什么是逆變器?
逆變器又稱電源調整器、功率調節器,通常,物理上把將直流電能變換成交流電能的過程稱為逆變,把實現逆變過程的裝置稱為逆變設備或逆變器。
用于光伏發電系統的逆變器,一般統稱為“光伏逆變器”。
光伏逆變器是將太陽能光伏組件產生的可變直流電壓,轉換為市電頻率的交流電,可以接入到公用電網輸電系統,或者供離網的電網使用,是光伏系統必不可少的一部分。被稱為光伏發電系統的“大腦”或“心臟”。
光伏逆變器主要由邏輯控制電路,濾波電路與以及逆變電路組成,其中逆變電路是逆變器核心。
光伏逆變器按技術路線分為:集中式逆變器、組串式逆變器、集散式逆變器和微型逆變器。
什么是集中式光伏逆變器?
集中式光伏逆變器是先匯流、再逆變,它先將多路并行的組串匯流到直流輸入端,進行最大功率峰值跟蹤后,再集中轉換為交流電,通常單體容量都在500兆瓦以上。
集中式光伏逆變器系統集成度高,功率密度大,功率從最初的500千瓦逐步提升至630千瓦、1.25兆瓦、2.5兆瓦、3.125兆瓦、3.3兆瓦、4.4兆瓦等。
特變電工TC3125KFT
圖片來源:特變電工新能源
集中式光伏逆變器主要應用光照均勻的集中型地面大型光伏電站,如山地、荒漠、水面等場景。
集中式光伏逆變器與其他類型光伏逆變器對比
逆變器作為光伏發電系統的核心設備,其作用是將光伏組件產生的可變直流電壓轉換為市電頻率交流電,是光伏陣列系統中重要的系統平衡之一。目前,市面上常見的逆變器主要為集中式逆變器、組串式逆變器和微型逆變器。
陽光電源SG1100UD-MV
圖片來源:陽光電源
集中式光伏逆變器的行業格局
光伏頭條(微信號:PV-2005)根據各大央國企招標平臺等公開數據整理統計,2024年上半年,光伏逆變器招投標項目中,定標項目數量高達313個,合計容量130.09GW。
集中式逆變器方面,2024年上半年,有25.64GW光伏逆變器招標項目定標,18家逆變器企業中標。由于集中式逆變器采購項目多出自央國企的集采項目,因此許多項目未能確定中標企業的中標份額。
在明確中標規模的8.94GW項目中,特變電工、上能電氣、陽光電源、株洲變流以及科士達排名前五位,中標容量均超1GW。
集中式光伏逆變器部分企業
陽光電源
陽光電源股份有限公司是一家專注于太陽能、風能、儲能、氫能、電動汽車等新能源電源設備的研發、生產、銷售和服務的國家重點高新技術企業。主要產品有光伏逆變器、風電變流器、儲能系統、水面光伏系統、新能源汽車驅動系統、充電設備、可再生能源制氫系統、智慧能源運維服務等,并致力于提供全球一流的清潔能源全生命周期解決方案。
公司核心產品光伏逆變器先后通過TüV、CSA、SGS等多家國際權威認證機構的認證與測試,已批量銷往全球170多個國家和地區。
科華數能
廈門科華數能科技有限公司(簡稱“科華數能”)立足于35年電力電子轉換技術鉆研和應用,在光伏、儲能、微網、風電、綜合能源服務等領域推出了多元化的解決方案,積累了豐富的項目經驗。
在光伏領域,科華數能提供覆蓋全功率段的整體解決方案,廣泛應用于大型地面、復雜山地、水面、工商業及戶用屋頂等多種場景。截至2021年底,科華數能全球光伏裝機量已超過21GW,儲能裝機量超過2.6GW/3.8GWh,連續7年入選全球新能源企業500強。
禾望電氣
深圳市禾望電氣股份有限公司專注于新能源和電氣傳動產品的研發、生產、銷售和服務,主要產品包括風力發電產品、光伏發電產品、儲能產品、制氫電源產品、電能質量產品、電氣傳動產品等,擁有完整的大功率電力電子裝置及監控系統的自主開發及研發實力與測試平臺。公司通過技術和服務上的創新,不斷為客戶創造價值,現已成為國內新能源領域最具競爭力的電氣企業之一。
在新能源領域,禾望產品系列覆蓋國內750kW~30MW風電變流器、5kW~3.125MW光伏逆變器及1.0MW~6.25MW箱逆變一體機等主流機型。
特變電工新能源
特變電工新疆新能源股份有限公司(簡稱:特變電工新能源)是世界領先的綠色智慧能源服務商,創立于2000年,業務遍及全球20余個國家和地區。
公司專注于光伏 、風電、電力電子、能源互聯網等領域,為客戶提供清潔能源項目開發、投(融)資、設計、建設、智能設備、調試、智能運維整體解決方案,在光伏、風電EPC,逆變器等領域占據全球領先地位。
株洲變流
株洲中車時代電氣股份有限公司是中國中車旗下股份制企業,其前身及母公司——中車株洲電力機車研究所有限公司創立于1959年。中車時代電氣扎根株洲,走好兩條鋼軌,走出兩條鋼軌,2006年12月20日在香港聯合交易所有限公司成功上市。2021年9月7日,在上海證券交易所科創板成功上市。
株洲變流技術國家工程研究中心有限公司隸屬株洲中車時代電氣股份有限公司。公司經原國家計委批準成立,以提升我國變流技術與電傳動技術的自主知識產權和核心競爭能力為使命,是中國大功率變流技術領域的國家級工程研究中心。公司作為變流技術“同心技術多元化”的戰略布局,已成功孵化工業變流、工業傳動、光伏發電、風電變流四大路外產業,廣泛應用于軌道交通、電力、化工、有色、礦業、鋼鐵、港口、油田、船舶等重點行業。公司踐行央企的責任與使命,倡導綠色裝備世界,秉承“唯實 尊重 創新 成事”的企業精神,力致成為國際知名、國內行業領先的工業傳動產品及系統解決方案首選供應商。
上能電氣
上能電氣股份有限公司是一家專注于電力電子產品研發、制造與銷售的國家高新技術企業,業務涵蓋光伏逆變器、儲能系統、電能質量治理、電站開發等多個領域,致力于以全球領先的綠色科技解決方案,持續推動世界建設更清潔、更安全、更美好的未來。
在光伏領域,上能電氣提供全場景的光伏發電解決方案,產品覆蓋3kW~8800kW全功率段光伏逆變器,廣泛應用于大型地面、山地、水面、工商業屋頂和戶用等多種場景,滿足客戶多樣化需求。
科士達
深圳科士達科技股份有限公司成立于1993年,2010年在深圳證券交易所上市,30年來專注于UPS電源、空調與微模塊、電池、光伏、儲能、電動汽車充電樁產品的研發制造,是引領行業的智慧能源領域全能方案供應商。
奧太電氣
山東奧太電氣有限公司作為國家重點高新技術企業和面向全球的工業焊割設備制造商,專業為用戶提供工業焊割設備、機器人焊割系統、自動化焊割裝備、智能焊接云系統和新能源裝備及其應用解決方案,服務于高鐵、船舶、機械、鋼構、冶金、石化等不同行業。
奧太公司自1993年起一直專注于逆變技術及焊接技術的研究與創新,擁有國家地方聯合實驗室、國家工程實驗室、國家特色專業型工業互聯網平臺、自動化焊接專機及機器人實驗室、物聯網及云計算焊接實驗室及行業內實力強的研發隊伍,是中國焊接裝備行業中兩次獲得“國家科技進步獎”、入選“國家制造業單項冠軍示范企業”、入選“改革開放40周年機械工業杰出產品”的企業。
集中式光伏逆變器的發展趨勢
中國光伏行業協會公布數據顯示,2023年,光伏逆變器市場仍然以組串式逆變器和集中式逆變器為主。其中,組串式逆變器市場占比為80%,集中式逆變器市場占比為20%。受應用場景變化、技術進步等多種因素影響,未來不同類型逆變器市場占比變化的不確定性較大。
2023-2030年我國不同類型逆變器市場占比變化趨勢
來源:中國光伏行業協會
逆變器額定功率是指在一定的環境溫度下可長時間持續穩定輸出的功率。2023年,集中式逆變器單臺主流功率為3200kW/臺,同時還有3300kW/臺、4400kW/臺等型號也在市場上銷售;2023年集中式電站用組串式逆變器單臺主流功率為294kW/臺,預計2024年主流功率為300kW級。未來逆變器單機額定功率的提升除技術創新外,也要考慮LCOE成本最優以及與高功率組件的匹配等因素,因此市場中逆變器單機主流額定功率將由市場需求和技術發展決定。
2023-2030年我國逆變器單機主流額定功率(單位:kW/臺)
來源:中國光伏行業協會
逆變器功率密度是指逆變器額定功率與逆變器設備自身的重量比值。隨著電力電子器件的升級以及逆變器生產廠家在逆變器結構上的創新,逆變器的功率密度顯著提升。2023年集中式逆變器功率密度為1.20kW/kg,集中式電站用組串式逆變器功率密度為2.63kW/kg。
2023-2030年我國逆變器功率密度變化趨勢(單位:kW/kg)
來源:中國光伏行業協會
逆變器功率模塊在地化供應率指的是應用本土產功率模塊的逆變器占國內逆變器總量的比例。在近幾年國際局勢影響下,出于加強我國產品供應鏈安全的角度考慮,我國需要具備一定的功率芯片和器件的在地化生產能力。2023 年集中式逆變器在地化供應率為30%,部分頭部企業的功率器件在地化率已超過50%;1500V組串式逆變器在地化供應率為20.3%,部分頭部企業已超過50%;1000V組串式逆變器在地化供應率為40%,部分頭部企業已超過60%。隨著逆變器廠商技術進步,我國逆變器功率模塊在地化供應率將得到顯著提升。
2023-2030年我國逆變器功率器件在地化供應率變化趨勢
來源:中國光伏行業協會
內容資料參考來源:能課堂、中國光伏行業協會CPIA、陽光電源、科華數能、禾望電氣、特變電工新能源、株洲變流、上能電氣、科士達、奧太電氣、光伏之聲