2022-09-01

分布式光伏助力光储充一体化加速落地

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发布时间:2022-09-01 10:52:10 来源:od电竞入口 作者:od电竞直播


  【哔哥哔特导读】随着整体技术的持续突破及生产规模的不断提升,光伏发电总成本持续下降,进入稳定发展阶段,平价上网有望在全球范围内逐步实现,2021年,国内也开始正式进入平价上网阶段。

  平价上网意味着光伏领域将由过去的政策补贴思维转化为盈利思维,储能将是分布式光伏后续发展重要推动力,配置储能设备后,分布式光伏发电系统基本能实现电能的自发自用,仅余较少量输入电网。

  分布式光伏发电系统主要采用微型逆变器,单体容量一般在 5 kW 以下,只对应单块或数块光伏组件,能够对每块光伏组件进行独立的最大功率跟踪控制,从而实现对每块光伏组件的输出功率进行精细化调节及监控。

  安全性高。分布式光伏微型逆变器与每一块光伏组件连接逆变后并联接入电网,系统运行时直流电压一般在 80V 以下,降低了较高的直流高压导致的运维触电、火灾、施救三大风险,提高了分布式光伏发电系统的安全性。

  发电效率高。微型逆变器能够对单块光伏组件实现最大功率点跟踪功能,保证每块光伏组件以最大功率输出,解决组件被阴影遮挡、系统失配等因素导致的“短板效应”,有效提升分布式光伏发电系统的整体发电效率。

  可靠性高。微型逆变器独立性更高,发生故障后互不干扰,即使出现单台逆变器故障,分布式光伏系统仍可继续发电。

  灵活性高。微型逆变器在建设使用方面具有较高的灵活性,一是安装灵活,微型逆变器体积小巧,质量较轻,安装使用方便,可以直接安装在光伏组件或者支架上;二是运维灵活,在出现单个微型逆变器故障的情况下,无需整个系统停止运行进行更换,运维操作简单方便,灵活性高;三是扩容简便灵活,后期分布式光伏发电系统因增加规模而需要新增设备投资时,无需更改之前配置,可以直接安装新增设备,扩容简便,同时微型逆变器单机功率较小,扩容功率灵活性高,使得整个分布式光伏发电系统的投资建设具有更高的灵活性。

  未来光伏行业的发展仍将呈现集中式和分布式光伏共同发展的市场格局,并且随着分布式光伏发电的优势逐渐发挥,中国、巴西、印度等分布式市场快速增长,预计至 2025年,全球分布式光伏新增装机占比达 45%左右。

  2021年,内国分布式光伏新增装机占比 53%,历史上首次突破50%,主要是户用分布式光伏市场发展火热,随着“整县推进”试点工作在全国各省市全面展开以及国补 0.03 元/ kWh 的政策刺激下分布式光伏装机迎来爆发式增长。

  分布式光伏发电系统的蓬勃发展,带动微型逆变器出货量快速增加。2018-2020 年期间,全球微型逆变器出货量从 1.18GW 增加到 2.28GW,创造历史新高,年均复合增长率达到 39.12%;市场规模从3.84 亿美元增加到 7.41 亿美元,年均复合增长率达到 38.91%。

  此外,根据分布式光伏逆变器龙头企业古瑞瓦特招股书数据显示,2019-2021年储能系统营收分别为0.72亿、2.15亿、6.7亿,均呈高速增长态势,储能系统营收占比也越来越高。

  目前北美、欧洲是微型逆变器最主要的两大市场,根据 WoodMackenzie 数据,2016-2020 年期间,北美市场及欧洲市场微型逆变器出货量合计占比均在 80%以上。随着国内分布式光伏项目的推进,国内微型逆变器市场也有望进入快速增长阶段。

  光储一体化是市场发展的重要趋势。随着储能技术的快速发展,储能装备性能不断提升、成本不断下降,集成光伏并网发电、储能电站的光储充一体化项目在电网中的安装容量将大幅增加,市场前景广阔。

  功率密度越来越高。高功率密度意味着更高效的电能变换与更低的原材料成本,是反映逆变器设计能力的核心技术指标。根据禾迈股份招股书披露的数据显示,其一拖一微型逆变器产品的最高功率密度为 454W/L,一拖四微型逆变器的功率密度甚至达到 922W/L,越来越高的功率密度,对功率器件的转换效率提出了更高的要求。

  组件级控制是市场发展的重要趋势。分布式光伏发电主要应用于家庭户用、工商业用等领域,安全性是其重要考虑因素,近年来陆续出台光伏屋顶安全规范政策,要求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。通过微型逆变器避免直流串联,实现了较高的市场成长性,尤其在中小功率应用场景中更具有性价比优势。

  对系统稳定系要求越来越高。禾迈股份曾建设过微型逆变器并联台数达 6 千余台、并联功率达3.7MW的分布式光伏发电系统。随着国内分布式光伏发电逐步推进,多台并联的工商业建筑屋顶分布式光伏将会越来越多,增加储能系统后,还需要加入锂电池管理系统,对光储充系统稳定性的要求也会越来越高。

  导入第三代半导体材料。第三代半导体能促进光伏储能逆变器走向高效、高可靠性、低成本化,尤其是光伏电站电压等级从1000V提升至1500V以上,耐高压SiC功率元件将在组串式和集中式逆变器中大展身手;对功率最多5kW的微型逆变器,GaN功率元件则更具优势,能改善转换效率,降低光电转换成本(LCOE),提高微型逆变器功率密度。目前光伏储能领域已成为第三代半导体第二大应用市场。

  IGBT 元器件国内生产商较少,与进口部件相比,产品稳定性、技术指标存在一定差异,未能完全产品技术要求,2020 年国内光伏储能国产化率接近为零。分布式光伏的推进望改变这一状况。

  分布式光伏主要采用 IGBT 单管或模块(单相一般采用IGBT 单管,三相可选择 IGBT 单管或模块),整体功率相对更低,而国内功率器件厂商在低功率段技术上已取得一定突破,成本方面则有优势。

  2021 年,斯达半导、时代电气、扬杰科技、新洁能光伏 IGBT 收入均为几千万,且处于快速放量阶段。光伏IGBT龙头英飞凌5月公布的二季报显示,其积压订单达370亿欧元(2021 年公司收入为 111 亿欧元,预计 2022 年收入为 130~140 亿欧元),且 80%需求集中于 12 个月交付。在供需失衡,海外厂商扩产普遍谨慎,且IGBT 交期达 39~50 周的情况下,国内半导体厂商有望迎来发展机遇。

  如何提高沟道密度、电流密度、最大工作温度和,降低导通压降、开关损耗降低,减少芯片厚度,是国产厂商需要重点考虑的问题,也是能否实现国产替代的关键。而随着第三代半导体材料的导入,国内厂商是否又有相应的产品布局和研发配套?

  2022年8月5日,新电源 智能域 赋能“芯”生态-2022中国电子热点解决方案创新峰会(CESIS)将在深圳举办,峰会将设置光储充专场技术创新研讨会,共同探索光储充这一蓝海市场的技术难点与商业模式,为众多BMS、逆变器、充电桩厂商展示当前国内厂商最新技术解决方案。

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