全球儲能

　　1）22年出貨：全球儲能發貨70GWh，戶儲超10GWh。 2）23年出貨：全球儲能發貨140-150GWh，絕大部分來自于地面大儲（其中北美貢獻最大），戶儲發貨30-40GWh。 3）光伏逆變器及PCS發貨：預計23年達400GW以上，比今年200多 GW增長50%以上。

　　歐洲情況

　　1）電價預判：當前電價0.42-0.45歐元，預計23年3-4月上漲至0.6歐元。 2）光伏裝機：隨著硅料產能釋放，有望帶動組件價格下降至1.8-1.9元/w，推動歐洲地面電站裝機需求上升，同時分布式裝機占比有所下滑。 3）戶儲發貨：當前國內頭部廠家訂單已排到23年3-4月，預計到23 年9月會有10-11GWh發貨量23年全年預計發貨量大概為14-15GWh4）大儲發展：主要來自英國、愛爾蘭，占據歐洲大儲70%，光伏區德國 法國、意大利、 西班牙、荷蘭，今年 大概7-800MWh，在碳酸鋰價格回落穩定情況下預計23年裝機需求會上升。 5）光伏發電時長：北歐地區每年平均發電時長幾百小時，西歐以及南歐地區1500-1600小時。

　　美國情況

　　1）戶儲需求：增長空間很大，22年3-4GWh 23年翻倍7-8GWh主 要受益于多項補貼政策; 2）大儲：市場由基金公司（14家）以及公共事業單位（22家）主導有望翻倍以上增長。 碳酸鋰價格：預計23年會有緩降趨勢。 戶用配儲能所使用機型比例：70%用Hybird，30%用PCS。

　　1.儲能逆變器種類

　　1.1 技術路線：有直流耦合和交流耦合兩大路線

　　光儲系統，包括太陽能組件、控制器、逆變器、蓄電池、負載等設備。目前主要有直流耦合和交流耦合兩種技術路線，交流或直流耦合是指太陽能電池板耦合或鏈接到儲能或電池系統的方式。太陽能組件和電池之間的連接類型可以是交流電或直流電。大多數電子電路使用直流電，太陽能組件產生直流電，電池儲存直流電，然而大多數電器都在交流電上運行。

　　混合型光伏+儲能系統，即光伏組件發出來的直流電，通過控制器，存儲到蓄電池組中，電網也可以通過雙向DC-AC變流器向蓄電池充電。能量的匯集點是在直流蓄電池端。白天光伏發電首先供給負載，其次通過MPPT控制器來給蓄電池充電，儲能系統連接在電網上，多余的電量可以并網；晚上電池放電供給負載，不足部分由電網補充；電網停電時，光伏發電和鋰電池僅供電給離網負載，并網端負載無法使用。當負載功率大于光伏發電功率時，電網和光伏可以同時向負載供電。因為光伏發電和負載用電都不是穩定的，要依賴蓄電池平衡系統能量。另外，該系統也支持用戶自行設置充電及放電時間來滿足用戶用電需求。

　　混合逆變器集成了離并網功能，提高了充電效率。并網逆變器出于安全考慮，會在停電期間自動關閉太陽能電池板系統的電源。而混合逆變器能讓用戶同時擁有離網和并網功能，因此即使在停電期間也可以使用電力。混合逆變器簡化了能源監控，可以通過逆變器面板或連接的智能設備檢查性能和能源生產等重要數據。如果系統有兩個逆變器，則必須分別監控它們。DC 耦合降低了 AC-DC 轉換的損耗。電池充電效率約為 95-99%，而交流耦合則為 90%。

　　混合逆變器經濟、緊湊、安裝簡單。安裝帶有直流耦合電池的新混合逆變器可能比將交流耦合電池改裝到現有系統更便宜，因為控制器比并網逆變器要便宜一些，切換開關比配電柜也要便宜一些，直流耦合方案還可以做成控制逆變一體機，設備成本和安裝成本都可以節省。尤其是對中小功率的離網系統來說，直流耦合系統極具成本效益。混逆模塊化程度高，新增組件和控制器很簡便，可以使用成本相對較低的直流太陽能控制器輕松添加額外的組件。且混合逆變器旨在隨時集成存儲，可以更輕松地添加電池組。混逆系統較為緊湊，使用高壓電池，電纜尺寸更小，損耗更低。

　　直流耦合系統構成交流耦合系統構成

　　資料來源：中睿照明網，海通證券研究所資料來源：中睿照明網，海通證券研究所

　　但是，混逆不適合升級現有太陽能系統，且功率較大的系統安裝復雜價格較貴。如果用戶想升級現有的太陽能系統以包括電池存儲，選擇混合逆變器可能會使情況復雜化，而電池逆變器可能更具成本效益，因為選擇安裝混合逆變器需要對整個太陽能電池板系統進行全面且昂貴的返工。功率較大的系統安裝較復雜，且由于需要更多的高電壓控制器會較貴。如果白天用電多，由于DC（PV）to DC（batt）to AC，效率會有輕微下降。

　　耦合型光伏+儲能系統，又稱交流改造型光伏+儲能系統，可實現光伏組件發出來的直流電經并網逆變器轉換為交流電后，再經過交流耦合型儲能逆變器將多余電量轉換成直流電儲存在電池中，能量的匯集點是在交流端。包含光伏供電系統和蓄電池供電系統。光伏系統由光伏陣列和并網逆變器組成，蓄電池系統由蓄電池組和雙向逆變器組成。這兩個系統既可以獨立運行，互不干擾，也可以脫離大電網組成一個微網系統。

　　交流耦合系統與電網100%兼容，安裝簡便，容易拓展。標準的家用安裝組件都可以使用，即使是相對較大的系統（2KW到MW級）也容易拓展，可與并網和獨立發電機組（柴油機組、風力渦輪機等）組合使用。大多數 3kW 以上的組串式太陽能逆變器都具有雙 MPPT 輸入，因此可以以不同的方向和傾斜角度安裝長串面板。在更高的直流電壓下，與需要多個MPPT充電控制器的直流耦合系統相比，交流耦合安裝大系統更容易，復雜度更低，因此成本更低。

　　交流耦合適合系統改造，白天使用交流負載效率更高。可將已有的并網光伏系統改造為儲能系統，投入成本低。電網停電時可以給用戶提供安全的電力保障。可兼容不同廠家的并網光伏系統。先進的交流耦合系統通常用于更大規模的離網系統，并使用組串式太陽能逆變器與先進的多模式逆變器或逆變器/充電器相結合來管理電池和電網/發電機。盡管設置相對簡單且功能強大，但與直流耦合系統 （98%） 相比，它們在為電池充電時的效率略低 （90-94%）。然而，這些系統在白天為高交流負載供電時效率更高，可達到97%以上，有些系統還可以通過多個太陽能逆變器進行擴展以形成微電網。

　　交流耦合充電效率更低，對小系統來說價格較貴。在交流耦合中進入電池的能量必須轉換兩次，當用戶開始使用該能量時，必須再次對其進行轉換，從而為系統增加更多損耗。因此，當使用電池系統時，交流耦合效率降至85-90%。對小系統來說交流耦合逆變器價格較貴。

　　離網型家庭光伏+儲能系統一般由光伏組件、鋰電池、離網儲能逆變器、負載和柴油發電機組成。該系統可實現光伏經DC-DC轉換直接給電池充電，也可以實現雙向的DC-AC轉換用于電池的充電和放電。白天光伏發電首先供給負載，其次給電池充電；晚上電池放電供給負載，電池不足時，由柴發供給負載。可滿足無電網地區的日常用電需求。可與柴油發電機結合，使柴油發電機供給負載或者給電池充電。大部分離網儲能逆變器無并網認證，即使系統有電網，也無法并網。

　　1.2 儲能逆變器的適用場景

　　儲能逆變器有三大作用，包括調峰、備用電源和獨立電源。分區域來看，調峰是歐洲的需求，以德國為例，2019年德國電價已達2.3元/度，位居世界第一。近年來德國電價持續上漲， 2021年德國居民電價已達到34歐分/度，而光伏/光伏配儲LCOE僅為9.3/14.1歐分每度，較居民電價低73%/59%，居民電價與光伏配儲度電成本之間的差值還將持續拉大。戶用光伏配儲系統可以降低用電成本，因此在高電價地區用戶有較強動力安裝戶儲。

　　2019年各國居民電價德國度電價格水平（歐分/度）

　　資料來源：EuPD Research，海通證券研究所資料來源：EuPD Research，海通證券研究所

　　調峰市場中，用戶多選擇混合逆變器和交流耦合電池系統，成本效益更高，且更易于制造。帶有重型變壓器的離網電池逆變器充電器更昂貴，混合逆變器和交流耦合電池系統使用帶有開關晶體管的無變壓器逆變器。這些緊湊的輕型逆變器具有較低的浪涌和峰值功率輸出額定值，但成本效益更高，更便宜且更易于制造。

　　備用電源是美國、日本需要的，獨立電源是剛需市場需求，包括南非等地區。根據 EIA ，2020 年美國平均停電時間超過 8 小時，主要受美國居民居住分散、部分電網老化以及自然災害的影響。而戶用光伏配儲系統的應用可以降低對于電網的依賴，增加用戶側的供電可靠性。美國光伏儲能系統較大，配備的電池較多，因為需要存儲電量應對自然災害。獨立電源是剛需市場需求，南非、巴基斯坦、黎巴嫩、菲律賓、越南等國家在全球供應鏈緊張的情況下，國家的基礎設施不足以支撐民眾用電，因此用戶要配備戶用光伏儲能系統。

　　美國人均停電時長（小時）2022年6月南非開始六級限電，多地每天停電6小時

　　資料來源：EIA，海通證券研究所資料來源：固德威光伏社區，海通證券研究所

　　混合逆變器作備用電源有一定局限性。與專用離網電池逆變器相比，混逆存在一些局限性，主要是在停電時有限的浪涌或峰值功率輸出。此外，一些混合逆變器沒有備用電源能力或備用電源有限，因此在停電時只能備份照明和基本電源電路等小型或必要的負載，且許多系統在停電期間會有 3-5 秒的延遲。而離網逆變器提供非常高的浪涌和峰值功率輸出，并且可以處理高電感負載。如果用戶計劃為水泵、壓縮機、洗衣機和電動工具等高浪涌設備供電，逆變器必須能夠處理高感應浪涌負載。

　　混合逆變器輸出功率對比

　　資料來源：clean energy reviews，海通證券研究所

　　2.直流耦合的混合逆變器

　　目前行業內的光伏儲能系統較多采用直流耦合的方式實現光儲一體化設計，尤其是新增系統中，混合逆變器安裝簡便成本較低。在新增系統時，使用光儲混合逆變器可減少設備成本和安裝成本，因為一個逆變器可實現控制逆變一體化。直流耦合系統中的控制器、切換開關比交流耦合系統中的并網逆變器、配電柜價格更低，因此直流耦合方案比交流耦合方案的成本更低。直流耦合系統中控制器、蓄電池和逆變器是串行的，聯接比較緊密，靈活性較差，對新裝的系統來說，光伏、蓄電池、逆變器都根據用戶的負載功率和用電量來設計，因此更適合直流耦合的混逆。

　　直流耦合的混合逆變器產品是主流趨勢，國內主要廠商均有布局。除昱能外國內主要逆變器廠商均布局了混合逆變器，其中上能電氣、固德威、錦浪也布局了交流耦合逆變器，產品形態完善。德業的混合逆變器在直流耦合的基礎上支持交流耦合，為用戶存量改造的需求提供了安裝的便捷性。陽光電源、華為、上能電氣、固德威布局儲能電池，未來電池逆變器一體化可能成為趨勢。

　　國內主要逆變器廠商布局

　　資料來源：各公司官網，海通證券研究所

　　三相高壓產品為各公司發力點，德業專注于低壓產品市場。目前大部分混逆產品在10KW以內，6KW以下的產品多為單相低壓產品，5-10KW產品多為三相高壓產品。德業開發多款大功率低壓產品，今年推出的低壓15KW產品已開始銷售。

　　國內逆變器廠商混合逆變器產品

　　資料來源：各公司官網，海通證券研究所

　　國內逆變器廠商新產品最大轉換效率均達到98%左右，并離網切換時間普遍低于20ms。錦浪、陽光電源、華為產品最大轉換效率均達到了98.4%，固德威最大轉換效率也達到了98.2%。禾邁、德業最大轉換效率略低于98%，但德業并離網切換時間僅為4ms，遠低于同行的10-20ms。

　　各公司混合逆變器最大轉換效率比較各公司混合逆變器切換時間對比（ms）

　　資料來源：各公司官網，海通證券研究所資料來源：各公司官網，海通證券研究所

　　國內逆變器廠商主要產品更多是針對歐洲、美國、澳洲三大市場。歐洲市場中，德國、奧地利、瑞士、瑞典、荷蘭等傳統光伏核心市場主要是三相市場，更青睞功率較大的產品，傳統有優勢的廠商是陽光和固德威，錦浪加速追趕，憑借價格優勢和推出15KW以上高功率產品受到用戶青睞。意大利、西班牙等南歐國家主要需要單相低壓產品，固德威、錦浪和首航去年在意大利表現很好，各占約30%市場。而捷克、波蘭、羅馬尼亞、立陶宛等東歐國家主要需求為三相產品，但是價格接受度較低，因此首航以低價優勢在此市場表現優秀。今年二季度德業開始向美國出貨15KW新產品，美國儲能系統較大，偏好更高功率的產品。

　　國內逆變器廠商混合逆變器產品針對市場

　　資料來源：各公司官網，海通證券研究所

　　電池逆變器分體式更受安裝商歡迎，但電池逆變器一體機是未來發展趨勢。光儲混合逆變器又分為單獨售賣混合逆變器和將逆變器和電池一起售賣的電池儲能系統（BESS）。目前在經銷商掌握渠道的情況下，各家直接客戶比較集中，電芯、逆變器分體的產品更受歡迎，尤其是德國以外的地區，主要是安裝便捷易擴容，且便于降低采購成本，電池或逆變器有一家供不上可以找二供，交付更有保障。德國、美國、日本趨勢則是一體機。一體機可以省掉很多售后的麻煩，且有認證的因素，如美國的消防系統認證需要跟逆變器掛鉤。目前技術趨勢在往一體機走，但從市場銷售上分體式在安裝商那里接受程度更高一點。

　　國內大部分廠商開始布局電池逆變器一體機。首航新能、古瑞瓦特、科華等廠家都選擇了這種模式，首航新能2021年儲能電池銷量達3.51萬pcs，較20年增長了25倍；古瑞瓦特2021年儲能電池銷量為5.3萬套，較20年增長了5倍。艾羅儲能逆變器品質優秀，拉動電池銷量持續增長，2021年艾羅電池出貨196.99MWh，營收3.83億元，超過儲能逆變器營收一倍。客戶對做電池的逆變器廠家認可度高，因為和逆變器廠家合作關系好，對產品有信任度。

　　首航新能儲能電池營收占比快速提升艾羅2021年儲能電池營收占比達46%

　　資料來源：EIA，海通證券研究所資料來源：固德威光伏社區，海通證券研究所

　　直流耦合系統中，高壓電池系統效率更高，但在高壓電池短缺情況下成本更高。與48V 電池系統相比，高壓電池的工作電壓范圍為 200-500V DC，有更低的電纜損耗和更高的效率，因為太陽能電池板通常在 300-600V 下運行，與電池電壓相似，可以使用損耗非常低的高效 DC-DC 轉換器。高壓電池系統比低壓系統電池價格更高，而逆變器價格更低。目前高壓電池需求旺盛，供給不足，因此高壓電池難以購買，在高壓電池短缺情況下，使用低壓電池系統成本更低。

　　直流耦合在太陽能電池陣列和逆變器之間DC直接耦合到兼容的混合逆變器

　　資料來源：clean energy reviews，海通證券研究所資料來源：clean energy reviews，海通證券研究所

　　國內主要廠商的混合逆變器在停電時的備用功率輸出未受到限制，因此適用于離網系統。部分產品備用電源功率較正常功率段稍低，但固德威、錦浪、陽光電源、禾邁新產品備用電源功率均與正常值相同，即離網運行時功率未受到更多限制，因此國內逆變器廠商的儲能逆變器適用于離網系統。

　　國內逆變器廠商混合逆變器產品備用電源功率對比

　　資料來源：各公司官網，海通證券研究所

　　3.交流耦合逆變器

　　直流耦合系統不適合改裝現有并網系統。直流耦合的方式主要存在以下問題：一是采用直流耦合的系統在對現有并網系統改裝時存在接線復雜、模塊設計冗余的問題；二是并離網切換的延時較長，用戶用電體驗較差；三是智能控制功能不夠全面、控制的響應不夠及時，較難實現全屋供電的微網應用。因此部分企業選用了交流耦合技術路線，如昱能。

　　交流耦合系統使產品安裝更為簡便。昱能通過采用交流側和光伏系統耦合的方式實現能量雙向流動，省去了光伏直流總線的接入，使得產品安裝更為簡便；通過軟件實時控制與硬件設計改進相結合的方式實現并離網的毫秒級切換；通過對儲能逆變器的輸出控制以及供電和配電系統的創新結合設計，實現了自動控制箱控制下全屋供電的微網應用。

　　交流耦合產品最大轉換效率略低于混合逆變器。錦浪、固德威也布局了交流耦合產品，主要針對存量改造市場。交流耦合產品最大轉換效率為94-97%，與混合逆變器相比略低，主要是因為組件發電后要經過兩次轉換才能存儲到電池中，降低了轉換效率。

　　國內逆變器廠商交流耦合產品對比

　　資料來源：各公司官網，海通證券研究所

　　編輯：黃飛