光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术。太阳能电池经过串联后进行封装保护可形成大面积的光伏电池组件， 再配合上逆变器等部件形成了光伏发电系统。光伏组件主要由太阳能电池片构成， 在太阳光照射下将太阳能转换成电能输出。光伏组串是在光伏发电系统中， 将多个光伏组件以串联方式连接，形成具有所需直流输出电压的最小单元。
独立光伏发电也叫离网光伏发电， 主要由太阳能电池组件、 控制器、 蓄电池组成，若要为交流负载供电， 还需要配置交流逆变器。独立光伏电站包括无电网地区的户用和村庄电源系统， 通信信号电源、 阴极保护、 太阳能路灯等各种带有蓄电池的可以独立运行的光伏发电系统。并网光伏发电是太阳能组件产生的直流电经过并网逆变器转换成符合电网要求的交流电后接入公共电网， 一般分为集中式光伏电站和分布式光伏电站。
光伏逆变器是指应用在太阳能光伏发电系统中的逆变器， 是将太阳电池组件产生的直流电转换成频率可调节的交流电的电子设备。光伏逆变器是光伏发电系统设备的重要组成部分之一， 其主要功能为将太阳电池组件产生的直流电转化为交流电， 并入电网或供负载使用， 可直接影响太阳能光伏系统的发电效率。
光伏逆变器根据逆变器输出交流电压的相数不同， 分为单相逆变器和三相逆变器；根据应用在并网光伏发电系统还是离网光伏发电系统中， 分为并网逆变器和离网逆变器；根据电能是否能够储存， 分为并网逆变器和储能逆变器。
根据不同功率， 光伏逆变器可分为集中式逆变器、 组串式逆变器、 集散式逆变器及微型逆变器， 主要区别在于逆变器单体容量以及直接与其连接的光伏组件数量的不同，同时也具有不同的下游应用场景。
我国光伏逆变器市场主要以集中式逆变器和组串式逆变器为主， 微型和其他类型逆变器占比极小。根据 CPIA， 2023 年我国仍以组串式逆变器为主， 组串式逆变器的市场占有率为 80.0%， 较 2022 年提高 1.7pct， 其次为集中式逆变器， 组串式逆变器进一步确立了市场主流地位。
集中式逆变器是将并行的光伏组串连接到同一台集中逆变器的直流输入端， 进行最大功率峰值跟踪后， 经过逆变并入电网。集中式光伏逆变器主要适用于光照均匀的集中 性地面大型厂房、 集中式大型地面光伏电站等。组串式光伏逆变器是对 1-4 组光伏组串进行单独的最大功率峰值跟踪， 经过逆变后并入交流电网。组串式光伏逆变器主要适用于分布式发电系统。集散式逆变器的功率通常介于集中式与组串式逆变器之间。微型光伏逆变器是对每块光伏组件进行单独的最大功率峰值跟踪， 经过逆变后并入交流电网。微型光伏逆变器主要适用于分布式户用和中小型工商业屋顶电站等， 其单体容量一般在5kW 以下。
组串式逆变器具有单体容量较小、 系统效率高、 易安装易维护等特点， 在集中式电站、 分布式电站及屋顶电站均可适用。其中， 户用组串式逆变器具有高功率密度、 安装维护简单等特点， 可自动适应复杂电网环境、 延长发电时间、 有效提升发电效益、 支持远程监控并具备多种通讯方式， 满足户内、 户外等不同的应用环境要求， 广泛应用于住宅屋顶、 庭院等户用光伏发电系统。
工商业组串式逆变器具有转化效率高、 性能安全可靠等特点， 可满足户内、 户外等不同的应用环境要求， 拥有自适应控制算法、 适应恶劣电网、 支持远程监控并具备多种通讯方式， 广泛应用于住宅、 商业屋顶、 农场等中小型光伏发电系统。
图 6：大型电站组串式逆变器应用场景
大型电站集中式逆变器具有产品转化效率高， 适应复杂应用环境等特点， 具备高/低电压穿越、 交/直流电防雷保护、 过温保护等功能， 广泛应用于荒漠、 高原、 渔业等大型地面/水面光伏电站系统。
光伏逆变器行业产品的上游主要为电子元器件、 结构件以及辅料等， 其中电子元器件包括 IGBT、 电阻、 电容等， 结构件包括机柜、 机箱、 连接器、 散热器等， IGBT 器件 广泛应用于逆变器中， 该类具有通态电流大、 耐高压、 电压驱动等优良特性， 是逆变模块的核心器件。采用 IGBT 器件+SiC 器件设计方案的逆变器， 大量使用 SiC（ 碳化硅）器件， 将 SiC 高频化技术应用到产品中， 可以进一步减小产品体积、 重量， 优化性能指标。碳化硅器件具有损耗小且不易受到电流、 温度影响的特点， 能够有效提升产品效率等性能指标。
光伏逆变器行业中游主要包括光伏组件厂家、 逆变器厂家和光伏配件厂家等。下游主要是为光伏发电系统集成商、 EPC 承包商、 安装商和投资业主等。
近年来， 光伏逆变器下游行业需求不断增长， 为逆变器行业提供了广阔的市场空间，但逆变器业内企业众多， 市场竞争较为激烈， 规模较大、 品牌形象好、 历史业绩突出的企业则具备更大竞争优势， 而新进入企业则较难通过竞标获得央企、 国企的大型新能源项目订单以树立品牌形象及提升市场份额， 因此光伏逆变器行业形成一定的品牌及历史业绩壁垒。
光伏发电系统在提供给最终用户使用之前， 需经历系统设计、 部件集成及安装环节，虽终端用户均相同， 但设备也可以由中间环节的某一类客户采购， 故光伏逆变器下游客户既包括了投资业主等最终用户， 也涵盖了光伏系统集成商、 EPC 承包商（Engineering Procurement Construction， 指公司受业主委托， 按照合同约定对工程建设项目的设计、采购、 施工、 试运行等实行全过程或若干阶段的承包） 、 安装商等中间环节的客户。
图 9：光伏发电系统各环节参与者
2 逆变器性能不断提升， 核心零部件国产化率逐步提高
组串式逆变器成为我国最主要的逆变器类型， 逆变器核心零部件国产化率逐步提高。根据不同功率， 光伏逆变器可分为集中式逆变器、组串式逆变器、 集散式逆变器及微型逆变器。我国光伏逆变器市场主要以集中式逆变器和组串式逆变器为主， 其他类型逆变器占比极小。根据CPIA， 2023年我国组串式逆变器的市场占有率为80.0%， 较2022年提高1.7pct， 其次为集中式逆变器。2023年， 我国集中式逆变器功率模块国产化供应率为30%， 同比提高20pct， 逆变器主控制芯片国产化供应率约23.2%， 同比提高5.2pct。至2030年， 我国逆变器功率模块及控制芯片国产化供应率均有望提升至七成。 国内分布式智能电网与大电网加速融合发展。今年1-7月， 国内电网工程投资完成额分别增长19.2%， 相较于去年呈加快增长趋势。国家电网公司今年全年电网投资将首次超过6000亿元， 同比新增711亿元， 同比增长约13.4%， 新增投资主要用于特高压交直流工程建设、加强县域电网与大电网联系、 电网数字化智能化升级。同时， 国内部分资源条件较好的地区放宽了新能源消纳红线至90%， 提高了新能源的消纳空间上限， 有利于促进新能源大基地的建设及新能源发电并网。另外， 国家发改委、 能源局发文明确， 到2025年， 我国配电网要具备5亿千瓦分布式新能源接入能力， 到2030年， 基本完成配电网柔性化、 智能化、 数字化转型。随着国内配电网在形态上从传统的“无源” 单向辐射网络向“有源” 双向交互系统转变， 在功能上从单一供配电服务主体向源网荷储资源高效配置平台转变， 未来将有效促进分布式智能电网与大电网融合发展， 较好满足分布式电源、新型储能及各类新业态发展需求， 从而进一步带动逆变器需求增长。 全球电网加大投资力度， 逆变器行业迎出海新机遇。根据国际能源署， 2023年全球电网投资规模约3300亿美元。在APS情景下， 2023-2030年全球电网年均投资规模需以年均复合增速9.4%增长， 到2030年全球电网年均投资规模需进一步提高到6200亿美元， 全球电网年均投资规模仍有较大提升空间。根据IRENA， 至2030年， 全球可再生能源发电装机容量较2022年将增长两倍， 可再生能源发电装机巨大的增长空间将拉动逆变器需求保持增长趋势。根据Wood Mackenzie， 全球光伏逆变器出货量由2017年的98.5GW增长至2023年的536GW。今年二季度以来， 欧洲市场持续去库， 亚非拉新兴国家市场需求向好， 拉动逆变器出口持续改善。经测算， 2030年全球逆变器出货量预计有望达到851GW。
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