光伏接线盒作为连接器件,是生产光伏组件的关键辅材之一,其主要具有两种功能:一是连接,连接光伏组件和负载,将组件产生的电流引出并产生功率;二是保护,在组件发生热斑效应时,起到自动保护作用。
在全球光伏装机快速增长的大背景下,假设组件平均功率以每年 2%的增速增长,测算 22-25 年接线盒和连接器的市场需求分别为 5.8、7.9、9.1、10.4 亿套(亿对),至 2025 年接线盒的市场规模将达 208 亿元,连接器的市场规模将达 26 亿元,行业年均复合增速约 24.4%。
在光伏发电产业链中,上游主要为光伏电池相关的原材料,包括硅片、银浆、纯碱、石英砂、基膜等,中游主要为构建光伏电站所需的组件和部件,包含光伏组件、电池片、逆变器、汇流箱、光伏支架和线缆等,下游为光伏的应用领域,主要是光伏电站的搭建、系统集成与运营。
其中,光伏接线盒作为连接器件,内部通过接线端子和连接器将太阳能组件产生的电流引出并导入到用电设备中,作为光伏组件的辅材,接线盒处于光伏产业链的中游环节。
图1:通灵股份太阳能光伏组件构成情况
光伏接线盒是太阳能光伏组件的重要组成部分,它主要具有两种功能:一是连接,接线盒连接光伏组件和负载,将组件产生的电流引出并产生功率;二是保护,在组件发生热斑效应时,接线盒起到自动保护作用。
在光伏组件的成本构成中,接线盒占组件的价值量不到 3%,成本占比较小但却是太阳能光伏发电系统必不可少的配套产品。
此外,由于太阳能光伏发电环境的特殊性,对接线盒的性能也具有较高要求,在实现功能的同时,接线盒需具备耐候性、防水防尘、耐紫外线等性能,以确保在组件的寿命期限内稳定运行。
图2:光伏接线盒结构图
近年来,随着光伏组件产品性能不断提升,市场对接线盒产品的电流承载能力、散热能力、系统稳定性等要求也越来越高,接线盒产品也经历了多次迭代。
从最早的工艺复杂繁杂的密封圈接线盒,到工序简化、密封性能更优、体积更小、自动化程度更高的灌胶贴片接线盒;从用材较多的单体接线盒到粘接面积较小、
用材节约、散热效果更好的分体式接线盒。接线盒产品在市场竞争中不断追求以更低的成本实现更好的性能,未来仍将持续迭代。
“双碳”目标下,光伏开启十年景气周期,带动组件需求快速增长。
为实现零碳目标,全球能源转型步伐正在加速,目前全球已有 130 多个国家和地区相继宣布碳中和目标,建立以可再生能源为主的能源系统,
实现绿色可发展已成为全球共识,在全球提升可再生能源消费比重的大背景下,全球新增风光装机将持续快速增长。
根据 CPIA 的数据,2022年全球光伏新增装机量为 230GW,同比增长 35.3%,预计未来几年全球新增装机保持年均 60-70GW 左右的增长,则 2025 年新增全球装机量将达 420-460GW,新增装机复合增速约 27%。
图3:全球光伏新增装机预测
接线盒行业市场规模随光伏装机量增长而扩张的逻辑清晰。
全球光伏行业的快速增长带动相关辅材包括接线盒和连接器市场规模的持续扩容,不考虑智能接线盒带来的单位价值提升,仅测算传统功能的接线盒和连接器的市场空间。
假设容配比为 1:1.2,组件平均功率以每年 2%的增速增长。
则 22-25 年接线盒和连接器的市场需求分别为 5.8、7.9、9.1、10.4 亿套(亿对)。
2025 年接线盒的市场规模将达 208 亿元,连接器的市场规模将达 26 亿元,行业年均复合增速约 24.4%。
从过往的产品迭代趋势可以看出,行业产品始终追求用更低的成本实现更好的性能,包括通过设计的改进、工艺的优化,推进零部件的集成化,一方面使得产品更加小型化以减少用料,另一方面可提升生产全过程的自动化水平,降本的同时实现更小的损耗和更高的运行可靠性。
根据保护器件封装工艺及材料区别,接线盒可分为二极管接线盒与芯片接线盒,目前市场的主导产品仍为二极管接线盒,芯片接线盒符合集成化降本的产品迭代趋势,渗透率正逐步提升。
芯片接线盒具备电流承载能力大、散热性好、自动化生产水平高等优点。
传统接线盒的保护器件一般为芯片封装成的二极管,而芯片接线盒的保护功能主要通过直接浇注的芯片,通过灌封浇注的方式进行低压封装,并与导电体、散热片、接线盒底座等制作成一体化结构,最终装配至接线盒。
因此,相较于一般的二极管接线盒,芯片接线盒实现了接线盒芯片封装技术与装配技术的优化整合,不依赖于二极管或模块的采购,省略了与二极管或模块厂商的相互磨合和调整过程。
分布式光伏安全标准提高,政策驱动组件级控制需求崛起。屋顶光伏一旦发生火灾事故可能对建筑物及建筑内人员造成重大伤害,而高压直流电弧是导致光伏系统火灾的主要原因之一。
为了提高分布式光伏的安全性,美国、德国、澳大利亚等国家要求光伏建筑系统必须满足组件级控制,其中关断器、优化器和微型逆变器都可以实现组件级关断功能。
2021年 11 月,国家能源局综合司发布《关于加强分布式光伏发电安全工作的通知(征求意见稿)》,提出并网逆变器应具备电网异常频率电压耐受能力和低电压、高电压穿越能力,应具有控制开关,可在电网失压时快速断开与电网的连接。
当前智能接线盒受其质量和成本等两大因素的制约,尚未在市场上大面积推广,但随着技术的进步完善,有望成为接线盒行业的增量市场。
智能接线盒在实现光伏接线盒的连接、保护两大关键功能之外,进一步具备如远程数据收集与监控、控制关断、功率优化等功能,从而加强安全性能,提升光伏系统发电的稳定性。
关断控制:在对组件相关数据的收集与监控基础上,通过关断控制的核心部件的设计开发,将所有核心部件连入控制系统中,结合接线盒实现远程控制关断,加强光伏组件的安全性与持续性。
功率优化:通过每块光伏组件接入功率优化器,每块组件相对于光伏阵列来说是一个独立的整体,使其输出功率不会受到其他组件的影响,优化光伏组件的输出功率。
图4:通灵股份智能接线盒
图5:快可电子智能接线盒
接线盒作为组件的必不可少的辅材之一,若能在其中集成关断控制、功率优化、组件级逆变等更多智能化功能,则可以省去关断器、优化器、微型逆变器等单体的安装,功能的集成化理论上可以节省材料用料,或能降低系统的整体成本。
目前普通接线盒单价约为 20 元/台。而以昱能科技招股说明书披露,关断器和微型逆变器的价格分别约为 1200 元/台、130 元/台,优化器价格介于微逆与关断之间,约为 250 元/W,接线盒的智能化升级将大幅提升产品价值量,打开接线盒市场空间的天花板,为行业长期成长赋加动能。
下游客户集中度高+组件大尺寸升级,要求供应链可靠性提升。
接线盒下游客户为光伏组件制造企业,一方面,近年在光伏平价、降本增效的驱动下下,组件环节向头部集中,全球组件市场 CR5 从 2018 年的38.4%到 2021 年已提升至 60%以上。
下游头部客户多具备着较为完善的采购管理体系,对各项辅材的品质、交付等有更高的要求,随着主要客户集中度的提高,对于上游供应链稳定性也逐步提升。
另一方面,自2015 年 PERC 技术大规模量产以来,PERC 光伏组件的功率从 340W 一路提升到现在的 600W+。
组件环节技术迭代不断,一方面转换效率逐步提升,另一方面尺寸也在增大,使得组件的短路电流增大(从不足10A 增加至 18A 以上),传统的接线盒需要升级才可支撑 20A 以上的需求。随着组件功率越大,其通过的电流越大,对接线盒的散热、电流承载能力、质量稳定性等要求也在提高。
综合来看,下游客户对接线盒可靠性要求不断提升,有利于头部企业提升品牌和产品力的溢价,从而提升市场份额。
图6:组件环节 CR5
图7:组件功率进展
龙头上市具备规模扩张先发优势,蓄力拥抱集成化降本+智能化升级行业机遇。接线盒产品的生产制造具有一定规模效应,企业在规模提升之后,原材料采购、生产制造成本及其他的费用支出,在单位成本上都能得到摊薄,从而实现产品单位成本的降低。
在上市之前,各家企业的规模差距无法拉开,行业中优秀的接线盒企业的产能扩张遇到一定的瓶颈,随着国内太阳能光伏产业的迅速发展,行业需要通过融资等途径扩大产能。
同时,光伏产业链存在激烈的内部竞争,驱动接线盒产品迭代技术门槛不断提升,企业需要资金加大对高新技术产品的应用研发投入,而龙头企业凭借规模优势,能够集中研发投入,降低单位研发成本。
随着头部接线盒企业陆续登录资本市场,资金问题得到解决和改善,一方面,上市公司利用资本市场融资的先发优势,营运资金压力将得到缓解,规模扩张将得到提速,从而助力优秀企业市场份额的提升;另一方面,利用规模优势加大研发,有助于抓住集成化降本+智能化升级的行业机遇,强化自身竞争优势和市场地位。
来源:东兴证券
原文始发于微信公众号(艾邦光伏网):光伏接线盒:产品迭代持续进行,快速成长的高景气赛道