中金公司：组件级控制逆变器是崛起中的黄金赛道
组件级控制逆变器(MLPE)是光伏逆变器中高增速、高盈利的细分赛道，在美股孕育了SolarEdge/Enphase两支十倍股，国内相关标的亦上市在即。引发市场关注，本篇报告我们着重回答关于MLPE市场的四个问题。
摘要
问题1:MLPE逆变器与集中式、组串式逆变器在技术设计、应用场景上的异同？逆变器通过对光伏出力进行最大功率点跟踪(MPPT)，最大化光伏系统的发电量。组件级电力电子(MLPE)逆变器实现组件级MPPT，优势是可以带来光伏系统发电量的提升及安全性的提高；劣势在于带来逆变器DC-AC转换效率的折损以及初始投资成本的增加。因此，MLPE逆变器在高阴影遮挡、复杂布局的屋顶场景率先实现了较组串式逆变器的性价比优势，我们看到当前MLPE逆变器的应用在海外高端的屋顶分布式市场率先铺开。
问题2:MLPE逆变器在各区域的渗透率情况，未来增长的驱动力？根据我们估算，2020年MLPE逆变器在美国户用屋顶、美国商业屋顶、欧洲分布式市场的渗透率约80%、25%+、15%+，较2017年分别提升10/10/7个百分点。向前看，从用户回报率角度，居民电价走高+高功率组件推广+小功率分布式场景普及，均将加速改善MLPE逆变器的性价比；从安装商角度，MLPE逆变器帮助提升分布式光伏系统的组件排布灵活性及单户容量，有助摊薄系统软性成本和开发费用；从监管角度，我们观察到出于安全考虑，各国分布式光伏防火标准趋严，有望带动MLPE逆变器产品认可度提升。
问题3:MLPE逆变器相较传统产品更高溢价、更高毛利的原因及可持续性？MLPE逆变器企业毛利率普遍好于集中式、组串式逆变器企业~10ppt。究其原因，海外更高的软性成本占比+更高的零售电价，带动对于高附加值硬件的溢价接受度。1)成本端来看，海外分布式光伏系统初始投资高于国内，主要在于软性成本占比更高(海外36% vs 国内20%，2020年)，故对于硬件成本提升的敏感度更低、容忍度更高。2)收入端来看， MLPE逆变器的定价反映发电增益价值，因此零售电价越高，其溢价定价空间就越大。
问题4:SolarEdge/Enphase双寡头格局下，中国MLPE逆变器企业如何突围？2020年昱能、禾迈全球市占率分别4%/3%，增速19%/68%(SolarEdge 2%/ Enphase 24%)，毛利率37%/54%(SolarEdge 32%/ Enphase 45%)，成长性、盈利性上均不输海外龙头。我们看好国内企业凭借在一拖X产品、高功率产品上的成本、技术领先优势，率先打开欧洲、拉美、中国的市场空间。
风险
海外光伏市场需求不及预期。
正文
投资概要
引言：为什么关注组件级电力电子(MLPE)逆变器
组件级电力电子(MLPE)逆变器是集中式、组串式逆变器之外的一种更小功率的逆变器产品，是分布式光伏逆变器领域小而美的细分赛道。由于适用场景、技术理念的不同，MLPE逆变器与主流的集中式、组串式逆变器在应用市场、参与企业上有所差异化，目前主要应用于海外分布式光伏市场，2020年在全球逆变器市场中的渗透率约5%。其中，两家美股上市企业SolarEdge和Enphase的合计市占率约93%，当前占据MLPE逆变器市场的主导地位，国内昱能、禾迈等企业亦是重要参与者。
我们认为MLPE是光伏逆变器中高增速、高盈利的细分赛道，行业处于快速增长的爆发期。
高增速：2017~2020年MLPE逆变器市场年复合增速达到37%，远超同期全球光伏装机增速(~11%)，主要受益于MLPE逆变器渗透率的提升。我们测算2019年MLPE逆变器在美国户用光伏、加州商用屋顶光伏和欧洲分布式光伏市场分别实现了~80%、25%+和15%+的渗透率，较2017年分别提升10/10/7个百分点。我们看好分布式在光伏装机中占比提升、叠加MLPE逆变器在分布式光伏中渗透率提升，MLPE逆变器市场增速有望在未来五年快于光伏终端需求增速(~25%)。
高盈利：SolarEdge/Enphase 2018年来毛利率始终稳定在30%以上，跑赢海外同行SMA 18/10个百分点；禾迈2020年微逆海外毛利率58%，高出锦浪、固德威15/10个百分点。MLPE逆变器较传统集中式、组串式逆变器单瓦价值量更高(Enphase微型逆变器售价~0.35美元/瓦；海外单相户用组串式逆变器售价约0.1美元/瓦)，因此尽管SolarEdge、Enphase 2019年在全球光伏逆变器企业的中国以外市场出货量中排名仅第六名、十名开外，收入却分别位列全球逆变器企业第一名、第四名。
图表：2018-2020年MLPE逆变器市场规模及格局
资料来源：万得资讯，中金公司研究部
图表：SolarEdge、Enphase市占率按出货量、收入
资料来源：Woodmac，IHS Markit，中金公司研究部
MLPE逆变器是分布式光伏领域小而美的细分赛道，诞生出了SolarEdge、Enphase两支美股千亿市值的十倍股；按2020年出货量计算，MLPE逆变器企业的单瓦市值是传统逆变器同业的数倍。国内相关标的禾迈股份已于7月30日科创板IPO过会、昱能科技已于6月29日提交科创板IPO招股书申报稿。国内资本市场以及电站业主对于MLPE逆变器的认知度有望逐渐提升，本篇MLPE逆变器行业报告我们着重回答关于MLPE市场的四个问题：
问题#1:MLPE逆变器与集中式、组串式逆变器在技术设计、应用场景上的异同？
问题#2:MLPE逆变器在各区域的渗透率情况，未来增长的驱动力？
问题#3:MLPE逆变器相较传统产品更高溢价、更高毛利的原因及可持续性？
问题#4:SolarEdge/Enphase双寡头格局下，中国MLPE逆变器企业如何突围？
图表：全球逆变器企业按总市值排序
资料来源：万得资讯，中金公司研究部
注：市值数据截至2021年10月22日
图表：全球逆变器企业按单瓦出货量市值排序
资料来源：万得资讯，公司公告，IHS Markit，中金公司研究部
注：市值数据截至2021年10月22日，出货量按2020全年数据
关于MLPE逆变器的四问四答
问题1:MLPE逆变器与集中式、组串式逆变器在技术设计、应用场景上的异同？
逆变器通过对光伏出力进行最大功率点跟踪(MPPT)，最大化光伏系统的发电量。MPPT功能可以在系统层级(通过集中式逆变器)、组串层级(通过组串式逆变器，一个组串式逆变器一般串联10~20块组件进行整体MPPT优化)，或是组件层级(通过MLPE逆变器，每个MLPE逆变器一般连接1~4块组件，每个组件进行独立MPPT优化)应用。
组件级电力电子(MLPE)逆变器实现组件级MPPT，核心特征是高增益、高安全、高成本，相较于组串级MPPT，组件级MPPT的优势是可以带来光伏系统发电量的提升(通过降低组件之间的失配损失，发电量较组串式提升7%+)，及安全性的提高(通过降低系统电压等级由200~1000V至60V以下)；劣势在于带来逆变器DC-DC/DC-AC转换效率的折损(由于增加了电力电子变换，系统整体转换效率损失1~2ppt)，以及初始投资成本的增加(单个逆变器功率变小，不具备硬件成本的规模化优势，单瓦逆变器成本增加可达1~2倍以上)。
基于上述优劣势，MLPE逆变器在高阴影遮挡、复杂布局的屋顶场景率先实现了较组串式逆变器的性价比优势，我们看到当前MLPE逆变器的应用在海外高端的屋顶分布式市场率先铺开。
图表：光伏发电逆变器的几种模式对比
资料来源：各公司官网，产品手册，中金公司研究部
图表：各类逆变器的原理示意图
资料来源：索比特光伏网，中金公司研究部
问题2:MLPE逆变器在各区域的渗透率情况，未来增长的驱动力？
根据我们估算，2020年MLPE逆变器在美国户用屋顶、美国商业屋顶、欧洲分布式市场的渗透率约80%、25%+、15%+，较2017年分别提升10/10/7个百分点。MLPE逆变器当前的全球市场规模已经达到约9吉瓦/年，三年复合增速37%，高于光伏需求增速(11%)。尽管MLPE逆变器的初始投资成本高于传统组串式逆变器，但我们看好其在应用端的三大优势使得其对于分布式光伏系统的用户、安装商、监管方的吸引力逐步提升：
用户回报率角度：居民电价走高+组件功率放大+小功率分布式场景普及，均将加速改善MLPE逆变器的性价比。从收入端来看 ，在美国等发达市场，我们测算更高的终端电价水平使得MLPE逆变器只需较组串式逆变器多发电7%，带来的发电收入增量即可覆盖MLPE逆变器的额外投资成本。近期传统能源+碳配额成本增加带动的电价上行利好MLPE逆变器性价比的加速提升。从成本端来看，分布式光伏单个系统功率变小(组串式逆变器单瓦成本增加、而MLPE逆变器单瓦成本不变)，以及单块组件功率变大(MLPE逆变器单瓦成本下降、而组串式逆变器单瓦成本不变)将带动MLPE逆变器较组串式逆变器的成本劣势减弱。
安装商角度：MLPE逆变器帮助提升分布式光伏系统的组件排布灵活性及单户容量，有助摊薄系统软性成本和开发费用。MLPE逆变器可以实现在多朝向/不规则/小容量等复杂布局屋顶上的光伏系统设计，提升设计灵活性降低开发门槛；同时，使用MLPE逆变器的分布式光伏安装全流程仅需低压操作，降低对于安装工人的专业门槛。上述两方面因素综合带动光伏系统初始投资中软性成本的下降，灵活性布局带来的组件多装(单户安装容量提升)亦可以摊薄海外分布式光伏开发中高昂的三费(SG&A)成本。
监管角度：我们观察到出于安全考虑，各地分布式光伏防火标准趋严，有望带动MLPE逆变器产品认可度提升。高压直流拉弧是引起分布式光伏系统火灾的主要安全隐患之一，高压也增加了电站运维及消防员作业时的触电风险。组串式逆变器系统运行时直流电压在200-1000V，而微型逆变器系统运行时直流电压仅60V及以下，显著降低上述安全隐患。部分市场如美国防火安全标准趋严，对光伏系统运行电压等级提出严格要求，加速MLPE逆变器的应用。
因此，展望未来，我们看好MLPE逆变器有望在更多市场的渗透率有望达到类似欧洲当前的~15%的水平。若更严格的防火标准出台，要求对组件更强的关断控制能力，则将使得具备快速关断能力、并还有发电增益等附加价值的MLPE逆变器在市场中的渗透率加速提升，参考当前的美国市场(渗透率~80%)。我们注意到，近期欧洲、澳洲、中国等地非强制的建筑安全标准(推荐标准)已逐渐向组件级电力电子方向倾斜。
问题3:MLPE逆变器相较传统产品更高溢价、更高毛利的原因及可持续性？
MLPE逆变器企业毛利率普遍好于集中式、组串式逆变器企业。以2020全年为例，禾迈/ Enphase/昱能/SolarEdge的MLPE逆变器销售毛利率分别在58%45%/38%/32%(取海外市场水平，不考虑中国市场)，对比固德威/锦浪科技/阳光电源/ SMA的海外毛利率分别48%/43%/35%/16%，具备领先优势。
究其原因，海外更高的软性成本占比+更高的零售电价，带动对于高附加值硬件的溢价接受度。成本端来看，海外分布式光伏系统初始投资高于国内，主要在于软性成本占比更高(海外36% vs 国内20%，2020年)，故对于硬件成本提升的敏感度更低、容忍度更高。收入端来看， MLPE逆变器的定价反映发电增益价值，因此零售电价越高，其溢价定价的空间就越大。尤其在美国市场，“高电价+低竞争+严监管”培育了最利于MLPE逆变器发展的温床。以SolarEdge数据为例，美国、欧洲、非欧美地区的销售均价约0.3、0.27、0.17美元/瓦，欧洲、非欧美地区的单瓦售价较美国区有11%、42%的折价。
图表：SolarEdge北美、欧洲、其他地区均价走势对比
资料来源：公司公告，中金公司研究部
问题4:SolarEdge/Enphase双寡头格局下，中国MLPE逆变器企业如何突围？
当前MLPE逆变器行业SolarEdge、Enphase两家双寡头，国内企业成长性、盈利性不输海外龙头。我们估算SolarEdge、Enphase两家的市占率达到93%(2020年数据)，行业集中度高，主要由于市场需求从监管要求最有利于MLPE逆变器发展的美国起步，美国本土企业具备先发优势。国内企业快速崛起，2020年数据显示，中国企业昱能、禾迈市占率分别4%、3%，逆变器相关业务增速19%、68%(SolarEdge 2%/ Enphase 24%)，毛利率水平37%、54%(SolarEdge 32%/ Enphase 45%)，成长性、盈利性上国内两家企业均不输海外龙头。
看好国内企业凭借在一拖X产品上的成本、技术领先优势打开欧洲、拉美、中国市场空间。如前所述，考虑到当地传统逆变器竞争形势以及电价水平，我们认为美国MLPE逆变器企业在非美国市场亦面临毛利率挑战。相比于美国企业主推的一拖一MLPE逆变器，由中国企业昱能科技、禾迈股份主推的一拖X逆变器设计通过器件复用(将多个组件的MPPT功能集成到一个逆变器硬件壳子中)，可以带来端子、灌胶、变压器等成本的节省。因此，我们看好随着MLPE逆变器市场由美国走向其他国际市场，有望使得成本更具备竞争力的中国MLPE企业竞争优势加强，实现高速成长。
图表：MLPE逆变器企业出货量对比(2018~2020)
资料来源：公司公告，中金公司研究部
图表：各企业MLPE逆变器毛利率对比(2018~2020)
资料来源：公司公告，中金公司研究部
问题#1:MLPE逆变器与集中式、组串式逆变器在技术设计、应用场景上的异同？
从逆变器的核心功能谈起：最大功率点跟踪(MPPT)
逆变器除了实现将光伏直流电转换为交流电并入电网的基础功能外，目前更核心的功能是对光伏出力进行最大功率点跟踪(MPPT)以实现发电量提升。如下图太阳能组件的伏安特性曲线和功率曲线所示，组件电流随着电压的增大而减小，因此存在最大功率点。而在不同外部环境条件下(温度、光照等)，太阳能组件的功率曲线和最大功率点对应的工作电压会不断变化。因此，需要通过逆变器内部的DC-DC变换器进行MPPT，原理是通过对DC-DC转换电路的等效电阻进行调节使其等于光伏电池的内阻，从而对光伏发电系统直流侧的输出电压进行调节，使得在不同外部环境(温度、光照)条件下，系统始终保持在最大输出功率点下工作，实现电站发电量最大化。常用的MPPT算法包括恒电压跟踪法、干扰观察法、增量电导法等等。
图表：太阳能组件的伏安特性曲线和功率曲线示意图
资料来源：Clean Energy Reviews，中金公司研究部
图表：不同温度条件下，最大功率点及工作电压不同
资料来源：《MPPT Technique Based on Current and Temperature Measurements 》，中金公司研究部
注：红色圆圈表示为不同温度条件下的最大功率点和对应的工作电压
图表：不同辐照条件下，最大功率点及工作电压不同
资料来源：《MPPT Technique Based on Current and Temperature Measurements 》，中金公司研究部
注：红色圆圈表示为不同辐照条件下的最大功率点和对应的工作电压
目前不同种型号的逆变器普遍具备MPPT能力，但控制精度有所不同。MPPT功能可以在系统层级(通过集中式逆变器)、组串层级(通过组串式逆变器，一个组串式逆变器一般串联10~20块组件进行整体MPPT优化)，或是组件层级(通过MLPE逆变器，每个MLPE逆变器一般连接1~4块组件，每个组件进行独立MPPT优化)应用，大致来看，分别适用于地面电站、工商业屋顶、户用屋顶光伏系统场景。
图表：典型光伏系统应用场景示意：地面电站(左)、工商业屋顶(中)、户用屋顶(右)
资料来源：索比特光伏网，中金公司研究部
集中式逆变器：DC-AC转换效率损失最小、广泛应用于场景简单的开阔地面电站。地面电站主要在开阔空地，组件面向同一朝向，且不受遮挡物等影响。组件阵列在相同的辐照条件下工作，因而基本拥有相同的最大功率点，通过集中式逆变器进行系统层级的MPPT和逆变就能基本满足需求。
组串式逆变器：多路MPPT设计可以支持接入不同朝向、不同块数的组件阵列，满足主要工商业分布式电站需求。组串式逆变器对由光伏组件串联构成的光伏组串进行MPPT和逆变并网，控制精度高于集中式逆变器。目前大多数厂家的组串逆变器都配备2~3路MPPT系统，从而使得2~3路工作电压不同的光伏组串(电压不同可以是由于串列上组件的铺设朝向件、串联组件数量、或组件功率规格的差异)由不同的MPPT系统分别独立进行优化，各MPPT的输出经过直流升压后，共用一个组串式逆变器内部的一套逆变电路实现DC-AC转换并网。多路MPPT的设计提升了屋顶可用面积(两路MPPT的组件铺设屋顶朝向可以不同)和布局灵活性(两路MPPT的组件串联数量、规格可以不同)，基本满足工商业分布式需求。
图表：组串式+多路MPPT示意图
资料来源：固德威官网，中金公司研究部
注：图中共有6路直流输入，分别为a、b、c、d、e、f。其中白色的两个方框代表两路MPPT输入。多路MPPT:1路MPPT下的几路组串输入需要相等，不同路MPPT下的组串输入可以不相等，即a=b=c，d=e=f，但a可以不等d。
图表：国产主要厂家代表系列组串式逆变器参数对比
资料来源：各公司产品手册，中金公司研究部
MLPE逆变器优势：最大化系统灵活性、最小化失配损失
组串式+多路MPPT的电路设计及发电效率仍受到两方面因素的限制：
多路MPPT下每路组串的设计灵活性仍有一定限制：1)若多个组串接入同一个MPPT，则几个组串的组件数量、规格、朝向仍需保持一致，从而保证并联入MPPT时电路上的电压稳定；2)接入一路MPPT的组串串联组件数量由逆变器和组件出厂参数决定，为逆变器MPPT工作电压范围除以组件额定电压。串联组件数量过少、电压过低，逆变器无法启动工作；串联组件数量过多、电压过高，会导致逆变器烧毁，因此电站布局的灵活性仍有一定限制。
多路MPPT下无法避免阴影遮挡、组件衰减带来的失配问题导致的功率损失：屋顶光伏场景中，单个光伏组件可能面临树木、异物遮挡影响功率。若MPPT在组串层级，则同一串联电路上的每个组件输出功率都会因为受遮挡组件电流下降而被影响。同理，随着电站运行时间变长，组件之间的不一致性会放大，由于“木桶效应”，组串整体功率面临下降，称为失配损失。
MLPE逆变器应运而生，将MPPT精度提升至组件层级，最大化系统灵活性、最小化失配损失。MLPE即组件级电力电子，代表技术路线包括DC-DC功率优化器(SolarEdge、华为主打产品)与微型逆变器(Enphase、昱能、禾迈主打产品)，将MPPT精度提升至组件级别，将失配损失做到最小、组件排布灵活性做到最大。
以SolarEdge为代表的组串式逆变器+功率优化器路线：DC-DC功率优化器即把逆变器的MPPT功能从逆变器设备中独立出来，替代接线盒与组件的输出端相连，各个功率优化器的输出端串联接入逆变器，而逆变器仅保留简单的DC-AC转换功能。SolarEdge采用了逆变器输入电压恒定的设计实现组串长度灵活性设计，功率优化器可根据串联电路上的电流需要(由组串发电功率除以固定的逆变器输入电压得出)，对组件输入电流进行变换输出(优化器输入、输出电流电压解耦，功率不变)。这一设计：1)避免了单一组件遮挡对串联电路上其他组件发电功率的影响，挽回了大部分阴影遮挡导致的失配损失，带来系统发电量的提升。2)使得不同朝向、不同规格的组件可以接入同一个串联电路和逆变器，且组串长度不再受到逆变器工作电压范围的限制(而是由功率决定)，可以做到一路组串串联5~80个组件，大大提升了电站设计的灵活性、降低了BOS的线缆成本。
以Enphase为代表的微型逆变器：微型逆变器对每个组件的输出电流直接转换为交流电，再汇集至电网，每个组件保持独立运行，不相互影响。由于各组件电流无需串联至组串逆变器，微逆最大化了组件铺设的灵活度，也避免了组串式逆变器解决方案中(包括组串式+多路MPPT，以及组串式+功率优化器)，逆变器损坏导致整个系统无法出力的单点故障问题。
图表：Enphase微型逆变器(左)与SolarEdge组串逆变器+功率优化器(右)实物示意图
资料来源：nuwattenergy.cn，中金公司研究部
MLPE逆变器劣势：DC-AC效率折损&更高成本
从逆变器DC-AC转换效率角度出发，MLPE存在一定劣势，参考CEC(California Energy Commission)世界主要逆变器厂家及产品列表，组串式逆变器和集中式逆变器最高加权效率均已达到99%。与之相对，1)小容量的微型逆变器最高加权效率略低，为97.5%。2)功率优化器在MPPT过程中也会带来约0.5%的额外效率损失(电路运行损耗、控制过程损耗等)。因此在理想光照、开阔平地条件下，MLPE不能带来增发，相比传统逆变器可能反而因为更多道电路转换带来额外的效率损失，导致发电量折损。
MLPE在成本上高于集中式、组串式逆变器，提高光伏电站的初始投资。为迎合“组件级电子电力”的要求，微型逆变器一般对接1~4个光伏组件，在功率相同的情况下每单位组件需要的MLPE逆变器多于集中式、组串式逆变器。单个逆变器的功率更低，各类硬件原材料成本无法省去，对应单瓦成本更高、提高光伏电站的初始投资。对比来看，集中式逆变器、组串式逆变器、MLPE逆变器价格分别在0.1~0.2元/瓦、0.2~0.4元/瓦、0.6~0.7元/瓦，MLPE逆变器的初始投资成本是集中式、组串式逆变器数倍。
因此，总结而言，是否采用MLPE逆变器需要考虑其发电增益优势是否足够抵消逆变器效率损失&初始投资增加的劣势。我们看到MLPE逆变器在阴影遮挡问题更易发生、组件铺设灵活度要求更高、电价水平更高的欧美高端户用屋顶分布式市场的应用率先启动。
问题#2:MLPE逆变器在各区域的渗透率情况，未来增长的驱动力？
MLPE逆变器在美、欧分布式市场渗透率持续提升
我们看到MLPE在美国户用光伏市场已经从小众应用走向主流，目前向欧洲以及商用屋顶光伏等场景延伸渗透。1)美国户用屋顶：SolarEdge和Enphase在2019年把持了美国户用光伏逆变器市场80%以上的分额(2013:30%)，MLPE在美国已替代传统组串式逆变器成为户用光伏的绝对主流。2)美国商业屋顶：MLPE在美国商业屋顶光伏渗透率也处于提升通道，以加州为例，市占率2013年前仅2~3%，而9M20市占率已提升至25%以上。3)欧洲市场：MLPE在欧洲市场的渗透率缓慢上升，我们估算MLPE在欧洲分布式市场的占有率2019年可能已经提升至接近15%以上，SolarEdge在公司业绩会上曾表示尤其是在荷兰、德国，公司的占有率已经达到了相当高的水平。
图表：MLPE美国户用光伏逆变器市占率估算
资料来源：Woodmac，公司官网，中金公司研究部
Notes:数据截至2019年三季度
图表：MLPE欧洲分布式光伏市占率估算
资料来源：IHS Markit，中金公司研究部
图表：MLPE加州商业市占率估算
资料来源：California DG stats，中金公司研究部
图表：SolarEdge出货地区结构演变
资料来源：公司公告，中金公司研究部
#1 用户角度：高电价市场，MLPE发电增益可以提升光伏系统回报率
海外欧美终端电价高昂，MLPE逆变器多发电带来电费收入增加、系统回报率得以提升。MLPE逆变器可以降低组件因阴影遮挡、不一致性等带来的失配损失、提升发电量，从而提升光伏系统收入。根据公司披露的实证数据，SolarEdge功率优化器较普通组串式逆变器在商业屋顶场景能实现2~10%的发电增益、在户用场景增益至多可达25%；Enphase微型逆变器较普通组串式逆变器在无遮挡条件下能实现1~3.1%的发电增益，在低辐照、低温条件下发电增益可达10.8%。以美国为例，从敏感性分析角度，基于当前MLPE逆变器与组串式逆变器的价差(0.2$/W)，考虑美国0.22美元/度的居民电价均价，MLPE逆变器仅需较组串式逆变器多发电7%即可收回投资成本的增加，与两家企业给出的增益幅度大致相符，产品溢价程度与发电增益幅度相符，保持产品合理性价比。
图表：不同遮挡场景下SolarEdge较传统组串式逆变器的发电增益
资料来源：PHOTON Magazine，中金公司研究部
图表：满足相同回报率下，发电增益与逆变器溢价的对应关系(MLPE相比传统组串)
资料来源：公司公告，中金公司研究部
展望未来，我们看好光伏的三大发展趋势使得MLPE逆变器性价比优势提升：
收入端来看，传统能源+碳配额成本增加带动的电价上行利好MLPE逆变器性价比的加速提升。根据BloombergNEF、EIA数据披露，欧美2020年居民电价基本维持稳定，但自2021年起电价快速攀升，法国/德国/西班牙/意大利/英国居民电价(2021.9数据)较去年年底分别上涨3%/4%/7%/8%/23%。2021年美国居民电价月均同比上涨3%。收入端电价的上涨将放大MLPE逆变器发电增益的优势，带动MLPE逆变器性价比提升。
图表：2021以来欧洲零售电价环比上行
资料来源：BloombergNEF，中金公司研究部
图表：美国居民电价2021/22E有望同比上涨
资料来源：EIA，中金公司研究部
注：2021年8月后为EIA预测数据
从成本端来看，一方面，在小功率应用场景，MLPE逆变器与组串式逆变器的价差缩窄。组串式逆变器单瓦成本一般随功率的增加而下降(节省硬件本体成本、摊薄数据采集器、交流线缆、电缆桥架等成本)，10KW及以下小功率组串式逆变器价格亦高达0.4元/瓦及以上，大功率则降至0.2元/瓦及以下。而MLPE逆变器的单瓦售价在0.6元/瓦(一拖四)~1元/瓦(一拖一)不等。因此，在小功率应用场景， MLPE逆变器仅较组串式溢价约0.2元/瓦，价格劣势并不显著(甚至2KW的组串式逆变器售价与MLPE逆变器相差无几)，而发电增益优势凸显，实现产品性价比的率先突破。我们认为一般应用场景功率小于约5kW时，微逆成本和传统的组串式逆变器接近。
图表：不同功率组串式逆变器价格对比
资料来源：PV-Info，中金公司研究部
从成本端来看，另一方面，单块组件功率变大将带动MLPE逆变器较组串式逆变器的成本劣势减弱。随着配套光伏组件的功率提升，MLPE逆变器的额定输出功率也不断变大。在百瓦功率范围内，MLPE逆变器功率的变大不会造成成本的线性放大，因此带动了逆变器单瓦成本的明显下降。举例来说，若逆变器功率从400W升级到500W，额定输出功率提升25%，材料、人工成本等方面提升并不明显(综合成本或只提升~10%)，单瓦成本明显下降(~12%)。在过去的5-6年间，MLPE逆变器功率也从200W发展到如今的600W及以上，单瓦成本明显下降，支持MLPE逆变器与组串式逆变器价差收窄，也是MLPE逆变器逐渐占据分布式光伏市场的重要因素。在追求性价比的中国、拉美等地分布式市场，分布式光伏用组件已从300W升级至500W及以上，利好MLPE逆变器成本劣势的减弱。
图表：Enphase产品主流功率档年度变化
资料来源：公司官网，中金公司研究部
图表：2H20---1H21国内组件招标尺寸变化
资料来源：智汇光伏，北极星电力网，中金公司研究部
#2 安装商角度，提升组件排布灵活性及单户容量，有助摊薄开发费用
MLPE逆变器使得组件排布可以更为灵活，适应不同的屋顶设计，受到小型安装商的青睐。MLPE产品对于组件串列的设计和排布(组串长度、组件规格、组件朝向)可以更加灵活，使得安装更加便捷简单，降低了安装门槛，这一特点使其受到小型、非专业安装商的青睐。同时，使用MLPE逆变器的分布式光伏安装全流程仅需低压操作，降低对于安装工人的专业执照门槛(高低压需要不同的执照，如美国加州，91V以下仅需低压执照)。这使得海外光伏系统初始投资中更为高昂的中软性成本可以下降。
图表：MLPE逆变器使得组件排布更为灵活：示意图
资料来源：SolarEdge公司官网，中金公司研究部注：绿色组件为使用MLPE逆变器产品可以带来的组件超装
带来的组件多装(单户安装容量提升)亦可以摊薄海外分布式光伏开发中高昂的三费(SG&A)成本。以Sunrun为例，其渠道、管理费用占总成本的~36%，这一比例在中国仅20%，且Sunrun近两年三费(SG&A)成本居高不下，甚至有反弹趋势，企业有通过提升单户安装容量来摊薄软成本的诉求。MLPE灵活性布局实现组件多装，加州统计数据显示SolarEdge的每户平均安装规格持续高于搭配非MLPE逆变器的户用光伏系统，平均来看多铺设一块组件。我们测算每增加一块组件，可以摊薄每瓦的SG&A费用约5%。
图表：美国与中国头部户用安装商成本结构对比(2020)
资料来源：公司公告，中金公司研究部
图表：Sunrun SGA成本居高不下
资料来源：公司公告，中金公司研究部
#3 监管角度，部分市场防火安全标准趋严，推动MLPE逆变器加速渗透
普通组串逆变器光伏系统存在直流高压安全隐患，快速关断/优化器/微型逆变器为改良选项。组串逆变器对接光伏组件串联构成的光伏组串，由于串联设计使得发电过程中直流电压较高(200V-1000V)，在未转换未交流电之前，直流电压会引发电弧火花从而引发火灾。火灾事故发生后，若系统未关断，持续存在的直流高压也会阻碍灭火工作。普通组串逆变器在关机后，无法关掉组件的DC高压电，存在安全性问题，因此从防火角度看需要加装快速关断设备或优化器，对直流高压进行降压，消除安全风险。微型逆变器则能彻底避免运行中的直流高压问题，可以直接实现单个组件的关断功能。
美国率先加强屋顶光伏防火标准，MLPE逆变器性价比凸显、加速渗透率提升。此前受限于光伏技术的不成熟，微型逆变器成本较高，光伏建筑多采用组串逆变器。然而组串逆变器大多未加装快速关断设备，造成了许多火灾、触电事故。为应对此类安全事故，美国《国家电气规范 - NEC》在2014年提出组串级别的关断标准要求，并在2017年更新的规范中进一步要求所有建筑物上的光伏阵列都具有在紧急情况下组件级快速关断的功能。随着快速关断成为系统的固定成本，也变相加速了MLPE产品实现较传统组串的平价，带动MLPE逆变器与传统组串式逆变器的价差从缩窄转向稳定。从Enphase在美国区售价与传统组串的价差来看，自2013年开始一直在缩窄，意味着公司需要降价、减少溢价从而获取市场份额；而自2017年以来，2014、2017年版NEC安全要求在多数州开始施行，快速关断成为安装商成本中的必选项，MLPE产品性价比凸显，价差迎来拐点，从缩窄转向平稳。美国MLPE渗透率也从2013年的30%提升至了80%以上，和其他地区拉开了明显差距(欧洲市场MLPE屋顶光伏渗透率不到20%)。
多国跟进，陆续出台屋顶光伏安全要求。分布式光伏发展较为靠前的欧洲地区、澳洲地区，多国也陆续颁布相关安全规定。德国依据VDE防火安全标准，明确规定在光伏系统中逆变器与组件之间需要增加直流电切断装置。荷兰机构TNO发布指导文件，建议光伏系统(包括逆变器)加装防火隔间。澳大利亚根据OVE R11-1: 2013规范，要求组件附近加装断路装置。中国目前虽然尚未就直流高压进行强制性规定，但部分省市陆续出台非强制性地方标准。例如，2018年安徽省发布并实施《建筑光伏系统防火技术规范》，其中要求交流侧必须安装电弧故障保护装置，直流侧输入电压不小于80V时，也需安装电弧故障保护装置。2019年浙江省出台《家庭屋顶光伏电源接入电网技术规范》，指出在光伏设备施工、维护和检修等情况下，人体可能接触的直流部分电压应在120V安全限值范围内。随着近年国内分布式光伏的快速发展，我们预计行业未来也将更加重视系统的安全性。
图表：美国组串式逆变器、Enphase微逆价差趋势
资料来源：公司公告，PV Insight，中金公司研究部
问题#3:MLPE逆变器相较传统产品更高溢价、更高毛利的原因及可持续性？
MLPE逆变器企业毛利率普遍好于集中式、组串式逆变器企业。以2020全年为例，禾迈/ Enphase/昱能/SolarEdge的MLPE逆变器销售毛利率分别在58%45%/38%/32%(取海外市场水平，不考虑中国市场)，对比固德威/锦浪科技/阳光电源/ SMA的海外毛利率分别48%/43%/35%/16%，具备领先优势。
图表：SolarEdge/Enphase/SMA毛利率对比
资料来源：公司公告，中金公司研究部
图表：禾迈股份/昱能科技/锦浪科技毛利率对比
资料来源：公司公告，中金公司研究部
#1 作为MLPE逆变器的主要市场，高关税、低竞争造就美国区更高毛利
MLPE逆变器在不同地区定价差异大，美国市场价格最高。以2021Q2数据为例，我们测算SolarEdge在美国的单瓦售价接近0.3美元/瓦，而向欧洲、其他地区的平均售价在0.27、0.17美元/瓦，较美国区有11%、42%的折价，一方面有美国高关税的因素(SolarEdge有海外工厂，受到关税影响)，另一方面更是体现了传统组串式逆变器市场竞争的外溢影响。我们认为MLPE逆变器的定价方式为“价值加成法”，对标当地传统组串价格，并叠加发电增益带来的合理溢价，从而保持性价比优势。因而，美国市场因为高关税、低竞争导致传统逆变器价格也更高，故带来MLPE逆变器得以定更高的价格、获得更高和毛利率。
图表：SolarEdge在美国、欧洲、其他国家和地区的均价对比
资料来源：公司公告，中金公司研究部
图表：微型逆变器出货量区域分布(2019)
资料来源：Wood Mackenzie，中金公司研究部
#2 海外更高的零售电价、更高的电站软性成本，给MLPE带来定价弹性
欧美澳等发达市场分布式光伏更高的电站软性成本占比，带来对于高附加值硬件的价格容忍度。海外分布式光伏赛道的特性在于更高的终端电价带来市场更早实现平价，且终端电价的持续提高带来光伏制造到运营产业链利润空间扩容的机遇。高利润空间下叠加高软性成本，我们看到成本下降的重点不集中在硬件成本上，客户对逆变器更加看重产品质量、可靠性以及长期服务能力，因此给多性能、高价的MLPE逆变器市场发展空间和可能性。
高电价为MLPE带来定价弹性。进一步，从定价机制来看，MLPE为对标传统组串并反映功能性溢价(发电增益、灵活性安装等等)。我们测算美国市场具备MLPE功能的逆变器产品对标普通组串逆变器有60%(考虑快速关断成本)~170%(不考虑快速关断成本)的单瓦溢价，根据电站回报率模型，隐含了5%~7%的发电增益预期。零售电价越高，则同等增益比例下，MLPE逆变器带来的回报增量越大，在定价中可以获得的溢价空间也就越大。若传统组串逆变器的定价可以视作成本加成、获取稳定毛利率的逻辑，则MLPE的定价和成本更为脱钩、享受高电价带来的额外利润空间。
图表：国内与海外光伏软成本占比对比
资料来源：IEA PVPS，中金公司研究部
图表：国内与海外终端零售电价对比(2019)
资料来源：各国能源局网站，中金公司研究部
问题#4:SolarEdge/Enphase双寡头格局下，中国MLPE逆变器企业如何突围？
国内MLPE企业快速崛起，成长性、盈利性不输美国企业。2018年国内MLPE企业的全球市占率约4%，2020年达到7%，叠加行业本身的高增速，国内企业实现了爆发式增长(2018-2020年出货量复合增速达84%)。在出货量高速增长的同时，国内企业也保持了良好的盈利水平。2020年数据显示昱能科技、禾迈股份毛利率分别37%、54%，不输海外龙头Solaredge、Enphase(同期毛利率为32%、45%)。过去三年里，国内MLPE企业市场份额快速提升，且主要销售市场(欧洲、拉美)较北美市场更加价格敏感，在这种情况下国内企业仍然实现了不输海外龙头的盈利能力，体现出较强的竞争力。
图表：MLPE逆变器企业出货量对比(2018~2020)
资料来源：公司公告，中金公司研究部
图表：各企业MLPE逆变器毛利率对比(2018~2020)
资料来源：公司公告，中金公司研究部
北美市场的特殊性使得本土MLPE逆变器厂商SolarEdge、Enphase获得先发优势，国内企业有望通过大客户导入获取一定份额。
北美市场的特殊性使得本土MLPE逆变器厂商SolarEdge、Enphase获得先发优势。由于防火要求严格，以及光伏系统软性成本更高、对硬件价格较不敏感，当前北美的MLPE逆变器市场规模远远领先于其他市场，2019年微型逆变器出货量区域分布显示，北美市场出货占比74%。SolarEdge、Enphase在北美地区渗透率达到80%，两家企业仅依靠北美市场份额，就占据全球MLPE逆变器市场的6成。通过美国市场得天独厚的优势，两家海外企业积累了在用户、安装商、监管、电网等方面的运营经验，获取先发优势，促进双寡头格局的形成。
北美市场，国内企业有望扩大市场份额。一方面，随着国内企业上市融资，推进技术研发、产品迭代，产品使用体验将不断改善，缩小与美国本土企业的差距，性价比更加凸显。另一方面，部分企业此前的发展重心在北美以外市场，近期加强与美国大客户的合作，随着合作推进其北美业务有望逐步起量。综合来看，国内企业在北美市场的市占率相对于其他市场更低，在存在明显成本优势的情况下，新进者有望抢占部分市场份额。而SolarEdge、Enphase在美渗透率已经较高，存在维持其市场份额的压力。
国内企业率先发布一拖X产品，创新降本，提升产品竞争力，打开非美国的国际市场局面。
国内企业率先发布一拖X产品，创新降本，提升产品竞争力。国内企业在一拖X产品的研发上领先于海外龙头，于2013年、2017年先后推出1拖2、1拖4微型逆变器，不仅扩大了逆变器产品输出功率覆盖范围，还显著降低了逆变器单瓦成本。具体来看，一拖X技术将单个微型逆变器与多个光伏组件连接，在保证各个组件独立输入实现交直流变换(即不改变每个组件单独逆变的组件级安全属性)的同时，对于部分器件(变压器、交流端子等)实现复用，减少器件、耗材的用量，综合降低了微型逆变器单瓦成本，帮助国内企业实现功率密度、品类多样性上的领先。海外企业认可一拖X技术路线，但导入速度慢于国内企业。3Q21， Enphase最终量产首款一拖二产品IQ8D，降本效果显著带动季度盈利大超市场预期，侧面印证了一拖X产品的竞争力和认可度。与国内企业的同类产品比较，Enphase在推出一拖X产品，以及兼容大功率组件产品的研发迭代速度上慢于国内企业，给与国内企业提升产品竞争力、满足用户需求的机遇和窗口。
国际市场，国内企业具有成本、技术优势，海外龙头面临毛利率挑战。如前所述，考虑到当地传统逆变器竞争形势以及电价水平，我们认为美国MLPE逆变器企业在非美国市场亦面临毛利率挑战。相比于美国企业主推的一拖一MLPE逆变器，由中国企业昱能科技、禾迈股份主推的逆变器产品通过一拖X降本策略，在成本方面更具竞争力。因此，我们看好随着MLPE逆变器市场由美国走向其他国际市场，有望使得中国MLPE企业竞争优势加强，实现份额提升。
图表：MLPE逆变器企业产品线对比
资料来源：各公司产品手册，中金公司研究部
（文章来源：中金点睛）