摘要： 在光伏產(chǎn)業(yè)鏈上，逆變器一向被認為是最有技術門檻的環(huán)節(jié)之一。或也正是因此，在2010年光伏全行業(yè)瘋狂擴張時，逆變器行業(yè)的擴張才稍顯“理性”一些，而在隨后全行業(yè)快速降價時，其降價幅度和速度也溫和許多。
關鍵字： 光伏，逆變器，電源變換技術
在光伏產(chǎn)業(yè)鏈上，逆變器一向被認為是最有技術門檻的環(huán)節(jié)之一。或也正是因此，在2010年光伏全行業(yè)瘋狂擴張時，逆變器行業(yè)的擴張才稍顯“理性”一些，而在隨后全行業(yè)快速降價時，其降價幅度和速度也溫和許多。
不過，自2012年下半年以來，逆變器的市場價格出現(xiàn)了一波快速的補降，大功率產(chǎn)品由每瓦約8毛錢左右腰斬至目前的4毛錢左右。對于單瓦價格本來就不高的逆變器而言，如此快速且高達50%的降價幅度，無疑對其成本控制能力提出了嚴峻的挑戰(zhàn)。
同時，號稱能夠生產(chǎn)逆變器以及已在市場上零星出貨的企業(yè)，也如雨后春筍般冒出數(shù)百家來。國內(nèi)逆變器市場的競爭局面，一時間激烈空前。
作為陜西長嶺光伏電氣有限公司(以下簡稱“長嶺光伏”)的現(xiàn)任總工程師兼首席技術官，畢業(yè)于西安理工大學自動控制專業(yè)的李繼生，幾乎已經(jīng)在長嶺集團從事了“一輩子”的電力電子產(chǎn)品研發(fā)和技術管理工作。2010年，長嶺光伏創(chuàng)始之初，李繼生便出任其主要技術負責人，并伴隨長嶺光伏的發(fā)展壯大至今。
2013年4月初，記者前往位于陜西省寶雞市的長嶺光伏總部，就光伏逆變器技術發(fā)展與目前的競爭局面等相關問題專訪了李繼生。
“逆變器的確有技術門檻”
有人認為，逆變器是光伏產(chǎn)業(yè)鏈上不多的一個具有技術門檻的環(huán)節(jié)，您怎么看待這個說法?
李繼生：光伏逆變器的研發(fā)和制造，涉及電力電子技術、電源變換技術、太陽能最大功率跟蹤技術、鎖相環(huán)技術等多種技術集成，對安規(guī)、EMC、電能質(zhì)量及轉(zhuǎn)換效率都有較高的要求。同時，光伏系統(tǒng)在露天環(huán)境下運行二三十年的特殊性，也對逆變器的使用可靠性和壽命提出了較高的要求，其使用壽命必須在二十年以上。
由于涉及各種技術的集成，以及使用環(huán)境的限制，光伏逆變器不同于一般的電力電子產(chǎn)品，對其設計、生產(chǎn)及質(zhì)量控制都有特殊的要求。因此，相對來說，逆變器的確算是光伏產(chǎn)業(yè)鏈上較有技術門檻的一個環(huán)節(jié)。
目前市場上有哪些主要的逆變器技術，各自的優(yōu)勢是什么?
李繼生：目前市場上的光伏逆變器技術流派大約有以下幾種：
集中式逆變器。適合大型荒漠電站和集中大型屋頂電站使用。其優(yōu)點是適合兆瓦級的項目應用，技術比較成熟，相比其他解決方案成本也較低一些。
組串式逆變器。適合小型電站和商用屋頂電站。優(yōu)點是采用多個MPPT，可以實現(xiàn)更為精確的跟蹤，同時在一定程度上解決了Mis-Match問題。
模塊式逆變器。既適合屋頂電站又適合大型荒漠電站。其優(yōu)點表現(xiàn)在，某個模塊出現(xiàn)故障不會影響整機工作，整機還能輸出較大功率，從而降低了停機風險;早晚太陽光不強的時候，可以自動關掉部分模塊，等光照強度足夠時再開啟所有模塊，從而提高整體效率。
微型逆變器。更適合住宅屋頂電站。其優(yōu)點有，使每塊電池板的輸出效率最高，且彼此不影響，較好地解決了陰影造成的Mis-Match問題，提高了整機效率;因為沒有高壓部分，因此安全性較好;安裝簡單，不需要獨立房間，可以跟隨組件移動。
DC-DC優(yōu)化器。適合商用屋頂電站和住宅屋頂電站。優(yōu)點是，每個模塊都有MPPT，效率高;后級的逆變器里只有DC/AC，輸入范圍窄，控制簡單;和微逆相比，成本略低。
現(xiàn)在國內(nèi)市場的主流產(chǎn)品，還是大功率逆變器。從技術流派的角度來看，則主要是集中式逆變器和組串式逆變器。
大功率逆變器和小功率逆變器在技術本質(zhì)上沒有什么差別，只是應用市場不同，關注點有所區(qū)別。組串式逆變器的輸入由一路以上相同或不同電池串組成，每一串電池組件有單獨的MPPT跟蹤。而集中式逆變器的輸入則是由相同電池組串經(jīng)匯流箱、直流柜匯流，集中輸入，只有一個統(tǒng)一的MPPT跟蹤。從合理性來講，組串式逆變器可能更合理一些。但從成本的角度看，組串式逆變器則比集中式逆變器的競爭力差一些。
微型逆變器技術在國內(nèi)應用很少，因為微型逆變器更適合小規(guī)模的屋頂光伏項目，而國內(nèi)這方面的項目很少。國內(nèi)也已有企業(yè)在開發(fā)微型逆變器產(chǎn)品，但還沒有形成量產(chǎn)，主要原因還是成本太高、應用少。
“低成本制約了技術的發(fā)展”
光伏逆變器技術目前處于怎樣的發(fā)展階段?未來三至五年或更長時間內(nèi)，可能的技術發(fā)展趨勢是什么?
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李繼生：光伏逆變器技術的發(fā)展，取決于光伏應用市場的發(fā)展及其需求?，F(xiàn)階段的光伏發(fā)電應用市場，表現(xiàn)出兩個明顯的特征，一是應用模式的多元化，二是經(jīng)濟性決定系統(tǒng)配套技術(或產(chǎn)品)的競爭力。
目前的光伏逆變器技術正處在標準升級換代以及多種技術流派并存的發(fā)展階段，但光伏應用市場多元化應用模式和對成本的要求，在某種程度上制約著各技術流派的發(fā)展。
未來三五年光伏逆變器的技術發(fā)展趨勢，我覺得，應該是大功率逆變器朝兆瓦級方向發(fā)展，以提高功率密度和轉(zhuǎn)換效率為技術方向，中、小功率逆變器則朝向微型化方向發(fā)展，以專用IC替代分離電子元器件、提高可靠性和降低成本為特征。
微型逆變器和DC-DC優(yōu)化器可能是未來的趨勢，因為更具合理性。雖然太陽照射到地球的光能是恒定的，但經(jīng)過電池板轉(zhuǎn)化成電能卻受到晝夜、天空云層、環(huán)境溫度、光照條件變化等因素的影響，因此太陽能發(fā)電屬于間歇性電源。從發(fā)電和跟蹤的角度來看，由于太陽功率的變化，加上電池板之間本身也存在著差異，因此當系統(tǒng)運行時，各個電池板之間發(fā)電效率會存在差異，如果由組串式逆變器來跟蹤，就很難跟蹤到每塊電池板的最大功率，只有采用跟蹤單塊電池板的技術，才會跟蹤到每塊電池板的最大功率。[!--empirenews.page--]
微逆和DC-DC優(yōu)化器的區(qū)別是，前者是將每塊電池板的直流電逆變成交流電接入到交流電網(wǎng)，而優(yōu)化器則是將每塊電池板的電壓升高，比如400V、500V，然后再集中逆變。相對來說，微型逆變器更具有技術優(yōu)勢，而優(yōu)化器的成本會低一些。目前微型逆變器和DC-DC優(yōu)化器有朝著專用IC(集成電路——編注)發(fā)展的趨勢，而專用IC的成本跟量有很大的關系，一旦規(guī)模達到一定程度，其競爭力將不可小視。
不過，由于成本的原因，微型逆變器的大面積推廣還有許多問題需要解決。另外，雖然分布式電站比大型地面電站更符合光伏技術的特點，但我個人認為，就目前中國的政策和市場資源條件來看，國內(nèi)的家用屋頂電站市場規(guī)模可能不會太大，因此微型逆變器在國內(nèi)的市場空間比較有限。
現(xiàn)階段國產(chǎn)逆變器與國際逆變器廠商之間的差距是什么?您認為未來幾年兩者之間會處于怎樣的一種競爭態(tài)勢?
李繼生：國內(nèi)光伏逆變器廠商與國際一流光伏逆變器廠商之間的差距，主要是在技術創(chuàng)新能力方面。但在目前的市場環(huán)境下，國產(chǎn)逆變器在成本方面可能更有競爭優(yōu)勢。
國際一流品牌企業(yè)對于技術研發(fā)都非常重視，國內(nèi)企業(yè)由于成本競爭的壓力，在這方面相對就弱了很多。這不僅會影響個體企業(yè)的競爭力，對整個國內(nèi)光伏逆變器行業(yè)的競爭力也是一個巨大的挑戰(zhàn)。比如專利，我們與國際品牌企業(yè)之間在質(zhì)量方面相差很大，人家的專利既有數(shù)量也有質(zhì)量，創(chuàng)新性很強，特別是體現(xiàn)在逆變器核心技術如電路拓撲創(chuàng)新方面，國內(nèi)基本上沒有這方面的專利。國內(nèi)很多企業(yè)，有時候是為了專利而專利，致使很多專利甚至是垃圾專利。
另外，從可靠性方面來講，國際一流品牌企業(yè)在產(chǎn)品設計上會比較講究，首先考慮的是產(chǎn)品性能。比如針對最影響逆變器壽命的散熱設計，國外品牌企業(yè)基本上都會選擇效果最好的方案，成本問題會放在其后考慮。而國內(nèi)企業(yè)由于成本壓力很大，首先考慮的會是經(jīng)濟性因素，因此在產(chǎn)品細節(jié)方面會存在一些差距。所以，往精細化方面去趕超，應該是未來國產(chǎn)逆變器縮短與國際一流逆變器差距的一個方向。
就競爭而言，我認為，未來幾年國外逆變器大量直接進入中國市場的可能性不大，原因仍然是沒有成本優(yōu)勢。不過，隨著國內(nèi)市場逐漸成為全球主要的光伏應用市場之一，可能會有越來越多的國外廠商選擇將生產(chǎn)環(huán)節(jié)放在中國，以此降低成本參與中國市場的競爭。針對這種局面，國內(nèi)廠商除了加強技術創(chuàng)新能力和精細化制造能力的提升外，沒有更好的選擇。
“有可能發(fā)生全行業(yè)的大洗牌”
您怎么看待國內(nèi)光伏逆變器市場現(xiàn)在的競爭局面以及存在的問題?
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李繼生：目前的國內(nèi)光伏逆變器市場，已經(jīng)較為明顯地表現(xiàn)出了惡性價格競爭的特征。這種競爭依靠電子元器件的替代、材料的替換以及電路的簡化來實現(xiàn)，將有可能出現(xiàn)以犧牲產(chǎn)品可靠性為代價的局面，這對整個行業(yè)的健康發(fā)展都十分不利。而未來兩三年，這種競爭格局還有可能加劇。
同時，有一些企業(yè)開始以投資下游電站建設的方式來拉動銷售和獲得利潤。在我看來，這不是制造企業(yè)對電站建設有興趣，而是為了應對低價競爭獲得基本生存的權宜之計。
另外，大家不得不面對的一個現(xiàn)實是，雖然銷售額在不斷擴大，但換來的更多是一筆筆應收賬款，全行業(yè)的三角欠債情況已非常嚴重。這種局面單靠某一個企業(yè)顯然無法解決，需要行業(yè)組織和政府出面才有解決的可能。
再者，光伏電站投資屬于資金密集型行業(yè)，需要銀行等金融機構的參與才有可能健康發(fā)展。但目前的實際情況是，不僅一些投資者自有資金到位不足，而且銀行等金融機構也不認可光伏電站的金融資產(chǎn)資格，造成這個行業(yè)嚴重欠缺金融支持，因此出現(xiàn)了全行業(yè)資金緊張的局面。
從相關數(shù)據(jù)來看，國內(nèi)已經(jīng)出現(xiàn)一些逆變器企業(yè)大面積虧損的情況。如果按照行業(yè)的平均成本以及一些項目的中標價格來推算，目前國內(nèi)很多逆變器廠商實際上是不掙錢的，全行業(yè)虧損的狀況有可能會在今年出現(xiàn)。我認為，逆變器行業(yè)很有可能在今年或明年發(fā)生全行業(yè)的大洗牌。
那么，您覺得洗牌會怎么進行?
李繼生：雖然今年國內(nèi)光伏應用市場的形勢不錯，而且市場啟動也比較早，但如果正式出臺的區(qū)域上網(wǎng)電價對投資者不具備吸引力的話，目前的惡性競爭局面可能不會有大的改觀。因為光伏逆變器的供求失衡已經(jīng)很嚴重，如果沒有更大的下游需求來扭轉(zhuǎn)市場格局，價格就很難企穩(wěn)，有可能還會繼續(xù)下滑。
價格戰(zhàn)的結果會很慘烈，目前市場上已經(jīng)出現(xiàn)以犧牲可靠性為代價的產(chǎn)品，如果這種情況不予以遏制，將帶給行業(yè)非常大的損害。
尚德的破產(chǎn)對整個光伏行業(yè)都是一個明確的信號，如果局面得不到根本的改觀，誰都有可能是下一個尚德。
逆變器行業(yè)的洗牌方式，我認為會有兩個可能，一是企業(yè)原來與這個行業(yè)的關聯(lián)度不大，在這個行業(yè)里的積累比較少，對這個行業(yè)的認識也不深，這類企業(yè)有可能就被直接洗掉了。另外，則有可能會因為資金問題拖垮企業(yè)，比如一些背后沒有集團支持、業(yè)務也很單一的企業(yè)。還有一類企業(yè)，有一些技術實力和行業(yè)積累，但在競爭思路上可能存在問題，這類企業(yè)也會比較麻煩。
能在這一波劇烈競爭中凸顯出來的企業(yè)，首先還是需要依賴技術和產(chǎn)品的可靠性。企業(yè)競爭最終還是產(chǎn)品競爭，但產(chǎn)品的背后，包含企業(yè)的實力、企業(yè)的底蘊與個性以及企業(yè)的管理等各個環(huán)節(jié)，不同的企業(yè)在這些方面差距很大。像長嶺這樣的企業(yè)，則延續(xù)了軍工企業(yè)的底蘊和管理模式，我們的質(zhì)量管理體系建立在國家發(fā)展了幾十年的軍工產(chǎn)業(yè)管理體系基礎上。在我看來，不同品牌的逆變器在使用過程中，前幾年的情況可能都差不多，但時間一長就會體現(xiàn)出差距來。
在如此嚴峻的競爭形勢下，您認為逆變器企業(yè)還有哪些可以降低成本的空間?
李繼生：對于一種相對已經(jīng)成熟的電力電子產(chǎn)品來說，成本降低更多還是要依靠技術的進步，通過壓縮原材料成本來降低成本的空間始終是有限的。但是，技術進步有一個過程，甚至是一個很長的過程。對于光伏逆變器來說，在短時間內(nèi)，在軟件、技術設備等方面的確還有可能實現(xiàn)一定程度的成本降低，但如果想要通過革命性的創(chuàng)新來降低成本，則沒那么容易。[!--empirenews.page--]
逆變器技術的發(fā)展，依賴于功率元件技術的進步，依賴于電路拓撲的創(chuàng)新，依賴于控制算法的優(yōu)化和創(chuàng)新。在早期，這些東西跟電腦芯片一樣進步很快，但越往后則進步越有限。因此，光伏逆變器的更新?lián)Q代，不可能像家電那么快。
我認為，未來逆變器成本下降的方向，應該是從電路集成、系統(tǒng)集成以及IGBT功率模塊等方面入手，比如向?qū)Ｓ肐C的方向發(fā)展。
短期來看，光伏逆變器企業(yè)的成本挖潛方向，可能還是要在現(xiàn)有技術基礎上往精細化制造發(fā)展和向管理要效益。
長嶺目前也在做一些降低成本的工作，以應對市場競爭。比如，全方位壓縮各種管理費用，降低產(chǎn)品制造成本;對每個能拿到的銷售訂單進行認真評估，盡量減少貨款拖欠等。我們希望有所為、有所不為，至少做到以不降低產(chǎn)品可靠性為前提。
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