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2020-2030年中国光伏逆变器行业发展现状及趋势分析预测(附市场占比、设备投资额、人均产出率、额定功率及功率密度)[图]

    一、定义及分类

    光伏逆变器依据其功率等级分类可分为大功率、中功率、小功率。而依据其拓扑结构,则可分为集中式逆变器、组串式逆变器、集散式逆变器三种。

光伏逆变器依据其拓扑结构分类

资料来源:智研咨询整理

    二、光伏逆变器行业发展现状及趋势

    1、光伏逆变器光伏逆变器应用现状

    光伏逆变器是一种由半导体器件组成的电力调整装置,主要用于把直流电力转换成交流电力,一般由升压回路和逆变桥式回路构成。升压回路把太阳电池的直流电压升压到逆变器输出控制所需的直流电压;逆变桥式回路则把升压后的直流电压等价地转换成常用频率的交流电压。光伏逆变器是电力电子技术在太阳能发电领域的应用,行业技术水平和电力电子器件、电路拓扑结构、专用处理器芯片技术、磁性材料技术和控制理论技术发展密切相关。

    光伏变速器被广泛应用于太阳能发电、风能发电、柴油汽油发电机、ups电源等等。

光伏逆变器应用领域

资料来源:智研咨询整理

    为避免能源危机,降低生态环境污染,阳能发电已成为一种无污染应用广的新型绿色能源,而光伏逆变器作为电网核心部件之一,随国内外应用、革新、质量等不断升,相应成本却进一步下降,因而是目前新能源行业重点关注的部分。不过,光伏逆变器中仍存有一定的问题,亟待来改进、革新。

光伏逆变器存在的问题

资料来源:智研咨询整理

    2、不同类型逆变器市场占比

    智研咨询发布的《2021-2027年中国光伏逆变器行业市场供需规模及未来前景分析报告》显示:2020年中国光伏逆变器市场仍然以集中式逆变器和组串式逆变器为主,组串式逆变器依然占据主要地位,占比为66.5%,集中式逆变器占比为28.5%,集散式逆变器的市场占有率约为5.0%。

2020年中国光伏逆变 器市场集中度

资料来源:工信部、光伏协会、赛迪智库集成电路研究所、智研咨询整理

    3、逆变器单位容量设备投资额

    逆变器单位容量设备投资额指从锡膏印刷到组装以及包装环节所用生产设备所需投资成本。2020年中国光伏逆变器设备投资成本为6.0万元/MW。逆变器功率密度的提升和自动化水平的提高,将使单位容量设备投资额呈逐年下降趋势,预计2030年可降低至5.6万元/MW。

2020-2030年中国光伏逆变器设备投资额走势(单位:万元/MW)

资料来源:工信部、光伏协会、赛迪智库集成电路研究所、智研咨询整理

    4、光伏逆变器人均产出率

    2020年中国逆变器人均产出率约为17.5MW/年/人,随着产线自动化、数字化和智能化水平的提高,未来人均产出率将不断提升,预计到2030年中国逆变器人均产出率约有望达到18.8MW/年/人。

2020-2030年中国光伏逆变器人均产出率走势(单位:MW/年/人)

资料来源:工信部、光伏协会、赛迪智库集成电路研究所、智研咨询整理

    5、逆变器单机主流额定功率

    2020年中国集中式逆变器单机功率为3125kW/台,集中式电站用组串式逆变器单机功率为225kW/台,集散式逆变器单机功率为3150kW/台,户用光伏逆变器单机功率,在220V电压下为8kW/台,在380V电压下约15-20kW/台。随着IGBT、MOSFET等功率开关耐压等级和电流提升,以及更好的散热材质和设计,预计2021年中国集中式逆变器、组串式逆变器—集中式电站用、集散式逆变器的单机功率分别提升至3125kW/台、250kW/台、3150kW/台;2030年分别达到6250kW/台、425kW/台、6250kW/台。

2020-2030年中国光伏逆变器单机主流额定功率情况(单位:kW/台)

资料来源:工信部、光伏协会、赛迪智库集成电路研究所、智研咨询整理

    6、逆变器功率密度

    逆变器功率密度是指逆变器额定输出功率与逆变器设备自身的重量比值。随着电力电子器件的升级以及逆变器生产厂家在逆变器结构上的创新,逆变器的功率密度显著提升。2020年集中式逆变器功率密度为1.16kW/kg,集中式电站用组串式逆变器功率密度为2.14kW/kg,集散式逆变器功率密度为1.17kW/kg,单相户用光伏逆变器功率密度为0.57kW/kg,三相户用逆变器功率密度为1.00kW/kg。

    随着电力电子器件的升级以及逆变器生产厂家在逆变器结构上的创新,预计2030年集中式逆变器、组串式逆变器—集中式电站用、集散式逆变器的功率密度分别提升至1.73kW/kg、3.03kW/kg、2.1kW/kg。

2020-2030年中国光伏逆变器功率密度走势(单位:kW/kg)

资料来源:工信部、光伏协会、赛迪智库集成电路研究所、智研咨询整理

    三、光伏逆变器行业发展趋势

    随着近年来电池储能成本的持续下降,在光伏与多个领域融合发展模式中,“光伏+储能”目前已成为全球发展趋势,是未来行业最炙手可热的发展路径之一。预计,光伏+储能应用”将在“十四五”起步,进入快速增长阶段,逐步成为重要的光伏应用新业态。

    光伏产业的不断发展,给光伏逆变器市场提供了广阔的市场空间。光伏逆变器作为光伏发电系统的关键设备,需求增长与光伏行业整体的增长趋势相一致。发展前景极为良好,且随着对光伏发电技术的需求不断提高,光伏逆变器的质量、对光伏发电行业的投入等也将不断提升。并且,基于光伏发电的环境友好性,也会进一步达成我国生态环境保护目标,保证我国能源需求与电网安全。

光伏逆变器发展趋势

序号
细分行业
行业具体发展趋势
1
集中式逆变器发展
2.5MW等大功率级的逆变器将会被广泛应用,且与1MW功率级相比,来的集中式逆变器约可降低0.1元/W,有效节约建设成本。同时,通过电缆匹配技术的优化,集中式逆变器将会进一步解决直流电损耗不一致的问问题。同时,集中式逆变器中1500V系统,还可降低约0.3%的系统耗损,也是来的应用方向之一。
2
组串式逆变器发展
组串式逆变器目前功率已达80kW,功率密度随之提升,重量却进一步下降,更加适应复杂的安装、维护等环境。同时,在组串式逆变器散热方面,通过优化、完善智能风扇散热系统,可有效抑制逆变器内部元器件温度的攀升,从而提升组串式逆变器高温环境过载水平。
3
集散式逆变器发展
集散式逆变器目前依旧属于新兴逆变器类型,还处于不断摸索、研究的阶段。因此,未来的集散式逆变器设计将更趋于常态化、精细化、一体化,提升系统便利性、可靠性与效率。
4
光伏逆变器硬件
SiC、CAN、DSP等新型光伏逆变器硬件与拓扑技术的诞生,不断推动这就逆变器的完善,还提高了逆变器效率。当前,逆变器效率已达99%,正向着99.5%目标发展,以期成为全球新能源领军力量。而光伏逆变器组件级的产品种逐渐丰富,如微型逆变器、功率优化器等,将进一步为光伏逆变器系统提供优化、革新思路。
5
整体电网发展
LCRT、漏电流保护、直流分量保护、防雷保护、PID防护、PV正负反接保护等方面均是未来电网行业需进一步优化、提升的重点,更是提升光伏电网的环境适应能力与安全水平的重要途径之一。此外,由于光伏电站建设范围渐渐提升,沿海、沙漠、高原等较恶劣的生态环境下,如何提升逆变器抗腐蚀性、抗风沙等,以确保恶劣环境下的可靠性与使用寿命,也是未来电网发展的重要方向之一。

资料来源:智研咨询整理

本文采编:CY315

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标签: 光伏逆变器

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