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2017年中國光伏逆變器行業發展概況及未來發展趨勢分析
2018/1/23 15:44:39 來源:中國產業發展研究網 【字體:大 中 小】【收藏本頁】【打印】【關閉】
核心提示:一、我國光伏行業發展概況近年來,隨著能源消耗和環境保護問題為人所關注,我國的太陽能光伏發電產業呈現快速發展態勢,已逐步形成產業化、規模化、競爭化局面,對于我國能源結構的改善以及清潔能源體系的建設發揮了一定的積極作用。2011 年至今,我國的一、我國光伏行業發展概況
近年來,隨著能源消耗和環境保護問題為人所關注,我國的太陽能光伏發電產業呈現快速發展態勢,已逐步形成產業化、規模化、競爭化局面,對于我國能源結構的改善以及清潔能源體系的建設發揮了一定的積極作用。2011 年至今,我國的年新增光伏裝機容量保持快速增長,新增裝機規模已位列全球第一。
光伏產業發展初期,我國的光伏市場發展緩慢。2002 年送電到鄉的啟動推動了我國光伏市場的起步發展,光伏裝機從年幾十千瓦,逐步進入到兆瓦級別。2009 年我國開始實施金太陽工程,國家能源局開始實行特許權招標制度,自此我國的光伏發電市場進入快速發展通道,規模化發展開始起步。2011年國家上網電價政策出臺,進一步推動了我國光伏市場的發展,當年新增并網裝機容量達到2.07GW,相比 2010年新增裝機容量 579MW 增幅達 357.51%,當年新增裝機容量僅次于光伏發電發展較早、光伏市場較為成熟的意大利和德國,躋身全球光伏新增裝機容量第三位。2016年末,我國光伏發電累計裝機容量 77.42GW,較 2015年43.18GW 增長 79.3%,成為全球第一大增量市場,占到全球新增容量的三分之一。2016年,我國多晶硅產量約為19.4萬噸,同比增長 17.6%;太陽能電池組件產量約為 53GW,同比增長 15.7%。截至 2016 年,我國已連續十年蟬聯全球光伏產品制造第一大國,并于 2015 年躍居光伏累計裝機量世界首位。
2000-2016 我國光伏發電歷年并網容量情況(單位:GW)

數據來源:公開資料整理
截至 2016 年底,我國光伏發電累計裝機容量為 77.42GW,為全球光伏發電裝機容量最大的國家。其中,光伏電站累計裝機 67.10GW,分布式累計裝機 10.32GW,年發電量 662 億千瓦時。2016 年我國新增裝機容量 34.54GW,占全球新增裝機的三分之一以上,占我國光伏電池組件年產量的三分之一,為我國光伏制造業提供了有效的市場支撐。
我國光伏發電向中東部轉移。中東部地區有 9 個省新增裝機容量超過 1GW,分別是山東(3.22GW)、河南(2.44GW)、安徽(2.25GW)、河北(2.03GW)、江西(1.85GW)、山西(1.83GW)、浙江(1.75GW)、湖北(1.38GW)、江蘇(1.23GW)。新疆(含兵團)、山東和河南居新增裝機位列前三位,分別為 3.29GW、3.22GW和 2.44GW。分布式光伏發電裝機容量較大的地區有浙江(0.86GW)、山東(0.75GW)和江蘇(0.53GW)。
2016 年我國光伏發電信息統計


數據來源:公開資料整理
大型光伏電站方面,截至 2016 年末,我國地面大型并網光伏電站累計裝機容量為 67.10GW,占總累計裝機規模的 86.67%;地面大型并網光伏電站 2016 年新增30.31GW,占當年總新增裝機容量的 87.75%。大型光伏電站仍是我國光伏發電的主流,分布式光伏發電新增裝機和累計裝機均占比較小。依托自然優勢,地面大型電站項目主要分布在太陽能光源集中的甘肅、青海、新疆、內蒙古、寧夏等西部地區,中部地區中的江蘇、河北也呈現出較快發展趨勢。
分布式光伏發電方面,截至 2016 年末我國分布式光伏發電累計裝機容量7.092GW,占全國光伏發電總累計裝機容量的13.33%;2016年新增裝機容量1.032GW,占當年新增裝機容量的 12.24%。2016 年我國分布式光伏發電應用模式不斷創新,推出了光伏農業電站項目、漁光互補電站項目等新式光伏發電項目,集合荒山、荒坡治理及生態恢復與光伏發電建設相結合的項目不斷推出。我國分布式光伏發電主要集中在中東部用電負荷高、經濟較發達地區。
2010-2016 年我國光伏發電累計并網裝機容量分布(單位:GW)

數據來源:公開資料整理
二、光伏逆變器行業發展概況
光伏逆變器是連接太陽能光伏電池板和電網之間的電力電子設備,主要功能是將太陽能電池板產生的直流電通過功率模塊轉換成可以并網的交流電,系太陽能光伏發電系統中的核心設備之一。光伏逆變器的可靠性、安全性直接關系太陽能發電系統整體的平穩運行,其轉換效率直接影響太陽能光伏發電系統的發電效率,其使用壽命直接關系到光伏發電系統的使用年限。
光伏逆變器不僅具有直流電到交流電的轉換功能,還具有最大限度地發揮太陽電池性能和光伏發電系統保護功能,主要包括自動運行和停機功能、最大功率跟蹤控制功能、防孤島運行功能(并網系統用)、自動電壓調整功能(并網系統用)、直流檢測功能(并網系統用)、直流接地檢測功能(并網系統用)等。
光伏逆變器主要由功率模塊、控制電路、斷路器、濾波器、電抗器、變壓器(選件)、接觸器及機柜等組成,其技術水平主要依賴于電力電子技術、半導體器件技術和現代控制技術的發展,主要經歷了以下 5 個發展歷程:

數據來源:公開資料整理
光伏逆變器的分類:
1、按交流輸出相位數可分為:單相逆變器、三相逆變器。
2、按安裝環境可分為:戶內Ⅰ型(帶氣溫調整裝置)、戶內Ⅱ型(不帶氣溫調整裝置)、戶外型。
3、按電氣隔離情況可分為:隔離型、非隔離型。
4、按應用場合可分為:戶用型、工業用型(如電站、工廠等)
5、按使用規模可分為:電站型并網逆變器(不小于 1MW 的電站使用)、非電站型并網逆變器。
6、按適用場所可分為:集中型逆變器、集散式逆變器、組串式逆變器和微型逆變器。
光伏發電行業發展初期,由于光伏電池板價格昂貴,光伏電站的建設成本及發電成本較高,發電功率較小,發展初期主要是組串型光伏逆變器。
隨著光伏電池板技術的快速發展,多晶硅價格迅速下滑,光伏發電成本逐漸降低,光伏電站的容量越來越大,光伏發電對逆變器的性能要求、可靠性要求和穩定性要求逐步提高,在這種綜合因素影響下,集中式逆變器孕育而出。集中式逆變器的工作原理為:太陽能電池板將太陽能轉換成直流電,通過匯流箱匯流至集中式逆變器,后將直流電轉換成交流電最后并入電網。隨著中國等新興光伏市場的興起,大型地面光伏電站的建設規模迅速增加,集中式逆變器得到廣泛應用,逆變器輸出功率通常在 500KW 以上。
近年來光伏發電對電能質量和發電效率要求逐漸提高,集中式逆變器在最大功率點跟蹤上的應用效果不佳,組串式逆變器和集散式逆變器逐漸受到市場的歡迎。其中組串式逆變器采用小功率設計,較集中式逆變器由于實現了多路 MPPT 方案,系統發電效率有所提高。集散式光伏逆變器相比集中式逆變器提升了 MPPT 控制效果,實現大功率發電,在建設成本相近的情況下提高了發電效率,且相比組串式逆變解決方案擁有較低的建造成本。
三、光伏逆變器的發展趨勢
逆變器的可靠性、轉換效率和成本是逆變器產品的核心要素,未來光伏逆變器的發展方向也將圍繞這三個核心要素展開,主要朝著高可靠性、高轉換效率和低成本的趨勢發展。同時,也還有其他一些需考慮的因素,如因地制宜的逆變方案、智能化的逆變方案、光儲一體化逆變方案等。
盡管國家發改委每年根據成本變化每年調整光伏標桿電價,但是根據《電力發展“十三五”規劃(2016-2020)》提出的要求,到 2020 年,非石化能源發電裝機達到 7.7 億千瓦左右,比 2015 年增加 2.5 億千瓦左右,占比 39%。根據《太陽能發展“十三五”規劃》提出的要求,到 2020 年末,光伏發電裝機達到 1.05 億千瓦以上,在“十二五”基礎上每年保持穩定的發展規模。根據國家的發展規劃,光伏發電行業未來仍持保持穩定發展。同時,全球多個國家也正大力發展光伏發電。相應地,未來幾年公司光伏逆變器產品的市場需求量將保持穩定增長。
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