光伏逆变器、风电变流器—新能源发电的核心

光伏逆变器、风电变流器—新能源发电的核心

　　8号台风能登录大连,跟风能活吗,澳英国风能光伏、风力发电相信大家都不陌生，前面的文章也对这两个产业链进行了一些梳理。今天就重点说一说光伏发电和风能发电中比较核心的部分，光伏逆变器和风电变流器。

　　首先，什么是逆变器？简单来说是一种将低压直流电转变为交流电的电子设备。我们通常是将交流电整流变成直流电来使用，而逆变器的作用与此相反，因此而得名。

　　变流器，简单来说就是通过整流、逆变原理将不稳定的电能变换成为电压、频率恒定等符合并网要求电能的控制装置。包括整流器（交流变直流）、逆变器（直流变交流）、交流变流器和直流变流器。

　　由于太阳能光伏所发的是直流电能，因此需要通过逆变器转换为与电网同频率同相位的交流电能并入电网（电网一般为交流电网，直流电不能直接并网）起直流变交流之用。除此之外，逆变器还有主动运转和停机功能、最大功率追踪MPPT功能、孤岛效应的检测及控制功能、电网检测及并网功能等功能。说的具体一点，逆变器除了直流变交流之外，还监管电流运行情况，有点类似于“管家”的角色。

　　风力发出来的电本身是交流电，但由于风力发电有很大的不稳定性，且风速和设备本身等都会直接影响发电机转动，因此需要风电变流器进行整理，先交流变直流，再变交流，从而提高电能质量。在风电设备中，变流器是风力发电中非常重要的一种设备，如果想把风力的发出的电能实现并网，那么变流器是不可缺少的设备，所以也是决定能否产生经济利益的核心部件。

　　近几年，世界各国对光伏新能源大力发展，光伏发电装机容量快速增长的同时也带动了光伏逆变器产销量的不断增加，行业保持了快速发展。随着国内光伏逆变器市场表现出巨大的潜力，逆变器市场竞争更为激烈，价格越来越接近盈利临界点。更低的价格对光伏逆变器生产厂商的技术研发水平、产品生产实力等方面都提出极高要求。以购买元器件组装为主的中小逆变器生产企业将面临生存考验，难以获得持续发展。

　　纵观光伏逆变器市场竞争格局的发展变化，近10年以来，行业集中度逐步提升，全球前十家企业的市场份额已达到73％。细分结构来看，1－3名地位稳固，市占率维持在45％左右，4－10名名次不断轮换，市占率在30％左右，头部稳定，腰部竞争激烈。

　　按应用场景与功率划分：光伏逆变器可分为集中型逆变器（28.5%）、组串型逆变器（66.5%）与微型逆变器三种。其中组串型逆变器是未来行业三大趋势之一。

　　劣势：总功率受个别太阳能电池影响大，需要较大空间布置逆变器，后期维护较为复杂，总成本较高。

　　组串型逆变器：小型分布式和地面站-工商业屋顶、复杂山区（20-300kw）,户用（20kw以下）控制效果最好；

　　以目前光伏逆变器的市场情况来看，微型逆变器市场份额小，集中式逆变器是光伏发展早期的首选，因安装不方便和总成本较高的限制，增速大不如前。组串式逆变器因价格较低，安装方便的优势，得到了用户的青睐，市场份额不断提高。在短短几年间就成为全球光伏逆变器出货量最高企业的华为，其主打产品就是组串式逆变器。

　　组串型逆变器适应于分布式光伏应用场景，同时向集中地面电站场景扩展。随着下游应用场景增加，分布式光伏占比不断提升，预计组串型逆变器的市场空间将达到523亿，2020-2025年间的复合增长率14%，增长空间巨大！

　　国内风电变流器厂商整体起步较晚，长期以来，风电变流器因技术及工艺设计难度大、可靠性要求高等因素而被ABB、西门子、艾默生等国外几个电气巨头所垄断。但随着国内风电行业的快速发展，以及国家政策的扶持，国产变流器厂家纷纷发力。经过“十二五”期间产业界的持续努力和竞争，目前国产陆上风电变流器在国内市场上已成为主导，进口产品的市场占有率逐年下滑，部分企业甚至淡出了国内风电市场竞争。

　　值得注意的是，与陆上风电变流器相比，海上风电变流器对产品功率、可靠性、稳定性以及抗高湿高盐雾性能的要求更为苛刻，技术壁垒极高。我国海上风电使用的主要还是国际大型电气公司的变流器产品。

　　目前国内风电变流器市场，主要有以下两类参与者：一是能够生产风电变流器的风电整机企业或其设立的以制造变流器为主业的子公司，产品主要供给自身或母公司，以金风科技子公司天诚同创为代表；二是广泛参与市场竞争的独立变流器生产厂商，以禾望电气为代表。

　　据了解，金风科技、明阳智能等行业龙头设有自己的变流器子公司，同时上述企业亦使用了部分第三方生产厂商生产的变流器产品。而其他风机厂商，变流器产品则主要外采自禾望电气、阳光电源、日风电气等第三方供应商。

　　逆变器和变流器是光伏和风电发电并网的核心部分，技术含量相对较高。光伏逆变器环节我们基本上实现了国产化；风电变流器方面，国产陆上风电变流器在国内市场上已成为主导，但海上风电目前技术还相对薄弱，在变流器的关键技术层面，我国与欧美等发达国家还有一定的差距，随着我国风电的快速发展特别是海上风电的建设，掌握核心技术是必须要做的事情。未来研发投入高，自主创新能力强，掌握核心技术企业将会走出来。