芯耀
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本篇講光伏下游系統(tǒng)電站，下篇講光伏產(chǎn)業(yè)投資
八、電站
51. 市場：全球 6000 億，中國 2000 億
光伏電站是光伏產(chǎn)業(yè)鏈的最末端，正如光伏組件是將電池片串并聯(lián)而來，要建設(shè)一個光伏電站，首先需要將光伏組件按一定方式組裝在一起，并安裝支撐結(jié)構(gòu)后構(gòu)成更大型的直流發(fā)電單元——光伏陣列，之后再將大量光伏陣列與光伏逆變器、配電柜等設(shè)備，以及中央控制系統(tǒng)連接后，就可建成能夠?qū)嶋H投入使用的光伏電站
2021 年全球新增光伏裝機容量 160 GW 6400 億（4元/W測算）
中國 2021 年新增光伏并網(wǎng)裝機容量 50GW 2000 億（4元/W測算），累計?300GW，全年光伏發(fā)電量?3000 億千瓦時，占總發(fā)電量?4%
52. 分類：集中式、分布式
與傳統(tǒng)發(fā)電站類似，光伏電站也分為集中式和分布式兩種
集中式大型并網(wǎng)光伏電站是利用光能富集的無人地區(qū)如荒漠或丘陵，安裝大量光伏陣列集中建設(shè)的大型光伏電站，發(fā)電直接并入公共電網(wǎng)，發(fā)電成本低，發(fā)電量大一般在 10MW 甚至 100MW 以上，多分布于西部光能富集地區(qū)，但我國光能富集區(qū)并非高負(fù)荷地區(qū)，但發(fā)電波動比較大，電網(wǎng)負(fù)荷大，供需錯配存在棄光棄電，2020 年底占?67.8%
分布式光伏電站主要是指利用小型空地，或建筑物表面，如廠房、公共建筑屋頂?shù)缺砻娼ㄔO(shè)的小型發(fā)電站，投資小、建設(shè)快、占地面積小，直接處于用戶側(cè)減少對電網(wǎng)依賴，減少線路損耗，但高度分散成本高，2020 年底占?32.2%
53. 中國：國電投、中能建、大唐、中電建、正泰、三峽、華能
企業(yè)國電投、中能建、大唐、中電建、正泰、三峽、華能，國電投 10GW 全球第一
55. 分布式戶用：市場 700 億，特斯拉、正泰
戶用光伏發(fā)電是指將光伏電池板置于家庭住宅頂層或者院落內(nèi)，用小功率或者微逆變器進(jìn)行換流過程，并直接利用該新能源，亦可將多余的電能并入電網(wǎng)
戶用光伏成本低、適用范圍廣、輸配電損耗低、系統(tǒng)規(guī)模小不會造成大規(guī)模停電事故，安全可靠性較高
從細(xì)分市場來看，戶用光伏市場持續(xù)提升，2021 年中國戶用光伏裝機 21.6?GW 700?億
戶用爆發(fā)原因：
1. 戶用光伏已具備經(jīng)濟性：成本不斷下降 2021 年 2.72~4.94 元/瓦，年有效利用小時1100h，系統(tǒng)壽命20年，年發(fā)電量衰減0.5%，上網(wǎng)電價 0.395元/瓦，年維修成本 0.05元/瓦，0.03元戶用補貼，項目 70% 貸款，貸款期限10年等額本息，貸款利率4%，全投資IRR可達(dá) 9.2%
2. 金融渠道引入：我國戶用光伏的應(yīng)用場景主要在農(nóng)村，近年來集成商、安裝商開始積極引入貸款、租賃等創(chuàng)新金融模式，戶用光伏的安裝大大降低門檻，較大刺激裝機
戶用光伏四種商業(yè)模式，銷售、金融手段各異?經(jīng)銷商模式：設(shè)戶用光伏事業(yè)部獨立上市為目標(biāo)，引進(jìn)家電2C領(lǐng)域營銷人才，下設(shè)幾大區(qū)域中心再下設(shè)各省分部，在縣、鄉(xiāng)鎮(zhèn)一級進(jìn)行招商，經(jīng)銷商和公司為相對獨立的合作關(guān)系，代表企業(yè)有英利因能、漢能、晶科、協(xié)鑫
系統(tǒng)安裝商模式：經(jīng)銷商學(xué)習(xí)安裝施工技術(shù)、掌握拿貨渠道、具備質(zhì)量鑒別能力后轉(zhuǎn)向系統(tǒng)集成模式，有晴天科技、維旺合縱、廣州碩耐、比高新能源、工民建、江蘇杰多新能源、特億陽光、亞坦新能、浙江埃菲生、光馳新能源、德州宇浩、山東萬投、航禹光伏、廣東陽光之家、廣東光合、廣東太陽庫等?全國性平臺模式：平臺完成除了市場開發(fā)、安裝施工之外的所有事情，供應(yīng)光伏發(fā)電系統(tǒng)產(chǎn)品，并且價格具有競爭力，提供貸款、保險等金融服務(wù)供代理商提供給用戶，代理商不需壓貨在倉庫，平臺即倉庫，按需發(fā)貨，有美國Solarcity、天合光能、中民新光的中民智薈平臺等?租賃模式：在不同地區(qū)開展業(yè)務(wù)時，首先尋找有實力的市場開發(fā)合作伙伴，這類伙伴通常在當(dāng)?shù)赜袕姶蟮恼Y源、有很好的人際關(guān)系網(wǎng)絡(luò)，合作伙伴負(fù)責(zé)組織團隊，并進(jìn)行市場開發(fā)和安裝施工工作，有英國?ASHADEGREENR、正泰新能源、中來民生等
美國戶用儲能市場：Tesla，LG Chem 雙寡頭，市場占有率 80%，特斯拉Powerwall 在美國家用電池儲能市場中占據(jù)主導(dǎo)地位，LG SolarEdge 市占率第二
美國戶用光伏逆變器市場：SolarEdge、Enphase 雙寡頭，市場占有率 78%，其中 SolarEdge 60.5％，ABB、SMA、Fronius 等 20.3％
中國山東 42%、河北 21%，兩省占?63%，主要原因是光照條件好，太陽能熱水器普及率高，政策力度大，補貼發(fā)放及時
601877 正泰電器：戶用光伏龍頭
正泰電器是國內(nèi)低壓電器龍頭企業(yè)，全球 300 多家核心經(jīng)銷商，2000 多個經(jīng)銷網(wǎng)點，累計安裝?40 萬戶居民戶用光伏系統(tǒng)，市場占有率 18%
56. 分布式 BIPV：百億市場，全球特斯拉
BMPV 建筑光伏 Building Mounted Photovoltaic 將建筑與太陽能發(fā)電相結(jié)合，包括 BIPV 和 BAPV?BAPV?安裝型?Building Attached Photovoltaic 是通過支撐結(jié)構(gòu)附著在建筑物上的太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)，也稱為“安裝型”太陽能光伏建筑
BIPV 光伏建筑一體化?Building Integrated Photovoltaic 是作為建筑物外部結(jié)構(gòu)的一部分，是與建筑物同時設(shè)計、施工和安裝的太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)，既具有光伏發(fā)電功能，又具有建筑構(gòu)件的功能，上世紀(jì) 60 年代由日本 MSK 提出
BIPV和建筑材料深度結(jié)合擁有諸多優(yōu)勢，不僅能應(yīng)用于建筑屋頂，還能作為光伏幕墻、光伏遮陽板、光伏欄板等，大幅提高建筑的光伏發(fā)電能力，在建筑外觀、建筑防水等方面也有極大優(yōu)勢
我國既有建筑面積可安裝光伏 400GW，每年竣工建筑面積可安裝 40GW，2021 年 BIPV 裝機僅 0.8GW 40 億元，潛在市場空間千億
BIPV主要構(gòu)成為雙玻光伏組件：由兩片玻璃和太陽能電池片組成復(fù)合層，電池片之間由導(dǎo)線串、并聯(lián)匯集到引線端形成，包括：兩片鋼化玻璃、電池片、復(fù)合層 PVB/EVA
全球美國 Tesla、CertainTeed、SunTegra 專注屋頂，F(xiàn)irst Solar主做碲化鎘
Tesla：全球龍頭
2016 年特斯拉收購太陽能企業(yè)?SolarCity，從光伏屋頂切入 BIPV 業(yè)務(wù)，2019 年推出第三代光伏屋頂——Solarglass，光伏組件加屋頂一體化，采用Solar Roof 瓦片替代 傳統(tǒng)的屋頂瓦片從而使得光伏“隱形”，8小時完成安裝，3.4萬美元一套起售，可搭配戶用儲能 Powerwall
國內(nèi)群雄混戰(zhàn)中，尚未出現(xiàn)龍頭
57. 支架：700億，跟蹤支架，NEXTracker、中信博
光伏支架被稱為光伏電站的“骨骼”，是光伏發(fā)電系統(tǒng)中為了支撐、固定、轉(zhuǎn)動光伏組件而設(shè)計安裝的特殊結(jié)構(gòu)件，可分為固定支架和跟蹤支架
固定支架主要由立柱、主梁、檁條、基礎(chǔ)等部件構(gòu)成，可進(jìn)一步細(xì)分為季節(jié)可調(diào)支架、雙立柱支架、單立柱支架等小類
跟蹤支架主要由結(jié)構(gòu)系統(tǒng)（可旋轉(zhuǎn)支架）、驅(qū)動系統(tǒng)、控制系統(tǒng)（包括通訊控制箱、傳感器、云平臺、電控箱等部件）三部分組成，太陽照射角度會隨晝夜交替和四季變換發(fā)生變化，傳統(tǒng)固定支架角度固定，會導(dǎo)致部分發(fā)電量損失，跟蹤支架可以隨著太陽角度的變化調(diào)整光伏組件的朝向，提升發(fā)電效率?10%~30%，但成本高
2020 年美國地面電站跟蹤支架滲透率?70%，全球平均?30%，中國僅?19%，單價?0.5元/W?測算，2025 年全球?120GW 685億元
跟蹤支架分為：平單軸、斜單軸、雙軸跟蹤
平單軸適用于低緯度地區(qū)，系統(tǒng)簡單可靠，成本低，性價比高，可帶來15-20%的發(fā)電量提升
斜單軸適用于高緯度地區(qū)，介于平單軸和雙軸之間，支架的投入以及土地資源占有量大概是平單軸的兩倍
雙軸對發(fā)電效率提升最大，但成本最高，土地占有很大，是固定支架的兩到三倍
2020 年美國 NEXTracker 市占率 29%、Array Technologies 17%，西班牙 PV Hardware 9%，國內(nèi)龍頭中信博?8%，天合收購西班牙 NClave 4%，CR5 70%
688408 中信博：跟蹤支架龍頭
2020 年跟蹤支架收入 17.09 億元，固定支架收入 13.62 億元，中國第一
58. 逆變器：200億，集中華為，組串SolarEdge，微型Enphase
逆變器通過 IGBT/MOSFET 等電力電子開關(guān)器件的高頻率開合將光伏電池輸出的直流電轉(zhuǎn)換為交流電，滿足并入電網(wǎng)的要求，成本占 10%，僅次于組件
2020 年全球逆變器出貨量?185GW 185億元，中國?100 GW 100億元（0.1元/W測算）
逆變器上游核心原材料為?IGBT、PMIC?等，IGBT 廠商為德國英飛凌Infineon、美國安森美ONSemiconductor等，IC 廠商為美國德州儀器TI、意大利意法半導(dǎo)體ST、荷蘭恩智浦NXP等，詳細(xì)分析請持續(xù)關(guān)注本公眾號史晨星（shichenxing1）
逆變器工藝包括?SMT、測試、THT 焊接、檢驗、組裝等
分為四類：集散式、集中式、組串式、微型
集中式逆變器適用于大型地面光伏電站，功率范圍 500kW-10MW，核心為先匯流，再逆變，多塊組件串聯(lián)一起提高總電壓，產(chǎn)生的直流電進(jìn)入?yún)R流箱，再通過匯流箱并聯(lián)提高總輸出電流，高電壓X高電流→大直流功率（500KW 以上），再輸入至集中式逆變器轉(zhuǎn)換為交流電，輸出功率大、運維簡單、技術(shù)成熟、電能質(zhì)量高、成本低，2020 年占比?28.5%，陽光電源、上能電氣、特變電工、科士達(dá)等
組串式逆變器適用于分布式光伏系統(tǒng)，功率范圍 1kW-500kW ，核心為先逆變，再匯流，多塊組件串聯(lián)連入組串式單路MPPT，多路 MPPT 之間并聯(lián)接入組串式逆變器，直流電轉(zhuǎn)換為交流電后，再接入交流匯流箱傳入電網(wǎng)，由于單臺功率小，與光伏組件最佳工作點的匹配性較好增加發(fā)電量，當(dāng)一塊組件被陰影阻擋或發(fā)生故障時，因為具有多路MPPT，因此只會影響對應(yīng)少數(shù)幾個組串的發(fā)電量，效率更高，逐步應(yīng)用在大型電站市場，2020?年占比?66.5%，錦浪科技、固德威、古瑞瓦特等
MPPT最大功率點追蹤控制算法：組件在不同光照輻射、溫度、遮擋等條件下，目的是找到最佳功率點，傳達(dá)給控制器最佳功率需求
集散式逆變器適用于復(fù)雜的大型地面電站，功率范圍?1MW-10MW，前置多個 MPPT 控制優(yōu)化器，匯流后采用集中式逆變器逆變，較集中式逆變器發(fā)電量提升 2%-5%，2020 年占比?5%，代表企業(yè)上能電氣、禾望電氣等
微型逆變器適用于戶用等小型電站，功率范圍?200W-1000W，成本最高，禾邁、昱能科技、Enphase 等
技術(shù)路線為智能化、光儲一體、1500V電壓等
智能化：逆變器實時監(jiān)控檢測電站，快速定位故障點，“云服務(wù)+APP”實時查閱數(shù)據(jù)
光儲一體逆變器有望成為下一代主流產(chǎn)品，白天用電高峰期將產(chǎn)生的直流電接入逆變器轉(zhuǎn)化為交流電并入電網(wǎng)，夜間用電低谷期電網(wǎng)將電能再通過逆變 器充放電控制器向儲能電池進(jìn)行充電
1000V 電壓等級是指將光伏發(fā)電系統(tǒng)中直流側(cè)電壓、逆變器、匯流箱等耐受電壓由 600V 提升至 1000V
1500V 電壓等級可有效減少線損，提高系統(tǒng)整體效率與發(fā)電量。根據(jù)物理學(xué)公式 P=I*U=I2*R 在功率一定的條件下提高電壓電流會降低，電阻恒定時電流越小損耗越小，相應(yīng)節(jié)省光伏組串、匯流箱，2021年市占率達(dá)到 75%
2021年全球光伏逆變器出貨，華為 52GW 第一、陽光電源 47GW 第二，細(xì)分市場組件級龍頭?SolarEdge 7GW，微型龍頭 Enphase 1GW
華為：逆變器龍頭
2013 年華為推出光伏逆變器產(chǎn)品，2020 年出貨 42GW 全球第一占 23%，光伏運維引入現(xiàn)場 IV 跟蹤技術(shù)，提高故障診斷的粒度和自動化程度
下篇講光伏產(chǎn)業(yè)投資
