微型逆变器行业研究报告渗透率持续提升，国产微逆扬帆远航

　　（报告出品方作者：国泰君安证券，庞钧文，周淼顺，石岩）1。光伏进入平价新周期，需求具有长期持续性
　　1。1。光伏平价需求增长，产业链产能加速释放
　　碳达峰强化能源目标，新能源发电进入加速期。到2030年，我国非化石能源占一次能源消费比重将达到25左右，结合此前关于2030年碳达峰和2060年碳中和的重要讲话，标志着我国非化石能源尤其是以光伏、风电为代表的新能源将成为未来能源增长的中坚力量。我们测算，中性预期下，到2050年，光伏年均新增装机规模将达到358GW，总装机量将达到8617GW，发展有望进入加速期。
　　光伏装机快速增长，传统市场增长强劲，新兴市场贡献增量明显。近年来，光伏技术进步使得装机成本不断下行，带动光伏发电性价比提升，全球平价市场正在逐步扩大。预期中国、欧洲以及美国市场增长动力强劲，南美、中东、北非等新兴市场贡献增量明显，光伏需求仍将继续保持高速增长，2022年全球新增装机量有望达250GW，2023年新增装机量有望达350GW。
　　硅料产能持续释放，支撑光伏产出快速增长。21年四季度以来，新增硅料产能爬坡顺利，大全能源（3。5万吨）、通威股份（25万吨）、保利协鑫（2万吨颗粒硅）新增产能爬坡稳定；2022年下半年将有保利协鑫（10104万吨）、通威股份（5万吨）、新特能源（10万吨）等多家新增产能投产；并有多家厂商宣布多晶硅扩产计划，宝丰能源（60万吨），新疆晶诺（10万吨），江苏阳光（10万吨），青海丽豪（20万吨），合盛硅业（20万吨），持续利好行业原材料供应。预计2022、2023年国内硅料实际产出将达80140万吨，进口量约为10万吨；到2022年底，硅料整体产能有望达到128万吨，将支撑光伏产出快速增长。
　　1。2。光伏行业需求具有长期持续性
　　长期看，光伏行业发展前景广阔。从中长期发展趋势来看，光伏平价所带来的全球能源格局转型之大势已定。多家能源研究机构预测，未来10、20、30年，全球光伏渗透率将达到15、20、40，较当前光伏行业的发展速度和发展空间将大幅提升，光伏行业的发展终将一往无前。2。分布式光伏需求高增，微逆迎来黄金期
　　2。1。海外分布式市场：稳中有升，多点开花
　　海外能源需求旺盛，分布式光伏前景广阔。2021年以来，以欧洲、美国为代表的海外市场能源需求旺盛，用电荒推动电价一路猛涨。根据欧洲最大能源交易所EPEXSPOT的2021年12月数据，几乎所有欧洲地区的电力均价都突破300欧元MWh，其中法国和瑞士的电价更已逼近400欧元MWh。美国居民电价也逐步抬升，从2020年1月的12。76美分kWh提升至2022年8月的16。32kWh，增长28。分布式光伏更贴近于居民侧用电需求，发展前景广阔。
　　全球分布式光伏走出低谷，应用场景逐步拓宽。经历2016年全球26占比的分布式装机低谷以后，分布式光伏装机占比显著回升，20172021年分布式占比均维持在37左右，2021年分布式装机占比42，市场占比稳步提升。随着各国对分布式光伏政策的推进以及全球能源需求的扩张，加之欧美等重要海外市场对组件价格敏感度较低，分布式光伏的应用场景逐步拓宽，将迎来发展黄金期。
　　电价上涨政策鼓励，推进美国分布式光伏发展。作为全球第二大光伏市场，美国装机过往主要以地面电站为主，但20202022年分布式占比将显著提升。2020年1月起美国加州新法规开始实施，规定三层以下新建建筑强制安装光伏系统。美国在2021年合计装机23。6GW，同比19。其中公用事业装机16。7GW（同比19），非住宅装机2。4GW（同比2，包含工商业社区光伏），户用装机4。2GW（同比30）。预计2022年户用光伏装机将同比增长37，延续高速增长态势。
　　欧洲市场趋成熟，俄乌冲突再激新能源需求。欧洲市场近年来需求持续旺盛，全球地位稳步提升。20172021年分布式装机量由3。9GW提升至11。1GW，年复合增速达30，成为全球分布式光伏的主要驱动力。俄乌冲突以来，欧洲新能源需求再次扩张，分布式光伏随之迎来快速发展时期，欧洲有望在保持分布式光伏高占比的情况下，迎来装机量的大规模扩张。
　　巴西、印度、澳洲政策加码，重点市场全面开花。全球其他重要市场相继推出利好分布式光伏的政策，促进全球分布式需求腾飞。巴西于2018年开始实施convention1615公约，1MW以下光伏项目豁免ICMS销售税，激励户用分布式光伏的应用。印度于2021年4月批准PLI计划提案，在20222026年投入6亿美元刺激光伏需求；此前印度也做出过2022年分布式光伏占比达到40的预期。澳洲正式立法，宣布新能源发电比例在2020年达到25，在2025年达到40。这些新政进一步增大了分布式光伏的需求。
　　2。2。国内分布式市场：工商业户用双重推进
　　分布式光伏整县试点政策发布，有望发挥市场示范作用。2021年6月20日，国家能源局综合司正式下发《关于报送整县（市、区）屋顶分布式光伏开发试点方案的通知》，拟在全国组织开展整县（市、区）推进屋顶分布式光伏开发试点工作。试点方案应按照宜建尽建的原则，合理确定建设规模、运行模式、进度安排、接网消纳、运营维护、收益分配、政策支持和保障措施等相关内容。
　　其中，申报试点的县应满足：1）党政机关建筑屋顶总面积可安装光伏发电比例不低于50；2）学校、医院、村委会等公共建筑屋顶总面积可安装光伏发电比例不低于40；3）工商业厂房屋顶总面积可安装光伏发电比例不低于30；4）农村居民屋顶总面积可安装光伏发电比例不低于20。我们测算，在该试点政策支持下，按照50403020比例，我国屋顶分布式光伏市场规模将超600GW。
　　BIPV利好政策密集发布，近零能耗绿色建筑成国家发展目标。近年来，国内密集发布近零能耗绿色建筑发展目标和支持政策。2019年。住建部对绿色建筑评价标准做出明确规定；2020年7月，七部委联合印发了《绿色建筑创建行动方案》，明确了到2022年当年城镇新建建筑中绿色建筑面积占比达到70，星级绿色建筑持续增加的行动目标。
　　户用光伏经济性好，对资源要求较低。对标地面电站，户用光伏所需资源禀赋较少，主要为：屋顶资源，在中国主要是农村，在欧美主要是独栋house；合适的电价，基本为脱硫煤电价；一定的光照条件，除部分阴雨多雾的地区大部分地区都可以满足；一定的电网接入条件，包括变压器容量、当地电网接入政策等。
　　户用光伏补贴退坡，即将进入无补贴时代。我国户用光伏呈现强补贴、弱补贴和无补贴三个发展阶段。户用光伏大约在20152016年酝酿，2017年依靠高额补贴爆发，当时度电补贴达到0。42元kWh，无总量控制，属于户用光伏的强补贴时代。2018年后行业进入弱补贴时代，采取新的补贴政策，低单价总量控制。2022年后，行业进入无补贴时代。户用光伏成本更低，经济效益更优。户用光伏相较于地面集中式电站，由于无土地成本、少电力设备配套成本，并且组件、逆变器价格本身受规模效应影响不大，因而户用光伏单位投资显著低于集中式电站。预计2022年，户用光伏单位初始投资约为3。33。5元W。
　　构建户用光伏项目模型：从成本端来看，户用光伏的初始投资成本主要分为设备及施工两部分：1）设备成本主要包含组件、支架、逆变器、并网箱、线缆等，其中组件成本约占到总成本70左右；2）安装费用主要由建安费用、电网接入等构成。除初始投资成本外，户用项目在运营期的成本还包括运营费用、财务费用等。测算可得，户用光伏项目的资本金内部收益率为12。8，静态回收期为6。4年，经济效益显著。在户用光伏商业模型测算中，按初始成本为3。3元W、年发电利用小时数1100h，含税电价为0。395元KWh测算，资本金内部收益率指标优异，项目全周期IRR可达12。8，静态回收期为6。4年，财务可行性高。若考虑自发自用比例，收益率有望更优。
　　市场发展迅猛，并网规模可观。光伏户用项目因其低成本高收益的特性进入千家万户，成为光伏应用重要场景。2020年户用光伏项目实际装机规模达10。12GW，再创历年装机新高。2021年户用补贴总额仍维持5亿元，新建户用光伏保留0。03元kWh补贴，全年装机容量达21。57GW，实现翻倍增长，占比提升至40。
　　渗透率快速提升，单户规模持续增长。户用光伏累计套数从2016年的15万家庭提升至2021年的245万家庭，覆盖家庭累计套数增长迅速，渗透率从2016年的0。08提升到2021年的1。40，考虑到我国农村家庭数量庞大，目前户用光伏实际渗透率依然较低，未来提升空间较大。从单户规模看，单户的户用光伏装机规模持续上升，目前平均已经达24kW，未来有望继续提升。装机户数和单户规模共振，户用光伏有望保持持续高增。
　　户用商业模式成熟，融资租赁模式成主导。早期户用光伏主要依靠银行光伏贷发展，由用户出首付，银行提供贷款。目前模式已经逐渐发展为融资租赁模式，融资租赁户约占用光伏商业模式的80。在户用光伏接轨融资租赁后，业主零投入，直接收益分成的形式，使得包括农村在内的中国大部分区域安装户用光伏成为可能。3。安全性经济性双驱动，微逆脱颖而出
　　3。1。逆变器是光伏发电系统的心脏
　　光伏逆变器是光伏发电系统中重要的核心部件之一。光伏逆变器是太阳能光伏发电系统的心脏，其将光伏发电系统产生的直流电转换为生活所需的交流电，其转化效率直接影响光伏系统的发电效率。光伏逆变器主要由输入滤波电路、DCDCMPPT电路、DCAC逆变电路、输出滤波电路、核心控制单元电路组成，产业链上游主要是IGBT等电子元器件供应商，下游为EPC承包商，集成安装商和终端电站业主等客户群体。
　　光伏逆变器按技术路线及功率水平可分为集中式、组串式、模块化和微型逆变器等。不同逆变器类型在功率等级、安全等级等多方面有所不同，在主要应用场景有所差异。集中式逆变器单个逆变器功率等级较高，主要应用于光伏电站等集中发电场景；组串式逆变器、模块化逆变器功率等级跨度较大，应用场景既可以包括集中式发电场景，也可以包括分布式发电场景；微型逆变器由于单个逆变器功率等级相对较低，安全系数高，主要应用于户用、小型工商业等分布式场景。
　　3。2。微型逆变器：组件级电力控制，安全、高效首选
　　微型逆变器属于组件级电力电子技术在光伏发电系统的典型应用。微型逆变器又称组件级逆变器，2006年由美国企业Enphase开发，最初是为了改善组串式逆变器低发电效率，微型逆变器的核心特点为单个微型逆变器对应少数光伏组件，对每个光伏组件进行独立、精细化的输出功率调节与监控，从而实现最大输出功率的跟踪控制。微型逆变器单体容量较小，一般在5kW以下，常见功率型主要集中在0。252kW。
　　微型逆变器安全性高。微型逆变器全部采用并联运行，连接组件接入电网后，直流侧电压仅有40V左右，降低了直流侧在使用和维护过程中的安全风险。另外，微型逆变器内部安装有隔离变压器，能使光伏组件与电网实现电气隔离，进一步降低直流侧安全隐患。而集中式或组串式逆变器应用的光伏发电系统中，组件与逆变器串联连接，直流电压可累计达到6001500V，存在较高的运维触电和火灾风险。
　　精细化调节提升发电效率。微型逆变器的系统效率整体在90以上，高于其他逆变器的平均系统发电水平。分布式发电系统尤其是屋顶分布式由于其运行环境的限制，常常存在遮挡、阴影、灰尘、泥泞等因素导致个别组件功率下降，拉低整体发电效率，发生短板效应。由于微型逆变器独立、精细化输出功率调节与监控的特点，其抗阴影、抗遮挡的能力更强。因此，微型逆变器对启动光强的需求更低，在弱光环境表现优异，在阴雨天的发电量相对较高，整体发电时间更长，有效降低了短板效应。
　　并联入网特质保障可靠性。逆变器串联运行的发电系统如若出现逆变器故障，会导致整个光伏组串发电停滞，影响整个光伏发电系统的可靠性。而微型逆变器采取并联入网，独立性强，发生故障互不干扰，不会形成系统的单点故障。同时，微型逆变器当前采用灌胶等措施对核心电路进行保护，实现了IP67的防护等级，逆变器故障的风险也大大降低，在极端环境有更强适应能力。微型逆变器还具有2030年的设计寿命，高于集中式和组串式逆变器。
　　微型逆变器在安装、运维、扩容中均具有较高灵活性。安装层面，微型逆变器体积小、重量轻，可以直接安装在光伏组件或支架上，安装便利；运维层面，微型逆变器并联入网，运维过程无需中断整个发电系统，仅需拆换单个逆变器；扩容层面，当需要扩充发电设备时，无需更改之前配置，可以直接安装新增设备，实现增减设备的灵活自由控制。住宅类应用为主，商业类应用兼顾。微型逆变器应用场景广阔，既可以应用于住宅类发电，也可以用于小型工商业发电。微型逆变器高安全性、高转换效率等特点契合了住宅类应用的需求，其高价格的特点也更容易被住宅类用户接受，因此在住宅类应用中具备较大优势。微型逆变器具备组件级数据采集能力，系统效率最高。根据MaximizeMarketResearch统计，微型逆变器在住宅类应用场景中占比64。42。
　　3。3。安全性经济性双驱动，微逆高速增长
　　海外强制性新规频出，分布式安全性趋严。分布式光伏的发展过程中，火灾等安全事故备受关注，为应对此类安全事故，各国相继提高了分布式光伏的安全规范。美国国家消防协会早在2014年就在《美国国家电气规范》（NationalElectricalCode，简称NEC）中首次对光伏建筑做出了强制性安全规范，并在2017年进一步加强。NEC2017中要求光伏建筑达到组件级关断的要求：在快速关断装置启动后的30s内，将光伏矩阵305mm外的电压降至30V以下，305mm内的电压降至80V以下。
　　NEC2020中维持了这一强制性安全规范。除美国外，欧洲、日本、澳洲等发达国家或地区也高度关注分布式光伏应用中的直流高压安全隐患，相继出台了相应的强制措施。欧洲通过立法，强制规定屋面光伏发电设施必须安装智能关断器，最高电压不得超过60V。澳洲出台新版AS4777。22020逆变器市场准入标准，对直流隔离器和关断器提高标准。
　　国内规范萌芽启动，更高标准呼之欲出。国内对分布式光伏的安全性关注度逐步提高，近年来也陆续出台相关指导标准。中国建筑装饰协会标准《光电建筑技术应用规程》中建议：在发电系统设计时应尽量减少使用直流线路，直流系统电压不宜高于80V。地方政府层面也逐步出台了相关安全性规定，如浙江省GBT3805和GBT18379规定光伏电源应具备技术措施能保障人体可接触的直流部分电压须在120V的安全范围内。随着分布式光伏在国内的应用拓宽，安全性问题将得到更高重视，要求更高的强制性规定呼之欲出。
　　为满足安全性规范，组件级关断必不可少。目前能满足前述安全标准的技术路径主要有三种，一是采用微型逆变器以避免光伏组串的直流串联；二是继续使用组串式逆变器，但为每个光伏组件单独配置关断器，即组串式逆变器关断器的方案；三是组串式逆变器优化器方案，优化器不具备逆变器的功能，但可以实现关断和最大功率点跟踪（MPPT）的功能。三类方案各具优势，也都实现了较高的市场成长性。住宅类光伏系统的经济性考虑成为微逆又一驱动力。微型逆变器、组串式逆变器关断器、组串式逆变器优化器各有应用场景。从经济性考虑，面向住宅类用户，微型逆变器功能整合且具有成本优势，在20kW输出功率以下的情形明显优于组串优化器方案。
　　3。4。NEC2017巩固MLPE行业双寡头格局
　　组件级电力电子（MLPE）在NEC2017新规实施后发展迅速。MLPE是指在太阳能光伏系统中，能对单块或数块光伏组件进行精细化控制的电力电子设备，主要应用于海外分布式市场。以优化器、微型逆变器为典型代表。在NEC2017对光伏建筑做出强制性的组件级关断要求，显著刺激MLPE的发展。2020年，美国户用光伏市场MLPE渗透率已达到92。8。除在户用市场不断渗透外，MLPE在美国工商业的渗透率也迅速提升，2018年美国商用屋顶MLPE渗透率也已达到55。
　　利好因素叠加，巩固SolarEdge与Enphase寡头格局。SolarEdge和Enphase是美国MLPE市场的双寡头，SolarEdge主打组串优化器方案，拥有美国市场PLC专利；而Enphase主打微逆方案，在NEC2017后引入新的IQ架构。在NEC2017的新规下，美国绝大部分厂商难以提供满足要求的产品，市场份额逐步萎缩。另外，2018年美国对中国光伏逆变器施加301关税，2019年华为退出美国逆变器市场，种种因素叠加，共同推进了SolarEdge与Enphase市占率的不断提升，二者加总的市占率由2016年的59增长至2019年的80。
　　NEC2017后双寡头迎来快速增长。2021年，即便受疫情影响增速放缓，SolarEdge与Enphase的出货量也分别达到了7。1GW和3。6GW。Enphase的新IQ架构采用新的布线系统，由四导体集成变为二导体集成，在性能提高的同时大幅降低单瓦成本，2019年单瓦成本降至1。83元W，2020年单瓦成本进一步降低至为1。71元W，对SolarEdge的成本差距逐步缩小。
　　3。5。驱动叠加，微逆脱颖而出
　　在安全性和经济性两股驱动力的驱动下，微逆在MLPE行业的渗透率逐步提高。安全性方面考虑，组串优化器方案仍采用直流高压，存在安全隐患，故障点出现时的运维更加复杂；而微逆的并联入网在安全性上有了更大提升，尤其在欧美等价格容忍度较高的市场，微逆高安全性的特质使其备受青睐。经济性层面考虑，组串优化器方案在大功率应用中有成本优势，但在中小功率的户用层面及小工商业应用层面，微逆更具经济性。MLPE出货中微逆占比不断提升，2020年已达到31。58，预计后续将保持增长势头。
　　与组串优化方案的成本差距不断缩小，在户用系统表现出色。一方面，一拖二、一拖四甚至一拖六型号的微型逆变器的推出进一步带动单瓦成本的下降，使得微型逆变器的成本优势功率范围不断扩大。另一方面，微型逆变器便于运维的特质降低了对维护人员的专业门槛要求，降低了软性人工成本。微型逆变器的性价比优势逐渐凸显。
　　3。6。微逆市场测算
　　预计2025年微逆市场规模为864亿元，五年CAGR为80。预计2025年全球光伏装机量达到600GW，其中分布式占比稳定增加，达到48。预计微逆的需求将达到86。4GW，全球微逆市场空间有望达到864亿元，微逆市场迎来快速增长。4。国产微逆：海外扩大份额国内渗透率提升
　　4。1。海外市场：国内厂商有望持续扩大市占率
　　市场份额：Enphase一家独大，国内厂商昱能、禾迈紧随其后。2020年按销售额统计的份额显示，Enphase占据80的份额，一家独大。国内厂商昱能位列第二，市占率约为12。53，禾迈位列第三，市占率为5。26。国内厂商有较大提升空间。2021年，Enphase市场占有下滑至74。50，但仍是微型逆变器龙头。
　　国产微逆更具成本优势。2021年三家微逆大厂中，Enphase单瓦成本达1。46元W，而昱能和禾迈两家国产微逆厂商受供应链成本优势一拖N策略，表现出明显的综合成本优势，昱能为0。70元W，禾迈为0。36元W。成本拆分角度，以禾迈为例，禾迈的成本主要来自于原材料，人工费和制造费占比低，并且禾迈自主制造微型逆变器，节省了代工成本。转换效率媲美Enphase。昱能和禾迈在技术研发与积累中，逐步形成产品质量竞争力，转换效率可媲美全球微逆龙头Enphase。在一拖一产品中，Enphase最大转换效率为97。6，而禾迈也已达到96。7；在一拖二产品中，Enphase最大转换效率为97。5，禾迈和昱能分别达到96。7、96。5，技术差距进一步缩小。
　　转换效率媲美Enphase。昱能和禾迈在技术研发与积累中，逐步形成产品质量竞争力，转换效率可媲美全球微逆龙头Enphase。在一拖一产品中，Enphase最大转换效率为97。6，而禾迈也已达到96。7；在一拖二产品中，Enphase最大转换效率为97。5，禾迈和昱能分别达到96。7、96。5，技术差距进一步缩小。国产微逆功率密度高，弱光转换效率出色。在功率密度，弱光表现等性能指标中国产微逆表现更为出色。功率密度上，以一拖二产品对比，Enphase、禾迈、昱能的代表产品的功率密度分别为232。2、672。3、389。6WL，禾迈和昱能分别比Enphase高出189。5和67。8，国产微逆表现优秀，其中禾迈获得国家自然科学二等奖的拓扑技术、软开关技术等核心技术，做到功率密度的大幅提升。在弱光表现上，国产微逆在弱光及复杂工况下具有一定优势，一定程度上提升整体发电量。
　　国产微逆功率覆盖广，产品类别齐，客户开拓具备优势。微逆龙头Enphase的功率段仅覆盖0。220。65kW，而昱能覆盖范围为0。551。5kW，禾迈覆盖围为0。252。25kW，国产微逆覆盖功率段更广，更能适应客户的多样化需求和不同应用场景。产品种类上，Enphase仅有一拖一和一拖二产品，而禾迈和昱能产品种类已包括一拖一、一拖二、一拖四、一拖六，产品多样化程度高。
　　一拖N产品引领技术迭代，差异化产品带动高盈利。国内微逆厂商注重技术研发，2021年禾迈和昱能研发投入占比分别达到5。76和4。69。禾迈的一拖四、一拖六产品集成程度高，在出货占比重逐渐增高，成为推动行业技术迭代的动力。由于目前Enphase尚未推出一拖四、一拖六等高性价比产品，市场中一拖四、一拖六产品竞争尚不激烈，带来厂商盈利能力的提高。2021年，禾迈微逆业务毛利率达到54。31，高于Enphase的40。12。国内厂商积极布局新兴市场。昱能、禾迈在巴西等新兴市场拥均有销售商和安装商。例如，昱能在巴西市场拥有75个安装商和6个销售商，禾迈在巴西市场拥有22个安装商和4个销售商。由于国产微逆具有价格优势，在价格敏感的新兴市场，销售更具优势。
　　传统市场稳步推进，销售渠道健康拓展。Enphase销售商遍布34个国家和地区，产品主要销往欧美传统市场，在该市场具备较大优势。国内微逆厂商立足新兴市场，向欧美市场稳步健康推进。截至2021年10月，昱能在美国已获得19个销售商和33个安装商，在荷兰拥有12个销售商和41个安装商。国产微逆销售渠道囊括新兴市场和传统市场，全球接受程度不断提高，有望从细分领域切入，提高国产微逆出口替代程度。
　　国产微逆发展迅猛，势头正盛。2021年昱能出货41。88万台，同比增长29；禾迈出货40。44万台，同比增长128；德业21年出货10。29万台，微逆销售收入同比增长258。各家增长势头正盛。
　　4。2。国内市场：安全指标趋严，国内微逆需求前景可期
　　海外市场为国内微逆企业主要市场。由于国内尚未具备高标准的直流高压规范，微逆、优化器等产品渗透率较低。且国外市场售价更高，销往国外能获得更高的毛利率。2020年禾迈境外毛利率达到57。98，国内毛利率为49。85。在营收组成中，国内微逆企业也以外销为主，禾迈2020年微逆境外营收占比82。81，这一比例在2021H1继续提升至94。88。
　　国内新规落地有序推进，安全指标趋严，国内市场有望成为微逆新焦点。2021年11月底国家能源局发布《关于加强分布式光伏发电安全工作的通知（征求意见稿）》，明确要求并网逆变器具有关断功能，安全指标趋严。当国内市场对高压直流的安全要求进一步提升，产生对微型逆变器的大规模需求后，国内市场有望成为微逆新焦点。国内市场价格敏感度较高，国产微逆的凭借价格优势和本土运维便利，将会在国内市场获得较大发展。
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