本文总览:
- 1、光伏逆变器行业深度报告:出海加速,全球崛起
- 2、科士达肖怀宇:未来最大的机会还是在储能
- 3、光伏电站为什么要1500v电压替代1000v电压
- 4、阳光电源的突围
- 5、光伏逆变器直流测到1500v好测吗?
- 6、为什么1500v逆变器用i型三电平
光伏逆变器行业深度报告:出海加速,全球崛起
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1.1. 逆变器简介
逆变器是光伏发电系统的大脑和心脏 。在太阳能光伏发电过程中,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。直流供电系统存在很大的局限性,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。光伏 逆变器是太阳能光伏发电系统的心脏,其将光伏组件产生的直流电转化为交流电,输送给本 地负载或电网,并具备相关保护功能的电力电子设备。光伏逆变器主要由功率模块、控制电 路板、断路器、滤波器、电抗器、变压器、接触器以及机柜等组成,生产过程包括电子件预 加工、整机装配、测试和整机包装等工艺环节,其发展依赖于电力电子技术、半导体器件技 术和现代控制技术的发展。
下游包括终端业主、EPC 承包商、系统集成商和安装商。 逆变器作为光伏系统的主要核心部 件之一,需要和其他部件集成后提供给最终电站投资业主使用。光伏系统在供给终端业主使 用之前,存在相应的系统设计、系统部件集成以及系统安装环节,虽然最终使用者一般均为 光伏地面电站投资业主、工商业投资业主或户用投资业主,但设备也可以由中间环节的某一 类客户采购,比如 EPC 承包商、光伏系统集成商或光伏系统安装商。
1.2. 逆变器分类
目前逆变器产品主要分为四类,即集中式逆变器(主要用于大型地面电站,功率范围在 250kW-10MW)、集散式逆变器(主要用于复杂的大型地面电站,功率范围 1MW-10MW)、 组串式逆变器(主要用于户用、小型工商业分布式和地面电站等,功率范围 1.5kW-250kW) 和微型逆变器(主要用于户用等小型电站,功率等级在 200W-1500W)。
其中,大型集中式光伏逆变器是将光伏组件产生的直流电汇总成较大直流功率后再转变为交 流电的一种电力电子装臵。因此,此类光伏逆变器的功率都相对较大,一般采用 500KW 以 上的集中式逆变器。特别是近年来随着电力电子技术的快速发展,大型集中式光伏逆变器的 功率越来越大,从最初的 500KW 逐步提升至 630KW、1.25MW、2.5MW、3.125MW 等, 同时电压等级也越来越高。大型集中式光伏逆变器具有输出功率大、运维简单、技术成熟以 及电能质量高、成本低等优点,通常适用于大型地面光伏电站、农光互补光伏电站、水面光 伏电站等。同时,由于其单体输出功率大、电压等级高,随着技术进步近年来开始与下游的 变压器集成,形成“逆变升压”一体化的解决方案,以及与储能结合的光储一体化解决方案。
组串式光伏逆变器是将较小单元光伏组件产生的直流电直接转变为交流电的一种电力电子 装臵。因此,组串式光伏逆变器的功率都相对较小,一般功率在 50kW 以下的光伏逆变器称 为组串式光伏逆变器。但是近年来,随着技术进步和降本增效的考虑,组串式光伏逆变器的 功率也开始逐步增加,出现了 60KW、70KW、100KW、136KW、175KW 以上等大功率的 组串式光伏逆变器。组串式光伏逆变器由于单台功率小,在同等发电规模情况下增加了逆变 器的数量,因此单台逆变器与光伏组件最佳工作点的匹配性较好,在特殊的环境下能够增加 发电量。组串式光伏逆变器主要运用于规模较小的电站,如户用分布式发电、中小型工商业 屋顶电站等,但是近年来也开始应用于一些大型地面电站。
1.3. 逆变器行业的核心竞争力
研发能力: 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。可以看到,近年 来国内主流逆变器企业研发费用率呈现上升态势,2019 年上能电气、固德威研发费用率高 达 6.34%和 6.15%,阳光电源和锦浪 科技 的研发费用率也达到 4.89%和 3.71%
品牌力: 逆变器企业在为客户服务时不仅仅提供相关产品,还包括一套完整的解决方案,产 品设计的微小变化,对整个电站项目的可靠性、稳定性均产生一定的影响。品牌是多年产品 质量和售后服务凝聚的结果,因此客户在选择产品时,通常会选择品牌声誉好的供应方且一 旦采购便会与产品供应方形成较为稳定的合作关系。
渠道开发能力: 由于逆变器销售靠近终端,且目前国内逆变器企业加速出海,因此渠道的开 发,尤其是户用、工商业分布式以及海外渠道的开发至关重要。以固德威为例,目前固德威 的逆变器在全球 80 多个国家和地区销售,为了保证当地渠道开发的顺畅,需要招募当地专 业的销售团队,从而保证自身的竞争力,这对于企业的渠道开发能力提出了非常高的要求。
2.1. 趋势一:组串式逆变器市场份额占比不断提升
从产品需求上看,全球范围内依然遵循大型地面电站优选集中式逆变器、工商业和户用分布 式优选组串式逆变器的选型原则,但近年来行业的一大趋势是组串式逆变器市场份额持续增 长。根据 GTMResearch 的统计数据,2018 年组串式逆变器出货量首次超过集中式逆变器, 达到 52GW,市占率达到 58%(其中单相占比 9%、三相占比 47%)。组串式逆变器近年来 占比提升主要有两个原因:(1)工商业分布式和户用市场近年来发展较好,应用领域不断增 加,主要得益于中国、欧洲、北美和澳洲等国家和地区的大力扶持;(2)组串式逆变器本身 转换效率较高,近年来随着组串式逆变器技术不断发展,产品成本逐年下降,平均单瓦价格 逐渐接近集中式逆变器,在集中式电站中组串式逆变器越来越多的开始得到应用。根据 IHS Markit 的预测,未来组串式逆变器的销售占比有望进一步提升至超过 60%,组串式逆变器的 装机比例预计稳中有升。
2.2. 趋势二:逆变器存量替代需求有望步入高增时代
逆变器内部 IGBT 等电子元器件的使用寿命普遍在 10-15 年左右。2010 年全球光伏新增装机 达到 17.5GW,首次达到 10GW 以上规模,随着全球各地原有光伏发电设备的老化,整个光 伏市场对更换逆变器的需求正在持续增长。其中,光伏市场起步较早(2008 年)的欧洲近 年来逆变器更换需求已经呈现不断上升态势,2019 年存量光伏电站项目逆变器更换需求已 经达到 3.4GW。与此同时,亚洲地区方面,日本光伏市场起步较早,2009 年累计装机规模 已经达到 2.6GW,2019 年日本逆变器市场替代需求已经初具规模;国内光伏装机自 2011 年达到 GW 级别,2013 年新增装机超过 10GW(10.9GW),预计 2020 年开始逆变器替换 市场将迅速增加。此外,北美洲、尤其是美国光伏市场从 2011 年起新增装机达到 GW 级别, 也有望于近年启动逆变器存量替代。综上,逆变器存量替代自 2020 年起有望步入高增时代。
2.3. 全球逆变器需求及市场空间测算
1)由于组件在光伏发电系统投资成本中的占比较高,在合理范围内增大容配比对于提高光 伏电站发电量、大幅降低 LCOE 具有重要意义。因此,提高超配能力、增加单个组件方阵规 模以提高直流输入的思路,在逆变器产品设计和光伏电站系统设计中被逐渐采用。目前,国 外大型地面电站的容配比最高达到 2 倍,国内光伏电站也逐渐采用超配设计,很多电站项目 已经按照 1.3 倍以上的容配比设计,而部分项目在综合考虑光照、地形和支架、组件等设备 选型等因素后,为追求最优经济性而采用 1.7-1.8 的容配比设计。根据 2019 年组件产量和逆 变器产量推算出全球电站平均容配比为 1.15,假设未来电站容配比逐年小幅提升, 2020/2021/2022/2023 年全球电站平均容配比分别为 1.18/1.21/1.23/1.25。
2)根据 IHS Markit 预测,2020 年全球逆变器更换需求将达到 8.7GW,同比增长 40%;考 虑到 2010 年后全球光伏新增装机逐年增加,因此我们认为未来逆变器存量替代需求有望持 续高增,假 2021/2022/2023 年存量替代需求分别为 15/20/25GW。
3)由于地面电站越来越多采用组串式逆变器以及户用和工商业分布式市场快速发展,假设 未来组串式逆变器的装机比例稳中有升,至 2023 年市场占有率从目前的 59%左右逐步提升 60%左右,对应集中式逆变器市场占有率将从 41%下降至 40%。
4)考虑到当前集中式逆变器价格持续压缩空间不大,假设未来几年价格年降幅为 5%;组串 式逆变器由于竞争较为激烈,中短期价格仍存在一定向下空间,假设 2020、2021 年价格年 降幅为 7%,2022、2023 年价格年降幅为 5%。
5 ) 测 算 结 果 : 根据我们测算, 2020-2023 年全球逆变器总需求量分别为 125.6/167.1/197.6/227.4GW,市场空间分别为 210.7/262.6/295.4/326.6 亿元。其中, 2020-2023 年全球组串式逆变器总需求量分别为 74.5/99.6/118.2/136.4GW,市场空间分别 为 152.4/189.5/213.6/236.8 亿 元 ; 全 球 集 中 式 逆 变 器 总 需 求 量 分 别 为 51.1/67.5/79.5/91.0GW,市场空间分别为 58.3/73.1/81.7/89.8 亿元。
3.1. 趋势一:国内企业加速海外渗透抢占市场份额
近年来国内逆变器企业加速海外布局。 近年来受到中国市场政策波动影响,尤其是 2018 年 531 新政后,国内逆变器企业加快拓展海外渠道,加速海外布局。2019 年我国光伏逆变器出 口规模约为 52.3GW,同比增长 176.7%,总出口额达到 24.38 亿美元,出口市场主要集中 在印度、欧洲、美国、越南、巴西、日本、澳大利亚、墨西哥等国家。其中,亚太地区出口 占比为 37.9%、欧洲市场占比约为 34.1%,其次是北美洲和拉美,占比分别达到 13.4%和 10%。
国内逆变器企业竞争优势较为明显。 近年来随着国内逆变器企业快速发展,国产逆变器产品 的质量逐渐接近海外老牌逆变器企业,与此同时国内的人工、制造成本相比海外企业更低, 因此国内逆变器企业在海外的竞争优势较为明显。以国内逆变器龙头阳光电源和德国的 SMA 为例,两者分列 2019 年全球逆变器出货第 2 和第 3 位,可以看到近年来阳光电源逆变器毛 利率一直维持在 30%以上,而 SMA 则在 20%左右。发展到当前阶段,中国逆变器企业已经 从早期的单纯依赖价格优势参与竞争,逐步转向依赖提升技术水平、产品质量、售后服务等 综合品牌价值来获取市场。
东南亚、欧洲等地区渗透率较高,美国、日本仍有大幅提升空间。 分市场来看,2019 年全 球主要光伏市场国内逆变器出货占比均有显著提升。其中,欧洲作为传统的出口市场,国内 逆变器出货占比从 56%进一步大幅提升至 77%;印度、越南等国主要以地面电站为主,是 目前最火热的光伏市场之一,且本土缺乏有竞争力的光伏企业,因此近年来众多国内逆变器 企业大力开拓印度市场,2019 年国内逆变器出货占比从 2018 年的 34%大幅攀升至 61%;国内企业在拉美地区表现同样出色,2019 年出货占比提升至 58%。目前国内逆变器在美国 和日本渗透率尚低,一方面是由于两个国家市场进入门槛比较高且拥有竞争力较强的逆变器 企业(美国是 SolarEdge 和 Enphase、日本是 TEMIC、Omron 和 Panasonic),另一方面 是因为国内逆变器企业进入市场较晚,与国际品牌及当地的本土品牌在销售渠道竞争方面还 存在劣势。不过近年来国内逆变器企业仍然呈现出加速渗透的态势,2019 年美国和日本中 国逆变器出货占比分别从 19%和 9%提升至 34%和 23%。
3.2. 趋势二:中游企业加速崛起,落后企业陆续退出
行业内多数企业开始采取集中竞争战略。 面对越来越细分的光伏市场演变趋势,逆变器企业 在业务定位和技术路线选择上也越来越呈现差异化发展的趋势。其中,阳光电源、正泰、科 士达等少数企业覆盖除微型逆变器以外的全部类型逆变器,上能电气和特变电工聚焦于集中 式逆变器产品,组串式逆变器竞争相对较为激烈,华为、锦浪、古瑞瓦特、固德威等企业都 在努力深耕工商业和户用逆变器市场,小部分企业专注于集散式和微型逆变器。
受益于细分子领域的集中竞争战略,中游企业加速崛起 。根据 Wood Mackenzie 发布的《Global PV Inverter and module-level power electronics inverter market 2020》数据显示, 受益于组串式逆变器市占率提升以及锦浪、固德威等中游企业采取了集中竞争战略,深耕工 商业分布式和户用市场,可以看到 6-10 名的逆变器企业市场份额近年来有所提升,从 2017 年的 14%上升至 20%,相比之下前 5 名的市场份额则从 2017 年的 59%下滑至 2019 年的 56%,中游企业加速崛起。
行业持续整合,落后企业加速退出。 展望未来,自主研发能力弱、对市场变化敏感度不高和 新市场拓展能力差的企业,后续的生存空间将会愈发困难。2019 年 7 月 ABB 宣布将逆变器 业务出售给意大利 PIMER,此次收购已于 2020 年 3 月初正式完成;德国 SMA 集团下属的 SMA(中国)在中国境内的三家公司在 2019 年 2 月完成 MBO 后更名为爱士惟;施耐德退 出集中式光伏逆变器业务,只做分布式逆变器;因营收大幅下滑的上市公司茂硕电源,也已 经在谋求转型;前身是兆伏爱索的 ZeverSolarGMBH 已经宣布正式停止开展逆变器业务。
3.3. 降本路径:功率大型化、原材料国产化和技术优化
功率大型化: 近年来逆变器单机功率大型化趋势基本确立,目前集中式逆变器主流产品正在 从 500KW-630MW 过渡到 1.25-3.125MW、组串式逆变器正在从 50KW 以下过渡到 50-175KW。功率大型化摊薄了不变成本,为逆变器带来了单位功率成本的下降以及盈利能 力的提升。根据上能电气招股说明书的信息,3.125MW 集中逆变器单位成本基本与 630KW 持平,主要是因为 630KW 经历多年的发展成本已经大幅优化而 3.125MW 作为新产品未来 成本还有较大的优化空间,但毛利率相比 630KW 要高出 6pcts 以上;同样的 175KW 组串 式逆变器的单位功率成本相比 20KW 以下的产品要低 0.21 元/W,毛利率要高出 10pcts 以上。
原材料国产化 :光伏逆变器的原材料成本占产品成本的 80%以上,其中 MOSFET 和 IGBT等半导体为核心的电子器件,产品技术门槛较高,目前主要由德国英飞凌、日本三菱、富士 等国外企业供应。目前我国一线逆变器厂商主要功率期间大多选用进口产品。近两年收到国 际贸易因素的影响,国内逆变器企业对于供应链的安全愈发关注,国产替代加速成为国内 IGBT 供应商打开市场的突破口。当前国内 IGBT 行业已经能够具备一定的产业链协同能力, 部分逆变器企业也正在逐步接受国产 IGBT,国内 IGBT 的销量也在持续上涨。随着国内 8 英寸 Fab 厂产能大幅开出,国内 IGBT 在技术、成本等各个方面都将更加具备竞争优势,国 产替代的进程也必将加速从而降低国产逆变器原材料成本。
技术优化: 一方面,随着未来硅半导体功率器件技术指标的进一步提升、碳化硅等新型高效 半导体材料工艺的日益成熟、磁性材料单位损耗的逐步降低,并结合更加完善的电力电子变 换拓扑和控制技术,逆变器效率未来仍有进一步提升的空间;另一方面,未来逆变器电路、 体积等方面仍然存在进一步优化的空间,从而进一步节省半导体和箱体材料。
3.4. 盈利能力:中短期有望随海外渗透率提升和降本维持在较好水平
多重因素作用下逆变器价格逐年下跌。 从产品价格上来看,随着传统光伏市场趋于稳定,逆 变器企业在传统市场中的竞争加剧;与此同时,国内企业加快出海,越来越多具备成本优势 的中国企业参与到新兴市场的竞争中,光伏逆变器全球化竞争也愈发积累。此外,由于行业 降本增效的压力,逆变器成本优化带动售价逐年下降。在上述多重因素的作用下,集中式逆 变器价格从 2014 年的 0.28 元/W 降至 2019 年的 0.12 元/W 左右,组串式逆变器由于竞争更 为激烈,价格降幅较大,从 2014 年的 0.54 元/W 降至 0.22 元/W。
中短期盈利能力有望随海外渗透率提升和降本维持在较好水平。 虽然近年来逆变器价格下降 幅度较大,但是从国内企业的毛利率数据看,除个别企业受到 2018 年 531 新政影响当年盈利能力略有下滑外,近年来国内逆变器企业毛利率有持稳甚至上升态势,主因一是中国企业 加速向海外高毛利地区渗透,二是逆变器产品的降本幅度冲抵了价格下跌的不利因素。从当 前时点看,微观企业的盈利仍然在持续验证中观行业边际向好这一事实,中短期国内逆变器 厂商盈利能力有望继续随海外渗透率提升和降本维持在较好水平。
受益于全球光伏装机增长和逆变器存量替代需求释放,逆变器需求有望持续高增。 逆变器内 部 IGBT 等电子元器件的使用寿命普遍在 10-15 年左右。2010 年全球光伏新增装机达到 17.5GW,首次达到 10GW 以上规模,随着全球各地原有光伏发电设备的老化,整个光伏市 场对更换逆变器的需求正在持续增长。受益于全球光伏装机增长和逆变器存量替代需求释放, 逆变器需求未来有望持续高增, 2020-2023 年 全 球 逆 变 器 总 需 求 量 分 别 为 125.6/167.1/197.6/227.4GW,市场空间分别为 210.7/262.6/295.4/326.6 亿元。其中,由于 工商业和户用分布式市场发展迅速且越来越多的地面电站开始使用组串式逆变器,组串式逆 变器需求增速预计将快于行业整体增速,我们测算 2020-2023 年全球组串式逆变器总需求量 分别为 74.5/99.6/118.2/136.4GW,市场空间分别为 152.4/189.5/213.6/236.8 亿元。
国内逆变器企业竞争优势明显,海外渗透率持续提升。 受到中国市场政策波动影响,尤其是 2018 年 531 新政后,国内逆变器企业加快拓展海外渠道,加速海外布局。2019 年我国光伏 逆变器出口规模约为 52.3GW,同比增长 176.7%。近年来随着国内逆变器企业快速发展, 国产逆变器产品的质量逐渐接近海外老牌逆变器企业,与此同时国内的人工、制造成本相比 海外企业更低,因此国内逆变器企业在海外的竞争优势较为明显。目前国内企业在欧洲、印 度、拉美等主流市场的市占率分别为 77%、61%、58%,在美国、日本的市占率为 34%和 23%,后续凭借较大的竞争优势渗透率有望进一步提升。
海外出货占比增加成本优化助力,逆变器企业盈利能力稳中向好。 虽然近年来逆变器价格 下降幅度较大,但是从国内企业的毛利率数据看,除个别企业受到 2018 年 531 新政影响当 年盈利能力略有下滑外,近年来国内逆变器企业毛利率有持稳甚至上升态势,主因一是中国 企业加速向海外高毛利地区渗透,二是逆变器产品的降本幅度冲抵了价格下跌的不利因素。 从当前时点看,微观企业的盈利仍然在持续验证中观行业边际向好这一事实,中短期国内逆 变器厂商盈利能力有望继续随海外渗透率提升和降本维持在较好水平。
投资策略: 受益于全球光伏装机增长和逆变器存量替代需求释放,逆变器需求有望持续高增。 与此同时,由于竞争优势显著,国内逆变器企业加速海外布局抢占市场份额,中短期国内逆 变器厂商盈利能力有望继续随海外渗透率提升和降本维持在较好水平,我们认为未来逆变器 企业业绩有望持续高增, 重点推荐全球逆变器龙头阳光电源、组串式逆变器优质企业锦浪科 技和固德威,建议关注上能电气。
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(报告观点属于原作者,仅供参考。作者:安信证券)
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科士达肖怀宇:未来最大的机会还是在储能
6月5日,科士达在上海新国际博览中心展馆发布新品逆变器
《中国能源报》:光伏行业补贴逐年退坡,行业预计将在2021年实现平价上网。科士达作为一家深耕光伏领域多年的企业,您如何看待平价上网前期光伏行业的发展?您认为在2019-2020年的窗口期,光伏行业需要面对哪些挑战?
肖怀宇: 平价上网是光伏未来的必然趋势。从目前的整体成本上来看,只有在部分利用小时数超过1500小时的区域可以达到, 但目前在全国开展平价是不现实的 。而随着技术的提升和整体成本的下降,一旦全国范围内都实现了光伏平价,市场将是巨大的,我们对光伏平价的前景十分有信心。
在窗口期,我认为要面临两个问题。第一是如何坚持到平价时代到来,第二练好内功, 也就是保证品质和并控制成本 。近年来,科士达一直执行“稳中有进”的理念,不管是资产负责率和现金流都优于同行。我们的UPS和充电桩业务一直在 健康 发展,逆变器也在全球市场做了布局,去年“531政策”出来以后对我们造成一些影响,但对我们整个全球产品的销售和出货没有根本的影响,所以会有比较好的平衡。
《中国能源报》:随着光伏平价上网迫近,降本增效成为光伏行业的迫切需求。逆变器作为光伏发电的关键设备,科士达智能逆变器将如何助力光伏实现这一目标?
肖怀宇: 科士达作为设备供应商,如何在保证品质的情况下降低成本是我们的工作重心。科士达的产品已经得到了光伏市场主流客户的认可,但我们仍需要不断提高品质, 保证在整个生命周期内低的故障率 。在成本方面,逆变器在光伏里的成本只有5%左右,除了通过增加单机容量、降低逆变器的成本以外,我认为更重要的是通过逆变器来降低整个系统的成本以及后期运维成本。
随着平价上网目标的临近,1500V光伏发电系统在降低初始投资、度电成本以及增加系统发电量方面的优势明显,目前已成为助推平价上网的利器。科士达秉承“因地制宜、科学设计”的理念,在1500V光伏发电系统中可以提供包含逆变器、汇流箱、中压系统、监控系统及电站控制系统在内的全套1500V解决方案,以优质的产品和服务助力平价上网和服务客户。
《中国能源报》:新的发展形势对逆变器的功率等级、电压等级、容配比等指标都提出了更高的要求,科士达将如何实现技术的更新迭代?您认为逆变器的技术升级将带来哪些新功能?
肖怀宇: 针对平价上网项目,科士达围绕核心设备被光伏逆变器投入了大量的人力、物力及财力一直在不断地 探索 和研究,产品的功率等级、功率密度、散热能力、可靠性、稳定性以及产品的电压等级和容配比等方面一直是我们研究的重点。在功率等级这方面,科士达集中式逆变器推出了单机功率为1500V/3.125MW的机型,组串式逆变器我们推出了单机为1500V/100kW-175kW的产品,可以针对性地匹配国内外客户各种平价上网项目的需求。
在容配比方面,我们的全系列产品都可以满足1.3倍以上超配应用,可以更好的降低客户的LCOE;为适应组件技术及光伏系统技术的发展,我们的产品都可以兼容双面组件的接入,最大限度的提升客户发电量,产品在环境温度50度的环境下满足1.1倍过载长期运行,确保在恶劣环境下不降额,集成夜间SVG功能、IV曲线扫面功能、直流拉弧监测等功能,从而帮助客户降低初始投资、提升系统发电量、调高系统的可靠性和稳定性。
《中国能源报》:“光储充”作为光伏领域的新突破口,多地已积极布局“光储充”一体化示范项目,科士达如何看待“光储充”项目的未来发展前景?
肖怀宇: 光伏系统必然配搭储能系统,光伏发电系统是将太阳能转换成电能的发电系统,在全球减少碳排放的大趋势下,光伏发电凭借资源易获取,成本快速下降,安装规模灵活且环境限制小的特点,在较发达地区各国的能源结构中占比不断增大。
作为国内电芯企业的目标市场,光伏储能项目中,对电池需求较大的主要集中在大型光伏并网储能系统和家用离网或并网储能系统。 光储充最核心的就是“储” ,要么是光储、储充、光储充一体化,至于商业模式则可能包括数据中心的储能方案、工商业侧充电桩加储能、电网侧调频、分布式储能等。
《中国能源报》:早在20多年前,科士达UPS产品就已进入欧美市场,经过二十多年发展,请问科士达目前在海外市场有何布局?
肖怀宇: 科士达UPS产品经过多年的海外拓展已经发货一百多个国家,在行业研究机构IHS的排名中UPS发货量全球排名第六位,全国第一位。光伏的海外市场开发相对来说晚一点,目前我们在独联体和东南亚区域都取得了一些突破,去年的IHS逆变器发货量排名我们也进入全球前十。
科士达针对海外的光伏重点市场已经设立了十几个办事处,中长期来看我们比较看好欧洲已实现平价上网的部分区域,光照条件优越的中东地区,以及电力缺口较大的拉美地区。 另外我们认为未来最大的机会还是在储能,储能市场的扩大仍然在于电池成本的进一步降低 。科士达和宁德时代已经宣布设立合资公司专攻储能系统解决方案,双方强强合作的结果未来将会在储能市场上拿到较大份额。
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出品 | 中国能源报(ID:cnenergy)
责编 | 卢奇秀
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光伏电站为什么要1500v电压替代1000v电压
相对于1000V系统,1500V系统的优势不言而喻,首先,规模效益节约成本:如电缆,汇流箱,和逆变器。其次,降低安装和维护成本,因为不需要那么多逆变器来把直流转换为交流,以1MW系统为例,直流侧输入电压提高后,每串可连接更多组件,比传统的1000V系统组串长度可以增加50%,子串数量减少了58个,汇流箱数量也相应减少了3个,DC(直流)侧线缆使用量减少,同时,
电气设备(汇流箱、直流柜、逆变器)的单位功率密度提升,安装、维护等方面工作量也减少,在一定程度上促进了光伏系统成本的降低。
虽然1500V系统优势明显,但带来的挑战也不容忽视,首先是对于系统中各环节的安全要求提升,
1500V系统电压的组件要选择质量更佳、要求更为严格和苛刻的接线盒、背板、连接器等,同时对逆变器要求更高需要采用更复杂的拓扑结构和更高电压等级的功率器件以及直流开关设备。从1000V升到1500V,需要整个行业的协同合作,电站业主、EPC企业、组件、逆变器、汇流箱、线缆等全行业各环节共同协作。
最重要的是,对于电站现场测试,如何找到适合的测量工具尤为重要,据了解,目前市场上针对1500V电站运维的仪器厂家凤毛菱角,德国GMC-I集团深耕光伏测试行业多年,针对1500V系统已推出或即将推出多款光伏测试仪表。
阳光电源的突围
作为一家以逆变器为核心竞争力的行业龙头,阳光电站正在经历着一场业务突围战。而核心主力军是光伏电站业务部门。这期间,从乙方变为与甲方拼刀刃,考验着阳光电源的领导力、驾驭力,更考验阳光电源的智慧与利益平衡术。
文 / 一山 世纪新能源网
据多位知情人士向世纪新能源网透露,作为光伏逆变器龙头之一的阳光电源已经连续多次失利新能源投资前三的大型集团逆变器集采第一中标人。起因是2019年下半年,阳光电源的电站开发业务部门“截胡了”该集团子公司在北方某项目的开发权,引发双方一线人员激烈矛盾。随后该集团一度暂停其阳光电源所有逆变器等业务合作。而阳光电源相关负责人在接受世纪新能源网采访时表示,该集团利用其自身体量大、规模大,多次在其他项目上要求其退出项目开发权,从而引发双方矛盾升级。
光伏十年发电成本降低90%以上,以逆变器产品为例。早年集中式逆变器单瓦价格可以卖到4-5元,而2020年最新的成交价格已低至0.1元左右,组串逆变器也不高于0.2元。不仅如此,2020年老对手华为先后斩获华能4.3GW组串订单、大唐4.125GW、广核1GW组串订单。上能、锦浪 科技 、固德威等先后登陆资本市场,更让阳光电源在国内逆变器业务上遭遇前所未有的围剿局面。
为应对制造业务的薄利润,越来越多的单一设备企业,希望通过向下游集成获取更高的产品溢价。阳光电源作为其中的代表,电站新业务与下游客户的纷争只是缩影之一,未来阳光电源将走向何方?又有哪些机会和挑战?本文将从阳光电源的营收业绩、产品构成、产业布局探寻阳光电源的变与不变。
阳光电源,毋庸多言的实力光伏企业,其成立于1997年,至今已走过23个春秋。截至目前,其已经成长为全球顶尖的太阳能、风能、储能、电动 汽车 等新能源电源设备的研发、生产、销售和服务为一体的高新技术企业和主要供应商之一。其生产的光伏逆变器、风电变流器、储能系统居行业前列。
2019年,阳光电源将使用多年的公司使命更新为“让人人享用清洁电力”,标志了阳光电源将立足新能源装备业务,加快清洁能源系统集成及投资建设业务发展。阳光电源的电站集成业务模式主要包括EPC和BT两种,收益来源包括逆变器销售、EPC、项目公司股权转让等。
据阳光电源介绍该公司提供的EPC与传统的EPC一建了之不同。光伏电站是非常好的资产,但同时光伏电站也是重资产行业,对于大多数企业来说,投资光伏电站考验期长期的资本运营管理能力。阳光电源为了解决客户的问题,不仅成立了项目前期开发公司、还成立了后期运维公司、漂浮支架公司等,这相当于阳光电源从开发——建设——转让——25年运维行程了全方位保姆服务。解决了投资商以前不仅出钱、还要出力成为行业专家的尴尬局面。这样创新的模式,也应赢得的客户的信赖,据阳光电源公开数据显示,其目前长期合作央企包括三峡、吉电股份,同时也在积极拓展其他合作伙伴。
一、阳光电源2019答卷
• 实现营收130.03亿元,同比增长25.41%,摆脱了“增收不增利”的怪圈
• 电站系统集成业务收入79亿元,同比增长35%
• 逆变器收入39亿元,同比增长7%
• 储能业务5.43亿元,同比增长42%
• 逆变设备出货超1亿千瓦,成为全球首家破“亿”千瓦的逆变器企业
• 发布全球最大功率1500V组串逆变器SG225HX
• 高压逆变项目获得国家重点研发计划专项支持
• 实现磷酸铁锂、三元锂储能系统双箭齐发,累计参与全球储能项目超900个
• 累计开发建设光伏、风力电站超9GW,成为系统集成技术隐形冠军
2019“收入构成”:
品牌影响力:
•2019年全球新能源企业500强,排名前100
•2019年度中国储能产业“最具影响力企业奖”
•2019中国电动 汽车 核心零部件100强
全球销售及服务网络:
• 全球已成立20+分子公司,构建全球销售网络
• 遍布全球50+售后服务网络,实现全球24小时快速响应
• 美国、巴西等多国市占率第一,东南亚地区保持30%以上的市场份额
二、阳光电源的机会(实力)
业绩增加主要是EPC电站业务、储能业务等。
1.EPC电站业务
2019年从年初的第一批平价上网申报到年中的项目竞价企业确定,基本决定了全年的电站投资商市场格局:
2019年第一批平价和竞价项目中主要企业的项目规模(下表)
(上述数据源于“智汇光伏”)
由上述表格可以发现:投资企业共获得8825MW平价上网项目,占第一批平价上网项目总规模的60%;共获得8649MW竞价上网项目,占此次竞价项目总规模的38%;获得项目总容量17.5GW,占第一批平价上网和竞价项目总规模的49%。而阳光电源以2430MW的项目规模成为仅次于国家电投的最大黑马,力压央企中广核,两者之间的竞争亦可见一斑。
最终,阳光电源2019年光伏电站系统集成业务实现收入79亿元,同比增长35.30%。继2018年EPC模式中标的格尔木领跑者基地I标项目和格尔木领跑者基地II标项目并网后,2019年EPC模式中标的天合铜川领跑者基地项目和铜川宜君领跑者基地项目成功并网。阳光电源2018年完成并网的项目1.5G W左右,2019年通过BT或EPC模式承建的并网光伏发电项目在2.5GW左右,国内市场占有率稳步快速提升。
2.储能业务
2019年阳光电源补全了储能产品线,储能产品已涵盖三元和磷酸铁锂两大体系,全面覆盖0.5C到4C的能量型和功率型的应用场景,实现了磷酸铁锂储能系统、三元锂储能系统“双发展”。目前可提供单机功率5~2500kW的储能逆变器、锂电池、能量管理系统等储能核心设备。
同时,阳光电源加大全球储能战略布局,储能系统广泛应用于德国、英国、日本等多个国家,国外业务收入明显增长:在北美,阳光电源仅工商业储能市场份额就超过了15%;在澳洲,通过与分销商的深度合作,阳光电源户用光储系统市占率超10%。
在美国佛罗里达州5MW+1.5MW /3.836MWh大型光伏储能项目中,阳光电源提供的1500V直流耦合光伏+储能系统整体解决方案,实现了中国直流耦合先进技术在美国市场的首次应用。其是继密苏里州1MW/2.2MWh、马萨诸塞州15MW/32MWh、德克萨斯州10MW/42MWh等大型储能项目之后,阳光电源在北美市场取得的又一佳绩。另外,成功签约的马萨诸塞州15MW/32MWh储能项目,成为当地光储样板工程。
此外,阳光电源作为储能系统集成商参与了欧洲最大的电池储能电站英国门迪100MW/100MWh项目;签约英国最大的光储融合项目——34.7MW光伏+27MW/30MWh储能大型项目,其中阳光电源不仅提供全球领先的1500V箱式中压逆变器,还为客户提供最优化的储能一体化解决方案,以及高度集成储能逆变器、锂电池等核心设备;与Smart Power公司合作签约德国30MWh储能调频项目……
在国内市场,60MW/120MWh!阳光电源的储能变流-升压系统一体化解决方案 ,助力湖南电网正式迈入储能时代;青海省首个风电储能项目——青海乌兰55MW/110MWh风储融合项目,阳光电源为其提供涵盖储能变流器及锂电池的集成化系统解决方案;参与国内最大的单体用户侧锂电储能项目——江苏扬子江船厂17MW/38.7MWh用户侧储能项目,阳光电源开启了大规模锂电储能技术在用户侧领域应用的新征程……
截至2019年底,阳光电源累计参与全球重大储能项目超900个,其中光储融合项目已在美国、日本、英国、马尔代夫、澳洲、非洲等国家和区域,以及在中国西藏、青海、甘肃等地区得到深入应用,所有项目运行稳定,零安全事故,在调频调峰、辅助可再生能源并网、微电网、工商业及户用储能等领域积累了大量运行数据和广泛的应用经验。
阳光电源2019年年报显示,公司储能业务继续保持高速增长,实现营业收入5.43亿元,同比增长41.77%。
3.逆变器成绩
2019年阳光电源逆变器出货量17.1GW,同比增长2.4%,其中国内出货量8.1GW,同比下跌31.9%,这与国内光伏装机总量变动趋势基本一致;国外出货量9GW,同比大涨87.5%,快于海外装机总量增长幅度。截至2019年底,阳光电源逆变设备全球累计装机量突破100GW,成为全球首家突破“亿”千瓦的逆变器企业。截止2020年6月,阳光电源逆变器装机突破120GW。
根据,彭博新能源 财经 (BNEF)发布的《2019年全球最具融资价值报告》显示,阳光电源逆变器在融资项目量和可融资性方面均位列全球第一。
Wood Mackenzie公布的全球逆变器市场最新报告显示,2019年全球逆变器的出货量为126.735GW,同比增长18%。华为、阳光电源、SMA成为全球前三大逆变器巨头。
报告显示亚太地区(不包括日本、印度)占2019年全球出货量53%的市场份额,而中国市场出货量为38.477GW,占亚太地区份额的58%。
亚太市场,华为的出货量占比是26%,阳光电源17%,上能电气10%,古瑞瓦特6%,SMA、固德威及特变电工均为5%;
中国市场,华为占比34%,阳光电源21%,上能电气11%,古瑞瓦特、锦浪 科技 、固德威、正泰电源系统闯入前十;
印度市场,华为(市占率20%,第一)、阳光电源(第三),上能电气、特变电工、古瑞瓦特、锦浪 科技 、固德威等都在列;
欧洲市场达全球市场的21%,华为占31%,古瑞瓦特、阳光电源、固德威、锦浪 科技 紧随其后。
美国市场占全球份额的16%,阳光电源占比18%,正泰占5%,成为美国逆变器竞技场前九位仅存的中国选手。
拉美市场占全球份额的7%。华为占比19%,阳光电源占9%,锦浪 科技 、固德威、古瑞瓦特进入前列。
中东及非洲市场,占全球份额4%。华为占比升到21%,阳光电源占比10%,古瑞瓦特和特变电工也进入了前十。这些新兴市场也是中国逆变器厂家开疆拓土的良好舞台。
三、阳光电源的危机(挑战)
1.与客户抢食导致连锁反应是否还会发生?
PS:争夺与合作并行
随着2020年光伏竞价项目上报时间的截止,目前全国已有内蒙古、贵州、广东、新疆、陕西、河北、宁夏、江西、河南、青海、山东11个省份主管部门或者电网公司明确了该省2020年参与全国竞价光伏项目名单。另外,还有青海、陕西、湖南、辽宁、河北、广东、广西、湖北8省公布了平价光伏项目名单。根据统计,目前公布的名单竞/平价合计超过60GW,辽宁、四川、云南和山西等省份还将有超过5GW的光伏规模等待竞争。从光伏们梳理的部分装机规模较大投资商名单来看,能够入围初步名单的确彰显了一家投资企业的项目开发能力。
(表格数据来源于“光伏们”)
从表单可以看出,TOP 20的企业中,央企与民企的数量基本相当,但在项目规模上仍旧有较大差距。
其中,国家电投、大唐以绝对优势领先,项目开发总规模均超过4GW。紧随其后的电力央企是中广核与华能。而第一梯队中的央企中核集团在光伏电站领域的“野心”不容小觑,其在5月份刚完成3GW的组件集采。
TOP 10中的民营企业梯队由阳光电源、特变电工以及河北国顺新能源担纲。在2019年平价、竞价光伏项目中一跃成为“黑马”的阳光电源在2020年持续发力,以276万千瓦的总规模,位列第四,这也是前五名中唯一一家民企;特变电工作为最大的光伏电站EPC企业,也在今年的资源争夺战中取得了硕果。
第一梯队中,阳光电源、特变电工以及中国能建是典型的光伏电站EPC企业,这些企业开发的光伏电站项目在建成之后大部分仍将转给电力央企或者国企,中国电建、中国能建为代表的设计院系与民营光伏制造企业在光伏电站EPC领域同台竞技。
从此表单还可以看出,在项目开发能力大PK中,民营企业仍具有相当的优势,同时不少民营企业也开始意识到一点——通过与央企、国企合作等形式崭露头角,其中包括隆基、天合光能、东方日升、晶澳等。
有人评价2020年光伏电站开发资源的抢手程度丝毫不亚于最火爆的2017年,对于央企/国企来说,无论是出于清洁能源占比的配额考核还是看好光伏平价的收益率,都或多或少地加大了新能源的投资力度。
而对于民营企业来说,通过项目合作开发获得设备订单以及专区EPC利润可能才是当下较为关键的,但也有部分民营企业意识到光伏平价之后的价值所在,例如林洋能源已在计划自持平价光伏电站,该公司在河北以及安徽市场均获得了不错的业绩。
2.电站业务能否长久支撑业绩增加
曹仁贤:很多人看不上电站业务,实质上这是一个很好的业务。
光伏逆变器是阳光电源的发家业务,也是“命根子”。不过,如今似乎更“偏爱”电站系统集成业务。2012-2013年,逆变器市场刚刚经历一次洗牌,不少国外品牌纷纷退出中国,而国内企业之间的价格战厮杀又扑面而来。不久,国内光伏标杆电价上网政策应运而生,市场快车道开启。
彼时,阳光电源在传统逆变器业务基础上,开始转战电站系统集成业务,一方面扩大逆变器市场份额,与其他竞争对手之间筑起一道屏障。
随后,阳光电源的电站系统集成业务营收开始超过逆变器,一路狂飙突进,并于2019年营收占比突破60%,接近80亿元。事实上,2019年国内光伏市场景气度并不高,全球新增光伏装机30.11GW,同比下滑31.6%。但阳光电源在项目开发上却大举挺进,并于2019年拿下超2400MW的竞价和平价项目,规模位居民企之首。“很多人看不上电站业务,实质上这是一个很好的业务。”曹仁贤曾公开表示。
据了解,阳光电源的电站集成业务模式主要包括EPC和BT两种,但与传统的有有所不同。电站业务收益来源包括逆变器销售、EPC、项目公司股权转让等。曹仁贤认为,把电站作为资产运营出售是行不通的,一定要把它作为一个产品来运营,要制定全生命周期的解决方案,其核心是上游项目开发和下游战略客户的培育,这种商业模式决定了(业务)可持续性。
四、阳光电源的布局(求变)
逆变器毛利减少,竞争激烈,未来主业发展方向?
①全球看好光伏大有未来
光伏发展迅猛,形势喜人,全球能源结构也在加速转型,光伏日渐成为可再生能源的主力军。德国、英国、西班牙等欧洲发达国家,都纷纷提出了停止使用煤电的时间表;中国也提出到2030年,非石化能源的占比要达到20%;但就目前来看,光伏发电占比仍然较小,只占全球发电量的约2%;虽然占比很小,但光伏发电却保持30%的高位增长。这说明世界各国都在看好光伏的发展。
②降本提效依靠 科技 突破
光伏产业链包括上游:硅料的采集,硅片、硅棒、硅锭的生产;中游:光伏电池和组件的制作;下游:光伏电站系统的集成与运营。现在我国已经形成了完整的光伏产业链,目前行业已到国内光伏企业引领全球技术进步的阶段,同时也越来越趋于市场化驱动。从近年政府发布的政策来看,一方面不断下调标杆上网电价,减少补贴,倒逼企业进行技术研究降低其发电成本;另一方面鼓励企业使用高效产品,如“领跑者”、“超跑者”计划,不断促进行业进行技术创新以提高发电效率。
针对大型地面电站,2019年的巴西圣保罗南美太阳能博览会上,阳光电源展示了1500V降本增效利器——全球单机功率最大的组串式逆变器SG250HX和6.8MW中压逆变一体化解决方案。其中SG250HX拥有12路MPPT,每两个组串一路MPPT设计,有效提升复杂地形电站的发电量;整机IP66防护和C5防腐的高防护等级,支持6.3MW方阵设计,带来更低的LCOE,可有效应对南美光伏市场对于成本和效率的严苛要求。
据了解,截止2019年末,阳光电源研发人员占比超过40%,在合肥人均薪酬达到20万元。目前累计获得专利权1,232项,其中发明477件、实用新型655件、外观设计100件。
2019年研发费6.35亿元,同比增长31%,全年新增249项专利权,均系自主研发取得,其中国外专利42件,国内发明专利84项。另有526项新增专利申请,其中国外专利83项、国内发明专利264项。
2019年12月,公司完成阳光云8.0研发设计,业务覆盖光伏、风电、储能等多能综合管理,应用于户用、分布式、扶贫、地面多种电站,构建全场景集成管理方案,结合深度联合分析和AI,进一步提升IV组串在线诊断特性,面向不同市场提供易用友好的监控方案,一键式建站,智能运维,通过GDPR验证测试,系统更安全。可见公司非常重视研发,研发投入全部费用化,并没有通过资本化增加利润,进一步增强了公司的盈利质量。
家庭光伏解决方案目前已成为全球首个荣获德国TÜV认证的户用品牌。据了解,TÜV认证项目专家组对阳光家庭光伏展开的此次系统认证历时半年多,分别从关键设备品质、系统设计、安装流程、培训规范、系统验收、发电量以及收益等全方位进行评估认定。印证了阳光家庭光伏强大而稳定的系统集成以及多发电的尖端特性。
③布局风光储电氢始于足下
阳光电源董事长曹仁贤曾公开表示,到2025年,行业可以实现两件事,第一件是深度的储能融合,第二件事,太阳能制氢。根据曹仁贤的测算,光伏制氢成本在0.15元一度电,大幅度低于太阳能成本。在2019年度业绩报告的未来发展规划方面,阳光电源表示将大力推进风光储电氢协同发展。聚焦风光储电氢主航道,持续构建市场及技术协同竞争优势,打造风光储电氢系统解决方案,实现风光储电氢业务协同增长。
长江证券在阳光电源2020年中报预告点评中表示,上半年阳光电源业绩高于预期,主要原因在于Q2逆变器海外销售放量,带动逆变器业务量利齐升;同时EPC 确认规模及储能业务亦贡献同比增量。根据海关数据,2020 年1-5 月阳光电源实现逆变器出口量6.18GW(含印度工厂),同比增速超50%;出口金额1.89 亿美金,排名全球第一,贡献主要业绩增量。上半年国内市场装机规模预计12-15GW左右,以30%左右市场份额估算,预计公司国内逆变器出货量在3.5-4.5GW左右。整体预计公司上半年逆变器出货总量为10-12GW,较去年上半年7GW 左右增长明显。同时,毛利率较高的海外出货占比快速提升使逆变器业务盈利水平预计同比大幅改善,推动逆变器利润增长。
2019 年竞价项目抢装,电站2020Q2 加速确认。2020Q1 电站因疫情影响确认规模约100MW 左右,2020Q2 去年竞价项目630 抢装,电站加速确认带动上半年EPC 确认规模近1GW,较去年500MW 左右的规模亦实现高增。
储能业务方面,阳光电源表示有望凭借技术协同优势进一步打造风光储电氢系统解决方案,实现风光储电氢业务协同增长,逐步贡献新增量。
氢电领域,2019年7月22日,山西省榆社县政府与合肥阳光新能源 科技 有限公司举行了300MW光伏和50MW制氢综合示范项目签约仪式。2019年9月25日,阳光电源在山西省屯留区吾元镇举行200MW光伏发电项目(一期)开工暨二期500MW光伏制氢项目签约仪式。2019年10月20日,阳光电源与中国科学院大连化学物理研究所在合肥签订制氢产业化战略合作协议,成立“PEM电解制氢技术联合实验室”。
进入2020年8月,阳光电源与白城市签约1GW“风光储氢”智慧能源综合利用示范项目。项目主要建设300MW风电、700MW光伏、200MW氢能和100MW/200MWh储能系统。
曹仁贤表示,阳光电源将大力推进风光储电氢协同发展,聚焦风光储电氢主航道,持续构建市场及技术协同竞争优势,打造风光储电氢系统解决方案,实现风光储电氢业务协同增长。但对于阳光电源而言,在新能源制氢领域2020仅有一座500kW规模氢能发电站并网运行,风光大规模制氢仍需等待技术试验和成熟。
展望未来,一个多元化的阳光电源正在形成。不论是逆变器、EPC、储能亦或是氢能的相关产业,都是阳光电源重点布局方向。在其业务开疆拓土之初也必然会有各种矛盾与利益交织,能够支撑企业最大营收的业务也必然拥有更多的话语权,但正如阳光电源接受媒体采访时多次强调立足新能源装备制造的基石永远不会改变。而这场突围战,更可能是持久战。
光伏逆变器直流测到1500v好测吗?
目前来说,光伏逆变器都是普遍测到1500V的,因为早前有个光伏会议已经确定要做到1500V了。需要测试的话可以考虑ZLG致远电子的功率分析仪,他们是目前唯一可以测到1500V的,国内来说还是不错的。
为什么1500v逆变器用i型三电平
三电平拓扑结构具有输出容量大、 输出电压高、电流谐波含量小等优点, 使得三电平结构在高压大功率交流电机变频调速领域得到了广泛的应用。