組件級控制逆變器(MLPE)是光伏逆變器中高增速、高盈利的細分賽道，在美股孕育了SolarEdge/Enphase兩支十倍股，國內相關標的亦上市在即。引發市場關注，本篇報告我們着重回答關於MLPE市場的四個問題。
摘要
問題1:MLPE逆變器與集中式、組串式逆變器在技術設計、應用場景上的異同？逆變器通過對光伏出力進行最大功率點跟蹤(MPPT)，最大化光伏系統的發電量。組件級電力電子(MLPE)逆變器實現組件級MPPT，優勢是可以帶來光伏系統發電量的提升及安全性的提高；劣勢在於帶來逆變器DC-AC轉換效率的折損以及初始投資成本的增加。因此，MLPE逆變器在高陰影遮擋、複雜佈局的屋頂場景率先實現了較組串式逆變器的性價比優勢，我們看到當前MLPE逆變器的應用在海外高端的屋頂分佈式市場率先鋪開。
問題2:MLPE逆變器在各區域的滲透率情況，未來增長的驅動力？根據我們估算，2020年MLPE逆變器在美國户用屋頂、美國商業屋頂、歐洲分佈式市場的滲透率約80%、25%+、15%+，較2017年分別提升10/10/7個百分點。向前看，從用户回報率角度，居民電價走高+高功率組件推廣+小功率分佈式場景普及，均將加速改善MLPE逆變器的性價比；從安裝商角度，MLPE逆變器幫助提升分佈式光伏系統的組件排布靈活性及單户容量，有助攤薄系統軟性成本和開發費用；從監管角度，我們觀察到出於安全考慮，各國分佈式光伏防火標準趨嚴，有望帶動MLPE逆變器產品認可度提升。
問題3:MLPE逆變器相較傳統產品更高溢價、更高毛利的原因及可持續性？MLPE逆變器企業毛利率普遍好於集中式、組串式逆變器企業~10ppt。究其原因，海外更高的軟性成本佔比+更高的零售電價，帶動對於高附加值硬件的溢價接受度。1)成本端來看，海外分佈式光伏系統初始投資高於國內，主要在於軟性成本佔比更高(海外36% vs 國內20%，2020年)，故對於硬件成本提升的敏感度更低、容忍度更高。2)收入端來看， MLPE逆變器的定價反映發電增益價值，因此零售電價越高，其溢價定價空間就越大。
問題4:SolarEdge/Enphase雙寡頭格局下，中國MLPE逆變器企業如何突圍？2020年昱能、禾邁全球市佔率分別4%/3%，增速19%/68%(SolarEdge 2%/ Enphase 24%)，毛利率37%/54%(SolarEdge 32%/ Enphase 45%)，成長性、盈利性上均不輸海外龍頭。我們看好國內企業憑藉在一拖X產品、高功率產品上的成本、技術領先優勢，率先打開歐洲、拉美、中國的市場空間。
風險
海外光伏市場需求不及預期。
正文
投資概要
引言：為什麼關注組件級電力電子(MLPE)逆變器
組件級電力電子(MLPE)逆變器是集中式、組串式逆變器之外的一種更小功率的逆變器產品，是分佈式光伏逆變器領域小而美的細分賽道。由於適用場景、技術理念的不同，MLPE逆變器與主流的集中式、組串式逆變器在應用市場、參與企業上有所差異化，目前主要應用於海外分佈式光伏市場，2020年在全球逆變器市場中的滲透率約5%。其中，兩家美股上市企業SolarEdge和Enphase的合計市佔率約93%，當前佔據MLPE逆變器市場的主導地位，國內昱能、禾邁等企業亦是重要參與者。
我們認為MLPE是光伏逆變器中高增速、高盈利的細分賽道，行業處於快速增長的爆發期。
高增速：2017~2020年MLPE逆變器市場年複合增速達到37%，遠超同期全球光伏裝機增速(~11%)，主要受益於MLPE逆變器滲透率的提升。我們測算2019年MLPE逆變器在美國户用光伏、加州商用屋頂光伏和歐洲分佈式光伏市場分別實現了~80%、25%+和15%+的滲透率，較2017年分別提升10/10/7個百分點。我們看好分佈式在光伏裝機中佔比提升、疊加MLPE逆變器在分佈式光伏中滲透率提升，MLPE逆變器市場增速有望在未來五年快於光伏終端需求增速(~25%)。
高盈利：SolarEdge/Enphase 2018年來毛利率始終穩定在30%以上，跑贏海外同行SMA 18/10個百分點；禾邁2020年微逆海外毛利率58%，高出錦浪、固德威15/10個百分點。MLPE逆變器較傳統集中式、組串式逆變器單瓦價值量更高(Enphase微型逆變器售價~0.35美元/瓦；海外單相户用組串式逆變器售價約0.1美元/瓦)，因此儘管SolarEdge、Enphase 2019年在全球光伏逆變器企業的中國以外市場出貨量中排名僅第六名、十名開外，收入卻分別位列全球逆變器企業第一名、第四名。
圖表：2018-2020年MLPE逆變器市場規模及格局
資料來源：萬得資訊，中金公司研究部
圖表：SolarEdge、Enphase市佔率按出貨量、收入
資料來源：Woodmac，IHS Markit，中金公司研究部
MLPE逆變器是分佈式光伏領域小而美的細分賽道，誕生出了SolarEdge、Enphase兩支美股千億市值的十倍股；按2020年出貨量計算，MLPE逆變器企業的單瓦市值是傳統逆變器同業的數倍。國內相關標的禾邁股份已於7月30日科創板IPO過會、昱能科技已於6月29日提交科創板IPO招股書申報稿。國內資本市場以及電站業主對於MLPE逆變器的認知度有望逐漸提升，本篇MLPE逆變器行業報告我們着重回答關於MLPE市場的四個問題：
問題#1:MLPE逆變器與集中式、組串式逆變器在技術設計、應用場景上的異同？
問題#2:MLPE逆變器在各區域的滲透率情況，未來增長的驅動力？
問題#3:MLPE逆變器相較傳統產品更高溢價、更高毛利的原因及可持續性？
問題#4:SolarEdge/Enphase雙寡頭格局下，中國MLPE逆變器企業如何突圍？
圖表：全球逆變器企業按總市值排序
資料來源：萬得資訊，中金公司研究部
注：市值數據截至2021年10月22日
圖表：全球逆變器企業按單瓦出貨量市值排序
資料來源：萬得資訊，公司公告，IHS Markit，中金公司研究部
注：市值數據截至2021年10月22日，出貨量按2020全年數據
關於MLPE逆變器的四問四答
問題1:MLPE逆變器與集中式、組串式逆變器在技術設計、應用場景上的異同？
逆變器通過對光伏出力進行最大功率點跟蹤(MPPT)，最大化光伏系統的發電量。MPPT功能可以在系統層級(通過集中式逆變器)、組串層級(通過組串式逆變器，一個組串式逆變器一般串聯10~20塊組件進行整體MPPT優化)，或是組件層級(通過MLPE逆變器，每個MLPE逆變器一般連接1~4塊組件，每個組件進行獨立MPPT優化)應用。
組件級電力電子(MLPE)逆變器實現組件級MPPT，核心特徵是高增益、高安全、高成本，相較於組串級MPPT，組件級MPPT的優勢是可以帶來光伏系統發電量的提升(通過降低組件之間的失配損失，發電量較組串式提升7%+)，及安全性的提高(通過降低系統電壓等級由200~1000V至60V以下)；劣勢在於帶來逆變器DC-DC/DC-AC轉換效率的折損(由於增加了電力電子變換，系統整體轉換效率損失1~2ppt)，以及初始投資成本的增加(單個逆變器功率變小，不具備硬件成本的規模化優勢，單瓦逆變器成本增加可達1~2倍以上)。
基於上述優劣勢，MLPE逆變器在高陰影遮擋、複雜佈局的屋頂場景率先實現了較組串式逆變器的性價比優勢，我們看到當前MLPE逆變器的應用在海外高端的屋頂分佈式市場率先鋪開。
圖表：光伏發電逆變器的幾種模式對比
資料來源：各公司官網，產品手冊，中金公司研究部
圖表：各類逆變器的原理示意圖
資料來源：索比特光伏網，中金公司研究部
問題2:MLPE逆變器在各區域的滲透率情況，未來增長的驅動力？
根據我們估算，2020年MLPE逆變器在美國户用屋頂、美國商業屋頂、歐洲分佈式市場的滲透率約80%、25%+、15%+，較2017年分別提升10/10/7個百分點。MLPE逆變器當前的全球市場規模已經達到約9吉瓦/年，三年複合增速37%，高於光伏需求增速(11%)。儘管MLPE逆變器的初始投資成本高於傳統組串式逆變器，但我們看好其在應用端的三大優勢使得其對於分佈式光伏系統的用户、安裝商、監管方的吸引力逐步提升：
用户回報率角度：居民電價走高+組件功率放大+小功率分佈式場景普及，均將加速改善MLPE逆變器的性價比。從收入端來看 ，在美國等發達市場，我們測算更高的終端電價水平使得MLPE逆變器只需較組串式逆變器多發電7%，帶來的發電收入增量即可覆蓋MLPE逆變器的額外投資成本。近期傳統能源+碳配額成本增加帶動的電價上行利好MLPE逆變器性價比的加速提升。從成本端來看，分佈式光伏單個系統功率變小(組串式逆變器單瓦成本增加、而MLPE逆變器單瓦成本不變)，以及單塊組件功率變大(MLPE逆變器單瓦成本下降、而組串式逆變器單瓦成本不變)將帶動MLPE逆變器較組串式逆變器的成本劣勢減弱。
安裝商角度：MLPE逆變器幫助提升分佈式光伏系統的組件排布靈活性及單户容量，有助攤薄系統軟性成本和開發費用。MLPE逆變器可以實現在多朝向/不規則/小容量等複雜佈局屋頂上的光伏系統設計，提升設計靈活性降低開發門檻；同時，使用MLPE逆變器的分佈式光伏安裝全流程僅需低壓操作，降低對於安裝工人的專業門檻。上述兩方面因素綜合帶動光伏系統初始投資中軟性成本的下降，靈活性佈局帶來的組件多裝(單户安裝容量提升)亦可以攤薄海外分佈式光伏開發中高昂的三費(SG&A;)成本。
監管角度：我們觀察到出於安全考慮，各地分佈式光伏防火標準趨嚴，有望帶動MLPE逆變器產品認可度提升。高壓直流拉弧是引起分佈式光伏系統火災的主要安全隱患之一，高壓也增加了電站運維及消防員作業時的觸電風險。組串式逆變器系統運行時直流電壓在200-1000V，而微型逆變器系統運行時直流電壓僅60V及以下，顯著降低上述安全隱患。部分市場如美國防火安全標準趨嚴，對光伏系統運行電壓等級提出嚴格要求，加速MLPE逆變器的應用。
因此，展望未來，我們看好MLPE逆變器有望在更多市場的滲透率有望達到類似歐洲當前的~15%的水平。若更嚴格的防火標準出台，要求對組件更強的關斷控制能力，則將使得具備快速關斷能力、並還有發電增益等附加價值的MLPE逆變器在市場中的滲透率加速提升，參考當前的美國市場(滲透率~80%)。我們注意到，近期歐洲、澳洲、中國等地非強制的建築安全標準(推薦標準)已逐漸向組件級電力電子方向傾斜。
問題3:MLPE逆變器相較傳統產品更高溢價、更高毛利的原因及可持續性？
MLPE逆變器企業毛利率普遍好於集中式、組串式逆變器企業。以2020全年為例，禾邁/ Enphase/昱能/SolarEdge的MLPE逆變器銷售毛利率分別在58%45%/38%/32%(取海外市場水平，不考慮中國市場)，對比固德威/錦浪科技/陽光電源/ SMA的海外毛利率分別48%/43%/35%/16%，具備領先優勢。
究其原因，海外更高的軟性成本佔比+更高的零售電價，帶動對於高附加值硬件的溢價接受度。成本端來看，海外分佈式光伏系統初始投資高於國內，主要在於軟性成本佔比更高(海外36% vs 國內20%，2020年)，故對於硬件成本提升的敏感度更低、容忍度更高。收入端來看， MLPE逆變器的定價反映發電增益價值，因此零售電價越高，其溢價定價的空間就越大。尤其在美國市場，“高電價+低競爭+嚴監管”培育了最利於MLPE逆變器發展的温牀。以SolarEdge數據為例，美國、歐洲、非歐美地區的銷售均價約0.3、0.27、0.17美元/瓦，歐洲、非歐美地區的單瓦售價較美國區有11%、42%的折價。
圖表：SolarEdge北美、歐洲、其他地區均價走勢對比
資料來源：公司公告，中金公司研究部
問題4:SolarEdge/Enphase雙寡頭格局下，中國MLPE逆變器企業如何突圍？
當前MLPE逆變器行業SolarEdge、Enphase兩家雙寡頭，國內企業成長性、盈利性不輸海外龍頭。我們估算SolarEdge、Enphase兩家的市佔率達到93%(2020年數據)，行業集中度高，主要由於市場需求從監管要求最有利於MLPE逆變器發展的美國起步，美國本土企業具備先發優勢。國內企業快速崛起，2020年數據顯示，中國企業昱能、禾邁市佔率分別4%、3%，逆變器相關業務增速19%、68%(SolarEdge 2%/ Enphase 24%)，毛利率水平37%、54%(SolarEdge 32%/ Enphase 45%)，成長性、盈利性上國內兩家企業均不輸海外龍頭。
看好國內企業憑藉在一拖X產品上的成本、技術領先優勢打開歐洲、拉美、中國市場空間。如前所述，考慮到當地傳統逆變器競爭形勢以及電價水平，我們認為美國MLPE逆變器企業在非美國市場亦面臨毛利率挑戰。相比於美國企業主推的一拖一MLPE逆變器，由中國企業昱能科技、禾邁股份主推的一拖X逆變器設計通過器件複用(將多個組件的MPPT功能集成到一個逆變器硬件殼子中)，可以帶來端子、灌膠、變壓器等成本的節省。因此，我們看好隨着MLPE逆變器市場由美國走向其他國際市場，有望使得成本更具備競爭力的中國MLPE企業競爭優勢加強，實現高速成長。
圖表：MLPE逆變器企業出貨量對比(2018~2020)
資料來源：公司公告，中金公司研究部
圖表：各企業MLPE逆變器毛利率對比(2018~2020)
資料來源：公司公告，中金公司研究部
問題#1:MLPE逆變器與集中式、組串式逆變器在技術設計、應用場景上的異同？
從逆變器的核心功能談起：最大功率點跟蹤(MPPT)
逆變器除了實現將光伏直流電轉換為交流電併入電網的基礎功能外，目前更核心的功能是對光伏出力進行最大功率點跟蹤(MPPT)以實現發電量提升。如下圖太陽能組件的伏安特性曲線和功率曲線所示，組件電流隨着電壓的增大而減小，因此存在最大功率點。而在不同外部環境條件下(温度、光照等)，太陽能組件的功率曲線和最大功率點對應的工作電壓會不斷變化。因此，需要通過逆變器內部的DC-DC變換器進行MPPT，原理是通過對DC-DC轉換電路的等效電阻進行調節使其等於光伏電池的內阻，從而對光伏發電系統直流側的輸出電壓進行調節，使得在不同外部環境(温度、光照)條件下，系統始終保持在最大輸出功率點下工作，實現電站發電量最大化。常用的MPPT算法包括恆電壓跟蹤法、干擾觀察法、增量電導法等等。
圖表：太陽能組件的伏安特性曲線和功率曲線示意圖
資料來源：Clean Energy Reviews，中金公司研究部
圖表：不同温度條件下，最大功率點及工作電壓不同
資料來源：《MPPT Technique Based on Current and Temperature Measurements 》，中金公司研究部
注：紅色圓圈表示為不同温度條件下的最大功率點和對應的工作電壓
圖表：不同輻照條件下，最大功率點及工作電壓不同
資料來源：《MPPT Technique Based on Current and Temperature Measurements 》，中金公司研究部
注：紅色圓圈表示為不同輻照條件下的最大功率點和對應的工作電壓
目前不同種型號的逆變器普遍具備MPPT能力，但控制精度有所不同。MPPT功能可以在系統層級(通過集中式逆變器)、組串層級(通過組串式逆變器，一個組串式逆變器一般串聯10~20塊組件進行整體MPPT優化)，或是組件層級(通過MLPE逆變器，每個MLPE逆變器一般連接1~4塊組件，每個組件進行獨立MPPT優化)應用，大致來看，分別適用於地面電站、工商業屋頂、户用屋頂光伏系統場景。
圖表：典型光伏系統應用場景示意：地面電站(左)、工商業屋頂(中)、户用屋頂(右)
資料來源：索比特光伏網，中金公司研究部
集中式逆變器：DC-AC轉換效率損失最小、廣泛應用於場景簡單的開闊地面電站。地面電站主要在開闊空地，組件面向同一朝向，且不受遮擋物等影響。組件陣列在相同的輻照條件下工作，因而基本擁有相同的最大功率點，通過集中式逆變器進行系統層級的MPPT和逆變就能基本滿足需求。
組串式逆變器：多路MPPT設計可以支持接入不同朝向、不同塊數的組件陣列，滿足主要工商業分佈式電站需求。組串式逆變器對由光伏組件串聯構成的光伏組串進行MPPT和逆變併網，控制精度高於集中式逆變器。目前大多數廠家的組串逆變器都配備2~3路MPPT系統，從而使得2~3路工作電壓不同的光伏組串(電壓不同可以是由於串列上組件的鋪設朝向件、串聯組件數量、或組件功率規格的差異)由不同的MPPT系統分別獨立進行優化，各MPPT的輸出經過直流升壓後，共用一個組串式逆變器內部的一套逆變電路實現DC-AC轉換併網。多路MPPT的設計提升了屋頂可用面積(兩路MPPT的組件鋪設屋頂朝向可以不同)和佈局靈活性(兩路MPPT的組件串聯數量、規格可以不同)，基本滿足工商業分佈式需求。
圖表：組串式+多路MPPT示意圖
資料來源：固德威官網，中金公司研究部
注：圖中共有6路直流輸入，分別為a、b、c、d、e、f。其中白色的兩個方框代表兩路MPPT輸入。多路MPPT:1路MPPT下的幾路組串輸入需要相等，不同路MPPT下的組串輸入可以不相等，即a=b=c，d=e=f，但a可以不等d。
圖表：國產主要廠家代表系列組串式逆變器參數對比
資料來源：各公司產品手冊，中金公司研究部
MLPE逆變器優勢：最大化系統靈活性、最小化失配損失
組串式+多路MPPT的電路設計及發電效率仍受到兩方面因素的限制：
多路MPPT下每路組串的設計靈活性仍有一定限制：1)若多個組串接入同一個MPPT，則幾個組串的組件數量、規格、朝向仍需保持一致，從而保證並聯入MPPT時電路上的電壓穩定；2)接入一路MPPT的組串串聯組件數量由逆變器和組件出廠參數決定，為逆變器MPPT工作電壓範圍除以組件額定電壓。串聯組件數量過少、電壓過低，逆變器無法啓動工作；串聯組件數量過多、電壓過高，會導致逆變器燒燬，因此電站佈局的靈活性仍有一定限制。
多路MPPT下無法避免陰影遮擋、組件衰減帶來的失配問題導致的功率損失：屋頂光伏場景中，單個光伏組件可能面臨樹木、異物遮擋影響功率。若MPPT在組串層級，則同一串聯電路上的每個組件輸出功率都會因為受遮擋組件電流下降而被影響。同理，隨着電站運行時間變長，組件之間的不一致性會放大，由於“木桶效應”，組串整體功率面臨下降，稱為失配損失。
MLPE逆變器應運而生，將MPPT精度提升至組件層級，最大化系統靈活性、最小化失配損失。MLPE即組件級電力電子，代表技術路線包括DC-DC功率優化器(SolarEdge、華為主打產品)與微型逆變器(Enphase、昱能、禾邁主打產品)，將MPPT精度提升至組件級別，將失配損失做到最小、組件排布靈活性做到最大。
以SolarEdge為代表的組串式逆變器+功率優化器路線：DC-DC功率優化器即把逆變器的MPPT功能從逆變器設備中獨立出來，替代接線盒與組件的輸出端相連，各個功率優化器的輸出端串聯接入逆變器，而逆變器僅保留簡單的DC-AC轉換功能。SolarEdge採用了逆變器輸入電壓恆定的設計實現組串長度靈活性設計，功率優化器可根據串聯電路上的電流需要(由組串發電功率除以固定的逆變器輸入電壓得出)，對組件輸入電流進行變換輸出(優化器輸入、輸出電流電壓解耦，功率不變)。這一設計：1)避免了單一組件遮擋對串聯電路上其他組件發電功率的影響，挽回了大部分陰影遮擋導致的失配損失，帶來系統發電量的提升。2)使得不同朝向、不同規格的組件可以接入同一個串聯電路和逆變器，且組串長度不再受到逆變器工作電壓範圍的限制(而是由功率決定)，可以做到一路組串串聯5~80個組件，大大提升了電站設計的靈活性、降低了BOS的線纜成本。
以Enphase為代表的微型逆變器：微型逆變器對每個組件的輸出電流直接轉換為交流電，再彙集至電網，每個組件保持獨立運行，不相互影響。由於各組件電流無需串聯至組串逆變器，微逆最大化了組件鋪設的靈活度，也避免了組串式逆變器解決方案中(包括組串式+多路MPPT，以及組串式+功率優化器)，逆變器損壞導致整個系統無法出力的單點故障問題。
圖表：Enphase微型逆變器(左)與SolarEdge組串逆變器+功率優化器(右)實物示意圖
資料來源：nuwattenergy.cn，中金公司研究部
MLPE逆變器劣勢：DC-AC效率折損&更高成本
從逆變器DC-AC轉換效率角度出發，MLPE存在一定劣勢，參考CEC(California Energy Commission)世界主要逆變器廠家及產品列表，組串式逆變器和集中式逆變器最高加權效率均已達到99%。與之相對，1)小容量的微型逆變器最高加權效率略低，為97.5%。2)功率優化器在MPPT過程中也會帶來約0.5%的額外效率損失(電路運行損耗、控制過程損耗等)。因此在理想光照、開闊平地條件下，MLPE不能帶來增發，相比傳統逆變器可能反而因為更多道電路轉換帶來額外的效率損失，導致發電量折損。
MLPE在成本上高於集中式、組串式逆變器，提高光伏電站的初始投資。為迎合“組件級電子電力”的要求，微型逆變器一般對接1~4個光伏組件，在功率相同的情況下每單位組件需要的MLPE逆變器多於集中式、組串式逆變器。單個逆變器的功率更低，各類硬件原材料成本無法省去，對應單瓦成本更高、提高光伏電站的初始投資。對比來看，集中式逆變器、組串式逆變器、MLPE逆變器價格分別在0.1~0.2元/瓦、0.2~0.4元/瓦、0.6~0.7元/瓦，MLPE逆變器的初始投資成本是集中式、組串式逆變器數倍。
因此，總結而言，是否採用MLPE逆變器需要考慮其發電增益優勢是否足夠抵消逆變器效率損失&初始投資增加的劣勢。我們看到MLPE逆變器在陰影遮擋問題更易發生、組件鋪設靈活度要求更高、電價水平更高的歐美高端户用屋頂分佈式市場的應用率先啓動。
問題#2:MLPE逆變器在各區域的滲透率情況，未來增長的驅動力？
MLPE逆變器在美、歐分佈式市場滲透率持續提升
我們看到MLPE在美國户用光伏市場已經從小眾應用走向主流，目前向歐洲以及商用屋頂光伏等場景延伸滲透。1)美國户用屋頂：SolarEdge和Enphase在2019年把持了美國户用光伏逆變器市場80%以上的分額(2013:30%)，MLPE在美國已替代傳統組串式逆變器成為户用光伏的絕對主流。2)美國商業屋頂：MLPE在美國商業屋頂光伏滲透率也處於提升通道，以加州為例，市佔率2013年前僅2~3%，而9M20市佔率已提升至25%以上。3)歐洲市場：MLPE在歐洲市場的滲透率緩慢上升，我們估算MLPE在歐洲分佈式市場的佔有率2019年可能已經提升至接近15%以上，SolarEdge在公司業績會上曾表示尤其是在荷蘭、德國，公司的佔有率已經達到了相當高的水平。
圖表：MLPE美國户用光伏逆變器市佔率估算
資料來源：Woodmac，公司官網，中金公司研究部
Notes:數據截至2019年三季度
圖表：MLPE歐洲分佈式光伏市佔率估算
資料來源：IHS Markit，中金公司研究部
圖表：MLPE加州商業市佔率估算
資料來源：California DG stats，中金公司研究部
圖表：SolarEdge出貨地區結構演變
資料來源：公司公告，中金公司研究部
#1 用户角度：高電價市場，MLPE發電增益可以提升光伏系統回報率
海外歐美終端電價高昂，MLPE逆變器多發電帶來電費收入增加、系統回報率得以提升。MLPE逆變器可以降低組件因陰影遮擋、不一致性等帶來的失配損失、提升發電量，從而提升光伏系統收入。根據公司披露的實證數據，SolarEdge功率優化器較普通組串式逆變器在商業屋頂場景能實現2~10%的發電增益、在户用場景增益至多可達25%；Enphase微型逆變器較普通組串式逆變器在無遮擋條件下能實現1~3.1%的發電增益，在低輻照、低温條件下發電增益可達10.8%。以美國為例，從敏感性分析角度，基於當前MLPE逆變器與組串式逆變器的價差(0.2$/W)，考慮美國0.22美元/度的居民電價均價，MLPE逆變器僅需較組串式逆變器多發電7%即可收回投資成本的增加，與兩家企業給出的增益幅度大致相符，產品溢價程度與發電增益幅度相符，保持產品合理性價比。
圖表：不同遮擋場景下SolarEdge較傳統組串式逆變器的發電增益
資料來源：PHOTON Magazine，中金公司研究部
圖表：滿足相同回報率下，發電增益與逆變器溢價的對應關係(MLPE相比傳統組串)
資料來源：公司公告，中金公司研究部
展望未來，我們看好光伏的三大發展趨勢使得MLPE逆變器性價比優勢提升：
收入端來看，傳統能源+碳配額成本增加帶動的電價上行利好MLPE逆變器性價比的加速提升。根據BloombergNEF、EIA數據披露，歐美2020年居民電價基本維持穩定，但自2021年起電價快速攀升，法國/德國/西班牙/意大利/英國居民電價(2021.9數據)較去年年底分別上漲3%/4%/7%/8%/23%。2021年美國居民電價月均同比上漲3%。收入端電價的上漲將放大MLPE逆變器發電增益的優勢，帶動MLPE逆變器性價比提升。
圖表：2021以來歐洲零售電價環比上行
資料來源：BloombergNEF，中金公司研究部
圖表：美國居民電價2021/22E有望同比上漲
資料來源：EIA，中金公司研究部
注：2021年8月後為EIA預測數據
從成本端來看，一方面，在小功率應用場景，MLPE逆變器與組串式逆變器的價差縮窄。組串式逆變器單瓦成本一般隨功率的增加而下降(節省硬件本體成本、攤薄數據採集器、交流線纜、電纜橋架等成本)，10KW及以下小功率組串式逆變器價格亦高達0.4元/瓦及以上，大功率則降至0.2元/瓦及以下。而MLPE逆變器的單瓦售價在0.6元/瓦(一拖四)~1元/瓦(一拖一)不等。因此，在小功率應用場景， MLPE逆變器僅較組串式溢價約0.2元/瓦，價格劣勢並不顯著(甚至2KW的組串式逆變器售價與MLPE逆變器相差無幾)，而發電增益優勢凸顯，實現產品性價比的率先突破。我們認為一般應用場景功率小於約5kW時，微逆成本和傳統的組串式逆變器接近。
圖表：不同功率組串式逆變器價格對比
資料來源：PV-Info，中金公司研究部
從成本端來看，另一方面，單塊組件功率變大將帶動MLPE逆變器較組串式逆變器的成本劣勢減弱。隨着配套光伏組件的功率提升，MLPE逆變器的額定輸出功率也不斷變大。在百瓦功率範圍內，MLPE逆變器功率的變大不會造成成本的線性放大，因此帶動了逆變器單瓦成本的明顯下降。舉例來説，若逆變器功率從400W升級到500W，額定輸出功率提升25%，材料、人工成本等方面提升並不明顯(綜合成本或只提升~10%)，單瓦成本明顯下降(~12%)。在過去的5-6年間，MLPE逆變器功率也從200W發展到如今的600W及以上，單瓦成本明顯下降，支持MLPE逆變器與組串式逆變器價差收窄，也是MLPE逆變器逐漸佔據分佈式光伏市場的重要因素。在追求性價比的中國、拉美等地分佈式市場，分佈式光伏用組件已從300W升級至500W及以上，利好MLPE逆變器成本劣勢的減弱。
圖表：Enphase產品主流功率檔年度變化
資料來源：公司官網，中金公司研究部
圖表：2H20---1H21國內組件招標尺寸變化
資料來源：智匯光伏，北極星電力網，中金公司研究部
#2 安裝商角度，提升組件排布靈活性及單户容量，有助攤薄開發費用
MLPE逆變器使得組件排布可以更為靈活，適應不同的屋頂設計，受到小型安裝商的青睞。MLPE產品對於組件串列的設計和排布(組串長度、組件規格、組件朝向)可以更加靈活，使得安裝更加便捷簡單，降低了安裝門檻，這一特點使其受到小型、非專業安裝商的青睞。同時，使用MLPE逆變器的分佈式光伏安裝全流程僅需低壓操作，降低對於安裝工人的專業執照門檻(高低壓需要不同的執照，如美國加州，91V以下僅需低壓執照)。這使得海外光伏系統初始投資中更為高昂的中軟性成本可以下降。
圖表：MLPE逆變器使得組件排布更為靈活：示意圖
資料來源：SolarEdge公司官網，中金公司研究部注：綠色組件為使用MLPE逆變器產品可以帶來的組件超裝
帶來的組件多裝(單户安裝容量提升)亦可以攤薄海外分佈式光伏開發中高昂的三費(SG&A;)成本。以Sunrun為例，其渠道、管理費用佔總成本的~36%，這一比例在中國僅20%，且Sunrun近兩年三費(SG&A;)成本居高不下，甚至有反彈趨勢，企業有通過提升單户安裝容量來攤薄軟成本的訴求。MLPE靈活性佈局實現組件多裝，加州統計數據顯示SolarEdge的每户平均安裝規格持續高於搭配非MLPE逆變器的户用光伏系統，平均來看多鋪設一塊組件。我們測算每增加一塊組件，可以攤薄每瓦的SG&A;費用約5%。
圖表：美國與中國頭部户用安裝商成本結構對比(2020)
資料來源：公司公告，中金公司研究部
圖表：Sunrun SGA成本居高不下
資料來源：公司公告，中金公司研究部
#3 監管角度，部分市場防火安全標準趨嚴，推動MLPE逆變器加速滲透
普通組串逆變器光伏系統存在直流高壓安全隱患，快速關斷/優化器/微型逆變器為改良選項。組串逆變器對接光伏組件串聯構成的光伏組串，由於串聯設計使得發電過程中直流電壓較高(200V-1000V)，在未轉換未交流電之前，直流電壓會引發電弧火花從而引發火災。火災事故發生後，若系統未關斷，持續存在的直流高壓也會阻礙滅火工作。普通組串逆變器在關機後，無法關掉組件的DC高壓電，存在安全性問題，因此從防火角度看需要加裝快速關斷設備或優化器，對直流高壓進行降壓，消除安全風險。微型逆變器則能徹底避免運行中的直流高壓問題，可以直接實現單個組件的關斷功能。
美國率先加強屋頂光伏防火標準，MLPE逆變器性價比凸顯、加速滲透率提升。此前受限於光伏技術的不成熟，微型逆變器成本較高，光伏建築多采用組串逆變器。然而組串逆變器大多未加裝快速關斷設備，造成了許多火災、觸電事故。為應對此類安全事故，美國《國家電氣規範 - NEC》在2014年提出組串級別的關斷標準要求，並在2017年更新的規範中進一步要求所有建築物上的光伏陣列都具有在緊急情況下組件級快速關斷的功能。隨着快速關斷成為系統的固定成本，也變相加速了MLPE產品實現較傳統組串的平價，帶動MLPE逆變器與傳統組串式逆變器的價差從縮窄轉向穩定。從Enphase在美國區售價與傳統組串的價差來看，自2013年開始一直在縮窄，意味着公司需要降價、減少溢價從而獲取市場份額；而自2017年以來，2014、2017年版NEC安全要求在多數州開始施行，快速關斷成為安裝商成本中的必選項，MLPE產品性價比凸顯，價差迎來拐點，從縮窄轉向平穩。美國MLPE滲透率也從2013年的30%提升至了80%以上，和其他地區拉開了明顯差距(歐洲市場MLPE屋頂光伏滲透率不到20%)。
多國跟進，陸續出台屋頂光伏安全要求。分佈式光伏發展較為靠前的歐洲地區、澳洲地區，多國也陸續頒佈相關安全規定。德國依據VDE防火安全標準，明確規定在光伏系統中逆變器與組件之間需要增加直流電切斷裝置。荷蘭機構TNO發佈指導文件，建議光伏系統(包括逆變器)加裝防火隔間。澳大利亞根據OVE R11-1: 2013規範，要求組件附近加裝斷路裝置。中國目前雖然尚未就直流高壓進行強制性規定，但部分省市陸續出台非強制性地方標準。例如，2018年安徽省發佈並實施《建築光伏系統防火技術規範》，其中要求交流側必須安裝電弧故障保護裝置，直流側輸入電壓不小於80V時，也需安裝電弧故障保護裝置。2019年浙江省出台《家庭屋頂光伏電源接入電網技術規範》，指出在光伏設備施工、維護和檢修等情況下，人體可能接觸的直流部分電壓應在120V安全限值範圍內。隨着近年國內分佈式光伏的快速發展，我們預計行業未來也將更加重視系統的安全性。
圖表：美國組串式逆變器、Enphase微逆價差趨勢
資料來源：公司公告，PV Insight，中金公司研究部
問題#3:MLPE逆變器相較傳統產品更高溢價、更高毛利的原因及可持續性？
MLPE逆變器企業毛利率普遍好於集中式、組串式逆變器企業。以2020全年為例，禾邁/ Enphase/昱能/SolarEdge的MLPE逆變器銷售毛利率分別在58%45%/38%/32%(取海外市場水平，不考慮中國市場)，對比固德威/錦浪科技/陽光電源/ SMA的海外毛利率分別48%/43%/35%/16%，具備領先優勢。
圖表：SolarEdge/Enphase/SMA毛利率對比
資料來源：公司公告，中金公司研究部
圖表：禾邁股份/昱能科技/錦浪科技毛利率對比
資料來源：公司公告，中金公司研究部
#1 作為MLPE逆變器的主要市場，高關税、低競爭造就美國區更高毛利
MLPE逆變器在不同地區定價差異大，美國市場價格最高。以2021Q2數據為例，我們測算SolarEdge在美國的單瓦售價接近0.3美元/瓦，而向歐洲、其他地區的平均售價在0.27、0.17美元/瓦，較美國區有11%、42%的折價，一方面有美國高關税的因素(SolarEdge有海外工廠，受到關税影響)，另一方面更是體現了傳統組串式逆變器市場競爭的外溢影響。我們認為MLPE逆變器的定價方式為“價值加成法”，對標當地傳統組串價格，併疊加發電增益帶來的合理溢價，從而保持性價比優勢。因而，美國市場因為高關税、低競爭導致傳統逆變器價格也更高，故帶來MLPE逆變器得以定更高的價格、獲得更高和毛利率。
圖表：SolarEdge在美國、歐洲、其他國家和地區的均價對比
資料來源：公司公告，中金公司研究部
圖表：微型逆變器出貨量區域分佈(2019)
資料來源：Wood Mackenzie，中金公司研究部
#2 海外更高的零售電價、更高的電站軟性成本，給MLPE帶來定價彈性
歐美澳等發達市場分佈式光伏更高的電站軟性成本佔比，帶來對於高附加值硬件的價格容忍度。海外分佈式光伏賽道的特性在於更高的終端電價帶來市場更早實現平價，且終端電價的持續提高帶來光伏製造到運營產業鏈利潤空間擴容的機遇。高利潤空間下疊加高軟性成本，我們看到成本下降的重點不集中在硬件成本上，客户對逆變器更加看重產品質量、可靠性以及長期服務能力，因此給多性能、高價的MLPE逆變器市場發展空間和可能性。
高電價為MLPE帶來定價彈性。進一步，從定價機制來看，MLPE為對標傳統組串並反映功能性溢價(發電增益、靈活性安裝等等)。我們測算美國市場具備MLPE功能的逆變器產品對標普通組串逆變器有60%(考慮快速關斷成本)~170%(不考慮快速關斷成本)的單瓦溢價，根據電站回報率模型，隱含了5%~7%的發電增益預期。零售電價越高，則同等增益比例下，MLPE逆變器帶來的回報增量越大，在定價中可以獲得的溢價空間也就越大。若傳統組串逆變器的定價可以視作成本加成、獲取穩定毛利率的邏輯，則MLPE的定價和成本更為脱鈎、享受高電價帶來的額外利潤空間。
圖表：國內與海外光伏軟成本佔比對比
資料來源：IEA PVPS，中金公司研究部
圖表：國內與海外終端零售電價對比(2019)
資料來源：各國能源局網站，中金公司研究部
問題#4:SolarEdge/Enphase雙寡頭格局下，中國MLPE逆變器企業如何突圍？
國內MLPE企業快速崛起，成長性、盈利性不輸美國企業。2018年國內MLPE企業的全球市佔率約4%，2020年達到7%，疊加行業本身的高增速，國內企業實現了爆發式增長(2018-2020年出貨量複合增速達84%)。在出貨量高速增長的同時，國內企業也保持了良好的盈利水平。2020年數據顯示昱能科技、禾邁股份毛利率分別37%、54%，不輸海外龍頭Solaredge、Enphase(同期毛利率為32%、45%)。過去三年裏，國內MLPE企業市場份額快速提升，且主要銷售市場(歐洲、拉美)較北美市場更加價格敏感，在這種情況下國內企業仍然實現了不輸海外龍頭的盈利能力，體現出較強的競爭力。
圖表：MLPE逆變器企業出貨量對比(2018~2020)
資料來源：公司公告，中金公司研究部
圖表：各企業MLPE逆變器毛利率對比(2018~2020)
資料來源：公司公告，中金公司研究部
北美市場的特殊性使得本土MLPE逆變器廠商SolarEdge、Enphase獲得先發優勢，國內企業有望通過大客户導入獲取一定份額。
北美市場的特殊性使得本土MLPE逆變器廠商SolarEdge、Enphase獲得先發優勢。由於防火要求嚴格，以及光伏系統軟性成本更高、對硬件價格較不敏感，當前北美的MLPE逆變器市場規模遠遠領先於其他市場，2019年微型逆變器出貨量區域分佈顯示，北美市場出貨佔比74%。SolarEdge、Enphase在北美地區滲透率達到80%，兩家企業僅依靠北美市場份額，就佔據全球MLPE逆變器市場的6成。通過美國市場得天獨厚的優勢，兩家海外企業積累了在用户、安裝商、監管、電網等方面的運營經驗，獲取先發優勢，促進雙寡頭格局的形成。
北美市場，國內企業有望擴大市場份額。一方面，隨着國內企業上市融資，推進技術研發、產品迭代，產品使用體驗將不斷改善，縮小與美國本土企業的差距，性價比更加凸顯。另一方面，部分企業此前的發展重心在北美以外市場，近期加強與美國大客户的合作，隨着合作推進其北美業務有望逐步起量。綜合來看，國內企業在北美市場的市佔率相對於其他市場更低，在存在明顯成本優勢的情況下，新進者有望搶佔部分市場份額。而SolarEdge、Enphase在美滲透率已經較高，存在維持其市場份額的壓力。
國內企業率先發布一拖X產品，創新降本，提升產品競爭力，打開非美國的國際市場局面。
國內企業率先發布一拖X產品，創新降本，提升產品競爭力。國內企業在一拖X產品的研發上領先於海外龍頭，於2013年、2017年先後推出1拖2、1拖4微型逆變器，不僅擴大了逆變器產品輸出功率覆蓋範圍，還顯著降低了逆變器單瓦成本。具體來看，一拖X技術將單個微型逆變器與多個光伏組件連接，在保證各個組件獨立輸入實現交直流變換(即不改變每個組件單獨逆變的組件級安全屬性)的同時，對於部分器件(變壓器、交流端子等)實現複用，減少器件、耗材的用量，綜合降低了微型逆變器單瓦成本，幫助國內企業實現功率密度、品類多樣性上的領先。海外企業認可一拖X技術路線，但導入速度慢於國內企業。3Q21， Enphase最終量產首款一拖二產品IQ8D，降本效果顯著帶動季度盈利大超市場預期，側面印證了一拖X產品的競爭力和認可度。與國內企業的同類產品比較，Enphase在推出一拖X產品，以及兼容大功率組件產品的研發迭代速度上慢於國內企業，給與國內企業提升產品競爭力、滿足用户需求的機遇和窗口。
國際市場，國內企業具有成本、技術優勢，海外龍頭面臨毛利率挑戰。如前所述，考慮到當地傳統逆變器競爭形勢以及電價水平，我們認為美國MLPE逆變器企業在非美國市場亦面臨毛利率挑戰。相比於美國企業主推的一拖一MLPE逆變器，由中國企業昱能科技、禾邁股份主推的逆變器產品通過一拖X降本策略，在成本方面更具競爭力。因此，我們看好隨着MLPE逆變器市場由美國走向其他國際市場，有望使得中國MLPE企業競爭優勢加強，實現份額提升。
圖表：MLPE逆變器企業產品線對比
資料來源：各公司產品手冊，中金公司研究部
（文章來源：中金點睛）