本篇讲光伏下游系统电站，下篇讲光伏产业投资
八、电站
51． 市场：全球 6000 亿，中国 2000 亿
光伏电站是光伏产业链的最末端，正如光伏组件是将电池片串并联而来，要建设一个光伏电站，首先需要将光伏组件按一定方式组装在一起，并安装支撑结构后构成更大型的直流发电单元——光伏阵列，之后再将大量光伏阵列与光伏逆变器、配电柜等设备，以及中央控制系统连接后，就可建成能够实际投入使用的光伏电站
2021 年全球新增光伏装机容量 160 GW 6400 亿（4元／W测算）
中国 2021 年新增光伏并网装机容量 50GW 2000 亿（4元／W测算），累计 300GW，全年光伏发电量 3000 亿千瓦时，占总发电量 4％
52． 分类：集中式、分布式
与传统发电站类似，光伏电站也分为集中式和分布式两种
集中式大型并网光伏电站是利用光能富集的无人地区如荒漠或丘陵，安装大量光伏阵列集中建设的大型光伏电站，发电直接并入公共电网，发电成本低，发电量大一般在 10MW 甚至 100MW 以上，多分布于西部光能富集地区，但我国光能富集区并非高负荷地区，但发电波动比较大，电网负荷大，供需错配存在弃光弃电，2020 年底占 67．8％
分布式光伏电站主要是指利用小型空地，或建筑物表面，如厂房、公共建筑屋顶等表面建设的小型发电站，投资小、建设快、占地面积小，直接处于用户侧减少对电网依赖，减少线路损耗，但高度分散成本高，2020 年底占 32．2％
53． 中国：国电投、中能建、大唐、中电建、正泰、三峡、华能
企业国电投、中能建、大唐、中电建、正泰、三峡、华能，国电投 10GW 全球第一
55． 分布式户用：市场 700 亿，特斯拉、正泰
户用光伏发电是指将光伏电池板置于家庭住宅顶层或者院落内，用小功率或者微逆变器进行换流过程，并直接利用该新能源，亦可将多余的电能并入电网
户用光伏成本低、适用范围广、输配电损耗低、系统规模小不会造成大规模停电事故，安全可靠性较高
从细分市场来看，户用光伏市场持续提升，2021 年中国户用光伏装机 21．6 GW 700 亿
户用爆发原因：
1． 户用光伏已具备经济性：成本不断下降 2021 年 2．72～4．94 元／瓦，年有效利用小时1100h，系统寿命20年，年发电量衰减0．5％，上网电价 0．395元／瓦，年维修成本 0．05元／瓦，0．03元户用补贴，项目 70％ 贷款，贷款期限10年等额本息，贷款利率4％，全投资IRR可达 9．2％
2． 金融渠道引入：我国户用光伏的应用场景主要在农村，近年来集成商、安装商开始积极引入贷款、租赁等创新金融模式，户用光伏的安装大大降低门槛，较大刺激装机
户用光伏四种商业模式，销售、金融手段各异 经销商模式：设户用光伏事业部独立上市为目标，引进家电2C领域营销人才，下设几大区域中心再下设各省分部，在县、乡镇一级进行招商，经销商和公司为相对独立的合作关系，代表企业有英利因能、汉能、晶科、协鑫
系统安装商模式：经销商学习安装施工技术、掌握拿货渠道、具备质量鉴别能力后转向系统集成模式，有晴天科技、维旺合纵、广州硕耐、比高新能源、工民建、江苏杰多新能源、特亿阳光、亚坦新能、浙江埃菲生、光驰新能源、德州宇浩、山东万投、航禹光伏、广东阳光之家、广东光合、广东太阳库等 全国性平台模式：平台完成除了市场开发、安装施工之外的所有事情，供应光伏发电系统产品，并且价格具有竞争力，提供贷款、保险等金融服务供代理商提供给用户，代理商不需压货在仓库，平台即仓库，按需发货，有美国Solarcity、天合光能、中民新光的中民智荟平台等 租赁模式：在不同地区开展业务时，首先寻找有实力的市场开发合作伙伴，这类伙伴通常在当地有强大的政府资源、有很好的人际关系网络，合作伙伴负责组织团队，并进行市场开发和安装施工工作，有英国 ASHADEGREENR、正泰新能源、中来民生等
美国户用储能市场：Tesla，LG Chem 双寡头，市场占有率 80％，特斯拉Powerwall 在美国家用电池储能市场中占据主导地位，LG SolarEdge 市占率第二
美国户用光伏逆变器市场：SolarEdge、Enphase 双寡头，市场占有率 78％，其中 SolarEdge 60．5％，ABB、SMA、Fronius 等 20．3％
中国山东 42％、河北 21％，两省占 63％，主要原因是光照条件好，太阳能热水器普及率高，政策力度大，补贴发放及时
601877 正泰电器：户用光伏龙头
正泰电器是国内低压电器龙头企业，全球 300 多家核心经销商，2000 多个经销网点，累计安装 40 万户居民户用光伏系统，市场占有率 18％
56． 分布式 BIPV：百亿市场，全球特斯拉
BMPV 建筑光伏 Building Mounted Photovoltaic 将建筑与太阳能发电相结合，包括 BIPV 和 BAPV BAPV 安装型 Building Attached Photovoltaic 是通过支撑结构附着在建筑物上的太阳能光伏发电系统，也称为“安装型”太阳能光伏建筑
BIPV 光伏建筑一体化 Building Integrated Photovoltaic 是作为建筑物外部结构的一部分，是与建筑物同时设计、施工和安装的太阳能光伏发电系统，既具有光伏发电功能，又具有建筑构件的功能，上世纪 60 年代由日本 MSK 提出
BIPV和建筑材料深度结合拥有诸多优势，不仅能应用于建筑屋顶，还能作为光伏幕墙、光伏遮阳板、光伏栏板等，大幅提高建筑的光伏发电能力，在建筑外观、建筑防水等方面也有极大优势
我国既有建筑面积可安装光伏 400GW，每年竣工建筑面积可安装 40GW，2021 年 BIPV 装机仅 0．8GW 40 亿元，潜在市场空间千亿
BIPV主要构成为双玻光伏组件：由两片玻璃和太阳能电池片组成复合层，电池片之间由导线串、并联汇集到引线端形成，包括：两片钢化玻璃、电池片、复合层 PVB／EVA
全球美国 Tesla、CertainTeed、SunTegra 专注屋顶，First Solar主做碲化镉
Tesla：全球龙头
2016 年特斯拉收购太阳能企业 SolarCity，从光伏屋顶切入 BIPV 业务，2019 年推出第三代光伏屋顶——Solarglass，光伏组件加屋顶一体化，采用Solar Roof 瓦片替代 传统的屋顶瓦片从而使得光伏“隐形”，8小时完成安装，3．4万美元一套起售，可搭配户用储能 Powerwall
国内群雄混战中，尚未出现龙头
57． 支架：700亿，跟踪支架，NEXTracker、中信博
光伏支架被称为光伏电站的“骨骼”，是光伏发电系统中为了支撑、固定、转动光伏组件而设计安装的特殊结构件，可分为固定支架和跟踪支架
固定支架主要由立柱、主梁、檩条、基础等部件构成，可进一步细分为季节可调支架、双立柱支架、单立柱支架等小类
跟踪支架主要由结构系统（可旋转支架）、驱动系统、控制系统（包括通讯控制箱、传感器、云平台、电控箱等部件）三部分组成，太阳照射角度会随昼夜交替和四季变换发生变化，传统固定支架角度固定，会导致部分发电量损失，跟踪支架可以随着太阳角度的变化调整光伏组件的朝向，提升发电效率 10％～30％，但成本高
2020 年美国地面电站跟踪支架渗透率 70％，全球平均 30％，中国仅 19％，单价 0．5元／W 测算，2025 年全球 120GW 685亿元
跟踪支架分为：平单轴、斜单轴、双轴跟踪
平单轴适用于低纬度地区，系统简单可靠，成本低，性价比高，可带来15－20％的发电量提升
斜单轴适用于高纬度地区，介于平单轴和双轴之间，支架的投入以及土地资源占有量大概是平单轴的两倍
双轴对发电效率提升最大，但成本最高，土地占有很大，是固定支架的两到三倍
2020 年美国 NEXTracker 市占率 29％、Array Technologies 17％，西班牙 PV Hardware 9％，国内龙头中信博 8％，天合收购西班牙 NClave 4％，CR5 70％
688408 中信博：跟踪支架龙头
2020 年跟踪支架收入 17．09 亿元，固定支架收入 13．62 亿元，中国第一
58． 逆变器：200亿，集中华为，组串SolarEdge，微型Enphase
逆变器通过 IGBT／MOSFET 等电力电子开关器件的高频率开合将光伏电池输出的直流电转换为交流电，满足并入电网的要求，成本占 10％，仅次于组件
2020 年全球逆变器出货量 185GW 185亿元，中国 100 GW 100亿元（0．1元／W测算）
逆变器上游核心原材料为 IGBT、PMIC 等，IGBT 厂商为德国英飞凌Infineon、美国安森美ONSemiconductor等，IC 厂商为美国德州仪器TI、意大利意法半导体ST、荷兰恩智浦NXP等，详细分析请持续关注本公众号史晨星（shichenxing1）
逆变器工艺包括 SMT、测试、THT 焊接、检验、组装等
分为四类：集散式、集中式、组串式、微型
集中式逆变器适用于大型地面光伏电站，功率范围 500kW－10MW，核心为先汇流，再逆变，多块组件串联一起提高总电压，产生的直流电进入汇流箱，再通过汇流箱并联提高总输出电流，高电压X高电流→大直流功率（500KW 以上），再输入至集中式逆变器转换为交流电，输出功率大、运维简单、技术成熟、电能质量高、成本低，2020 年占比 28．5％，阳光电源、上能电气、特变电工、科士达等
组串式逆变器适用于分布式光伏系统，功率范围 1kW－500kW ，核心为先逆变，再汇流，多块组件串联连入组串式单路MPPT，多路 MPPT 之间并联接入组串式逆变器，直流电转换为交流电后，再接入交流汇流箱传入电网，由于单台功率小，与光伏组件最佳工作点的匹配性较好增加发电量，当一块组件被阴影阻挡或发生故障时，因为具有多路MPPT，因此只会影响对应少数几个组串的发电量，效率更高，逐步应用在大型电站市场，2020 年占比 66．5％，锦浪科技、固德威、古瑞瓦特等
MPPT最大功率点追踪控制算法：组件在不同光照辐射、温度、遮挡等条件下，目的是找到最佳功率点，传达给控制器最佳功率需求
集散式逆变器适用于复杂的大型地面电站，功率范围 1MW－10MW，前置多个 MPPT 控制优化器，汇流后采用集中式逆变器逆变，较集中式逆变器发电量提升 2％－5％，2020 年占比 5％，代表企业上能电气、禾望电气等
微型逆变器适用于户用等小型电站，功率范围 200W－1000W，成本最高，禾迈、昱能科技、Enphase 等
技术路线为智能化、光储一体、1500V电压等
智能化：逆变器实时监控检测电站，快速定位故障点，“云服务＋APP”实时查阅数据
光储一体逆变器有望成为下一代主流产品，白天用电高峰期将产生的直流电接入逆变器转化为交流电并入电网，夜间用电低谷期电网将电能再通过逆变 器充放电控制器向储能电池进行充电
1000V 电压等级是指将光伏发电系统中直流侧电压、逆变器、汇流箱等耐受电压由 600V 提升至 1000V
1500V 电压等级可有效减少线损，提高系统整体效率与发电量。根据物理学公式 P＝I＊U＝I2＊R 在功率一定的条件下提高电压电流会降低，电阻恒定时电流越小损耗越小，相应节省光伏组串、汇流箱，2021年市占率达到 75％
2021年全球光伏逆变器出货，华为 52GW 第一、阳光电源 47GW 第二，细分市场组件级龙头 SolarEdge 7GW，微型龙头 Enphase 1GW
华为：逆变器龙头
2013 年华为推出光伏逆变器产品，2020 年出货 42GW 全球第一占 23％，光伏运维引入现场 IV 跟踪技术，提高故障诊断的粒度和自动化程度
