复盘：光伏逆变器“逆变”之旅

太阳能光伏市场的火爆，带动了太阳能逆变器行业的发展，一般来说，太阳能逆变器分为集中式逆变器、组串式逆变器和微型逆变器三种。

集中式逆变器先汇流、再逆变，主要适用在光照均匀的大型集中式电站场景。因其成本低，主要应用日照均匀的大型厂房，荒漠电站等大型集中式光伏电站中。

组串式逆变器先逆变、再汇流，主要适用于中小型屋顶、小型地面电站等场景。应用场景更为丰富，可适用于集中式电站、分布式电站及屋顶电 站等各类电站，价格略高于集中式。

微型逆变器直接逆变并网，主要适用于户用及小型分布式场景。一般功率在1kw以下，主要适用于分布式户用及小型分布式工商业屋顶电站，但价格高昂，一旦出现故障难以维护。

低成本领先

2010年以前的逆变器行业不属于中国。欧洲作为最主要的光伏市场，2004-2011年间的每年光伏新增装机量占比超过全球的60%。作为电气大国，其中光伏巨头企业SMA在1987年首先研发出光伏逆变器，并推出首款商用组串式逆变器和集中式逆变器，依靠技术优势领跑行业。

全球市场几乎被欧洲企业所垄断，光伏逆变器出货量前十名中，除三家北美公司以外，其余企业均为来自于欧洲。仅SMA、KACO、Fronius、Ingeteam以及Siemens五家欧洲企业就占据了70%的市场份额。其中SMA公司市占率达到了44%，相当于光伏逆变器市场的半壁江山。

在欧洲光伏发展如火如荼的时候，中国的光伏发展尚还在萌芽阶段：缺乏技术研发成果成为制约发展的最大因素。众所周知，光伏逆变器连接光伏方阵和电网，可以将系统产生的直流电通过电力电子变换技术转换为生活所需的交流电，堪称整个光伏系统的心脏所在。

作为光伏发电系统的“大脑”，其生产和制造结合了电力系统设计技术、半导体技术、电力电子技术、微电脑技术、软件算法编程技术等，这样一个需要依靠技术高度配合才能完成的高精尖行业，逆变器更像是一个靠脑力部署其它部件的领导者，它的一举一动，均会直接影响光伏系统的整体走向。

它的转换效率和可靠性也成为判断逆变器性能的主要指标。只要当功率变高的时候，才能意味着损耗低，是降低光伏项目度电成本的重要突破点之一。2003年12月，阳光电源推出中国首台拥有自主知识产权的10kW光伏并网逆变器，使得转换效率迈出了一大步，并由此打破了国外垄断。

逆变器应用场景多为高海拔、温差大、风沙大等恶劣环境，要求逆变器可以适应各种复杂环境并配有保护功能。对逆变器在隔热、散热、防尘、高温降额等方面的要求越来越高，逆变器先后经历了低电压、零电压、高电压穿越、大面积脱网事故检验、有功无功调度支持、谐波要求等，不断提升逆变器技术门槛要求和实际应用参考。

在此不得不提到专家组在鱼柴进行的光伏行业尤其是逆变器行业具有划时代意义的实验：“鱼柴短路实验”。

“鱼柴短路试验”是对光伏电站进行大扰动试验，所有电站都同时进入低电压穿越状态。这次测试结果为国外光伏逆变器全部脱网，而国内领先的逆变器品牌全部非常坚挺。这个实验让全球逆变器市场发生了逆转，也结束了中国光伏投资企业盲目迷信国外产品的历史，奠定了中国光伏逆变器的性能与地位。

2009年前后，受益于国内金太阳示范工程和特许权项目的推动，我国光伏行业发展驶入快车道。彼时，大型地面电站市场高歌猛进，集中式逆变器凭借成本低，容量大的优势迎来大规模发展机遇。而巨大的利润空间则吸引了众多UPS、通讯电源等行业供应商涌入，在迅速拉低光伏逆变器价格的同时，中国光伏逆变器。直到2013年国内新增装机容量达到11.3GW。全球光伏逆变器企业前20强中，有15家是中国企业。

技术引领成本下降

2013年，度电补贴盛装出场。国内光伏项目开始陆续启动，中国光伏市场也由此进入了发展快车道，很快便一跃成为全球光伏装机最大的市场。

随之逆变器技术也呈现出百花齐放的模式，既有传统的大型集中式逆变器，组串式逆变器，又出现了集散式逆变器，以及直流高压逆变器等技术。

而集中式逆变器，由于不具备精确定位故障的能力，许多光伏电站本身就建造在自然环境较为恶劣的地方，需要经常性的维护和故障检修。集中式逆变器在这方面天然具有劣势，许多集中式逆变器在使用几年后就问题频频，最终导致整个光伏电站发电量严重下降。因此不仅设备易损坏，而且维修困难，人工成本极高。

华为将自己过去做基站防护的经验用在了组串式逆变器上，不仅让单个逆变器变得防火防水防雷，还重新设计了逆变器的内部结构，把其中容易出故障的风扇，熔丝等部件全部去除。将组串式逆变器的整体故障率降到了不到千分之三。

华为首次登上全球光伏逆变器市场排行榜位，阳光电源也完成了首次对SMA的超越。至此，中国光伏逆变器终于冠绝世界，包揽下全球前二的位置，完成了一场“逆变”大戏。

2014年慕尼黑intersolar论坛上，资深的光伏从业人士ManfredBachler甚至提出用组串式逆变器改造现存的集中式逆变器的方案。此外，伴随政策变化，国内分布式光伏、户用光伏爆发出极大的潜力，组串式逆变器迎来发展机遇，市场份额持续激增。技术更迭、行业洗牌在光伏逆变器市场交替上演。

反观欧洲市场，逆变器厂商的市场份额持续不断受到冲击，老牌企业ABB、Schneider等多家逆变器厂商陆续退出了逆变器业务。

中国逆变器企业在积累了大量的实践经验后推出和验证了很多先进技术，中国的逆变器产品在这期间实现了弯道超车，跻身国际一线水准，甚至在很多方面性能超过国际同行。

向增加功能性方向迈进

光伏全面平价以后，光伏应用场景愈发多样和复杂，对技术、产品与市场需求的深度协同能力提出了更高要求。逆变器一方面要满足自身散热需求，另一方面需提升防护等级以应对恶劣环境，这无疑对逆变器结构设计和材料工艺提出了更高要求。于是，逆变器技术不断升级，集成了更多功能，如组件PID防护和修复，与跟踪支架、清扫系统等外围设备融合等，以提升整个光伏电站性能，保障发电收益最大化。

全球主流厂家逆变器最大效率普遍突破99%，下一个目标是99.5%。2020年下半年，光伏组件纷纷推出基于182mm、210mm硅片尺寸的高功率组件。不足半年，阳光电源、特变电工、古瑞瓦特、锦浪科技、上能电气、固德威等一批企业快速跟进，相继推出与之适配的大功率组串式逆变器。

技术做到极致之后的中国光伏逆变器企业开始寻求对整个光伏系统进行深度优化。更大功率的逆变器开始广泛应用，同时不断提升功率密度和系统效率，最直观的例子是逆变器的“外壳”逆变柜：2011年，中国第一台箱式逆变器在阳光电源厂房下线，替代了传统的土建房。随后通过三电平等新技术的应用、拓扑结构优化、功能集成等技术，不断投入、不断升级，集中逆变器占地面积从最初的20平，逐步缩小至10平米、7平米、3平米，到目前的SG1250UD成为首款可直接在户外应用的集中型逆变器，降低了土地、建设和运维成本，并明显缩短施工周期。

而直流1500V电压等级也在这期间开始应用，2015年，阳光电源率先推出了1500V电压等级的系统解决方案，这项技术首先被用于国外电站项目，凭借更低的BOS成本和更低损耗，成为光伏电站迈向平价的重要助力。

随着中国市场竞价政策推出，2019年也被认为是中国1500V电压系统广泛应用元年。采用新的“1500V电压系统＋大方阵＋高超配”技术，可以将发电曲线做得更加平滑，让新能源变成更稳定的能源，同时可以大幅降低光伏度电成本5％以上。

在整体竞争格局下，光伏逆变器行业不同细分领域和市场的竞争格局亦存在一定差异。如在地面电站领域，华为、阳光电源等企业具有较强的竞争优势和市场地位，在分布式光伏逆变器领域，古瑞瓦特、锦浪科技、固德威及首航新能源等企业保持了较快的增长和较强的竞争优势，而在微型逆变器领域，禾迈、昱能等公司的市场占有率具有显著优势。

光储一体化是必然趋势

传统并网光伏逆变只能进行从直流电到交流电的单向转换，仅在白天发电，发电功率也会受到天气影响，具有不可预见性等问题，而储能逆变器集成了光伏并网发电+储能电站的功能，在电能富余时将电能存储，电能不足时将存储的电能逆变后向电网输出，平衡昼夜及不同季节的用电差异，起到削峰填谷的作用。

而储能逆变器与并网逆变器技术同源，虽然保护回路、缓冲回路有差别，但硬件平台和拓扑结构相似，因而降本路径与光伏逆变器基本一致。

短期内，储能装机需求主要受政策端推动，受制消纳空间及电力波动性等影响，各国政府加速出台了一系列鼓励储能市场的相关政策，国内部分省市甚至强制要求新能源配储。

从长期看，光储一体化是必然趋势，政策先行推动新能源配储。理论上，在一个完全由光伏供电的情境下，需配置 1：3 至 1：5的储能后才能实现不间断电源供给，光储一体有望成为未来的清洁能源解决方案。

来源：国际能源网/光伏头条