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光伏太阳能板吸收光照能量产生直流电压,而输电系统使用交流电压,因此与新能源汽车类似的,需要使用逆变器实现 AC/DC 转换。
为测算光伏发电电容器市场规模,我们需要对几个关键参数进行梳理:
1) 新增光伏装机量与存量替换需求。根据 CPIA 统计数据,2020 年全球光伏新增装机量约 130GW,乐观预计 2025 年全球 新增光伏装机量 330GW,保守估计 2025 年全球新增光伏装机 270GW。同时,随着累计光伏装机数量的增大,存量项目逆变器替换需求也不断增长。大型光伏 电站寿命通常超过 20 年,但逆变器中的元器件寿命一般不超过 10 年,因此我们按 10 年替换周期测算。
2) 单位功率光伏发电的逆变器需求。光伏容配比指光伏组件功率之和与逆变器额定容量之比。2020 年 10 月,国家能源局解 除了传统光伏电站容配比 1:1 的限制,此后容配比计算将综合考虑地址位置、地形条件、太阳能资源条件、组件选型、安装 类型、布置方式、逆变器性能、建设成本等多个因素,以较低 LCOE 原则寻找较优容配比。我们取平均容配比 1.2:1 进行估算。
3) 光伏逆变器的制造成本。光伏逆变器分为集中式和组串式两种,从全球来看,大型地面电站优选集中式逆变器,工商业和户用分布式优选组串式逆变器。根据中国光伏行业协会统计,2020 年我国集中式逆变器和组串式逆变器市场占有率分别为 28.5%和 66.5%,集散式逆变器占有约 5% 份额。集中式逆变器和组串式逆变器平均价格分别下降至 0.11 元/W 和 0.18 元/W。
4) 电容器在光伏逆变器中的成本占比。根据国内光伏逆变器龙头固德威披露的成本结构,2017 年-2019 年电容在原材料中的 成本占比分别为 10.1%、10.2%和 8.4%,三年平均为 9.6%。
上述测算包含了薄膜电容与铝电解电容两类需求,据电子物料展小编了解到,从行业经验来看,薄膜电容的应用占比为约 60%-70%,其余部分为铝电解电容。与光伏发电相比,风力发电则因为风力的不稳定性而有所不同。为了保持输出电频率恒定,目前主要采用变速恒频发电机组,其中双馈异步风力发电机组(DFIG,Doubly fed Induction Generator)是当前主流方案。结构上,DFIG 由绕线型感应发电机和 IGBT 电压源变流器组成。其中变流器起到在转子转速变化时,通过控制励磁的幅值、相位、频率等,使定子侧能向电网输入恒频电。
同样,为测算风力发电电容器市场规模,我们对几个关键参数进行梳理:
1)新增风力发电装机量需求
根据全球风能委员会(GWEC)统计数据,2020 年全球风电新增装机量 93GW,累计装机量 743GW。预计 2025 年全球新增陆上风电装机和海上风电装机容量分别为 88.3GW 和 23.9GW。但根据 IRENA(国际可再生能源机构)和 IEA(国际能源署)等机构制定的路径,GWEC 估计每年至少需要安装 180GW 的风电机组以帮助控制全球变暖,每年需要安装 280GW 的风电机组才能在 2050 年实现碳中和。
2)单位功率风力发电的变流器成本
根据 IRENA 的统计数据,2020 年全球陆上风电与海上风电的总安装成本分别为 1355 美元/KW 和 3185 美元/KW。陆上风力发电的涡轮机组成本在 700 美元/KW 至 910 美 元/KW 区间;同时另一项统计显示海上风力发电的涡轮机组约占总安装成本的 40%, 对应以 1274 美元/KW 估算。风电涡轮机的成本主要包括塔台、转子叶片、齿轮箱、发 电机、变压器和变流器等,其中变流器成本占比约为 5.6%。
3)电容器在风电变流器中的成本占比
根据国内光伏逆变器与风电变流器制造商禾望电气披露的成本结构,2017 年-2019 年电容的成本占比分别为 7.80%、8.01%和 7.88%,三年平均为 7.9%。
根据国内风电变流器制造商日风电气披露的成本结构,2018 年-2020 年电磁电容电阻器件的成本占比分别为 9.3%、7.2%和 8.5%,三年平均为 8.3%。因此,我们在后续以 8.0%的成本占比作为测算标准。
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文章来源:长江证券