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2022年全球微型逆变器市场发展机遇及国内上市公司研究报告(28页).pdf

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2022年全球微型逆变器市场发展机遇及国内上市公司研究报告(28页).pdf

1、2022 年深度行业分析研究报告 内容目录内容目录 1. 微型逆变器:安全高效的组件级电力电子转换方案微型逆变器:安全高效的组件级电力电子转换方案. 4 1.1. 微型逆变器是一种组件级的光伏系统 DC/AC 转换方案 . 4 1.2. 微型逆变器具有安全、高效、灵活的优势 . 5 1.2.1. 微型逆变器具有更高的安全性 . 5 1.2.2. 微型逆变器可以实现更高的发电效率 . 6 1.2.3. 微型逆变器的安装与运维更为灵活 . 7 2. 老树新芽,微型逆变器焕发新活力老树新芽,微型逆变器焕发新活力 . 8 2.1. 微型逆变器是一种由来已久的“小众”方案 . 8 2.2. 微型逆变器正

2、迎来全新的发展机遇 . 9 2.2.1. 全球分布式光伏装机空间打开 . 10 2.2.2. 分布式光伏安全标准趋严 .11 2.2.3. 微型逆变器经济性持续提升 . 13 2.3. 全球微型逆变器市场加速拐点已至 . 16 3. 海外龙头起步领先,国内厂商加速追赶海外龙头起步领先,国内厂商加速追赶 . 18 3.1. 当前全球微型逆变器市场格局较为集中 . 18 3.2. 国内厂商追赶脚步加快 . 20 4. 重点上市公司重点上市公司. 23 4.1. 昱能科技:行业老兵,厚积薄发 . 23 4.2. 禾迈股份:微逆新星,快速崛起 . 25 4.3. 德业股份:光储并济,微逆可期 . 26

3、 图表目录图表目录 图 1:光伏逆变器基本原理图. 4 图 2:三类逆变器技术方案对比 . 4 图 3:集中式、组串式及微型逆变器功率及适用场景对比. 5 图 4:微型逆变器不涉及直流高压,具有更高的安全系数. 5 图 5:不同光照条件下的光伏组件 I-V、P-V 曲线 . 6 图 6:微型逆变器可以避免系统失配导致的发电效率下滑. 7 图 7:全球微型逆变器出货量及占比情况(GW) . 8 图 8:全球微型逆变器出货量地区分布(GW) . 9 图 9:全球微型逆变器市场规模及增速情况(亿美元) . 9 图 10:Enphase 微型逆变器出货量情况 . 10 图 11:国内厂商微型逆变器收入

4、快速增长(亿元) . 10 图 12:全球光伏装机结构(GW). 10 图 13:国内光伏装机结构(GW). 10 图 14:欧盟消费者能源价格指数快速上涨(2015=100) .11 图 15:全球户用光伏装机快速增长.11 图 16:复杂分布式场景中微型逆变器的优势更为明显.11 图 17:美国国家电工规范对于光伏系统快速关断的标准 . 12 图 18:全球光伏平均度电成本变化趋势($/kWh). 13 图 19:美国户用光伏初始投资成本构成($/W) . 14 图 20:P 型单晶 PERC 组件单体功率快速提升(W) . 14 pOpQqRnOzRsPpNtQuNpNoPaQbPbRm

5、OqQpNnPfQrRtNlOpOnN9PnNzQxNpMuMxNsOwP图 21:单晶电池转换效率快速提升. 14 图 22:Enphase 微型逆变器单瓦价格及成本情况($/W). 15 图 23:全球微型逆变器价格变化情况($/W) . 15 图 24:美国及美国以外地区户用光伏市场微型逆变器渗透率对比 . 16 图 25:不同厂商 2021 年并网逆变器业务毛利率对比. 17 图 26:昱能科技原材料采购结构 . 18 图 27:锦浪科技原材料采购结构 . 18 图 28:2020 年全球光伏逆变器出货量份额情况 . 19 图 29:2020 年全球微型逆变器市场份额情况 . 19 图

6、 30:美国户用逆变器市场份额情况 . 19 图 31:Enphase 收入地区分布情况(亿美元) . 19 图 32:2021 年禾迈微型逆变器境外销售地区分布 . 20 图 33:2020 年昱能微型逆变器境外销售地区分布 . 20 图 34:国内外微型逆变器厂商产品迭代情况. 20 图 35:Enphase 微型逆变器销售台数计平均功率情况 . 21 图 36:禾迈股份微型逆变器销售结构(亿元) . 21 图 37:Enphase 在制造组装环节主要采取代工模式 . 22 图 38:全球户用光伏装机区域趋向多元化(单位:GW). 22 图 39:国内逆变器出口额及地区构成(亿元) . 2

7、2 图 40:昱能科技产品体系发展历程. 23 图 41:昱能科技收入构成情况(亿元). 24 图 42:昱能科技归母净利润变化情况(亿元) . 25 图 43:昱能科技毛利率、净利率情况 . 25 图 44:禾迈微型逆变器产品系列 . 25 图 45:禾迈股份营收构成情况(亿元). 26 图 46:公司各项业务毛利率情况 . 26 图 47:德业股份业务布局. 27 图 48:德业股份营收构成(亿元). 27 图 49:德业股份归母净利润变化情况(亿元) . 27 图 50:德业股份各项业务毛利率情况 . 27 图 51:德业股份 2020-2021 年逆变器业务收入构成(亿元) . 28

8、表 1:不同逆变器方案安全性对比. 6 表 2:微型逆变器/户用组串式逆变器重量及质保期对比 . 7 表 3:不同厂商推出 MLPE 方案的时间. 8 表 4:全球光伏系统直流安全相关规定. 12 表 5:不同状态下人体可触及稳态安全电压限制(V) . 13 表 6:5kW 户用光伏系统传统组串式逆变器与微型逆变器方案经济性对比 . 15 表 7:微型与传统组串式方案经济性差距敏感性测算. 16 表 8:全球微型逆变器市场空间测算 . 17 表 9:全球主要微型逆变器厂商 . 18 表 10:海内外微型逆变器厂商产品体系对比. 21 表 11:昱能科技创始团队及其他核心技术人员情况 . 24

9、表 12:公司 IPO 募投项目及实际募集资金情况(亿元) . 26 1. 微微型型逆变器逆变器:安全高效的组件级:安全高效的组件级电力电子转换方案电力电子转换方案 1.1. 微型微型逆变器逆变器是一种是一种组件级的光伏组件级的光伏系统系统 DC/AC 转换方案转换方案 逆变器是光伏系统中的重要环节,主要起到直交流转换以及最大功率点跟踪的作用。逆变器是光伏系统中的重要环节,主要起到直交流转换以及最大功率点跟踪的作用。光伏组件在阳光照射下发出的是波动的直流电,而电网及大部分负载通常在频率恒定的交流电下运行,因此逆变器是光伏系统中不可或缺的关键设备。一方面,逆变器需要将光伏组件产生的直流电(DC)

10、转换为交流电(AC) ;另一方面,逆变器还需跟踪光伏组件阵列的最大输出功率(MPPT) ,从而使电能以低损耗、高质量的方式并入电网。 图图 1:光伏逆变器基本原理图光伏逆变器基本原理图 资料来源:英飞凌,安信证券研究中心 光伏逆变器的技术路线光伏逆变器的技术路线主要可分为集中式、组串式以及微型逆变器三大类。主要可分为集中式、组串式以及微型逆变器三大类。其中,集中式逆变器是将大量并行的光伏组串在直流端汇集后进行集中逆变并入电网;组串式逆变器是对单串或数串光伏组件进行单独最大功率点跟踪及逆变后在交流侧汇流并入电网;微型逆变器则进一步下沉至组件级,可对每一块光伏组件进行单独最大功率点跟踪及逆变。 图

11、图 2:三类逆变器技术方案对比三类逆变器技术方案对比 资料来源:禾迈股份招股说明书,安信证券研究中心 不同逆变器的适用范围存在一定差异,微逆变器作为一种组件级电力电子不同逆变器的适用范围存在一定差异,微逆变器作为一种组件级电力电子(MLPE)设备主设备主要应用于小功率户用领域。要应用于小功率户用领域。 从功率上看, 目前集中式逆变器的单机功率基本达到 3MW 以上,集成度高, 整体成本较低, 但在控制精度与发电量损失上相对较差, 主要用于大型地面电站。组串式逆变器的单机功率则一般覆盖 3-300kW+的区间,适用范围较为灵活,广泛应用于户用、工商业以及大型电站等场景。微逆变器目前的单体容量则一

12、般在几百瓦至 2-3kW,通常与光伏组件配套安装,主要应用于小功率户用场景。 光伏组件发电光伏组件发电最大功率点跟踪最大功率点跟踪直流直流/ /交流转换交流转换交流汇入电网交流汇入电网集中式集中式组串式组串式微型逆变器微型逆变器图图 3:集中式、组串式及集中式、组串式及微型微型逆变器逆变器功率及适用场景对比功率及适用场景对比 资料来源:安信证券研究中心 1.2. 微型微型逆变器逆变器具有安全、高效、灵活的优势具有安全、高效、灵活的优势 1.2.1. 微型逆变器具有更高的安全性微型逆变器具有更高的安全性 相较相较于集中式或于集中式或组串式逆变器,微型逆变器的优势首先在于组串式逆变器,微型逆变器的

13、优势首先在于安全性。安全性。从原理上看,集中式或组串式逆变器首先将多块组件串联后再进行逆变, 每串组件接入的直流电压可达 600-1500V,安装运维人员在直流高压环境下存在一定的触电风险。此外,在光伏组串存在直流高压的情况下,一旦出现接头松脱、接触不良、电线受损等现象,就极易引发直流电弧,从而造成巨大的火灾隐患。相较而言,微型逆变器将每一块组件产生的直流电先转换为交流电后再进行并联,因此整个系统中涉及的直流电压一般不超过 80V,大大降低了触电以及直流拉弧的风险,具有更高的安全系数。 图图 4:微型逆变器不涉及直流高压,具有更高的安全系数微型逆变器不涉及直流高压,具有更高的安全系数 资料来源

14、:昱能科技招股说明书,安信证券研究中心 集中式集中式组串式组串式微逆变器微逆变器功率级别功率级别3MW0.3-2kW发电损失发电损失较大最小单瓦价格单瓦价格0.1-0.2元/W1元/W应用场景应用场景集中电站集中电站/工商业/户用户用3-400kW较小0.1-0.5元/W集中集中/ /组串式逆变器涉及直流电组串式逆变器涉及直流电压可达压可达600600- -15001500V V,存在较大的触存在较大的触电及火灾风险电及火灾风险微型逆变器涉及直流电压一般不微型逆变器涉及直流电压一般不超过超过8080V V,安全系数更高安全系数更高组串式逆变器可通过配套优化器组串式逆变器可通过配套优化器/关断器

15、实现组件级关断, 但微型逆变器仍是安全性更好的方关断器实现组件级关断, 但微型逆变器仍是安全性更好的方案。案。除了微型逆变器, “组串式逆变器+优化器/关断器”也是当前业界比较普遍的组件级电力电子控制方案,通过在每块组件上加装关断器可实现故障情况下的快速切断,对系统整体的安全性有一定提升。但从本质上看,关断器并未改变组串式逆变器运行过程中的直流高压环境,与微型逆变器相比,系统整体仍然存在一定的直流拉弧隐患。 表表 1:不同逆变器方案安全性对比:不同逆变器方案安全性对比 组串式逆变器组串式逆变器 组串式逆变器组串式逆变器+关断器关断器 微型逆变器微型逆变器 是否解决运维触电风险 否 是 是 是否

16、解决火灾风险 否 否 是 是否解决施救风险 否 是 是 系统运行时直流电压等级 高压 高压 低压 系统关断时直流电压等级 高压 低压 低压 组件级别关断 不具备 具备 具备 系统成本 中 略高 较高 资料来源:昱能科技招股说明书,安信证券研究中心 1.2.2. 微型逆变器可以实现更微型逆变器可以实现更高的发电效率高的发电效率 最大功率点跟踪是光伏逆变器的核心功能之一。最大功率点跟踪是光伏逆变器的核心功能之一。在一定的温度以及光照条件下,光伏组件的输出电压和电流遵循特定的 I-V 曲线,因此存在一个特定的电压电流组合使得组件的输出功率最大。与此同时,光伏组件的 I-V 曲线会随着光照、温度的变化

17、而发生改变,因此在不同的外部条件下,光伏组件最大功率点所对应的电压、电流通常存在差异。因此,除了 DC/AC的转换,光伏逆变器的另一个核心作用就是通过不断调节电路参数使光伏组件始终在其最大功率点上进行输出,即最大功率点跟踪(MPPT) 。 图图 5:不同光照条件下的光伏组件不同光照条件下的光伏组件 I-V、P-V 曲线曲线 资料来源:Savana Solar,安信证券研究中心 相较于集中式与组串式逆变器, 微型逆变器可以实现更精细化的相较于集中式与组串式逆变器, 微型逆变器可以实现更精细化的 MPPT 跟踪跟踪, 从而提升系统, 从而提升系统的整体发电效率的整体发电效率。对于集中式或组串式逆变

18、器,由于每串组件都在同一电流下进行输出,如果某块组件因为故障、遮挡、阴影等原因出现失效或输出功率下滑,则整串组件的发电效率都将受到影响。而对于采用微型逆变器的光伏系统,每块组件均对应独立的一路 MPPT,可保证每块组件都在各自的最大功率点上进行输出, 因此系统的整体发电效率不会受到 “短板”的影响而出现明显下滑。 图图 6:微型微型逆变器可以避免系统失配导致的发电效率下滑逆变器可以避免系统失配导致的发电效率下滑 资料来源:昱能科技招股说明书,安信证券研究中心 1.2.3. 微型逆变器的微型逆变器的安装安装与运维与运维更为灵活更为灵活 对于户用光伏系统而言, 微型逆变器对于户用光伏系统而言, 微

19、型逆变器在安装上更为便利在安装上更为便利。 一般微型逆变器的单体重量仅为 1-3千克左右(单体/双体机型) ,而户用组串式逆变器的单体重量一般超过 10 千克,因此无论是在运输、存放还是安装环节,微型逆变器均有更佳的便利性。与此同时,对于采用集中式或组串式逆变器方案的光伏系统,在完成初始设计后改造或扩建的难度较大,而微型逆变器与组件一一对应,在后续改造时可直接在交流侧并联至原有系统,整体的部署更为灵活。 表表 2:微型逆变器微型逆变器/户用组串式逆变器重量及质保期对比户用组串式逆变器重量及质保期对比 厂商厂商 产品型号产品型号 最大输出功率最大输出功率/kW 重量重量/kg 质保期质保期/年年

20、 微型逆变器微型逆变器 Enphase IQ8-60-2-US 0.25 1.1 25 昱能 DS3 0.88 2.6 10 QT2 2.0 6.0 10 禾迈 HM-800 0.8 2.6 12 HM-1200 1.2 3.8 12 德业 SUN1000G3-EU-230 1.0 3.5 10 SUN2000G3-EU-230 2.0 5.2 10 组串式逆变器组串式逆变器 SolarEdge SE2200H 2.2 7.8 12 SMA Sunny Boy 1.5 1.5 9.2 5 华为 SUN2000-2KTL-L1 2.0 12 10 阳光电源 SG10RT-20 10 17 10

21、锦浪科技 G6-GR1P 3.6 7.4 5 固德威 GW1500-XS 1.5 5.8 5 资料来源:公司网站,安信证券研究中心 从光伏系统运维的角度来看,微型逆变器亦能够实现更好的监测与管理,降低全生命周期的从光伏系统运维的角度来看,微型逆变器亦能够实现更好的监测与管理,降低全生命周期的维护成本。维护成本。一方面,微型逆变器可以实时跟踪到每块组件的输出情况,出现故障时更容易进行精准定位,单台微型逆变器的故障也不影响其他组件的正常工作。另一方面,当前微型逆变器主要采用灌胶等一系列方式对于核心电路进行保护,设计寿命一般达到 20 年以上,质保期达到 10 年以上, 而组串式逆变器的寿命一般仅为

22、 10-20 年, 标准质保期仅为 5 年左右。对于人工成本较高的海外地区,微型逆变器在后续维护成本上的优势将较为明显。 2. 老树新芽,老树新芽,微型微型逆变器逆变器焕发新活力焕发新活力 2.1. 微型逆变器微型逆变器是一种是一种由来已久由来已久的“小众”方案的“小众”方案 微型逆变器微型逆变器是光伏行业的“老面孔” ,距今已有超过十年的商业化应用经历是光伏行业的“老面孔” ,距今已有超过十年的商业化应用经历。如前所述,组件级电力电子转换方案在安全性、发电效率以及灵活度上均有较强优势,因此在光伏行业发展早期就得到了较多的关注与应用。2006 年,SolarEdge 率先开创单体组件优化器方案

23、,2008 年 Enphase 推出的微型逆变器方案开始得到实际应用,随后昱能、禾迈等国内厂商也相继起步。 表表 3:不同厂商推出不同厂商推出 MLPE方案的时间方案的时间 时间时间 厂商厂商 产品产品/方案方案 2006 年 SolarEdge 开创单体组件优化器 2007 年 Tigo 推出组件级优化器 2008 年 Enphase 开创微逆技术,推出单体单相微逆 2011 年 昱能 推出单体单相微逆 2014 年 禾迈 推出单相单体微逆 2017 年 阳光电源 推出组件级功率优化器 2017 年 华为 推出智能光伏优化器 资料来源:索比光伏网,公司公告,安信证券研究中心 在过往的发展历程

24、中,微型逆变器始终是一种应用范围有限的“小众”方案。在过往的发展历程中,微型逆变器始终是一种应用范围有限的“小众”方案。虽然微型逆变器在光伏行业的发展已有较长时间,但受制于成本、适用场景等方面的限制,长期以来其应用范围相对有限,往往只作为特定市场、特定领域的一种细分选择。根据第三方咨询机构Wood Mackenzie的统计, 2016-2020年全球微型逆变器的出货量由不到1GW增长至2.3GW,在全球光伏逆变器出货量中的占比约为 1%-2%,即便只考虑户用领域,微型逆变器的装机占比也仅为 10%左右。 图图 7:全球微型逆变器出货量及占比全球微型逆变器出货量及占比情况情况(GW) 资料来源:

25、Wood Mackenzie,安信证券研究中心 当前当前微型逆变器的市场主要集中在美国微型逆变器的市场主要集中在美国,其他地区的应用相对较少。,其他地区的应用相对较少。从地区分布来看,近年来北美市场在微型逆变器出货量中的占比保持在 70%左右, 欧洲地区的占比约为 15%-20%,拉美、亚太等其他地区的占比则相对较小。因此,目前微型逆变器尚未成为全球范围内的普遍方案,而是具有较强的地区属性。 0.0%0.2%0.4%0.6%0.8%1.0%1.2%1.4%1.6%1.8%0.00.51.01.52.02.5200192020微型逆变器出货量微型逆变器出货量占比图图 8:全

26、球微型逆变器出货量地区分布(全球微型逆变器出货量地区分布(GW) 资料来源:Wood Mackenzie,安信证券研究中心 虽然出货量虽然出货量规模规模相对较小,但微型逆变器整体的市场空间仍较为可观。相对较小,但微型逆变器整体的市场空间仍较为可观。一般而言,当前微型逆变器的单瓦价格通常超过 1 元/W,为集中式及组串式逆变器的数倍,因此从市场规模的角度出发,微型逆变器在逆变器整体市场中仍然占据了相当的比例。根据 Wood Mackenzie 的统计,2020 年全球微型逆变器市场规模达到 7.4 亿美元,在 100 亿美元左右量级的逆变器总市场规模中占比达到 7%-8%。 图图 9:全球微型逆

27、变器市场规模及增速情况(亿美元)全球微型逆变器市场规模及增速情况(亿美元) 资料来源:Wood Mackenzie,安信证券研究中心 2.2. 微型逆变器正迎来全新的发展机遇微型逆变器正迎来全新的发展机遇 近年来全球微型逆变器市场发展明显提速。近年来全球微型逆变器市场发展明显提速。自 2008 年首次推出之后,微型逆变器市场花了将近十年的时间才实现年出货量突破1GW (2017 年) , 而期间全球新增光伏装机规模由 2008年的不到 7GW 增长至 2017 年的接近 100GW。近年来,微型逆变器行业发展的速度明显加快,2017 年至 2021 年全球微型逆变器龙头 Enphase 的出货

28、量由 0.81GW 快速增长至3.62GW,年均增速达到 45%,昱能、禾迈等国内厂商的微型逆变器业务收入亦实现成倍提升。我们认为微型逆变器市场已进入全新的发展阶段,在各方面因素的推动下未来有望延续高速增长态势。 0.00.51.01.52.02.5200192020北美欧洲拉美亚太其他-20%-10%0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%0620020微型逆变器市场规模增速图图 10:Enphase 微型逆变器出货量微型逆变器出货量情况情况 图图 11:国内厂商微型逆变器收入快速增长(亿元)国内厂商微型逆变

29、器收入快速增长(亿元) 资料来源:公司公告,安信证券研究中心 资料来源:公司公告,安信证券研究中心 2.2.1. 全球全球分布式光伏分布式光伏装机装机空间打开空间打开 平价时代下全球分布式光伏装机重回高速增长。平价时代下全球分布式光伏装机重回高速增长。全球光伏装机起步于德国、意大利等欧洲国家,在发展早期主要以分布式场景为主,2012 年前全球光伏新增光伏装机中分布式的占比超过 50%。2012 年后欧洲国家光伏补贴快速退坡,全球分布式光伏发展陷入短暂停滞,在全球新增光伏装机中的占比持续下滑。随着光伏行业步入平价时代,近年来全球分布式光伏重回高速增长, 根据IEA的初步统计2021年全球分布式光

30、伏装机约为75GW, 占比超过40%。而根据国家能源局公布的数据,2021 年国内分布式光伏装机达到 29GW,装机占比首次超过大型地面电站。 图图 12:全球光伏装机结构(全球光伏装机结构(GW) 图图 13:国内光伏装机结构(国内光伏装机结构(GW) 资料来源:IEA,安信证券研究中心 资料来源:国家能源局,安信证券研究中心 碳中和目标确立叠加能源价格快速上涨,全球碳中和目标确立叠加能源价格快速上涨,全球户用光伏加速渗透。户用光伏加速渗透。2020 年以来全球主要经济体相继确立长期碳中和目标, 各地相继加大了对户用光伏的政策支持力度, 例如欧盟 2022年 5 月下发的太阳能发展规划要求到

31、 2029 年欧盟地区所有新建的居民住宅都必须安装屋顶光伏系统,各成员国需为此建立强有力的支持框架。与此同时,2021 年下半年以来受地缘政治、气候环境、供给冲击等多方面因素影响,全球石油、天然气等能源价格持续上涨,推动海外部分地区电力价格大幅飙升, 户用光伏的经济性与接受度快速提升。 根据BNEF统计,2020 年全球新增户用光伏装机规模达到 30GW,在全球装机中的占比已超过 20%,我们预计 2021 年这一比例进一步增加。如前所述,户用领域是微型逆变器的主要应用场景,随着户用光伏的加速渗透,微型逆变器未来的应用空间也将进一步打开。 0%20%40%60%80%100%120%140%1

32、60%0.00.51.01.52.02.53.03.54.02013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021微型逆变器出货量(GW)增速001920202021昱能禾迈0%10%20%30%40%50%60%70%050100150200集中电站分布式分布式占比0%10%20%30%40%50%60%00200021集中电站分布式分布式占比图图 14:欧盟消费者能源价格指数快速上涨(欧盟消费者能源价格指数快速上涨(2015=100) 图图 15:全球户用光伏装机快速增

33、长全球户用光伏装机快速增长 资料来源:Eurostat,安信证券研究中心 资料来源:BNEF,安信证券研究中心 随着分布式光伏随着分布式光伏装机场景装机场景逐步逐步拓宽,拓宽,组件所处环境的组件所处环境的复杂性复杂性也随之也随之提升,提升,微型微型逆变器逆变器高效、高效、灵活的灵活的优势优势得以进一步凸显。得以进一步凸显。一般而言,各地光伏资源的开发都遵循由易到难的顺序,首先开发的往往是光照条件好、空间开阔、无遮挡的优质屋顶,然后慢慢向各类环境条件复杂的场景延伸。 特别是对于户用领域, 考虑到屋顶的空间通常较为有限, 组件的朝向也未必一致,所以不同组件的位臵与光照环境可能存在较大差异, 在此情

34、况下微型逆变器组件级 MPPT 跟踪的优势将尤为凸显,未来有望得到更为广泛的应用。 图图 16:复杂分布式场景中微型逆变器的优势更为明显复杂分布式场景中微型逆变器的优势更为明显 资料来源:Infinity Energy,安信证券研究中心 2.2.2. 分布式光伏安全标准趋严分布式光伏安全标准趋严 2017 版版美国国家电气规范美国国家电气规范 (NEC 2017)中对于)中对于建筑物光伏系统建筑物光伏系统的的强制性安全标准是微强制性安全标准是微型逆变器规模化应用的重要推手。型逆变器规模化应用的重要推手。 美国国家电气规范是美国电气安全领域最为重要的标准之一,由美国国家消防协会(NFPA)每三年

35、进行一次修订,2014 年 NEC 首次将组件级自我关断解决方案 (NEC 2014 690.12)纳入标准体系,要求所有建筑物上光伏系统都要安装快速关断开关,光伏系统电压需在 10 秒钟内下降到 30V 以下。但 2014 版的标准中仅要求在组件阵列接入端加装组串级快速关断装臵,并未实现组件级别的关断,屋顶光伏阵列内仍旧存在直流高压。2017 年 NEC 对光伏系统的关断作出重要修订,明确以距离光伏矩阵 305mm 为界限,在快速关断装臵启动后 30 秒内,界限范围外电压需降低到 30V 以下,界线范围内电压需降低到 80V 以下,即要求实现“组件级关断” 。因此,随着 NEC 2017 陆

36、8090020/12020/62020/112021/42021/92022/2电力价格指数天然气价格指数0%5%10%15%20%25%30%0552012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020户用光伏新增装机(GW)户用装机占比组件朝向、环境各异,微型逆变器高效灵活的优势凸显复杂场景复杂场景简单场景简单场景组件工作环境基本相同,组串式逆变器与微型逆变器的发电效率差别不大续在美国各州得到推广,微型逆变器开始在美国市场得到规模化的应用。2020 版的 NEC 亦基本沿用了 2017 版对

37、于光伏系统快速关断的要求,截至 2022 年,美国已有 17 个州采用了NEC 2020,24 个州采用了 NEC 2017。 图图 17:美国美国国家电工规范对于光伏系统快速关断的标准国家电工规范对于光伏系统快速关断的标准 资料来源:NEC,安信证券研究中心 全球全球分布式光伏安全分布式光伏安全标准标准趋严,趋严,组件级控制方案或成未来“组件级控制方案或成未来“标配标配” 。” 。除了美国,目前越来越多国家与地区开始加强对屋顶分布式光伏的安全标准,加拿大、德国、澳大利亚等海外发达地区均已出台针对光伏系统直流高压问题的相关规范,国际电工委员会现行的技术标准 IEC TR 63226 亦明确指出

38、在光伏系统起火时需限制电压至组件级别。 国家能源局2021 年底发布的关于加强分布式光伏发电安全工作的通知(征求意见稿) 同样对分布式光伏安全性进行了强调,提出分布式光伏发电项目设计方案应“安装电弧故障断路器或采用具有相应功能的组件,实现电弧智能检测和快速切断功能” ,同时“光伏组件应具有安全关断保护功能,保证逆变器关机,交流断电后,系统子阵外直流电压低于安全电压” 。我们认为未来全球范围内针对分布式光伏的安全标准将持续提升,组件级的关断方案的应用有望明显加速。 表表 4:全球光伏全球光伏系统系统直流安全相关规定直流安全相关规定 国家或组织国家或组织 法规名称法规名称 主要内容主要内容 加拿大

39、 Canadian Electrical Code 2021 光伏系统直流侧电压大于 80V 时需安装电弧故障中断设备或者其它等同设备,当光伏系统安装在建筑内或者建筑上,应安装快速关断装臵。在光伏组件 1 米外,快速关断装臵触发后,要求 30S 内将电压降低至30V 以下。 德国 VDE-AR-E 2100-712 在光伏系统中如果逆变器关闭或者电网出现故障时,需要使直流电压小于 120V。其中,提到了可以使用关断装臵使直流侧电压降至 120V 以下。 意大利 CEI 82-25 从安全的角度来看,必须考虑到在有阳光的情况下无法安全关闭光伏系统的情况。这不仅是光伏发电系统的建造和维护阶段的一个

40、注意事项,而且在紧急干预的情况下也是如此。 澳大利亚 AS/NZS 5033:2021 当直流电压大于 120Vd.c 时,组件和逆变器之间需要安装断开装臵。 墨西哥 NOM 001 SEDE 光伏系统直流工作电压大于 80V 时需要安装电弧保护设备。 中国 关于加强分布式光伏发电安全工作的通知(征求意见稿) 安装电弧故障断路器或采用具有相应功能的组件,实现电弧智能检测和快速切断功能;光伏组件应具有安全关断保护功能,保证逆变器关机,交流断电后,系统子阵外直流电压低于安全电压。 国际电工委员会 IEC TR 63226 在光伏系统起火时,支持消防员灭火的可选方式有: (1) 在系统关闭后限制电压

41、到组件级电压;(2) 正常运行或系统关闭时采用微型逆变器。 资料来源:昱能科技,安信证券研究中心 光光伏建筑一体化伏建筑一体化方兴未艾,方兴未艾,安全标准安全标准将将更为严苛更为严苛。当前将光伏组件与建筑结构深度融合的BIPV 已得到行业的广泛关注,根据中国光伏行业协会光电建筑专委会的统计,2020 年我国主要光电建筑产品生产企业 BIPV 总装机容量约为 709 MW,在国内分布式装机规模中的占比不到 5%。2022 年 3 月住建部印发的 “十四五”建筑节能与绿色建筑发展规划中提出到 2025 年全国新增建筑太阳能光伏装机容量达到 50GW 以上,BIPV 市场有望快速起步。在 BIPV

42、的应用场景中,光伏系统将直接与人员进行近距离接触,因此对于安全性的要求将更为严苛,整体来看 BIPV 将沿用建筑领域较高的安全标准,例如国标 GB T 3805-2008 中明确指出正常状态下人体可接触的交流/直流安全电压不得超过 33V/70V。 因此, 我们认为未来 BIPV 也将成为微型逆变器的一个重要应用场景。 表表 5:不同状态下人体可触及稳态安全电压限制(:不同状态下人体可触及稳态安全电压限制(V) 环境状况环境状况 正常正常 单故障单故障 双故障双故障 交流交流 直流直流 交流交流 直流直流 交流交流 直流直流 皮肤阻抗和对地电阻均可忽略不计 0 0 0 0 16 35 皮肤阻抗

43、和对地电阻降低 16 35 33 70 不适用 皮肤阻抗和对地电阻均不降低 33 70 55 140 不适用 特殊状况 特殊应用 资料来源:国家标准,安信证券研究中心 2.2.3. 微微型型逆变器经济性逆变器经济性持续提升持续提升 光伏步入平价时代光伏步入平价时代,度电成本开始成为,度电成本开始成为行业核心的考量因素。行业核心的考量因素。在发展初期,由于光伏自身的发电成本明显高于传统化石能源,下游需求很大程度上由补贴推动,行业存在较大的降本压力,下游业主通常更倾向于初始投资成本更低的方案。而随着光伏迈过平价节点,行业已由外部政策驱动转变为自身经济性驱动,项目度电收益开始逐步取代初始投资成本成为

44、业主最主要的考量因素。 在此背景下, 我们认为微型逆变器精细控制、 高效发电的优势将得到凸显,即便初始投资成本较高,其在某些场景下仍可对全生命周期内的度电成本产生正面贡献。 图图 18:全球光伏平均度电成本变化趋势(全球光伏平均度电成本变化趋势($/kWh) 资料来源:IRENA,安信证券研究中心 海外户用光伏市场海外户用光伏市场人工人工成本较高,终端成本较高,终端客户客户对产品价格的敏感性相对较低。对产品价格的敏感性相对较低。不同于大型电力开发商,居民家庭通常不会对户用光伏的收益率进行精确测算,只要安装的收益能够大致覆盖初始投资成本既可。与此同时,在海外发达地区人工安装成本往往较高,根据美国

45、太阳能产业协会(SEIA)的测算,美国户用光伏系统的初始投资中设备成本(Hardware Costs)仅占 1/3,其余均为人工等软性成本(Soft Costs) 。因此,户用市场中产品价格并非影响终端用户选择的唯一因素, 为节省后续潜在的人工成本, 家庭用户将倾向于安全性高、 质量好、后续维护简单的产品,而这正是微型逆变器的优势所在。 0.000.050.100.150.200.250.300.350.4020000192020化石燃料发电成本区间光伏LCOE补贴驱动投资业主倾向于初始投资成本较低的方案自身经济性驱动投资业主倾

46、向于度电成本较低的方案图图 19:美国户用光伏初始投资成本构成(美国户用光伏初始投资成本构成($/W) 资料来源:SEIA,安信证券研究中心 组件功率组件功率快速快速提升提升,微型逆变器单瓦成本有效摊薄,微型逆变器单瓦成本有效摊薄。随着大尺寸硅片的加速渗透以及电池转换效率的持续提升, 近年来光伏组件功率呈快速上升趋势, 根据中国光伏行业协会发布的 中国光伏产业发展路线图 ,2021 年 166/182/210mm 尺寸 PERC 单晶电池组件的功率已达到455/545/550W,182mm N 型单晶组件的功率则可达到 570W,较 2018 年 300W 左右的主流组件功率大幅提升。在户用领

47、域,多晶时代组件的功率一般仅为 200-300W,而近年来头部组件厂商推出的户用产品功率等级已达到 400W+。在同样装机功率的情况下,组件功率的提升意味着组件数量的降低,而微型逆变器与组件为一一对应的关系,因此所需的微型逆变器数量也将同步减少,折算到单瓦的成本将有效摊薄。而对于传统的组串式方案,在同样的装机功率下用到的逆变器数量与功率等级基本不变,因此组件功率的增加将提升微型逆变器相对于传统组串式逆变器的经济性。 图图 20:P 型单晶型单晶 PERC 组件单体功率快速提升(组件单体功率快速提升(W) 图图 21:单晶单晶电池转换效率快速提升电池转换效率快速提升 资料来源:CPIA,安信证券

48、研究中心 资料来源:CPIA,安信证券研究中心 微型逆变器持续迭代升级微型逆变器持续迭代升级,近年来降本幅度明显近年来降本幅度明显。在组件功率提升的同时,自问世以来微型逆变器自身的设计与方案也处于快速优化升级的过程中, 以行业先行者 Enphase 为例, 2008年至今共推出了 8 代微型逆变器产品,每一代新产品都在之前的基础上实现了降本增效,单瓦成本由 2011 年接近 0.6 美元的水平下降至近年来的 0.2 美元左右。 与此同时, 近年来国内厂商推出的一拖四、一拖八等多体方案亦使得微型逆变器的性价比大幅提升。根据 Wood Mackenzie 的统计,近年来全球微型逆变器的单瓦价格整体

49、呈下降趋势,其中美国市场由于关税、本土保护等原因价格相对较高,而在以巴西为代表的新兴市场中微型逆变器的价格已有大幅下降。 0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%100%0.00.51.01.52.02.53.03.54.02000202021设备成本软性成本软性成本占比0050060020021166mm及以下182mm210mm19%20%21%22%23%24%25%20021P型PERCTOPCon异质结图图 22:Enphase 微型逆变器单瓦价格微型逆变器

50、单瓦价格及成本情况(及成本情况($/W) 图图 23:全球全球微型逆变器价格变化情况(微型逆变器价格变化情况($/W) 资料来源:公司公告,安信证券研究中心 资料来源:Wood Mackenzie,安信证券研究中心 部分场景下,微型逆变器部分场景下,微型逆变器与与传统组串式逆变器的经济性传统组串式逆变器的经济性差距已经较小差距已经较小。在此,我们对海外户用光伏市场中微型逆变器的经济性进行了大致测算。以 5kW 的户用系统为例,假设采用传统组串式逆变器的系统初始投资成本为 2.5 美元/W,年发电量为 1300 小时(年衰减 1%) ,电价为 0.20 美元/kWh 且每年上涨2%, 则在 20

51、 年的生命周期内户用光伏的 IRR 约为 6.2%。若假设微型逆变器的单瓦价格较传统组串式逆变器高 0.2 美元,同时年发电量提升 5%,则在其他条件不变的情况下, 改用微型逆变器后户用光伏的IRR约为6.0%, 下降幅度仅为0.2%。考虑到户用市场中终端居民家庭对经济性的敏感度相对较低,且微型逆变器在安全性等其他方面具有显著优势,我们认为这样的经济性差距是完全可以接受的。 表表 6:5kW 户用光伏系统传统组串式户用光伏系统传统组串式逆变器与微型逆变器方案经济性对比逆变器与微型逆变器方案经济性对比 单位单位 0 1 2 3 4 20 传统组串式方案传统组串式方案 初始投资 $ (12,500

52、) 年发电量 kWh - 6,565 6,500 6,435 6,370 5,330 平均电价 $/kWh - 0.200 0.204 0.208 0.212 0.291 年收益 $ - 1,313 1,326 1,339 1,352 1,553 年维护费用 % - (300) (300) (300) (300) (300) 净现金流 $ (12,500) 1,013 1,026 1,039 1,052 1,253 IRR % 6.2% 微型逆变器方案微型逆变器方案 初始投资 $ (13,500) 年发电量 kWh - 6,893 6,825 6,757 6,689 5,597 平均电价 $/

53、kWh - 0.200 0.204 0.208 0.212 0.291 年收益 $ - 1,379 1,392 1,406 1,420 1,631 年维护费用 % - (300) (300) (300) (300) (300) 净现金流 $ (13,500) 1,079 1,092 1,106 1,120 1,331 IRR % 6.0% IRR差异差异 % -0.2% 资料来源:SEIA,EIA,安信证券研究中心 随着组件功率的提升以及微型逆变器自身技术的持续升级,我们预计未来微型逆变器与组串式逆变器的单瓦成本差异将进一步缩窄。根据我们的敏感性测算,在提升 5%发电量的假设条件下,当微型逆变

54、器与组串式逆变器的价差降至 0.15 美元/W 时,两者的经济性就可基本持平,在某些场景下微型逆变器方案的经济性或已超越传统的组串式方案。 00.10.20.30.40.50.60.70.8单瓦价格单瓦成本00.10.20.30.40.5200192020全球平均美国 (高价市场)巴西 (低价市场)表表 7:微型与传统组串式方案经济性差距敏感性测算:微型与传统组串式方案经济性差距敏感性测算 IRR差距差距 微逆微逆与组串式与组串式价差价差 微逆发电量增益幅度微逆发电量增益幅度 0.30 0.25 0.20 0.15 0.10 0.10 2.5% -1.0% -0.8% -

55、0.5% -0.3% -0.1% -0.1% 5.0% -0.6% -0.4% -0.2% 0.0% 0.3% 0.3% 7.5% -0.3% -0.1% 0.2% 0.4% 0.6% 0.6% 10.0% 0.1% 0.3% 0.5% 0.7% 1.0% 1.0% 资料来源:SEIA,EIA,安信证券研究中心 2.3. 全球微型逆变器市场全球微型逆变器市场加速加速拐点已至拐点已至 美国市场引领,美国市场引领,其他地区接力其他地区接力,全球,全球微型逆变器微型逆变器加速渗透加速渗透。如前所述,NEC 2017 是助推微型逆变器市场步入规模化发展阶段的重要因素,在其发布后的短短两三年内美国微型逆

56、变器在户用光伏中的渗透率由 30%以下快速提升至 50%左右。而在美国以外的地区,目前微型逆变器的渗透率仍然处于起步初期。随着全球范围内户用光伏安全要求的提升以及微型逆变器成本的不断下降,我们预计其他户用光伏市场的微型逆变器渗透率也有望加速提升,未来有望接力美国市场快速放量。 图图 24:美国及美国以外地区户用光伏市场微型逆变器渗透率对比美国及美国以外地区户用光伏市场微型逆变器渗透率对比 资料来源:Wood Mackenzie,BNEF,安信证券研究中心 2025 年全球微型逆变器年全球微型逆变器出货量有望出货量有望超过超过 25GW,对应市场空间对应市场空间或达或达 200 亿元亿元以上以上

57、。综上,在全球分布式光伏装机占比提升以及组件级控制方案加速渗透的背景下,我们看好微型逆变器由当前 5GW 左右的“小众”市场逐渐发展壮大。若假设 2025 年微型逆变器在美国户用光伏中的渗透率为 60%,其他海外地区为 30%,国内逐步进入推广期,则 2025 年全球微型逆变器出货量或将超过 25GW,年均增速超过 50%,其中美国以外地区的贡献将持续提升。考虑到微型逆变器的单瓦价值量显著高于组串及集中式逆变器,其市场空间将更为可观,若以 2025 年 0.8 元/W 的全球均价进行测算,则对应的市场规模将达到 200 亿元以上的量级。 0%10%20%30%40%50%60%20162017

58、201820192020美国美国以外地区表表 8:全球微型逆变器市场空间测算全球微型逆变器市场空间测算 单位单位 2020 2021 2022E 2023E 2024E 2025E 全球光伏装机 GW 144 183 230 288 344 406 户用光伏占比 % 21% 28% 29% 29% 29% 29% 全球户用光伏装机 GW 30.2 51.1 65.9 82.8 98.8 116.6 中国 GW 12.1 21.6 26.9 31.9 36.4 37.9 美国 GW 3.3 4.2 6.0 7.2 8.6 10.4 其他地区 GW 14.7 25.3 33.1 43.7 53.7

59、 68.4 微型逆变器渗透率 % 8% 8% 10% 13% 16% 21% 中国 % 0% 0% 0% 0% 1% 3% 美国 % 48% 60% 60% 60% 60% 60% 其他地区 % 5% 10% 15% 20% 25% 30% 全球微型逆变器出货量全球微型逆变器出货量 GW 2.3 5.0 8.6 13.1 19.0 27.9 中国 GW - - - - 0.4 1.1 美国 GW 1.6 2.5 3.6 4.3 5.2 6.2 其他地区 GW 0.7 2.5 5.0 8.7 13.4 20.5 微型逆变器平均单价 元/W 2.0 1.8 1.5 1.2 1.0 0.8 微型逆变

60、器市场规模微型逆变器市场规模 亿元亿元 46 91 128 157 190 223 资料来源:Wood Mackenzie,BNEF,SEIA,安信证券研究中心 微型逆变器微型逆变器主要应用于主要应用于海外高端户用市场,海外高端户用市场,盈利能力盈利能力优于一般组串式及集中式逆变器优于一般组串式及集中式逆变器。当前微型逆变器的主要应用场景为海外户用市场,且主要面向对安全性、发电效率要求较高的终端居民用户,相较于一般的组串式逆变器存在一定的单瓦溢价。考虑到高端户用市场的价格敏感度较低,我们预计微型逆变器市场在快速扩大的同时仍可保持较强的盈利能力,近年来Enphase、昱能、禾迈等国内外微型逆变器

61、厂商的毛利率普遍优于其他集中式或组串式逆变器厂商。 图图 25:不同厂商不同厂商 2021 年并网逆变器业务毛利率对比年并网逆变器业务毛利率对比 资料来源:公司公告,安信证券研究中心 0%10%20%30%40%50%60%禾迈Enphase昱能阳光电源SolarEdge固德威锦浪上能电气SMA2021年幵网逆变器毛利率3. 海外龙头起步领先,国内厂商加速追赶海外龙头起步领先,国内厂商加速追赶 3.1. 当前全球微型逆变器市场格局较为集中当前全球微型逆变器市场格局较为集中 微型逆变器与集中式微型逆变器与集中式/组串式逆变器组串式逆变器存在明显技术路线差异存在明显技术路线差异, 市场参与者重叠度

62、较小。市场参与者重叠度较小。从电压等级上看,目前集中式逆变器的输入电压等级普遍达到 1500V,组串式逆变器的电压等级则一般为 600V-1500V,整体上属于高压、强电范畴,在技术层面与传统的电力电子领域更为贴近。相较而言,微型逆变器的输入电压等级一般为 40-60V,更偏向于芯片设计、嵌入式软件等微电子层面。根据招股说明书中的披露,昱能科技原材料采购成本中集成电路与半导体器件的占比接近 30%,结构件、电阻、电容等器件的占比则相对较少,成本结构与组串式逆变器存在一定差异。因此,从发展早期开始,集中式/组串式逆变器市场与微型逆变器市场的参与者就可谓“泾渭分明” ,前者最早以 SMA、KACO

63、、Schneider、ABB 等欧系电气厂商为代表,后者则以美系微电子厂商为主。 图图 26:昱能科技原材料采购结构昱能科技原材料采购结构 图图 27:锦浪科技原材料采购结构锦浪科技原材料采购结构 资料来源:招股说明书,安信证券研究中心 资料来源:招股说明书,安信证券研究中心 微型逆变器微型逆变器市场参与者相对有限。市场参与者相对有限。 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。我们预计组串式厂商与微型逆变器厂商之间的界限将长期存在,对于传统组串式厂商而言,微型逆变器在技术层面存在较大差异,在市场策略层面则对自身原有产品体系构成较大

64、挑战,因此更倾向于通过组串式逆变器配套关断器/优化器的方案实现组件级控制,而非跨界进入微型逆变器领域。 表表 9:全球主要微型逆变器厂商:全球主要微型逆变器厂商 公司公司 创立地创立地 生产生产/研发微研发微逆逆时间时间 经营状态经营状态 SolarBridge 美国 2004 2014 年被 SunPower 收购,2018 年转卖给 Enphase Enphase 美国 2006 2012 年纳斯达克上市 NEP 美国 2009 2020 年重组,2021 年完成 Pre-A 轮融资,全球运营总部迁至苏州 Chilicon Power 美国 2009 2021 年被户用/工商业发电机厂商

65、Generac 收购 SP ARQ Systems 加拿大 2009 正常 昱能科技 美国 2009 2022 年 A 股科创板上市 禾迈股份 中国 2012 2021 年 A 股科创板上市 德业股份 中国 2016 2020 年上交所主板上市 资料来源:公司网站,安信证券研究中心 当前全球微型逆变器市场格局较为集中,当前全球微型逆变器市场格局较为集中,Enphase 龙头地位突出。龙头地位突出。光伏产业发展至今逆变器行业已经历数轮洗牌,当前全球范围内规模较大、较为活跃的逆变器厂商约有 15-20 家,根据Wood Mackenzie统计2020年全球逆变器出货CR3/CR5/CR10分别为4

66、9%/59%/80%。相较而言,微型逆变器作为一个相对独立的细分领域,其市场格局呈现高度集中的态势,集成电路线缆半导体器件机构件阻容变压器PCB版其他结构件类电感晶体管电容IC器件PCB板传感器其他Enphase 占据 80%左右的份额,龙头地位突出。 图图 28:2020 年全球光伏逆变器年全球光伏逆变器出货量出货量份额情况份额情况 图图 29:2020 年全球微型逆变器市场份额情况年全球微型逆变器市场份额情况 资料来源:Wood Mackenzie,安信证券研究中心 资料来源:Wood Mackenzie,安信证券研究中心 长期坚守长期坚守叠加叠加政策政策倾斜倾斜造就造就 Enphase

67、美国市场美国市场优势地位。优势地位。2018 年前 Enphase 连续亏损接近十年,NEC 2017 推出后组件级关断方案成为美国户用市场刚需,与此同时 2018 年起中美贸易摩擦客观上对中国逆变器厂商在美国市场的发展形成了较大阻碍,SolarEdge 与Enphase 两家美国本土户用逆变器厂商则成为最大受益者。根据 Wood Mackenzie 的统计,2020 年起 SolarEdge 与 Enphase 两家厂商占据了美国户用逆变器市场 90%左右的份额, 就Enphase 自身而言,其 80%左右的收入均来自美国本土市场。 图图 30:美国户用逆变器市场份额情况美国户用逆变器市场份

68、额情况 图图 31:Enphase 收入地区分布情况(亿美元)收入地区分布情况(亿美元) 资料来源:Wood Mackenzie,安信证券研究中心 资料来源:公司公告,安信证券研究中心 国内国内微型逆变器厂商微型逆变器厂商错位竞争,错位竞争,主打欧洲及拉美市场主打欧洲及拉美市场。虽然美国是全球最大的微型逆变器市场,但考虑到 Enphase 等本土厂商的地位较为稳固,当前国内微型逆变器厂商的市场主要分布在欧洲、拉美等其他海外地区。2021 年昱能美国市场以外的收入占比接近七成,禾迈微型逆变器海外收入中亦有 80%左右来自北美以外地区, 整体上看国内厂商与龙头 Enphase存在一定的错位竞争关系

69、。 华为阳光电源SMAPower Electronics古瑞瓦特锦浪ABB (Fimer)上能电气固德威TMEIC其他Enphase昱能其他0%20%40%60%80%100%200019SolarEdgeEnphase其他0246810121416美国市场美国以外市场图图 32:2021 年禾迈微型逆变器境外销售地区分布年禾迈微型逆变器境外销售地区分布 图图 33:2020 年昱能微型逆变器境外销售地区分布年昱能微型逆变器境外销售地区分布 资料来源:公司公告,安信证券研究中心 资料来源:公司公告,安信证券研究中心 3.2. 国内厂商追赶脚步加快国内

70、厂商追赶脚步加快 海外龙头起步较早,国内微型逆变器厂商快速追赶海外龙头起步较早,国内微型逆变器厂商快速追赶。作为全球微型逆变器的首创者,龙头厂商 Enphase 在产品技术上长期处于引领状态, 自 2008 年首次推出微型逆变器以来其产品已经迭代至第 8 代,功率等级由 175W 提升至 500W+。相较而言,国内微型逆变器厂商起步稍晚,在发展初期技术积累与海外龙头厂商相比存在一定差距。经过多年的努力,近年来国内微型逆变器厂商无论是在产品迭代速度还是在性能指标上均开始追赶甚至超越国际先进水平,陆续推出多体、三相、大电流、高功率等创新产品。与集中式/组串式逆变器领域的发展历程类似,我们认为国内微

71、型逆变器厂商已经在技术上实现从追赶到引领的转变。 图图 34:国内外微型逆变器厂商产品迭代情况国内外微型逆变器厂商产品迭代情况 资料来源:公司网站及公告,安信证券研究中心 国内国内微型逆变器微型逆变器厂商厂商主要采取主要采取差异化竞争路线,差异化竞争路线,产品产品性价比性价比优势突出。优势突出。如前所述,自问世以来微型逆变器一直是一种高成本的小众方案,主要面向对安全性、产品性能要求较高的终端客户, 因此 Enphase 等海外微型逆变器厂商始终主打高端路线, 产品以单相单体方案为主,一台微型逆变器通常只连接一块组件,单瓦成本较高。相较而言,国内厂商在海外渠道、品牌上并无优势, 因此更加注重产品

72、本身的性价比, 产品体系由最初的单体方案逐步朝一拖二、北美拉美欧洲其他美国美洲(丌含美国)欧洲其他一拖四甚至一拖八的多体方案升级,目前最高单机功率超过 3kW,在单瓦成本上具备显著优势。根据招股说明书中的披露,2020 年开始昱能的单体微型逆变器已基本处于停售状态,禾迈单体逆变器的收入占比也仅为 5%左右。 表表 10:海内外微型逆变器厂商产品体系对比海内外微型逆变器厂商产品体系对比 厂商厂商 产品产品型号型号 规格规格 最大输出功率(最大输出功率(W) 最大输入直流电压(最大输入直流电压(V) 最大输入最大输入电流电流(A) Enphase IQ8-60-2-US 一拖一 245 50 15

73、 IQ8PLUS-72-2-US 300 60 15 IQ8D-72-US 一拖二 640 60 15 NEP BDM-500 一拖一 550 60 25 BDM-800 一拖二 800 60 17 Chilicon Power CP-250E 一拖一 289 60 13.5 CP-720 一拖二 720 60 13.5 SP ARQ Systems The Quad 1200 一拖四 1200 50 16 昱能科技 YC250A/I 一拖一 250 55 12 DS3 一拖二 880 60 20 QT2 一拖四 2000 60 20 QT2D 一拖八 3600 60 20 禾迈股份 HM-3

74、00 一拖一 300 60 11.5 HM-350 350 60 11.5 HM-400 400 60 12.5 HM-600 一拖二 600 60 11.5 HM-700 700 60 11.5 HM-800 800 60 12.5 HM-1000 一拖四 1000 60 10.5 HM-1200 1200 60 11.5 HM-1500 1500 60 11.5 HMT-1800 一拖六 1800 60 11.5 HMT-2250 2250 60 11.5 德业股份 SUN1000G3-EU-230 一拖二 1000 60 13 SUN2000G3-EU-230 一拖四 2000 60 1

75、3 资料来源:公司网站,安信证券研究中心 图图 35:Enphase 微型逆变器销售台数计平均功率情况微型逆变器销售台数计平均功率情况 图图 36:禾迈股份微型逆变器销售结构(亿元)禾迈股份微型逆变器销售结构(亿元) 资料来源:公司公告,安信证券研究中心 资料来源:招股说明书,安信证券研究中心 依托国内强大的电力电子及光伏产业基础,国内微型逆变器厂商在生产制造及供应链把控上依托国内强大的电力电子及光伏产业基础,国内微型逆变器厂商在生产制造及供应链把控上也具有一定优势。也具有一定优势。此前微型逆变器市场的整体出货量相对较小,厂商的核心竞争力主要体现在技术研发、产品设计、软件算法等层面,生产制造环

76、节的规模相对有限,亦可通过外协、0.00.10.20.30.40246810122013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021微型逆变器销售台数(左轴,百万台)平均单台功率(右轴,kW)0.00.51.01.52.020021H1一拖一一拖二一拖四代工等方式加以解决,例如 Enphase 的研发、销售、管理人员基本集中在北美,组装制造则主要由中国、墨西哥、印度等地的代工厂负责。但随着产品产销规模的持续扩大,生产端的效率与供应链的把控能力将变得愈发重要,而在这些方面国内制造业普遍具有较强的比较优势,因此我们看好国内微型逆变器厂商能够

77、在制造环节实现更好的成本控制与交付效率,从而进一步压缩成本、提升盈利能力。 图图 37:Enphase 在制造组装环节主要采取代工模式在制造组装环节主要采取代工模式 资料来源:公司公告,安信证券研究中心 全球户用光伏市场蓬勃发展,国内厂商抢抓美国以外市场机遇。全球户用光伏市场蓬勃发展,国内厂商抢抓美国以外市场机遇。如前所述,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。近年来,无论是欧洲、澳洲、日本等发达地区,还是拉美、中东、非洲等新兴地区,户用光伏市场均呈现蓬勃发展态

78、势,全球装机区域更加多元化。我们认为国内厂商在非美国市场具备较强的综合竞争优势(尤其是对价格更为敏感的新兴市场) ,有望充分受益海外微型逆变器的加速渗透。根据海关总署披露数据,2021 年国内逆变器出口金额同比增长 38%,其中欧洲、拉美地区表现尤为亮眼,增速分别达到 57%/83%,2022Q1 亦维持了 50%左右的高速增长。 图图 38:全球户用全球户用光伏光伏装机区域趋向多元化(单位:装机区域趋向多元化(单位:GW) 图图 39:国内逆变器出口额及地区构成(亿元)国内逆变器出口额及地区构成(亿元) 资料来源:BNEF,安信证券研究中心 资料来源:海关总署,安信证券研究中心 综上所述,我

79、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,未来有望实现行业爆发与公司发展的共振,快速提升自身的业务规模与市场份额。 0552012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020欧盟美国日本澳大利亚中国其他地区05003003502002020212022Q1欧洲亚洲拉美北美澳洲非洲4. 重点上市公司重点上市公司 4.1. 昱能科技:昱能科技:行业老行业老兵兵,厚积薄发,厚积薄发 公司公司为微型逆变器“老兵” ,为

80、微型逆变器“老兵” ,十余年发展铸就行业领先地位十余年发展铸就行业领先地位。昱能是全球范围内最早实现微型逆变器量产出货的厂商之一,自 2010 年设立以来始终专注于分布式光伏系统组件级电力电子设备领域,目前累计出货量超过 2GW,产品销往全球 90 余个国家与地区。据 Wood Mackenzie 统计,2020 年公司微型逆变器出货量位列全球第二、国内第一,仅次于龙头Enphase。 图图 40:昱能科技产品体系发展历程昱能科技产品体系发展历程 资料来源:招股说明书,安信证券研究中心 公司创始公司创始人及核心管理团队具备较强的专业背景人及核心管理团队具备较强的专业背景,技术积累深厚技术积累深

81、厚。公司创始人凌志敏、罗宇浩先生分别为微电子、电机工程博士,曾就职于 XLINX、SOLARIA 等全球领先的半导体及光伏行业公司,其他核心技术人员亦在微电子或电气领域具有丰富的行业经验。因此,公司自成立以来就具备较强的研发基因与国际化的人才队伍,技术水平行业领先,先后研制出全球首款取得欧美认证的三相微型逆变器及全球首款单相四体微型逆变器。 表表 11:昱能昱能科技科技创始团队及其他核心技术人员创始团队及其他核心技术人员情况情况 人员人员 职位职位 学历背景学历背景 简介简介 凌志敏 董事长 总经理 微电子专业博士 比利时鲁汶天主教大学微电子博士,美国加利福尼亚大学伯克利分校电子工程与计算机博

82、士后,曾先后就职于 AMD、XILINX、SOLARIA 等全球领先的半导体及光伏行业公司,科技部“国家创新人才推进计划”科技创新创业人才。 罗宇浩 首席技术官 董事 电机工程专业博士 美国加州大学洛杉矶分校电机工程博士,曾先后就职于 XILINX,SOLARIA 等全球领先的半导体及光伏行业公司,国家光伏产品质检中心光伏电站及逆变器领域技术专家。 周懂明 设计总监 设计副总经理 测试计量技术及仪器专业硕士 南京航空航天大学测试计量技术及仪器专业硕士研究生学历。2006 年至 2007年任上海航空测控技术研究所硬件开发项目主管;2007年至2008 年任中兴通讯股份有限公司嵌入式系统研发(FP

83、GA)硬件工程师;2008年至2010 年任Atmel 半导体科技有限公司嵌入式应用开发软件工程师。2010年5 月至今历任公司设计总监、设计副总经理,主要负责公司新产品的软硬件设计与调试工作。 吴国良 技术总监 技术副总经理 电力电子与电力传动专业硕士 浙江大学电气工程学院电力电子与电力传动专业硕士研究生学历。2006 年6 月至 2010年 6月于台达能源技术(上海)有限公司设计中心先后任电子工程师及高级电子工程师职务。2010年 6月至今历任公司技术总监、技术副总经理,主要负责公司新产品开发及产业化工程。 祁飚杰 微型逆变器设计总监 电力电子与电力传动专业硕士 南京航空航天大学电力电子与

84、电力传动专业硕士研究生学历。2008 年至 2009年任中航雷达与电子设备研究院电源开发工程师;2009年至2010 年任中电电气(南京)太阳能研究院有限公司光伏组串式并网逆变器软硬件工程师、项目主管;2010 年,任中达电子(江苏)有限公司南京分公司中高压变频器软件开发工程师;2011 年至 2012年,任浙江海得新能源有限公司风机变流器软件开发工程师。2012年 6 月至今任公司微型逆变器设计总监,主要负责公司微型逆变器产品的软硬件设计与调试工作。 资料来源:公司公告,安信证券研究中心 公司公司全面布局全面布局组件级组件级电力电子设备,产品体系持续拓宽电力电子设备,产品体系持续拓宽。在深耕

85、微型逆变器的同时,近年来公司的产品体系亦不断推陈出新,2019 年底公司成为全球第二家推出面向美国市场符合Sunspec 行业标准的智控关断器的厂商,形成了微型逆变器与组串式逆变器+关断器/优化器两大技术路线并行的业务布局。同时,公司已开发配套微型逆变器的能量通信及监控分析系统,可有效帮助终端用户对分布式光伏系统进行实时监控与高效运维。2021 年公司微型逆变器、智控关断器、能量通信器业务分别实现营业收入 5.12/0.87/0.53 亿元,占营业收入比重分别为 77.0%/13.2%/8.0%。 图图 41:昱能科技收入构成情况(亿元)昱能科技收入构成情况(亿元) 资料来源:公司公告,安信证

86、券研究中心 公司业绩高速增长公司业绩高速增长,盈利,盈利能力持续提升能力持续提升。随着全球范围内微型逆变器的应用逐步推开,近年来公司业绩增长明显提速,2018-2021 年间公司营业收入由 2.36 亿元增长至 6.65 亿元,年均增长超过 40%。在业务高速扩张的同时,公司毛利率基本维持稳定,各项费用率则明显摊0201920202021微型逆变器智控关断器能量通信器其他薄, 带动公司整体盈利能力持续提升, 2018-2021 年公司归母净利润由 0.13 亿元增长至 1.03亿元,年均增长接近 100%。2022 年一季度公司分别实现营业收入、归母净利润 1.74/0.

87、31亿元,同比增长 51.6%/123.9%,高速增长势头不减。 图图 42:昱能科技归母净利润变化昱能科技归母净利润变化情况情况(亿元)(亿元) 图图 43:昱能科技昱能科技毛利率、净利率情况毛利率、净利率情况 资料来源:公司公告,安信证券研究中心 资料来源:公司公告,安信证券研究中心 4.2. 禾迈股份:禾迈股份:微逆新星微逆新星,快速崛起快速崛起 公司公司深耕电力变换设备深耕电力变换设备及及电气成套设备领域,电气成套设备领域,微逆产品体系齐全微逆产品体系齐全。公司创始及核心管理团队来自浙江大学等国内知名高校,在电力电子领域具备较强的技术实力,经过多年的研发与产业化结合逐步形成了光伏逆变器

88、等电力变换设备以及电气成套设备的业务布局。 公司自2012年起开始进行微型逆变器的研发,在自主掌握电路拓扑与控制算法等核心技术的基础上相继推出了一系列微逆产品,目前产品功率范围涵盖 300W 至 2kW+,已在全球范围内形成一定的市场地位,客户遍及美洲、欧洲、亚洲等多个地区。 图图 44:禾迈微型逆变器产品系列禾迈微型逆变器产品系列 资料来源:公司公告,安信证券研究中心 公司微型逆变器业务快速放量,盈利能力出色。公司微型逆变器业务快速放量,盈利能力出色。2017-2021 年间,公司营业收入由 2.49 亿元增长至 7.95 亿元, 其中微型逆变器业务收入由 0.20 亿元大幅提升至 4.52

89、 亿元, 是驱动公0%10%20%30%40%50%60%70%0202Q1营业收入增速0%10%20%30%40%50%2002122Q1毛利率净利率司收入增长的主要因素。从盈利能力上看,近两年公司微型逆变器业务毛利率保持在 55%左右的高水平,微逆业务的放量带动公司整体归母净利润由 2017 年的-0.20 亿元快速增长至2021 年的 2.02 亿元。 图图 45:禾迈股份营收构成情况(亿元)禾迈股份营收构成情况(亿元) 图图 46:公司各项业务毛利率情况公司各项业务毛利率情况 资料来源:公司公告,安信证券研究中心 资料来

90、源:公司公告,安信证券研究中心 公司大额募资公司大额募资扩充产能扩充产能,各项业务各项业务发展发展有望进一步有望进一步提速提速。2021 年底公司完成科创板 IPO 上市,共募集资金 54.06 亿元(扣除发行费用后) ,将用于公司智能制造基地的建设以及储能逆变器等新产品的研发与产业化。在下游需求高度景气的背景下,公司自身制造端产能以及资金实力亦得到显著提升,进一步奠定未来发展的基础。 表表 12:公司:公司 IPO 募投项目及实际募集资金情况(亿元)募投项目及实际募集资金情况(亿元) 项目总投资金额项目总投资金额 拟投入募集资金拟投入募集资金金额金额 禾迈智能制造基地建设项目 2.58 2.

91、58 储能逆变器产业化项目 0.89 0.89 智能成套电气设备升级建设项目 0.72 0.72 补充流动资金 1.40 1.40 合计合计 5.58 5.58 实际募集资金(扣除发行费用)实际募集资金(扣除发行费用) 54.06 资料来源:公司公告,安信证券研究中心 4.3. 德业股份德业股份:光储并济,微逆可期光储并济,微逆可期 公司立足传统家电公司立足传统家电领域领域,打造打造逆变器业务新增长点逆变器业务新增长点。公司成立初期主要从事注塑件、模具、钣金件的生产与销售, 2007 年起逐步在电路控制、 空调热交换器等家电相关领域加大布局,2015 年正式确立热交换器(空调配套) 、电路控制

92、(逆变器等)与环境控制(除湿机等)三大发展主线。长期以来公司家电业务保持稳健发展,目前已成为国内规模最大的专业翅片式热交换器制造商,自主品牌除湿机销售额亦多年位列行业前列。在此基础上,近年来公司逆变器业务快速成长,2021 年实现收入 11.98 亿元,总营收占比接近 30%,2017-2021 收入年均增速达到 241%。 0501920202021其他模块化逆变器及其他电力变换设备分布式光伏发电系统电气成套设备微逆及监控设备0%20%40%60%80%200202021微逆及监控设备电气成套设备分布式光伏发电系统模块化逆变器及其他电力变换设备图图

93、 47:德业股份业务布局德业股份业务布局 图图 48:德业股份营收构成(亿元)德业股份营收构成(亿元) 资料来源:公司公告,安信证券研究中心 资料来源:公司公告,安信证券研究中心 逆变器业务逆变器业务盈利能力优秀,盈利能力优秀,带动公司业绩增长加速带动公司业绩增长加速。2017-2021 年间公司营业收入由 15.06亿元增长至 41.68 亿元,归母净利润则由 0.91 亿元上升至 5.79 亿元,对应 CAGR 分别为35.0%/44.9%,在近年来家电行业整体增速放缓的背景下,逆变器业务已成为拉动公司业绩的主要增长点。此外,随着业务规模的扩大以及产品结构的优化,近年来公司逆变器业务盈利能

94、力持续提升,2021 年公司热交换器及除湿机业务毛利率受大宗原材料价格上涨影响分别同比下滑 5.5%/1.0%,而逆变器业务毛利率则达到 37.2%,逆势提升 2.4%。 图图 49:德业股份德业股份归母净利润变化情况归母净利润变化情况(亿元)(亿元) 图图 50:德业股份德业股份各项业务毛利率情况各项业务毛利率情况 资料来源:公司公告,安信证券研究中心 资料来源:公司公告,安信证券研究中心 公司逆变器业务聚焦储能、公司逆变器业务聚焦储能、微逆等差异化细分市场微逆等差异化细分市场,具备较强技术、渠道基础具备较强技术、渠道基础。目前传统的组串式并网逆变器市场已较为成熟,头部厂商在产品、渠道等方面

95、具备一定优势,新进入者需要克服的壁垒相对较高。因此,公司逆变器业务从起步初期就聚焦储能、微逆等差异化细分市场,2021 年公司逆变器业务中储能逆变器/组串式并网逆变器/微型并网逆变器的收入分别为 5.32/5.39/1.07 亿元。整体来看,公司在技术、渠道等方面具有较强积累,就微型逆变器领域而言,2020 年公司已开发出可实现 4 路 MPPT 跟踪的产品(8 路 MPPT 跟踪产品亦逐步转入量产) ,在功率密度、功率范围及转换效率上均有较强的竞争优势。 热交换器热交换器逆变器逆变器除湿机除湿机蒸发器蒸发器冷凝器冷凝器储能逆变器储能逆变器组串式并网逆变器组串式并网逆变器微型并网逆变器微型并网

96、逆变器家用除湿机家用除湿机工业除湿机工业除湿机非标准除湿机非标准除湿机000202021热交换器逆变器除湿机其他0%20%40%60%80%100%120%140%160%180%02002122Q1归母净利润增速0%10%20%30%40%50%200202021热交换器逆变器除湿机图图 51:德业股份德业股份 2020-2021 年逆变器业务收入构成年逆变器业务收入构成(亿元)(亿元) 资料来源:公司公告,安信证券研究中心 02468021储能逆变器组串式幵网逆变器微型幵网逆变器

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