一文读懂光伏逆变器产业链
一文读懂光伏逆变器产业链
光伏逆变器是太阳能光伏系统的核心设备，其作用是将太阳能电池发出的直流电（DC）转化为符合电网电能质量要求的交流电（AC）。随着光伏产业的快速发展，光伏逆变器产业链也呈现出高效能、智能化、模块化、集成化等特点。本文将从产业链上下游、发展趋势及特征、产业分布地图等方面，为您详细解析光伏逆变器产业链的现状与未来。
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系统的核心设备，其作用是将太阳能电池发出的直流电（DC）转化为符合电网电能质量要求的交流电（AC），按应用场景与功率划分，光伏逆变器可分为集中型逆变器、组串型逆变器与微型逆变器。
一、看懂逆变器产业链
中国光伏逆变器产业链上游为电子元器件供应商，包括电子元器件、结构件及其他辅材；中游为光伏逆变器厂商，可分为集中式逆变器、组串式逆变器、集散式逆变器、微型逆变器；下游为EPC承包商、终端电站业主、光伏集成安装商，具备技术壁垒高、覆盖面广等特点。
产业链上游
产业链上游主要包括电子元器件（IGBT、控制芯片、电容、电阻、电抗器、PCB 等）、结构件（机柜、机箱等）和辅助材料等制造环节。
光伏逆变器企业所需原材料主要包括IGBT等半导体器件，控制芯片等电子物料，散热器等机构件，电感、变压器等磁性器件，电阻、电容等阻容器件以及电芯、PCB板和包装材料等。
其中，半导体器件等原材料的采购成本主要受到技术发展状况、半导体材料价格、国际贸易政策等因素的影响；电芯原材料的采购成本主要受到碳酸锂、正负极材料市场价格等因素的影响；机构件原材料的采购成本主要受到铜、铝、塑胶等大宗商品价格因素的影响。
IGBT模块
IGBT，中文全名为绝缘栅双极型晶体管，是由双极型三极管（BJT）和绝缘栅型场效应管（MOS）组成的功率半导体器件，为第三代功率半导体技术革命的代表性产品，具有高频、高电压、大电流、易于开关等优良性能，被业界誉为电力电子装置的“CPU”。光伏逆变器的直接材料中，主要包括IGBT模块、电子元器件、结构件等，各自占比较平均，其中，IGBT模块作为电力电子装置的“CPU”，直接影响光伏逆变器下游终端电站发电效率，是影响光伏逆变器性能的核心元器件。
作为重要的电力电子的核心器件，IGBT的可靠性是决定整个装置安全运行的最重要因素。由于IGBT采取了叠层封装技术，该技术不但提高了封装密度，同时也缩短了芯片之间导线的互连长度，从而提高了器件的运行速率。按照封装形式和复杂程度，IGBT产品可以分为裸片DIE、IGBT单管、IGBT模块和IPM模块。
IGBT行业有三大壁垒，分别是技术壁垒、品牌和市场壁垒、资金壁垒，核心体现就是芯片和模块的设计能力，产品的认证周期以及扩产能力。全球IGBT模块行业集中度较高，由于IGBT模块可直接影响光伏逆变器下游终端电站发电效率，在光伏逆变器产业链上游领域议价权较强。
IC半导体（PMIC电源管理芯片）
PMIC是半导体行业中非常关键的模拟IC产品，其主要功能是为各种电子设备提供电源管理功能，负责管理电子产品电路板上所有IC的电源供应。
电源管理芯片通常是针对特定应用定制的，其发展与下游应用场景息息相关。趋势上，其种类、功能和应用场景的持续增加，低噪声、高效率及低功耗、微型化及集成化、数模混合化成为电源管理芯片行业重要发展趋势。
电源管理芯片是光伏逆变器核心元器件之一，目前全球电源管理芯片市场主要被欧美厂商占据，国内厂商起步较晚，但在政策扶持和中美贸易摩擦的大背景下，集成电路国产产品对进口产品的替代效应明显。国内主要厂商有圣邦股份、矽力杰、韦尔股份、力芯微、思瑞浦、芯朋微、卓胜微、希荻微等。
产业链中游
中游是指光伏逆变器制造，可划分为组串式光伏逆变器、集中式光伏逆变器、集散式光伏逆变器、微型光伏逆变器，目前市场主要以集中式逆变器和组串式逆变器为主。
光伏逆变器产业链中游厂商为研发、生产及销售光伏逆变器的企业，主要通过销售逆变器产品获得收入，除了产品销售，光伏逆变器企业还通过提供售后服务、系统维护和技术支持等增值服务获得服务性收入。
中国光伏逆变器产业链中游参与者包括华为、阳光电源、锦浪科技等厂商，此类厂商产品以主打组串式、户用型逆变器为主，其中组串式逆变器竞争相对于集中式、户用式逆变器较激烈。
产业链下游
光伏逆变器产业链下游主体主要为光伏发电系统集成商、EPC承包商、经销商、安装商、终端电站业主，其销售渠道在中国市场以直销模式为主，在国际市场以经销商为主。
从逆变器产业链的下游来看，逆变器作为太阳能光伏发电系统的核心部件，需与其他部件集成后销售给下游电站投资业主、家庭户用、工商业主等终端用户。光伏发电系统在提供给最终用户使用之前，还需经历系统设计、部件集成及安装环节，虽终端用户均相同，但设备也可以由中间环节的某一类客户采购，故逆变器下游客户既包括了投资业主等最终用户，也涵盖了光伏系统集成商、EPC承包商、安装商等中间环节的客户。
下游市场需求主要受到地方政策法规、光照条件等因素的影响，在光伏发电大规模应用背景下，下游市场也保持着快速增长趋势。同时，终端用户对光伏系统运行的稳定性要求较高，其基于产品品质、技术水平以及生产成本等因素来选择光伏逆变器企业进行合作。因各企业光伏逆变器产品指标有所不同，为了光伏发电系统的稳定运行，终端用户一旦做出选择，一般不会更换供应商。故与合作过的优质中游光伏逆变器企业粘性较强。
二、逆变器发展趋势及特征分析
从技术角度来看，光伏逆变器的发展趋势都呈现出高效能、智能化、模块化、集成化等特点。同时，随着储能技术的不断发展，逆变器与储能系统的结合也成为未来的发展方向之一。此外，随着物联网和大数据技术的不断应用，逆变器也将具备更强的网络化和远程监控功能，为用户提供更加便捷、高效的服务。
（一）组串式光伏逆变器渗透率提升
光伏逆变器市场以集中式和组串式逆变器为主。根据中国光伏行业协会中国光伏产业发展路线图（2023-2024），2023年，光伏逆变器市场仍然以组串式逆变器和集中式逆变器为主。其中，组串式逆变器市场占比为80%，集中式逆变器市场占比为20%。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，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。
组串式逆变器系统发电效率高，随着技术不断进步以及成本快速下降，组串式逆变器单体功率增加，特别是200kW及以上大功率机型的推出以及1,500V组串式逆变器的技术突破，使得组串式逆变器在集中式光伏电站应用占比逐步提升。可靠性、转换效率和成本是逆变器产品的关键要素，未来光伏逆变器的发展趋势也将围绕这三个关键要素。
（二）国产化替代趋势明显
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。从生产成本上来看，逆变器的原材料分为两类：电力电子器件、结构件。光伏逆变器的原材料成本占产品成本的80%以上，功率半导体模组，分立器件起到提高转换效率、降低系统散热片的尺寸、提高相同电路板上的电流密度作用，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。除逆变器核心电子元器件IGBT外，其余原材料均已实现国产化。
逆变器对于研发的要求较高，国内企业通过运用国内较为低廉的人工成本，实现低研发支出、高研发效率。通过规模效应，提高单个产品功率从而摊薄单位成本。整体上，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。
（三）逆变器出海扩张市场份额
近年来，国内逆变器企业纷纷出海扩张市场份额，海外收入占比整体呈上升趋势，23年由于海外市场高库存导致逆变器出口有所承压，部分公司海外收入占比回落，展望24年及未来，随着海外逆变器库存去化或接近尾声，企业的出口有望逐渐修复。
从产品结构来看，国内逆变器市场需求以集中式和组串式逆变器为主，储能产品需求以大储为主，对附加值较高的微逆和户储产品需求极少，欧洲市场微逆和户储产品需求较高，美国市场微逆需求较高；从客户群体来看，欧美市场对产品品牌、质量及售后等要求较高，对价格相对不敏感，海外市场尤其是欧美等市场的逆变器产品定价高于国内；从市场竞争来看，国内市场的竞争更为激烈，存在价格战现象，海外市场价格战情况相对国内较好。2023年阳光电源、德业股份、锦浪科技以及固德威的港澳台及海外地区的毛利率显著高于中国内地的毛利率，其中阳光电源2023年港澳台及海外地区的毛利率为41.57%，高于中国内地20.84pct。
三、逆变器产业分布地图分析
光伏逆变器应用在光伏发电建设项目中，从我国各省光伏装机容量排名来看，截至2023年底，前三的省份分别是山东、河北和江苏。相应地，山东、河北、江苏等东部沿海城市地区对光伏逆变器的市场需求较大。
查询数据显示，截至2024年6月，中国光伏逆变器行业注册企业累计共有5052家，其中广东省注册企业1323家，占比26.19%，从我国光伏逆变器产业链企业区域分布来看，江苏、浙江和广东企业分布最为集中，具体分布如下：
四、最新产业相关政策梳理
8月2日，国家能源局印发《关于开展分布式光伏备案接网推进情况专项监管的通知》，拟对11个省份(河北、辽宁、浙江、安徽、山东、河南、湖北、湖南、广东、贵州、陕西)分布式光伏备案、并网以及电价结算等方面展开监管。
8月6日，国家发展改革委、国家能源局、国家数据局联合印发《加快构建新型电力系统行动方案（2024—2027年）》的通知。文件指出，将聚焦新型电力系统亟待突破的关键领域，提升电网对清洁能源的接纳、配置、调控能力，从而展开9项行动。
8月11日，中共中央、国务院印发《关于加快经济社会发展全面绿色转型的意见》。这是中央层面首次对加快经济社会发展全面绿色转型进行系统部署。意见指出“加快构建新型电力系统。建设智能电网，加快微电网、虚拟电厂、源网荷储一体化项目建设，加强电力需求侧管理。深化电力体制改革，进一步健全适应新型电力系统的体制机制。大力发展绿色低碳建筑。优化建筑用能结构，推进建筑光伏一体化建设，推动“光储直柔”技术应用，发展清洁低碳供暖。
8月26日，国家发展改革委办公厅 国家能源局综合司关于印发《能源重点领域大规模设备更新实施方案》的通知。提出推进光伏设备更新和循环利用。支持光伏电站构网型改造，通过电力电子技术、数字化技术、智慧化技术综合提升电站发电效率和系统支撑能力。推动老旧光伏电站光伏设备残余寿命评估技术研发，鼓励通过高效光伏组件、逆变器等关键发电设备更新，合理优化光伏电站开发建设布局和规模，提升光伏发电系统单位面积能量密度和光伏电站土地使用效率，提高光伏电站发电能力。
8月29日，国务院新闻办公室发布《中国的能源转型》白皮书。白皮书指出“积极推进分布式新能源发展，推动传统能源和新能源协同发展。推动传统能源产业向综合能源系统转型，在资源富集地稳步实施风光水（储）一体化、风光火（储）一体化建设。
4月1日，国家发展改革委、国家能源局、农业农村部联合发布《关于组织开展“千乡万村驭风行动”的通知》，指出鼓励依法通过土地使用权入股等方式共享“千乡万村驭风行动”风电项目收益，探索乡村能源合作新模式。鼓励风电与分布式光伏等其他清洁能源形成乡村多能互补综合能源系统，对实施效果显著的项目，适时纳入村镇新能源微能网示范等可再生能源发展试点示范。
3月18日，国家能源局印发《2024年能源工作指导意见》，意见指出，要着力推进能源绿色低碳转型，加快规划建设新型能源体系。巩固扩大风电光伏良好发展态势，因地制宜加快推动分散式风电、分布式光伏发电开发，在条件具备地区组织实施“千乡万村驭风行动”和“千家万户沐光行动”。