逆變器是一種將直流電（電池、蓄電瓶）轉(zhuǎn)化為交流電的裝置，在汽車、軌道交通、通信設(shè)備和新能源發(fā)電等多領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用。目前市場上提及的逆變器主要指光伏發(fā)電系統(tǒng)中使用的光伏逆變器，以及用于儲(chǔ)能系統(tǒng)的儲(chǔ)能逆變器（或稱儲(chǔ)能變流器）。

光伏逆變器是連接光伏系統(tǒng)與電網(wǎng)，確保電站長期可靠運(yùn)行和提升項(xiàng)目投資回報(bào)的關(guān)鍵設(shè)備。逆變器的基礎(chǔ)功能是將光伏電池輸出的直流電轉(zhuǎn)換為交流電，主要通過IGBT和MOSFET等電力電子開關(guān)器件的高頻率開合以實(shí)現(xiàn)此功能，并需要使輸出的交流電滿足并入電網(wǎng)的電能質(zhì)量要求。光伏逆變器的性能對(duì)于整個(gè)光伏系統(tǒng)的運(yùn)行平穩(wěn)性、發(fā)電效率和使用年限都會(huì)產(chǎn)生直接的影響。

逆變器還要負(fù)責(zé)整個(gè)光伏系統(tǒng)的智能化控制。作為當(dāng)前光伏系統(tǒng)中的主要智能化設(shè)備，逆變器還具有提升系統(tǒng)發(fā)電效率的最大功率點(diǎn)追蹤（MPPT）功能，對(duì)系統(tǒng)狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控、調(diào)節(jié)和保護(hù)的孤島效應(yīng)控制及零電壓穿越等功能。

光伏逆變器大體可分為集中式、組串式、集散式和微型逆變器四種。這四種類別的主要區(qū)別在于逆變器的單體容量以及直接與逆變器連接的光伏組件數(shù)量不同，由此具有不同的下游應(yīng)用場景。

組串式逆變器在全球市場占據(jù)更大份額。目前全球市場上按容量計(jì)算的組串式逆變器出貨量約占60%左右，集中式逆變器約占35%，集散式和微型逆變器所占市場份額較小。傳統(tǒng)觀念中組串式逆變器單機(jī)容量較小，適用于戶用及工商業(yè)分布式光伏系統(tǒng)；集中式逆變器單機(jī)容量較大，適用于大型光伏電站的場景。不過近年來，各廠商紛紛推出200KW甚至300KW以上的大容量組串式逆變器，并成功應(yīng)用于大型光伏電站，使得組串式逆變器的市場份額進(jìn)一步提高。

逆變器成本在我國光伏系統(tǒng)中僅占3%-5%左右。隨著近年來逆變器價(jià)格的不斷下降，據(jù)中國光伏行業(yè)協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)，2020年我國集中式逆變器和組串式逆變器的平均價(jià)格分別下探至0.11元/W和0.18元/W，而大型地面光伏系統(tǒng)和工商業(yè)屋頂分布式系統(tǒng)的初始投資成本分別為3.99元/W和3.38元/W，逆變器成本僅占3%-5%左右。

光伏逆變器技術(shù)趨勢

（一）技術(shù)趨勢一：功率模塊化加速組串式滲透，新增與替換需求共振

光伏逆變器可根據(jù)工作原理分為集中式、組串式及微型逆變器。由于各類逆變器工作原理不同，應(yīng)用場景也有所不同：

（1）集中式逆變器先匯流、再逆變，主要適用在光照均勻的大型集中式電站場景。集中式逆變器先將多路并行的組串匯流到直流輸入端，進(jìn)行最大功率峰值跟 蹤后，再集中轉(zhuǎn)換為交流電，通常單體容量都在500kw以上。由于集中式逆變器系 統(tǒng)集成度高，功率密度大，因而成本低，主要應(yīng)用日照均勻的大型廠房，荒漠電站 等大型集中式光伏電站中。

（2）組串式逆變器先逆變、再匯流，主要適用于中小型屋頂、小型地面電站 等場景。組串式逆變器基于模塊化概念，對(duì)1-4組光伏組串進(jìn)行單獨(dú)的最大功率峰 值跟蹤后，先將其產(chǎn)生的直流電逆變先為交流電，再匯流升壓、并網(wǎng)，因此功率相 對(duì)集中式更小，但應(yīng)用場景更為豐富，可適用于集中式電站、分布式電站及屋頂電 站等各類電站，價(jià)格略高于集中式。

（3）微型逆變器直接逆變并網(wǎng)，主要適用于戶用及小型分布式場景。微型逆 變器是對(duì)每個(gè)光伏組件進(jìn)行單獨(dú)的最大功率峰值跟蹤，再經(jīng)過逆變并入交流電網(wǎng)，相比于前兩種逆變器，其體積最小，功率最小，一般功率在1kw以下，主要適用于分布式戶用及小型分布式工商業(yè)屋頂電站，但價(jià)格高昂，一旦出現(xiàn)故障難以維護(hù)。

受益分布式發(fā)電占比提升及加速滲透大型電站，組串式逆變器市占率逐步提升。根據(jù)GTM統(tǒng)計(jì)，2019年全球組串式逆變器市占率為52%，較2015年提升11個(gè) pct。根據(jù)CPIA統(tǒng)計(jì)，2020年國內(nèi)組串式逆變器市占率為67%，較2016年提升34.5 個(gè)pct。具體原因如下：
   （1）分布式光伏發(fā)電首選組串式方案，占比提高直接帶動(dòng)組串式份額增加：

集中式光伏電站投資大，建設(shè)周期長，占地面積大，主要建設(shè)在光照均勻的大型地面。集中式光伏電站能夠充分利用空曠豐富且穩(wěn)定的太陽能資源，通過建設(shè)大型光伏電站，接入高壓輸電系統(tǒng)供給遠(yuǎn)距離復(fù)合，其所發(fā)電能將直接輸送至電網(wǎng)，由電網(wǎng)以光伏發(fā)電標(biāo)桿電價(jià)收購全部電量并同意調(diào)配向用戶供電。

分布式光伏電站投資門檻低，建設(shè)快，占地面積小，裝機(jī)靈活，是未來光伏發(fā) 展的主要方向。分布式發(fā)電指位于用戶所在地附近的供電系統(tǒng)，其生產(chǎn)的電力除用 戶自用和就近利用外，還可以將多余電力送入當(dāng)?shù)嘏潆娋W(wǎng)。由于太陽能資源具有分散、能量密度低的特點(diǎn)，本身具有分布式發(fā)電的天然優(yōu)勢。由于集中式投資門檻 低，園區(qū)、大工業(yè)、工商業(yè)等高電價(jià)用戶利用分布式發(fā)電的意愿正在不斷加強(qiáng)，直 接推動(dòng)組串式逆變器市場份額的逐步提升。

（2）組串式逆變器MPPT賦能及維修便利性優(yōu)勢顯著，伴隨單機(jī)功率大型化逐步縮小與集中式價(jià)差，加速滲透大型電站市場：

組串式逆變器具有高發(fā)電量、高 可靠性、安全性高、易安裝維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)，當(dāng)一塊組件被陰影阻擋或發(fā)生故障時(shí)，但 因?yàn)榫哂卸嗦稭PPT，因此只會(huì)影響對(duì)應(yīng)少數(shù)幾個(gè)組串的發(fā)電量，可以將損壞降至 最低，陣列失配損失小，效率更高，逐步應(yīng)用在大型電站市場。

此前組串式逆變器未能大規(guī)模替代集中式逆變器的主要原因在于成本高昂，單機(jī)最大功率也受到功率器件、線路布置等限制，但得益于上游IGBT和MOSFET等核心元器件的迭代升級(jí)，疊加功率模塊技術(shù)不斷發(fā)展，組串式逆變器單機(jī)功率密度不斷提高，價(jià)格快速下降，性價(jià)比凸顯， 越來越多大型電站選擇采用組串式逆變器方案。據(jù)PV-tech統(tǒng)計(jì)，在2020年已公布的國內(nèi)央企逆變器集采項(xiàng)目中，組串式逆變器招標(biāo)比例再創(chuàng)新高，占比達(dá)74%。

“新增+替換”需求加速光伏逆變器市場爆發(fā)。與光伏組件25-30年使用壽命不同，光伏逆變器所使用的IGBT等電子元器件的使用壽命普遍為10-15年，因此在光 伏電站運(yùn)行周期內(nèi)至少需要更換一次逆變器，2010年時(shí)全球光伏新增裝機(jī)已達(dá)到 17.5GW， 隨著不斷有光伏電站進(jìn)入存量技改時(shí)期，替換需求將持續(xù)增長。

發(fā)電側(cè)儲(chǔ)能主要解決可再生能源并網(wǎng)發(fā)電的波動(dòng)性和消納問題，配電側(cè)儲(chǔ)能則主要實(shí)現(xiàn)調(diào)峰調(diào)頻功能，發(fā)電側(cè)和配電側(cè)儲(chǔ)能系統(tǒng)應(yīng)用通常具有容量大、占地面積大、投資成本高等特點(diǎn)，主要應(yīng)用于大型集中式地面電站和電網(wǎng)變電站等領(lǐng)域。用電側(cè)可分為戶用和工商業(yè)光伏儲(chǔ)能，主要用于提升發(fā)電收益、降低用電成本。

根據(jù)儲(chǔ)能在各類能源裝機(jī)配比的滲透率情況，預(yù)計(jì)2025年儲(chǔ)能裝機(jī)需求超過140GW，儲(chǔ)能逆變器產(chǎn)值超680億元，從而使得整個(gè)逆變器行業(yè)產(chǎn) 值超1500億元。

文章來源： 全球光伏，太陽能光伏發(fā)電