光伏逆变器上下游产业链分析（光伏逆变器行业之固德威研究报告）
光伏逆变器上下游产业链分析（光伏逆变器行业之固德威研究报告）中长期看，光伏行业发展前景广阔。从长期发展趋势来看，光伏平价所 带来的全球能源格局转型之大势已定。多家能源研究机构预测，未来10、 20、30年，全球光伏渗透率将达到15%、20%、40%，较当前光伏行业的 发展速度和发展空间将大幅提升，光伏行业的发展终将一往无前。硅料产能持续释放，支撑光伏产出快速增长。21 年四季度以来，新增硅 料产能爬坡顺利，大全能源（3.5 万吨）、通威股份（2*5 万吨）、保利协 鑫（2 万吨颗粒硅）新增产能爬坡稳定；并有多家厂商宣布多晶硅扩产 计划，信义晶硅（6 万吨），合盛硅业（20 万吨），江苏阳光（10 万吨）， 持续利好行业原材料供应。预计 2022 年硅料有效产出将达 82 万吨，有 效支撑下游约 300GW 的组件供应。到 2022 年底，硅料整体产能有望达 到 120 万吨，将支撑光伏产出快速增长。1.2. 光伏平价需求增长，产业链产能加速释放“碳
（报告出品方/作者：国泰君安证券，庞钧文、周淼顺、石岩）
1. 光伏逆变器：需求快速增长，原材料短缺影响减弱1.1. 逆变器是光伏发电系统的心脏
光伏逆变器是光伏发电系统中重要的核心部件之一。光伏逆变器是太阳 能光伏发电系统的心脏，其将光伏发电系统产生的直流电转换为生活所 需的交流电，其转化效率直接影响光伏系统的发电效率。光伏逆变器主 要由输入滤波电路、DC/DCMPPT 电路、DC/AC 逆变电路、输出滤波电 路、核心控制单元电路组成，产业链上游主要是 IGBT 等电子元器件供 应商，下游为 EPC 承包商，集成安装商和终端电站业主等客户群体。
光伏逆变器按技术路线及功率水平可分为集中式、组串式、模块化和微 型逆变器等。不同逆变器类型在功率等级、安全等级等多方面有所不同， 在主要应用场景有所差异。集中式逆变器单个逆变器功率等级较高，主 要应用于光伏电站等集中发电场景；组串式逆变器、模块化逆变器功率 等级跨度较大，应用场景既可以包括集中式发电场景，也可以包括分布 式发电场景；微型逆变器由于单个逆变器功率等级相对较低，安全系数 高，主要应用于户用、小型工商业等分布式场景。
1.2. 光伏平价需求增长，产业链产能加速释放
“碳达峰”强化能源目标，新能源发电进入加速期。我们测算，中性预期下，到2050年，光伏年均新 增装机规模将达到192.88GW，总装机量将达到4396.06GW，发展有望进 入加速期。
光伏装机快速增长，传统市场增长强劲，新兴市场贡献增量明显。近 年来，光伏技术进步使得装机成本不断下行，带动光伏发电性价比提 升，全球平价市场正在逐步扩大。预期中国、欧洲以及美国市场增长 动力强劲，南美、中东、北非等新兴市场贡献增量明显，光伏需求仍 将继续保持高速增长，2021年全球新增装机量有望超过170GW，2022 年新增装机量有望达240GW。
硅料产能持续释放，支撑光伏产出快速增长。21 年四季度以来，新增硅 料产能爬坡顺利，大全能源（3.5 万吨）、通威股份（2*5 万吨）、保利协 鑫（2 万吨颗粒硅）新增产能爬坡稳定；并有多家厂商宣布多晶硅扩产 计划，信义晶硅（6 万吨），合盛硅业（20 万吨），江苏阳光（10 万吨）， 持续利好行业原材料供应。预计 2022 年硅料有效产出将达 82 万吨，有 效支撑下游约 300GW 的组件供应。到 2022 年底，硅料整体产能有望达 到 120 万吨，将支撑光伏产出快速增长。
中长期看，光伏行业发展前景广阔。从长期发展趋势来看，光伏平价所 带来的全球能源格局转型之大势已定。多家能源研究机构预测，未来10、 20、30年，全球光伏渗透率将达到15%、20%、40%，较当前光伏行业的 发展速度和发展空间将大幅提升，光伏行业的发展终将一往无前。
1.3. 海外市占率提升，组串式已成趋势
全球逆变器市场集中度不断上升，中国企业出货量占比持续提升。据 Wood Machenzie，2020 年全球逆变器市场 CR10出货量为 80%，以SMA、 Power Electronics 和 Fimer 三家企业为代表的老牌欧洲逆变器势力，合 计占据约 16%市场份额。近年来，中国逆变器龙头企业全球市占率持续 提升，2020 年全球光伏逆变器企业出货量 Top10 中国内企业占 6 席，合 计占据全球光伏逆变器出货量 60%的市场份额，其中华为和阳光电源构 占全球出货量的 23%和 19%，古瑞瓦特和锦浪科技均占全球出货量的 5%，固德威和上能电气均占全球出货量的 4%。预计 2021 年中国逆变器 全球市占率有望达到 70%。
受益光伏需求高增，逆变器市场发展迅猛。全球光伏装机规模快速增长， 光伏逆变器需求逐年提升，考虑 10 年的使用替换周期，预计至 2024 年， 全球逆变器新增及替换需求将达到 392GW，对应市场空间有望达 1000 亿元，未来三年将持续保持 20%以上的需求增速。
格局持续改善，竞争烈度已然弱化，行业剩者为王。多年淘汰赛剩者为 王，大量逆变器企业被淘汰，剩余企业均为在研发、销售、管理各方面 较为出类拔萃的企业，而光伏市场总体呈现持续增长趋势，而且在平价 上网来临后，行业的降价压力逐渐减轻，目前行业竞争烈度已经大幅弱 化，毛利率稳定，甚至略有上升，企业盈利能力得到保证。
分布式光伏市场主要在海外，对价格容忍度高，价格压力小，盈利能力 高。分布式光伏市场主要在欧美等发达国家，本身有较高的电价，以目 前的光伏装机成本来说，实现更低的用电成本是非常容易的，因此海外 客户对于目前的光伏装机成本较为满意，对组串式逆变器的降价要求较 小。因此，主打海外市场的逆变器厂家，其逆变器价格已经长期维持在 较高的水平。
生产在国内，产业链配套齐全，成本较低，盈利能力好。我国已经构建 了较为完备的供应链体系，生产效率较高，成本全球领先。逆变器所用 到的主要零部件如结构件、电感、电容等，基本能够在中国完成配套采 购，仅少数部件依赖进口。因此考虑比较优势，中国逆变器的生产成本 全球领先，在海外市场销售拥有较好的盈利能力。
分布式天然用组串式逆变器，大型地面电站也呈现出组串式趋势。分布 式由于规模较小，一般采用组串式逆变器。从 2020 年开始，大型地面电 站也大量采用组串式逆变器，原因在于组串式逆变器呈现大功率化趋势， 单位价格的快速下降，性价比显著提升。目前组串式大机功率已达到 250kW 左右，与集中式逆变器差价从 0.1-0.2 元/W 下降到 0.01-0.02 元 /W。从成本端考虑，集中式逆变器由于单机功率较大，实际采用的是非 标元器件，而组串式大机功率与传统 UPS 等功率段一致，元器件为通用 件，有更大的成本下降空间。2021 年中国光伏逆变器市场中，组串式逆 变器依然占据主要地位，占比为 69.6%。受益于技术迭代和加速降本， 未来组串式逆变器渗透率有望持续提升。
1.4. IGBT 短缺影响减弱，产能利用率有望提升
IGBT 等原材料短缺影响减弱，国产替代加速。以 IGBT 为主的半导体 器件占逆变器成本约 10%~15%左右。近年来，随着 5G 手机和电动汽车 的快速增长，芯片需求大增，产能无法匹配需求，导致市场芯片极度紧 缺。自 2015 年以来，我国 IGBT 自给率超过 10%并逐渐增长，预计 2024 年我国 IGBT 行业产量将达到 0.78 亿只，需求量约为 1.96 亿只。我国 IGBT 行业仍存在巨大供需缺口。近年来，伴随国家相关政策中提出核心 元器件国产化的要求，国产替代持续加速，自给率有望加速提升。
IGBT 短缺影响减弱后，国内逆变器厂商产能利用率有望进一步提升。 按固德威的产能计算基础天数 260 天，实际生产中可增加生产班次，产 能利用率弹性大。2017 年度公司逆变器产能利用率为 123.3%，主要系 2017 年公司增加老化电源设备，并根据订单需求适当增加生产班次所致。 根据国内行业生产特点，产能不是生产的主要制约因素，国内逆变器厂 商产能利用率弹性大，产量大于产能具有合理性。预计未来随着 IGBT 短缺的影响减弱，公司产能利用率将进一步提升。（报告来源：未来智库）
2.1. 储能应用场景广泛，市场潜力巨大
储能应用场景广泛，市场空间巨大。储能是指，将电能转化为动能、势 能和化学能等其他形式的能量储存起来，在需要时释放。储能应用于电 网输配与辅助服务、可再生能源并网、分布式及微网以及用户侧各部分。
1）电网输配和辅助服务，储能技术主要作用是电网调峰、加载以及启动 和缓解输电阻塞、延缓输电网以及配电网的升级；
2）可再生能源并网，储能主要用于平滑可再生能源输出、吸收过剩电力、 减少“弃风弃光”以及即时并网；
3）分布式及微网，储能主要用于稳定系统输出、作为备用电源并提高调 度的灵活性；
4）用户侧，储能主要用于工商业削峰填谷、需求侧响应以及能源成本管 理。
“碳中和”背景下，新能源装机和发电渗透率持续提升，储能需求快速 增长。传统的电力系统中，电能输出曲线相对稳定，而由于可再生能源 发电具有明显波动性，渗透率提升对电网负荷产生新的考验。在此背景 下，配置储能将有效平滑可再生能源输出、吸收过剩电力、减少“弃风 弃光”以及即时并网。以德国为例，在高峰期，太阳能 风能的合计发电 占比已接近 70%，其主要依靠抽水蓄能、煤、石油和天然气等其他能源 进行辅助，完成电网的调峰调频，保证电网的正常负荷。
储能市场快速爆发在即。受益新能源装机配储需求快速增长，储能经济 性逐步提升，储能渗透率将持续增长，同时配储比例和配电时长将逐步 提高，综合考虑发电侧、电网侧以及用户侧三储需求，预测至 2030 年， 全球储能市场规模有望超 600GW/1800GWh，10 年复合增速超 60%。
2.2. 电化学储能增长强劲，与新能源发展高度匹配
电化学储能是储能市场保持增长的新动力。2020 年电化学储能达到 14.25GW，占储能市场比重达到 7.5%，中国市场受益于电池技术不断进 步和成本的快速下降，电化学储能装机达到 3.27GW，占全球电化学储 能的 23%，占国内储能装机规模的 9.2%，高于全球水平。预计 2021 年 电化学储能占比将超过 14%。
电化学储能与分布式光伏相配合，需求快速增长。随着光伏成本的持续 下降，部分用户已经开始引入储能设备，使得在太阳能不发电期间依然 能够使用清洁电力，也有部分用户基于环保的倾向配置储能系统。这带 来的新的机会，理论上在一个完全由光伏供电的情境下，需要配置 1： 3~1：5 的储能，即 1W 光伏配置 3~5Wh 的储能电池，才能够实现不间 断的电源供给，由此带来的是巨大的储能需求。光储一体有望成为未来 的清洁能源解决方案。
国内重磅政策集中发布，推动储能快速发展。关于加快推动新型储能发 展的指导意见鼓励储能多元发展，完善政策机制，促使新型储能发展进 入快车道。分时电价拉大峰谷价差套利空间，使得用户侧储能经济性进 一步凸显；可再生能源发电侧加大储能调峰，提高发电侧配储积极性。 随着上述重磅政策集中发布，储能行业的商业模式逐渐清晰，推动储能 行业快速发展。
2.3. 储能逆变器迎新风口，商业模式持续拓展
储能新风口，逆变器新发展机遇。完整的电化学储能系统主要由电池组、 电池管理系统（BMS）、能量管理系统（EMS）、储能变流器（PCS）以 及其他电气设备构成。其中，电池组是储能系统最主要的构成部分；BMS 主要负责电池的监测、评估、保护以及均衡等；EMS 负责数据采集、网 络监控和能量调度等；PCS 可以控制储能电池组的充电和放电过程，进 行交直流的变换。其中，电池与逆变器环节具备较高价值。电池模组占 储能系统全成本价值量最高（60%）；储能变流器（PCS）其次（20%）。
储能逆变器与光伏逆变器技术相通，渠道共享，价值量显著提升。储能 逆变器相较光伏逆变器，在硬件平台与拓扑结构技术相通，可实现技术 的跨平台借鉴。同时，储能逆变器与分布式光伏匹配度较高，需求快速 增长，和原有的分布式逆变器客户相同，渠道可以实现共享。从单位售 价角度看，储能逆变器单位价值量显著高于光伏逆变器，且盈利能力优 势明显，有望持续增强逆变器厂商盈利能力。
未来的能源形式变革，或产生新的商业模式。由于光储能源的巨大发展 潜力，未来的电力能源形式将与今天有显著不同，今天的电力能源形式 受制于电源的大型化，主要是源网荷结构，通过电网来将电源和负荷进 行连接。由于光伏 储能的天然分布式特性，未来可能是微电网相互链接 耦合的结构，微电网自带电源、负荷、储能，通过一定的电网连接互相 协调。这将延伸出新的业务模式和新的用电形态，户用逆变器和储能逆 变器企业，是距离终端最近的企业之一，有望在未来的能源形式中抢占 先机，开拓新的业务模式。
3. 户用：市场快速崛起，商业模式成熟3.1. 资源要求低，收益率优势明显
户用光伏经济性好，对资源要求较低。户用光伏是指安装在居民屋顶的 小型光伏发电设施，装机规模普遍在 10~30kW，采取全额上网或者自发 自用余电上网的模式。
对标地面电站，户用光伏所需资源禀赋较少，主要为： ①屋顶资源，在中国主要是农村，在欧美主要是独栋 house；②合适的电 价，基本为脱硫煤电价；③一定的光照条件，除部分阴雨多雾的地区大 部分地区都可以满足；④一定的电网接入条件，包括变压器容量、当地 电网接入政策等。
户用光伏补贴退坡，即将进入无补贴时代。户用光伏呈现强补贴、弱补 贴和无补贴三个发展阶段。户用光伏大约在 2015~2016 年酝酿，2017 年 依靠高额补贴爆发，当时度电补贴达到 0.42 元/kWh，无总量控制，属于 户用光伏的强补贴时代。2018 年后行业进入弱补贴时代，采取新的补贴 政策，低单价 总量控制。2022 年后，预计行业或进入无补贴时代。
户用光伏成本更低，经济效益更优。户用光伏相较于地面集中式电站， 由于无土地成本、少电力设备配套成本，并且组件、逆变器价格本身受 规模效应影响不大，因而户用光伏单位投资显著低于集中式电站。预计 2022 年，户用光伏单位初始投资约为 3.3 元/W.
我们构建户用光伏项目模型： 从成本端来看，户用光伏的初始投资成本主要分为设备及施工两部分： 1）设备成本主要包含组件、支架、逆变器、并网箱、线缆等，其中组件 成本约占到总成本 70%左右； 2）安装费用主要由建安费用、电网接入等构成。除初始投资成本外，户 用项目在运营期的成本还包括运营费用、财务费用等。
测算可得，户用光伏项目的资本金内部收益率为 12.8%，静态回收期为 6.4 年，经济效益显著。在户用光伏商业模型测算中，按初始成本为 3.3 元/W、年发电利用小时数 1100h，含税电价为 0.395 元/KW·h 测算，资 本金内部收益率指标优异，项目全周期 IRR 可达 12.8%，静态回收期为 6.4 年，财务可行性高。若考虑自发自用比例，收益率有望更优。
3.2. 市场快速增长，渗透率持续提升
分布式光伏整县试点政策发布，有望发挥市场示范作用。2021年6月20 日，国家能源局综合司正式下发《关于报送整县（市、区）屋顶分布式 光伏开发试点方案的通知》，拟在全国组织开展整县（市、区）推进屋顶 分布式光伏开发试点工作。试点方案应按照“宜建尽建”的原则，合理 确定建设规模、运行模式、进度安排、接网消纳、运营维护、收益分配、 政策支持和保障措施等相关内容。
其中，申报试点的县应满足： 1）党政机关建筑屋顶总面积可安装光伏发电比例不低于 50%； 2）学校、医院、村委会等公共建筑屋顶总面积可安装光伏发电比例不低 于 40%； 3）工商业厂房屋顶总面积可安装光伏发电比例不低于 30%； 4）农村居民屋顶总面积可安装光伏发电比例不低于 20%。
市场发展迅猛，并网规模可观。光伏户用项目因其低成本高收益的特 性进入千家万户，成为光伏应用重要场景。2020 年户用光伏项目实际 装机规模达 10.12GW，再创历年装机新高。2021 年户用补贴总额仍维 持 5 亿元，新建户用光伏保留 0.03 元/kWh 补贴，全年装机容量达 21.57GW，实现翻倍增长，占比提升至 40%。
渗透率快速提升，单户规模持续增长。户用光伏累计套数从2016年的 15 万家庭提升至 2021 年的 245万家庭，覆盖家庭累计套数增长迅速， 渗透率从 2016 年的 0.08%提升到 2021 年的 1.40%，考虑到我国农村 家庭数量庞大，目前户用光伏实际渗透率依然较低，未来提升空间较 大。从单户规模看，单户的户用光伏装机规模持续上升，目前平均已 经达 24kW，未来有望继续提升。装机户数和单户规模共振， 户用光 伏有望保持持续高增。
3.3. 商业模式渐成熟，融资租赁成主导
户用商业模式成熟，融资租赁模式成主导。早期户用光伏主要依靠银行 光伏贷发展，由用户出首付，银行提供贷款。目前模式已经逐渐发展为 融资租赁模式，融资租赁户约占用光伏商业模式的 80%。在户用光伏接 轨融资租赁后，业主零投入，直接收益分成的形式，使得包括农村在内 的中国大部分区域安装户用光伏成为可能。
4.1. 产品、品牌、渠道三位一体构建壁垒
产品线齐全，专注研发，品质领先。公司产品线十分齐全，自 2010 年以 来就专注于户用等组串式逆变器制造，如今已经形成 0.7-3kW 的 XS 系 列、7-10kW 的 MS 系列、25-36kW 的 SMT 系列等逆变器系列，产品线 十分齐全，样式设计美观，用料足做工精湛。公司十分注重研发，领军 人物在公司占有股份，研发投入较高。持续的研发投入也是逆变器行业 的立身之本，持续推出新一代产品能够获得客户的信赖和认可。
品牌美誉度知名度高，有利于打开市场。固德威在业内品牌知名度和美 誉度持续提升，凭借超低故障率和稳定产品质量连续多年夺得 HIS“全 球十大组串式逆变器品牌”，DSS户用系列逆变器荣获德国红点设计奖， 公司的产品在同类产品中售价较高，定位中高端。
与各类分销客户建立合作，构建营销及售后渠道。固德威在全球构建了 完善的营销服务体系。国内覆盖主流新能源企业，海外营销以洲为单位， 在欧洲、澳洲、亚洲、南美、非洲建立稳定的业务渠道，在韩国、德国 等地建立子公司，提升市场开拓、营销和服务能力。在意大利、巴西、 墨西哥等国家规划营销和服务点，响应客户需求，为客户提供当地服务 热线、总部技术、研发技术、培训等四级支持。与大量分销商、安装商 构建经营合作关系，依托分销商覆盖广大而分散的户用客户群体。
4.2. 光伏：专注组串式逆变器，拓宽应用场景
光伏逆变器是公司核心产品，持续贡献公司80%以上的营收和毛利。从 历年营业收入结构和毛利结构来看，并网逆变器持续贡献公司 80%以上 营业收入，持续贡献公司 80%以上的毛利，是公司的核心产品。公司并 网逆变器产品种类齐全，组串式光伏并网逆变器涵盖 0.7kW～250kW 功 率范围，全面满足各种类型光伏组件和电网并网要求。
光伏并网逆变器均为组串式，出货量稳健增长。公司的光伏并网逆变器 均为组串式逆变器，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，广泛应用于住宅、商业屋顶、农场、 地面电站等光伏发电系统。2020 年公司并网逆变器出货 33.0 万台，同比 增速 85.08%。在未来组串式逆变器渗透率不断提高的趋势下，公司光伏 并网逆变器出货量将实现稳健增长。
专注中小功率段，享受产品高溢价。公司产品主要以中小功率段为主， 其中 6kW 以下产品销售收入占比 40%左右。由于中小功率产品主要应 用于户用和工商业等分布式场景，客户价格敏感度较低，因而可以享受 更高单瓦售价。
开发大功率产品，拓宽应用领域。公司发布HT 系列大功率光伏逆变器， 主要应用于工商业屋顶，山地丘陵，农光渔光互补等分布式和地面电站 项目。产品通过先进的拓扑结构及创新的逆变控制技术，12 路 MPPT， 实现高达 99%的转换效率，支持 1.5 倍直流超配，允许每串最大输入电 流达 15A，适配双面高效组件，提高发电量及用户投资收益。（报告来源：未来智库）
4.3. 储能：布局逆变器与解决方案，出货规模快速增长
布局储能逆变器，开发储能系统。公司在原有优势业务光伏逆变器的基 础上，积极开发储能逆变器，推出 ET/ESA/ES/EM 等多系列产品，覆盖 单项储能一体机和双向储能型光伏逆变器，布局分布式储能全场景应用。 同时公司推出“储能逆变器 电池”成套解决方案，具备多款储能逆变器 和电池产品，针对户用和工商业储能提供解决方案。
出货快速增长，市占率保持领先。公司 2019 年户用储能逆变器出货排 名全球第一。受益于全球储能需求的快速增长，公司储能逆变器产销率 维持高速增长态势。2020 年，固德威储能逆变器出货量 22 257 台，同比 增速达 51%，市占率持续领先。同时，随着分时电价拉大峰谷价差套利 空间等政策推动，储能经济性凸显，预计公司 2021-2023 年储能逆变器 出货量仍将维持高增长态势。
储能逆变器收入占比和毛利率高于主流逆变器厂商。2020年，公司储能 逆变器收入占总收入比重的 9.99%，与国内行业主要逆变器厂商相比， 固德威储能逆变器业务收入占比较大，发展势头迅猛。同时，得益于公 司储能产品积极布局欧洲等高价户用市场，盈利能力强势，毛利率显著 高于国内其他厂商。
4.4. 户用：发展势头迅猛，积极把握强赛道
固德威新设立昱德新能源从事户用光伏业务。2021 年 5 月 11 日，固德 威出资人民币 3000 万元，控股比例 70%，与上海荟夸企业管理中心共 同设立江苏昱德新能源科技有限公司。昱德新能源旗下“电乐多”品牌， 集光伏能源开发、建设、运营、管理于一体，从事家庭光伏电站的投资 与建设，国内家庭系统能源解决方案提供商。
昱德新能源已建立覆盖多地的完善代理商网络。目前昱德新能源已对接 多家金融机构，并设计金融方案。依托共赢的金融租赁模式，建立起覆 盖江苏、山东、河北、山西、河南、安徽、辽宁等地完善的代理商网络， 逐渐形成金融机构、代理商、终端用户长期合作的友好格局，推动电乐 多品牌发展。
5.盈利预测核心业务：
光伏逆变器：光伏逆变器业务已经进入高速发展期，预计公司将在全球 传统市场和新兴市场开疆拓土，市占率持续提升。预计 2021-2023 年分 别实现 21.55、33.15、44.40亿收入，毛利率分别为 31.0%、33.3%和32.4%。
储能逆变器：储能逆变器业务正处于起步期，收入规模较小，增速较快。 预计 2021-2023 年分别实现 4.45、10.65、17.25 亿收入，毛利率分别为 52.1%、53.5%和 53.6%。
户用光伏：户用光伏业务主要面向山东、河南、河北市场，预计 2022- 2023 年分别实现 24.80、42.00 亿收入，毛利率维持 15%。
盈利预测：预计公司 2021-2023 年实现营业收入 26.86、68.60、103.65 亿 元，实现归母净利润 2.81、7.57、10.73 亿元，预计 2021-2023 年 EPS 分 别为 3.20、8.60、12.20 元。
（本文仅供参考，不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息，请参阅报告原文。）
精选报告来源：【未来智库】。
