市场观察｜国产碳化硅产品将在储能变流器产业应用市场实现“快跑”

  储能变流器市场爆发  

在全球“碳达峰、碳中和”的目标下，风电、光伏发电将快速发展，储能是解决风电、光伏发电不稳定性、间歇性，增强能源系统供应安全性、灵活性的重要手段。随着“十四五”风光装机容量的扩大，各地的储能保障政策将会进一步扩容，推动储能规模的扩张和行业发展。

据不完全统计，目前已有超20个省份要求或建议新能源电站配置储能，配置比例约10%，配置时长约为2小时。根据IEA预测，全球光伏和风能在总发电量中的占比将从目前的7%提升至2040年的24%。

全球电力消费结构的改变在多个方面影响电力市场，并为储能带来市场空间。

根据CNESA的预测显示，2021年全球电化学储能的新增装机规模将达8367.2MW，同比增长77%，累计装机规模将达到22614.5MW，年增长率58.7%。在2022年疫情好转后，将有超过60%增长，2021-2025年复合增长率将达到57.3%。

彭博新能源财经也预测至2025年，我国电化学储能新增投运规模将达8,241MW。储能行业迎来较大发展机遇期。

储能变流器是电化学储能系统中，连接于电池系统与电网(和/或负荷)之间的实现电能双向转换的变流器。储能变流器不仅能满足传统并网变流器对直流电转换为交流电的逆变要求，还可满足储能系统“充电+放电”带来的双向变流需求，具有对电池充电和放电功能，可用于光伏、风力发电功率平滑、削峰填谷、微型电网等多种场合。储能变流器是储能系统中的重要部件。

简单来说，储能变流器可控制蓄电池的充电和放电过程，进行交直流的变换，在无电网情况下可以直接为交流负荷供电。PCS由DC/AC双向变流器、控制单元等构成。PCS控制器通过通讯接收后台控制指令，根据功率指令的符号及大小控制变流器对电池进行充电或放电，实现对电网有功功率及无功功率的调节。PCS控制器通过CAN接口与BMS通讯，获取电池组状态信息，可实现对电池的保护性充放电，确保电池运行安全。

在国际市场中，储能变流器主要生产企业有ABB、尼得科、NR、美国派克汉尼汾等。我国也有众多储能变流器生产企业，常见的有阳光电源、固德威、索英电气、南瑞继保等。在2020年我国TOP8企业市场规模占比达到75%左右，但由于我国储能变流器行业处于发展初期，市场尚未得到完全释放，因此未来储能变流器领域仍存在较大发展机遇。

  碳化硅在储能变流器中的应用  

根据上能电气新闻，他们在公司的直流储能变流器中采用了碳化硅器件，据悉，该公司的在直流储能变流器中采用了125kW/182kW模块化设计，可扩展至MW级系统；

产品采用碳化硅功率器件，配合多电平电路拓扑技术，转换效率高，适应范围广。应用于光伏电站直流侧，可解决因组件超配导致的弃光损失问题，该方案系统损耗小，成本低，适用于新建光伏电站和原有存量光伏电站的改造升级。

目前，储能变流器正在往大功率变流储能技术发展，据了解，在电力电子装置结构上分析，光伏逆变器和储能变流器在结构上有许多相似，狭义上的逆变器就是将直流变交流的电子设备，而变流器则包含了逆变器、整流器（交流变直流）、控制电路、触发电路等等，前者常用于要求不高的常用电路，后者则技术难度相对较高，用途广泛。但两者技术原理上互通，逆变器优势企业亦能开发变流器相关产品。


据悉，目前除上能电气外，华为、阳光电源、南瑞、禾望电气等均有开发碳化硅直流储能变流器产品。
其中，禾望电气还曾在调研中表示：功率半导体是电能转换的核心器件，国内市场约80%的碳化硅功率器件仍依赖于进口，禾望电气通过外延参股清纯半导体和苏州锴威特半导体，保障未来碳化硅功率器件供应稳定性、降低成本、实现国产替代等，利好公司长期发展。
从下游角度看，储能变流器目前主要应用在发电侧、电网侧、用户侧和微电网四大领域，其中发电侧受益于新能源产业发展带动，是推动储能市场的主要动力。具体来看，储能变流器应用领域主要包括风光电站、光伏电站、电网系统、变电站等。
随着国家“十四五”计划不断推进，这几大下游市场均在不断扩容，国产碳化硅器件在储能变流器中的应用比例有望大幅增加！