆变器产品共销售39.34万台,其中微型逆变器20.09万台。 德业股份是目前唯一一家同时布局储能逆变器、组串式逆变器、微型逆变器的 上市公司。公司逆变器产品包括:组串并网逆变器1.5KW-110KW,储能逆变器 3KW-12KW,微型并网逆变器300W-2000W。

逆变器业务成为德业股份第二道成长曲线,收入高增,毛利提升。2021年公 司逆变器业务营收达到11.98亿元,同增262%。微型并网逆变器实现销售收入1.07 亿元,同增258%。2021年微型逆变器毛利率达33%。逆变器保持高毛利主要系① 公司在2021上半年对主要电子元器件提前备货控制成本;②下半年大力投入研发力 量对依赖进口的电子元器件进行国产替代的测试并投入生产;③推动精细化管理, 结合多年深耕传统家电业务对成本控制的天然优势,有效控制产品成本;④基于公 司逆变器在控制算法和拓扑研究方面不断突破,完善产品矩阵,不断拓展功率段, 对产品软件升级提升客户使用感,从而提高市场竞争优势。

得益于电器制造领域积淀,德业成本控制能力优异。德业早期产品以热交换机 系列、电路控制系列和环境电器系列为主,经过20年电器制造领域的沉淀,德业已 经拥有成熟的电路控制技术、研发基础以及行业认知。近年来,随着全球能源转型 升级,可再生能源渗透率不断增加,德业开始依托原有电路控制技术,积极探索光 伏逆变器的生产。德业运用多年来积累取得的生产管控能力,在逆变器生产领域快速适应。一方面,德业对原材料价格变化的预判能力较强,通过对市场形势的判断 和预测,德业可在主要材料价格上涨前提前备货,有效控制产品成本;另一方面, 德业拥有较完整的产线,可自主生产包括注塑件、钣金件在内的逆变器主要部件, 相较业内其他企业更具有生产成本优势。

(本文仅供参考,不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息,请参阅报告原文。)

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