01只猜對了一半

 

2020年底，筆者問了陽光電源光儲事業(yè)部總裁顧亦磊博士一個問題：“隨著器件與技術(shù)水平提升，十年來組串逆變器越做越大，而集中式逆變器越來越小，未來逆變器會不會兼具兩者的優(yōu)點(diǎn)?”他點(diǎn)頭，然后神秘一笑：“很快你就會看到我們的新產(chǎn)品。”

 

于是在今年6月初的上海SNEC展會上，業(yè)內(nèi)見到了陽光電源推出的融合了集中、組串優(yōu)點(diǎn)于一體的新品光•儲“1+X”模塊化逆變器。

陽光電源光·儲“1+X”模塊化逆變器

 

在此之前，陽光電源已經(jīng)將逆變器功率最大做到了6.25MW，業(yè)內(nèi)都在猜測，未來的逆變器是不是要突破8MW甚至更大。

 

他們只猜對了一半。

 

新品“1+X”確實(shí)可以向上突破8.8MW的功率極限，但同時還可向下兼容至1.1MW.每個單元功率 1.1MW，通過并聯(lián)擴(kuò)展實(shí)現(xiàn)1.1MW-8.8MW的子陣，靈活適配不同需求。

 

這是又一款劃時代的產(chǎn)品，也是對傳統(tǒng)集中逆變器的重大革新。模塊化是“1+X”最大的特點(diǎn)：通過器件、設(shè)備、系統(tǒng)的模塊化設(shè)計，這臺或者可以說這組逆變器可以如樂高一般，根據(jù)需求組合或獨(dú)立運(yùn)行。每一臺逆變模組的每一個器件，都做到了模塊化設(shè)計，在延續(xù)傳統(tǒng)集中式逆變器低度電成本優(yōu)勢的同時，又具備了更高的跟蹤精度和即插即用式的簡便運(yùn)維，解決了需要專業(yè)人員運(yùn)維的難題。

 

據(jù)陽光電源的資料顯示：

 

“1+X”模塊化逆變器突破傳統(tǒng)方案MPPT數(shù)量少的難題，每個模塊均為獨(dú)立MPPT設(shè)計，8.8MW逆變器具備8路MPPT;

 

各模塊獨(dú)立運(yùn)行，當(dāng)一臺出現(xiàn)故障，其他單元正常發(fā)電，確保電站更高在線率，減少發(fā)電損失。同時，關(guān)鍵器件采用模塊化設(shè)計，兩人即可輕松更換，運(yùn)維效率提升70%以上，極大降低運(yùn)維成本;

 

滿足光儲交直流耦合多樣化需求，在直流耦合場景中，逆變器支持最大2倍容配比，儲能功率和鋰電池容量可根據(jù)不同需求靈活配置，進(jìn)一步提高光儲電站的靈活性和經(jīng)濟(jì)性。

 

同時，逆變器具備反向充電功能，能量雙向流動，參與調(diào)峰調(diào)頻等多種應(yīng)用，并可在SCR=1.02的弱網(wǎng)環(huán)境下高效運(yùn)行，刷新了業(yè)內(nèi)集中逆變器弱網(wǎng)適應(yīng)性記錄，并可在20ms內(nèi)響應(yīng)電網(wǎng)無功調(diào)度，支撐電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行。

 

“未來逆變器將被不斷重新定義和顛覆，但仍秉持因地制宜科學(xué)設(shè)計的理念。”顧亦磊對產(chǎn)業(yè)發(fā)展做了展望：“除了一些山地、屋頂?shù)却_實(shí)運(yùn)力受限的項(xiàng)目之外，一些重量稍大但功率更高的組串式逆變器可能做到500kW甚至1MW，這與現(xiàn)在的集中式逆變器已經(jīng)沒有區(qū)別了。”

 

這也是陽光電源這樣的龍頭企業(yè)尋求通過技術(shù)致勝，實(shí)現(xiàn)差異化經(jīng)營的重要手段之一，也再次為行業(yè)鋪設(shè)了一條新賽道。顧亦磊認(rèn)為“功率大、電流大、體積小、質(zhì)量小”這樣的“兩大兩小”將成為陽光電源未來與其它企業(yè)拉開差距的最核心優(yōu)勢。

 

技術(shù)，才是陽光電源最重要的護(hù)城河。新賽道被陽光電源這樣的行業(yè)龍頭鋪就的同時，也因其技術(shù)性更強(qiáng)而變得挑戰(zhàn)難度增大：第一輪全線99%轉(zhuǎn)換效率的升級浪潮，響應(yīng)者眾多;到200kW+時代，同行者數(shù)量變少;而這場“1+X”模塊化技術(shù)浪潮的參與者將會更少，也導(dǎo)致發(fā)生在逆變器領(lǐng)域的軍備競賽并不如組件尺寸或技術(shù)路線之爭那么引得業(yè)內(nèi)關(guān)注。但實(shí)際上，這是真正意義上的行業(yè)巔峰之作，相比上述優(yōu)勢而言，每GW初始投資降低的1800萬元都只是錦上添花而已。

 

而對這家公司來說，“1+X”只是其歷史上推出的多個“爆款”之一，甚至在今年也不是第一個。

 

02為答案而生

 

2020年7月9日，在“600W+光伏開放創(chuàng)新生態(tài)聯(lián)盟”成立的大會上，各頂尖光伏企業(yè)，針對超大功率組件與組串，分享了自身的現(xiàn)狀與未來預(yù)期。組件、支架端最成熟，硅片、電池不斷提升良率，玻璃部分改造升級完成，而針對更能降低初始投資BOS成本的的低電壓大電流(18A)組件，逆變器廠商卻稍顯尷尬：集中式則只需要簡單更換更粗的熔絲即可，但組串式逆變器卻還不能完美匹配大電流組件。

江淮蔚來屋頂光伏電站

 

此外，光伏電站投資商們還面臨著諸多挑戰(zhàn)：光伏平價以及未來要實(shí)現(xiàn)的光儲平價，需要對項(xiàng)目錙銖必較，精細(xì)化設(shè)計要求越來越高;碳中和大潮下，新能源高比例帶來源網(wǎng)荷儲一體、多能互補(bǔ)的協(xié)同挑戰(zhàn)和技術(shù)要求。下一代的逆變器，如何更靈活匹配光伏電站子陣，與儲能更高效的深度融合，也都是逆變器廠商需要解決的問題。

 

新的逆變器，不僅要滿足上游制造端的期待，補(bǔ)齊更靈活、更智能的超大組串陣列的短板;還要協(xié)助客戶完成降低度電成本的需;更要從適應(yīng)電網(wǎng)邁向支撐電網(wǎng)和能量平衡，難度與壓力可想而知。

 

而索比光伏網(wǎng)就此在業(yè)內(nèi)進(jìn)行調(diào)研時，一家領(lǐng)軍逆變器企業(yè)負(fù)責(zé)人給了這樣的答案：“我們在等老大哥陽光電源。”

 

這個答案，意料之外，卻在情理之中。

 

2021年的開年逆變器的第一場新技術(shù)浪潮，仍然由陽光電源掀起。

 

3月18日，陽光電源正式發(fā)布了SG320HX最大輸出功率352kW的逆變器新品，至此，整個光伏行業(yè)等待了八個月的“靴子”終于落地。除了每一代都不斷優(yōu)化的降本能力(LCOE降2%)和電網(wǎng)支撐能力，更支持超大組件所需的20A大電流。

 

這是一款連競爭對手都在等待它出現(xiàn)的產(chǎn)品。

 

外界歡呼陽光電源再次推出新的網(wǎng)紅產(chǎn)品，而在功率、性能提升的背后，是這家逆變器龍頭又鋪了一條以第三代半導(dǎo)體器件為基石，融合多年電力電子技術(shù)的新賽道，為此陽光電源籌備了至少三年之久。

 

可以預(yù)見，會有更多廠商，緊隨陽光電源其后，邁入300kW+時代。

 

03為產(chǎn)業(yè)開模

 

小機(jī)功率越來高提升至早期集中式逆變器的功率段，大機(jī)體積越來越小變得和組串式逆變器一樣的體積和重量。這種變化的背后，是功率器件性能的不斷提升。

 

逆變器所采用的功率器件如同芯片一樣，體積越小、功率密度越高，難度成倍提升。

 

雖然光伏逆變器不像光伏組件這樣高度同質(zhì)化，但一線逆變器廠商在零部件選擇上都是大同小異，更多差異在于拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、功能性和防護(hù)能力上。

 

要想實(shí)現(xiàn)更高功率密度，更高轉(zhuǎn)化效率：

 

1.要將功率器件性能挖掘到極致

 

2.向零部件廠商提需求，進(jìn)行面向光伏的定制化開發(fā)

 

與光伏組件的產(chǎn)業(yè)鏈條不同，逆變器所用電子器件大多是通用器件，想要對廠商提出定制化需求，做逆變器的“帶頭大哥”，要滿足兩個條件：技術(shù)領(lǐng)先性(方向正確)和市場高占有率(大量訂單)。如果有一項(xiàng)達(dá)不到，電子器件大廠就不會專門為其進(jìn)行產(chǎn)品上的升級和調(diào)整。

陽光電源項(xiàng)目案例_2.1GW青海海南州特高壓外送基地電源配置項(xiàng)目

 

逆變設(shè)備研發(fā)費(fèi)用占總收入8%，年出貨量全球第一，總出貨量超154GW的陽光電源自是當(dāng)仁不讓。

 

所以逆變器行業(yè)的升級模式是：陽光電源等少數(shù)幾家龍頭企業(yè)帶頭升級后，其它逆變器廠商跟進(jìn)，再將其變成主流產(chǎn)品。

 

歷史上多次逆變器重要的技術(shù)升級，都來自于此。

 

以逆變器最核心部件IGBT為例：早在2013年，陽光電源就攜手IGBT第一廠商英飛凌進(jìn)行提高逆變器效率、功率密度和可靠性等方面的研究。2014年，陽光電源推出全球第一款效率超過99%的商業(yè)化光伏逆變器SG60KTL，背后也有英飛凌的助力，同時也把逆變器行業(yè)整體功率水準(zhǔn)帶入了99%時代。

 

也是憑借功率器件能量密度的升級，陽光電源率先在2018年發(fā)布箱式逆變器SG3125HV，可搭載儲能的同時，響應(yīng)速度更快。

 

陽光電源董事長曹仁賢曾表示，陽光電源與零部件廠商的的合作不僅是供貨層面，還在聯(lián)合系統(tǒng)創(chuàng)新和基于系統(tǒng)應(yīng)用的功率產(chǎn)品定義上有深入的合作。也將提升陽光電源在可再生能源領(lǐng)域的電源產(chǎn)品研發(fā)能力，進(jìn)而鞏固陽光電源的市場地位。

 

通過硅半導(dǎo)體技術(shù)和碳化硅半導(dǎo)體技術(shù)融合，陽光電源在2019年3月推出功率高達(dá)225kW的SG225HX系列，一舉助力中國光伏逆變器躍入“200kW+”時代，迄今發(fā)貨超15GW，隨后陸續(xù)有數(shù)家企業(yè)跟進(jìn)，讓中國光伏逆變器整體水平邁上新臺階。

 

一年后，技術(shù)和產(chǎn)品被打磨成熟，SG320HX誕生，再次引領(lǐng)時代。

 

當(dāng)前光伏產(chǎn)業(yè)兩大發(fā)展方向：

 

進(jìn)一步降本與電網(wǎng)友好都離不開第三代半導(dǎo)體器件的發(fā)展。碳化硅器件可用于低電壓大電流組件構(gòu)建超大組串;

 

功率密度更高，單個子陣更大;響應(yīng)速度更快，有利于電網(wǎng)穩(wěn)定，是理想的下一代功率器件。

 

但同時，碳化硅器件功率密度、工作電流但制造溫度、硬度都較硅器件更高，因此成本較高，非?？简?yàn)曹仁賢常說的“低成本創(chuàng)新”能力，所以一些業(yè)內(nèi)人士原本預(yù)期陽光電源會在2020四季度推出的新品發(fā)布會，被放在了一年一度的陽光電源PAT上。

好在，雖然兩款瞄準(zhǔn)零碳時代的新品“姍姍來遲”，但無論是SG320HX還是光·儲“1+X”模塊化逆變器，作為劃時代的產(chǎn)品再次超出了業(yè)內(nèi)所有人的期待。