逆变器之王: 阳光电源

19 08月 2021

2021-08-19 09:48

逆变器在光伏产业中处于非常核心的地位，左手连接着光伏，右手连接着电网和储能。逆变器的好坏和稳定，直接关系到新能源能否平价和顺利并网。而且在单个光伏系统中，光伏硅组件占到成本的50-60%，逆变器占到成本的8-10%，逆变器的好坏决定性地影响是否能并网，是否能储能。

所以新能源巨头选购逆变器一般都是垒大户。

太阳能发电基于半导体的光电效应，基本原理是在硅中掺入最外层具有5个电子的磷原子，形成N型半导体，掺入最外层具有3个电子的硼，就形成P型半导体。P型半导体和N型半导体结合在一起就形成P-N结。阳光照射到P-N结上，电子就从P型流向N型，形成直流电流，但是直流电流需要被转换为交流电才能传输，这就需要光伏逆变器了。

光伏逆变器(PV Inverter)，是一种可以将光伏太阳能板产生的可变直流电压(DC)转换为市电频率交流电(AC)的设备，它通过IGBT(绝缘栅双极型晶体管)、MOSFET(金属-氧化物半导体场效应晶体管)等电力电子开关器件来调整电压波形，将太阳能产生的直流电变为交流电。

中国对于光伏逆变器产业有着绝对的统治地位，全球十大光伏逆变器企业中，中国占据了6家。华为、阳光电源分别位居世界第一、第二，阳光电源和华为的差距已经非常的小。

阳光电源在全球前三中出货量同比增长最为凶猛。

2020年，全球光伏逆变器出货量增至185GW，同比增长40%，华为、阳光电源、SMA(德国太阳能技术公司)位居前三，分别出货41751MW、35041MW、13100MW，同比分别增长48.5%、104.4%和24%。阳光电源同比增长最为迅猛。随着美国对华为全球供应链的打压，2020年华为撤离了美国市场，导致华为光伏逆变器出口市场份额下滑6.71%，阳光电源和其他巨头分食了这个市场，阳光电源登顶逆变器之王。

靠逆变器挣钱

阳光电源2020年营收192.8亿元，净利润19.5亿元，净利润率达10.13%。

阳光电源2020年营收最高的行业是光伏行业，营收占比达83.09%，储能行业占比6.06%。产品方面，电站投资开发营收占比最高达82亿，营收占比达42.66%；第二高的产品是光伏逆变器等电力转换设备，营收达75亿人民币，营收占比达38.97%；其他的产品还有风电变流器、储能系统、光伏电站发电等，营收占比在19%左右。

光伏逆变器是阳光电源最有优势的产品，全球市场占有率27%，已经是全球光伏逆变器出货量最大的公司。

阳光电源的光伏逆变器，怎么看它的牛的程度呢？

根据彭博新能源财经(BNEF)的《2020年组件与逆变器融资价值报告》，阳光电源是被所有参与评估的银行机构认定为“bankable”(可融资)的公司，也就是说光伏电站采用阳光电源逆变器更容易获得银行贷款。这是因为海外2B市场销售主要靠融资进行，如果获得不到融资，海外市场主体就很难有积极性采购光伏设备。在销售额方面，海外2B市场，阳光电源的光伏逆变器占据了70-80%的市场份额。

除了光伏逆变器，阳光电源的风电变流器也开始登上统治地位，已经和国内风电整机厂的金风科技、远景能源、明阳智能、运达股份、中车风电等前十名开展了批量合作。2020年阳光电源风电变流器发货量16GW，同比增长3.5倍。

风电光电实际上是自然能源，看天吃饭，输出功率十分的不稳定，很多都达不到并网的要求，很多都会被浪费掉，这时候就是储能系统大显身手的时候。如果通过储能系统将风光电储存，就可以为电网输出稳定的功率了，也可以用于其他的场景。

储能系统方面阳光电源增长迅猛，2020年营收为11.68亿，同比增长达115.17%。2020年海外电化学储能(不含家用储能)方面，按功率排名，阳光电源力压比亚迪、南都电源等巨头排名第一，按储能变流器出货量排名，阳光电源力压比亚迪、科华等巨头排名第一。

营收增速逐年翻倍

阳光电源营收增速很猛，2018年到2021年Q1，同比增长分别为16.7%、25.36%、48.38%、81.21%。从2018年到2020年，营收翻了近一倍，从103.7亿元增长到192.9亿元。

阳光电源的产品毛利率都很高。

毛利率方面最高的产品是光伏电站发电，毛利率高达61.99%，用3.74亿的营收，贡献了2.32亿的利润。

再次是光伏逆变器等电力转换设备，毛利率达35.03%。

风电变流器是阳光电源继光伏逆变器之后的新增长点，2020年营收占比达7.34%，贡献了14.1亿的营收，是2019年营收的4.81倍，同比增长381.63，增长特别迅猛。风电变流器的毛利率达24.63%。

电站投资开发的毛利率是较低，为9.49%。电站投资主要的电站使用的光伏逆变器都是自供的，阳光电源不会不知道电站投资开发是低毛利的产品，但这是拉动光伏逆变器出货的一个方法。

所以产品比例已经在调整。2020年电站投资开发的营收占比为42.66%，相比2019年的61.06%，已经下降了20个百分点。与此同时，电力转换设备的营收占比从2019年的28.06%上升到38.97%。

逆变器、变流器和电控是三大核心产品

作为压舱石的光伏逆变器产品2020年不断出新。2020年阳光电源推出了新版SG3125HV集中式逆变器，可以降低电站LCOE(Levelized Cost of Energy，平准化度电成本)3%左右，而且更好的支持光储融合和提升电网支持度。阳光电源还推出了户用三相逆变器(三相电是由三个频率相同、振幅相等、相位依次互差120°的交流电势组成)，产品功率覆盖8KW-25KW，2021年3月推出了SG320核心，最大功率352KW，是全球功率最大的组串逆变器。100MW电站，SG320HX方案可节省系统成本1020万元以上，LCOE降低2%。

阳光电源逆变器具备低电压穿越、零电压穿越、高电压穿越能力，在电网出现问题时适用电网的电压变化，保障光伏系统不会大规模脱网，造成事故扩大；同时逆变器内部集成快速功率控制模块，实现无功响应小于30ms的快速调度要求，具备更强的无功能力，支持虚拟同步发电技术VSG，实现逆变器对电网的主动支撑；集成直流储能接口，免后期改造成本，同时逆变器支持反向充电，利用储能设备接入，发电侧以多能互补为平台，实现光伏电站调峰、平滑光伏电站输出，提升电网稳定性，用电侧以智能光储微电网为平台，通过储能实现峰谷平衡，提高光伏消纳能力，实现精准供能。

风电变流器是阳光电源新的大杀器。目前阳光电源的风电变流器国内市场占有率33%，国内排名第一，2020年出货量16GW，2020年全球新增出货量98GW。

风电平价入网，已经是趋势。这推动了风电整机企业的降价潮，整机价格从2021年1月的3200元/KW降低到7月的2400元/KW，但是与此同时，2021年金属材料上涨也推动了发电机的成本大幅度提升。风电变流器也面临降本增效，当前在网的变流器型号是690V变流器，降本空间有限。阳光电源开发了基于三电平变流技术的三电平风电变流器，可以将电压提升到900V、1140V，提升了系统传输效率，降低了线缆成本。

与此同时，风电大兆瓦时代来临，根据美国劳伦斯伯克利国家实验室预测，2035年全球海上风电机组平均电机容量达到17MW。2020年，阳光电源推出了国内风冷单机功率最高的5MW双馈变流器，到2021年，阳光电源三电平风电变流器在双馈领域已经实现3-10MW，在全功率领域实现了3-15MW。

新能源汽车三大件是电机(驱动电机)、电控(电驱控制器，控制车速、前进、后退等)、电池。2017年开始，阳光电源进军电控系统，阳光电控能耗低，效率高达98.5%。根据NE时代数据，2020年阳光电源电控系统出货50102套，位居2020年中国电控企业前十。2021年2月，阳光电源电控排名中国第四，次于特斯拉、弗迪动力(比亚迪旗下)、蔚然动力(蔚来旗下)三大整车厂，成为第三方电控供应商出货量第一名。2021年5月阳光电源国内电控市占率6.2%。新能源汽车的爆款五菱宏光MINI EV采用的就是阳光电源的EC11电控。阳光电源因为不生产新能源整车，不对其他车厂形成竞争威胁。在新能源专用车领域，阳光电源的电控市场占有率超过30%。

半导体供应链是不确定性

虽然，阳光能源已经跳出了光伏逆变器的窄赛道，投资电站、光伏发电、新能源汽车电机、风电整流器都在做，已经分散了光伏单一行业的风险。

但是，阳光电源面临一个最大的风险是，芯片很缺货。

IGBT全球缺货要到2022年下半年缓解。现有主流厂商IGBT的产能，根据阳光电源交流纪要，供应商会优先向阳光电源倾斜，实际上IGBT缺货短期对阳光电源是利好的，因为阳光电源可以调价。

光伏产业的供应链上下游的博弈非常激烈。2021年硅料价格涨幅已经超141%。不但硅料在涨，功率半导体也在涨价，上游都在薅下游的羊毛。

MOSFET(metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor)是金属氧化物半导体场效应晶体管，1960年被发明。逆变器实际上是要将直流转变为交流，逆变的过程需要消耗电力，逆变器输出功率与输入功率之比就是逆变器的效率，这个效率、以及逆变过程的安全、稳定、负载适应性和核心功率与半导体器件MOSFET密切相关。

但是在高压领域，MOSFET功率损失会急剧加大，无法正常工作，如果增加MOSFET的尺寸，又会增加成本。为了解决此问题，1980年，美国半导体科学家B.贾扬。巴利加发明了IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管)。IGBT兼有MOSFET的高输入阻抗和GTR( Giant Transisitor，电力晶体管)的低导通压降的优点，在600V以上电压的应用中功率损失很低。

整个世界都在缺功率半导体芯片，尤其是新能源产业。

新能源汽车、可再生能源发电、充电桩的蓬勃发展，疫情的反复，让功率半导体和相关的芯片的供应面临很大的风险。国内虽然已经有了一些芯片厂商，但是目前还是不能满足阳光电源的性能指标要求。

新能源巨头都在向上游走，比亚即将发布IGBT6.0芯片，培育自新能源产业的比亚迪半导体也在酝酿上市计划。但是，阳光电源至今没有功率半导体器件的自研计划。

IGBT等功率半导体器件占逆变器成本约15%，功率半导体巨头英飞凌(Infineon)2020年6月宣布MOSFET预计有一定的涨幅，而且英飞凌MOSFET和IGBT等产品的货期最高达52周。功率半导体巨头IGBT的20%的涨幅，将给阳光电源逆变器成本增加3%。

功率半导体器件的紧张，将让2021年下半年光伏逆变器供货仍然较为紧张。

另外，光伏逆变器市场中65%份额是组串式逆变器(广泛应用于停车场、商业屋顶、农场等中小型光伏发电系统)、30%的份额是集中式逆变器(产品转换效率高，电网友好性强，安全可靠，经济性好，能适应高寒、低温、高海拔等多种环境，广泛应用于荒漠、高原、商业屋顶等大、中型光伏发电系统)，其余是户用光伏逆变器(广泛应用于住宅屋顶、庭院等户用光伏发电系统)、逆变集成方案(适用于高寒、低温、高海拔场景)等。

阳光电源是集中式逆变器中的一哥，但是组串式逆变器才是未来。主打组串逆变器的锦浪科技一年内市值已经增长了5倍。

好赛道的细分冠军值得投资

值得投资。首先逆变器行业是个好行业。2020年，根据逆变器厂商的年报，2020年逆变器厂商净利润同比增长82.2%，平均净资产收益率(Return on Equity，简称ROE)达14.7%。其次阳光电源是一个好企业，阳光电源2020年ROE为20.36%，是高于逆变器厂商的平均ROE的。在WIND电气部件与设备行业分类里面，从2020年到2021年Q1，阳光电源的ROE都排名第四。

其次，跟随基金的脚步来看，截至2021年6月30日，持股阳光电源的基金数量处于历史第二高位，为256家，持股数15479.87万股，占总股本10.62%。同期中，逆变器全球前十中其他上市中国厂家中，锦浪科技的持股基金数量为53家，上能电气的持股基金数量为6家，固德威的持股基金42家。从基金的步伐就可以看出资金对于逆变器厂家的选择。