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储能市场大爆发,逆变器成风口中的风口

2022-11-17 来源:碳化硅芯观察

近年来,再生能源(风电、光伏)成为未来主要能源已经是大势所趋,实际上,随着未来再生能源占比的持续提升,未来能源系统中如何保障电力系统的稳定可靠是当前研究的一个重点方向。储能系统是其中一个不可避免的方向,储能系统在未来能源系统中应用场景广泛:

发电侧:可以平滑发电输出,减少弃风弃电并提升消纳水平,且目前国内多个省份已经出台相关政策,比如山东、海南、江西等提出新增光伏、风电等项目按照10%及以上的比例配置储能。

用电侧:对于用户本身可以实现电力自发自用,在自然灾害的情况下仍然能够实现供电持续性,同时由于峰谷价差,配置光储系统的经济性更高;对于电网来说,可以帮助降低电网高峰负荷,提升整体效率。

电网侧:辅助电力市场,调峰调频,能够提升新能源接入比例,提升电网运行安全性。


图表:储能系统运用广泛


   


                                                                                                             资料来源:北极星,中金公司研究部


除此之外,发电侧,在强制配储基础上,政策给出了更实在的支持,国内储能支持政策不断出台。


 


需求侧,最大的刺激来自欧洲户用储能市场。受俄乌危机影响,今年3月起,欧洲电价迎来“大飞升”。5月,欧洲便对俄罗斯采取“断舍离”措施——欧委会发布REPowerEU方案,三大方向之一的“加速推进可再生能源”对储能设备有着更大的需求,并预计至2027年,将增加2100亿欧元投资。而即使没有此次危机,欧洲需求也会稳定上升,电还是贵——泛欧洲的电力交易所Nord Pool的数据显示,8月份的电价已涨至约3.8元一度电,而中国的商住房不过0.8元一度电。储能逆变器作为“囤电神器”,能让居民将白天剩余的电量挪到晚上用,减轻电费的负担。所以在供需两端的双重激励下,今年8月储能概念迎来历史最高点。


 


而在整个储能飞涨的过程中,表现最亮眼的便是捆绑着光伏和风电,脚踩着储能概念的储能逆变器。储能逆变器在光伏逆变器的基础上,可以实现系统充放电、能量管理、离网运行、调频等多项功能,是储能系统中具备智能化控制能力的环节,在整个储能系统中价值量约为20%,市场空间非常可观,也正是这欣欣向荣的市场,让储能逆变器正成为多个公司的第二业务增长极:


例如锦浪科技,2022年上半年,其储能逆变器出货量5-6万台,已大幅赶超去年全年3万多台出货量;

固德威同样也有着不错的成绩——固德威上半年的储能出货量也实现腾跃,达到6.87万台,同比增长227%。

阳光电源上半年收入123亿元,同比增长50%,净利润是9亿元,同比增长19%。


储能逆变器市场的主要玩家

 

目前看踏进储能逆变器市场的,不少都是在光伏逆变器摸爬滚打数年的老玩家,有渠道、有技术,客户群体重叠度较高,能够少走不少弯路。

 

从应用端看,当前全球逆变器公司业务主要涵盖并网逆变器、储能逆变器和储能系统(阳光电源另有风电变流器),按功率大小又可将其应用场景划分为电站+大型工商业(大功率)与户用(小功率)。

 

逆变器公司多从并网逆变器起家,并积极拓展全场景覆盖,同时随着近年储能市场逐步增长,部分公司也开始布局储能逆变器及储能系统。我们认为目前主流逆变器厂商可分为以下三类:

 

1)全场景全品类覆盖(阳光电源、华为等);

2)专注户用市场,拓展大功率地面电站(锦浪科技、固德威等);

3)大功率起家,逐步开拓户用市场(上能电气)。

 

从技术路径来看,阳光电源、上能电气等厂商覆盖集中式、组串式全技术路径,而传统组串式厂商,如华为、锦浪科技、固德威,则通过逐步推出大功率组串式产品向地面电站进一步开拓应用场景。

 

微型逆变器市场初起,主流厂商的布局较为有限,涌现出德业股份、禾迈股份、昱能科技等新入局者。功率优化器、快速关断器等电子器件方面,主流厂商的布局也还较少。


目前来看,全球逆变器市场集中度越来越高:从2014到2021年,CR10从60%提升到82%。华为、阳光电源连续7年领跑市场。



 

全球前十里,有六家是中国企业,而整个中国逆变器市场只占全球的20%,也就是说,大部分的营收都来源于海外市场,这样的成绩足够耀眼。


                                                                                                                 碳化硅大有可为


目前行业有共识认为未来逆变器无论是组串式、集中式,都将用碳化硅mosfet取代硅IGBT。

 

主要原因是,若是继续在IGBT上迭代,整机会越来越笨重:

 

根据今年3月的一场光伏IGBT行业交流纪要显示:若是375KW的逆变器用IGBT二极管,重量是200KG,2024年迭代三代做到500KW,重量是300KG。而组串式逆变器如果超过200KG,就不适合做组串了——不能在户外挂起来,容易摔坏。

 

也就是说,要走“小而轻”的路子。

 

在理想情况下,整机使用碳化硅二代之后,体积能够降到1/4,重量是现在的1/3,最终成本能缩减到现在的3/4——未来若是直接做500KW,根据初步的模型测算,重量不到100KG。

 

但成功的“代价”是组串式逆变器的整体设计推翻重来——电容、电感、电阻、PCBA等材料的尺寸设计都要改变。

 

此前上能电气曾发布公告称,他们在公司的直流储能变流器中采用了碳化硅器件,据了解,他们在直流储能变流器中采用了125kW/182kW模块化设计,可扩展至MW级系统;

 

据业内人士透露,二线逆变器企业也会选碳化硅路线,但时间上会晚于华为、阳光电源2-3年。

 

总的来讲,储能逆变器站在了SSS级赛道,碳化硅更是有希望创造SSSS级的表现,共同期待碰撞出更亮眼的火花!

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