隨著平價(jià)上網(wǎng)迫近，降本增效與智能化升級成為光伏行業(yè)的迫切需求，逆變器作為光伏發(fā)電的關(guān)鍵設(shè)備，在利好政策的刺激下技術(shù)不斷更新迭代，成為推動平價(jià)時(shí)代的“引擎”。據(jù)IHS最新預(yù)測，僅2019年，將有超過1100萬臺光伏逆變器出貨至世界各地，其中大部分將連接到軟件平臺，并由逆變器公司控制。同時(shí)，新的發(fā)展形勢也對逆變器的功率等級、電壓等級、容配比、過載能力等提出了更高的要求，使逆變器技術(shù)和市場的發(fā)展進(jìn)入新的階段。
那么，在分布式光伏、戶用光伏、光伏儲能、光伏取暖、無補(bǔ)貼項(xiàng)目、智能光伏等諸多趨勢推動下，逆變器行業(yè)將出現(xiàn)哪些新的趨勢?會發(fā)生哪些新的洗牌和行業(yè)整合?逆變器的數(shù)字化和智能化升級如何帶來功能擴(kuò)展?新的趨勢如何導(dǎo)致逆變器技術(shù)路線的重新整合?這些變化又會帶來哪些新的商業(yè)機(jī)會和商業(yè)模式?逆變器發(fā)展的七大趨勢，希望有助于讀者學(xué)習(xí)和理解。
光伏產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，給光伏逆變器市場提供了廣闊的市場空間。據(jù)前瞻產(chǎn)業(yè)研究院發(fā)布的中國光伏逆變器行業(yè)市場前瞻與投資戰(zhàn)略規(guī)劃分析報(bào)告》統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，截止至2017年我國光伏逆變器出貨量62GW。在2016年分布式市場已變得炙手可熱，在地面市場上“傲視群雄”的逆變器寡頭們也開始布局分布式市場，紛紛推出小機(jī)逆變器。2016年集中逆變器的市場比重為62%，組串逆變器的市場比重為32%，預(yù)計(jì)未來組串逆變器的比重將繼續(xù)增加，到2020年組串逆變器的市場比重或增至45%。
2014-2017年中國光伏逆變器出貨量、產(chǎn)值規(guī)模統(tǒng)計(jì)情況
數(shù)據(jù)來源：前瞻產(chǎn)業(yè)研究院整理
趨勢一：組串式逆變器成為主流
隨著技術(shù)不斷成熟和市場發(fā)展變化，全球逆變器市場呈現(xiàn)出了新的發(fā)展格局。受系統(tǒng)設(shè)計(jì)更靈活、故障發(fā)生時(shí)的損失較低且生命周期維護(hù)成本更低等優(yōu)勢因素影響，組串式逆變器在全球范圍內(nèi)得到廣泛應(yīng)用，2017年出貨量首次超過集中式逆變器。GTM Research報(bào)告顯示，2017年全球三相組串式逆變器總出貨量超46GW，同比增長49%，高出集中式逆變器近4GW。組串式逆變器首次超過集中式，份額持續(xù)增加。
2018 年，光伏逆變器市場仍然主要以集中式逆變器和組串式逆變器為主，微型和集散式逆變器占比較小。隨著分布式光伏市場的快速增大及集中式光伏電站中組串式逆變器占比的增高，組串式逆變器市場占比達(dá)到 60.4%。集散式光伏逆變器相比集中式逆變器提升 MPPT 控制效果，且相比組串式逆變解決方案擁有較低的建造成本。因此，市場份額呈現(xiàn)出逐年上升的趨勢。
趨勢二：1500V成為行業(yè)主流
權(quán)威研究機(jī)構(gòu)IHS Markit報(bào)告指出，未來兩年內(nèi)全球1500V光伏電站規(guī)模將突破100GW。相較于傳統(tǒng)的1000V系統(tǒng)，1500V系統(tǒng)以更高的電壓等級、更長的組串長度，大幅減少設(shè)備成本、線纜成本及施工成本，發(fā)電量提升同時(shí)，系統(tǒng)BOS成本每瓦至少降低約5分，是時(shí)下無補(bǔ)貼及低補(bǔ)貼國家光伏項(xiàng)目設(shè)計(jì)方案的不二選擇。
伴隨1500V系統(tǒng)在全球光伏市場的攀升，1500V逆變器出貨量借勢“水漲船高”。IHS報(bào)告顯示，在2017年除中國外的全球光伏市場上，三相逆變器出貨中的40%為1500V，2018年這一比例已提升至62%，全面超越1000V。IHS預(yù)計(jì)，2019年1500V三相逆變器份額將繼續(xù)增至74%，2020年則飆升到84%。
趨勢三：數(shù)字化、智能化升級 瞄準(zhǔn)智能物聯(lián)
近年來，國內(nèi)外主流光伏逆變器供應(yīng)商都不約而同地瞄準(zhǔn)了智能物聯(lián)領(lǐng)域，相繼開發(fā)新的智能軟件技術(shù)平臺，構(gòu)建數(shù)字化服務(wù)以創(chuàng)造新的收入來源。
逆變器的關(guān)鍵功能是將太陽能轉(zhuǎn)化為電能，讓電網(wǎng)可以使用。以往太陽能逆變器被認(rèn)為是獨(dú)立分散的，不相互連接。然而，在新的數(shù)字化能源世界中，軟件平臺正在解鎖曾經(jīng)孤立和分離的設(shè)備部件。
多家國際太陽能逆變器供應(yīng)商開發(fā)了自己的專有內(nèi)部物聯(lián)網(wǎng)軟件平臺，向商業(yè)連鎖企業(yè)、大型公用事業(yè)公司和其他非傳統(tǒng)客戶銷售太陽能、儲能硬件和數(shù)字服務(wù)，并將業(yè)務(wù)觸角延伸至數(shù)千獨(dú)立業(yè)主。
AI技術(shù)也將逐漸融入光伏，包括現(xiàn)在正在成功規(guī)模應(yīng)用的智能IV技術(shù)。光伏系統(tǒng)將以逆變器為核心，數(shù)字化、智能化不斷提升。在全面提升發(fā)電量、運(yùn)維效率的同時(shí)，搭起未來綜合能源服務(wù)的終極平臺。
趨勢四：逆變器外延擴(kuò)展功能 掩蓋核心功能
光伏逆變器在走向數(shù)字化、智能化的過程中，會增加越來越多的能源管理功能。一是光伏儲能管理功能。儲能對于光伏等新能源大規(guī)模并網(wǎng)的重要性不言而喻。光儲系統(tǒng)的應(yīng)用，進(jìn)一步驅(qū)動逆變器向電站能源管理中心演進(jìn)。二是安全管理功能。直流拉弧檢測、組件快速關(guān)斷和保護(hù)等技能加身的逆變器將光伏電站的安全防護(hù)由被動型向主動型演變。三是自動監(jiān)控和預(yù)警運(yùn)維管理功能。四是戶用微網(wǎng)管理功能。
除了這些能源管理本身的功能之外，還會增加更多的外延擴(kuò)張功能。首先是類似家用電器的功能，比如可以在逆變器的外殼加一個(gè)LED燈，晚上逆變器不工作時(shí)，可以當(dāng)照明燈用。把LED燈的位置設(shè)計(jì)成12個(gè)點(diǎn)，組成一個(gè)圓圈，逆變器還可以當(dāng)鐘表用;利用逆變器的數(shù)據(jù)采集和傳輸功能，再增加一個(gè)攝像頭，逆變器可以變成一個(gè)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控設(shè)備;利用逆變器的通信卡，逆變器也可以打電話。未來的逆變器=普通逆變器+照明燈+掛鐘+網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控+電話
其次和可以增加氣象采集功能。目前的氣象站覆蓋密度不是很大，采集精度有限，逆變器可以采集氣溫、陽光強(qiáng)度、濕度、風(fēng)速、空氣質(zhì)量、紫外線強(qiáng)度等等數(shù)據(jù)，安裝數(shù)量是氣象站的幾千倍幾萬倍，把逆變器的數(shù)據(jù)提供給氣象部門，一方面可以減少成本，另一方面可以增加數(shù)據(jù)精度。
趨勢五：逆變器技術(shù)路線重新聚合
傳統(tǒng)上逆變器有五大技術(shù)路線，就是集中式逆變器、集散式逆變器、組串式逆變器、微網(wǎng)與電源優(yōu)化器以及超大逆變器。隨著逆變器智能化升級和功能多元化發(fā)展，不同技術(shù)路線逆變器的功能會重新匹配，也會適應(yīng)市場需要增添新功能，衍生除新的逆變器類型，集串式逆變器就是一個(gè)例子。
逆變器的主流是集中式逆變器和組串式逆變器，兩種方式各有優(yōu)秀和缺點(diǎn)，集中式逆變器單機(jī)功率大，優(yōu)點(diǎn)是單級電子變換，元器件數(shù)量少，可靠性高，缺點(diǎn)是直流線路長短不一，一臺500kW逆變器，組件安裝面積超過6000平方，組件最遠(yuǎn)可能有100多米，最近只有幾米，線路阻抗影響MPPT功能，組串式逆變器則剛好相反。
這兩種逆變器是可以合在一起的，那就是單極的組串式逆變器，這種逆變器只有一級變換DC-AC變換，使用三電平和功率模塊，一個(gè)50kW的逆變器只有3個(gè)功率開關(guān)器件，和集中式逆變器一樣，50kW逆變器周邊組件安裝面積600平方左右，最遠(yuǎn)的距離不到25米，直流損耗非常少。目前單極組串式逆變器在市面上也有，但沒有應(yīng)用在大電站，其原因是輸出電壓是400Vac，輸入電壓范圍變窄了，只能580-850V，限制了應(yīng)用范圍，其實(shí)稍加變通就可以解決這個(gè)問題，那就可把輸出電壓改為315V，和集中式逆變器一樣，輸入電壓范圍也就能達(dá)到500-850V，后面接升壓變壓器，應(yīng)用范圍就很廣了。集串式逆變器=組串式外形+集中式內(nèi)芯+功率模塊+315V
趨勢六：光伏逆變器 海外市場競爭日趨白熱化
2019年開年，隨著國家發(fā)改委、能源局關(guān)于積極推進(jìn)光伏發(fā)電無補(bǔ)貼平價(jià)上網(wǎng)的一紙政令，國內(nèi)光伏市場的平價(jià)上網(wǎng)序幕正式拉開。而與此同時(shí)，美、歐、印以及拉美、中東等各區(qū)域新能源均快速邁入平價(jià)新階段。
在這種形勢下，內(nèi)地企業(yè)除了增加出口外，開始在海外建立逆變器生產(chǎn)基地。7月27日，全球出貨量領(lǐng)先的陽光電源產(chǎn)能達(dá)3GW的逆變器制造基地在印度投產(chǎn);隨后，8月27日，在美國設(shè)立本地化綜合服務(wù)中心。上能電氣也在海外市場布局。8月22日，上能電氣宣布3GW產(chǎn)能的逆變器制造基地在印度投產(chǎn)。印度制造基地的投產(chǎn)，標(biāo)志著上能電氣在印度乃至整個(gè)海外市場的業(yè)務(wù)發(fā)展進(jìn)入一個(gè)新的里程碑。此外，古瑞瓦特、錦浪、固德威、英威騰也進(jìn)一步加緊鞏固和拓展海外布局。同時(shí)，三晶電氣、首航新能源和茂碩電源等品牌開始尋求海外的新機(jī)會。
目前國內(nèi)逆變器企業(yè)在產(chǎn)品、技術(shù)和解決方案上都已逐漸趕超國外，甚至要優(yōu)于國外。但是眼下歐美、澳洲市場已趨于穩(wěn)定，開發(fā)潛力不是很大，而新興市場的規(guī)模目前而言也有限。如此，隨著國內(nèi)企業(yè)競相開拓海外市場，競爭勢必會日趨白熱化，國內(nèi)光伏逆變器企業(yè)的優(yōu)勝劣汰恐怕也很難避免。
趨勢七：新的商業(yè)機(jī)會、商業(yè)模式 引發(fā)產(chǎn)業(yè)整合和角色轉(zhuǎn)換
逆變器功率的升級、數(shù)字化智能化升級、功能的多元化擴(kuò)張以及技術(shù)路線重新聚合會帶來新的商業(yè)機(jī)會和商業(yè)模式的改變。
逆變器作為新能源系統(tǒng)的大腦，可以有效控制電池系統(tǒng)、電動汽車充電、加熱和冷卻系統(tǒng)等，從而幫助業(yè)主和商業(yè)客戶降低能耗。這為逆變器企業(yè)打開了一扇新世界的大門，創(chuàng)造了新的商業(yè)機(jī)會。
家庭能源管理系統(tǒng)為逆變器供應(yīng)商帶來了售后創(chuàng)收機(jī)會，比如它們可以提供節(jié)能服務(wù)，還可以提供監(jiān)控和維護(hù)服務(wù)。新的銷售機(jī)會可能還會擴(kuò)大，比如它們可以銷售聚合存儲產(chǎn)品、提供按需響應(yīng)服務(wù)和電網(wǎng)服務(wù)。
在這樣一個(gè)數(shù)據(jù)密集的環(huán)境中，逆變器公司需要改變他們的業(yè)務(wù)模式。智能硬件設(shè)備的可用性，可以幫助企業(yè)推出物聯(lián)網(wǎng)解決方案。在家庭內(nèi)，以智能逆變器為核心，儲能電池、EV充電樁、智能配電設(shè)備形成發(fā)、儲、用、維，極大程度實(shí)現(xiàn)能源自給的完整用電系統(tǒng)。集成式家庭解決方案將太陽能裝置與逆變器、智能儀表、儲能及能源管理系統(tǒng)結(jié)合在一起，而逆變器供應(yīng)商成為了物聯(lián)網(wǎng)的中心，它們要確?？蛻絷P(guān)系持久可靠。
商業(yè)模式的演變將模糊競爭格局，引發(fā)產(chǎn)業(yè)鏈新的整合。以前的競爭對手可以突然成為合作伙伴甚至客戶，更多的傳統(tǒng)企業(yè)也將加入這一領(lǐng)域。華為可能會與其他太陽能逆變器或智能電表供應(yīng)商等合作，使公用事業(yè)部門能夠處理更多的數(shù)據(jù)并更快地傳輸數(shù)據(jù)。
隨著商業(yè)模式的轉(zhuǎn)變，逆變器供應(yīng)商的角色定位也在變化，從單一的產(chǎn)品供應(yīng)商轉(zhuǎn)向新能源生態(tài)系統(tǒng)的整體解決方案服務(wù)商。在這一過程中，隨著逆變器產(chǎn)品價(jià)格的快速下降，競爭日趨激烈，陽光電源、科士達(dá)、易事特等逆變器公司都在尋求創(chuàng)新，比如構(gòu)建數(shù)字化管理平臺、引進(jìn)增強(qiáng)型家庭能源管理系統(tǒng)、整合電池存儲技術(shù)等。