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2023（春季）亞洲充電展于3月14日至3月16日在中國·深圳福田會展中心7號館舉辦。亞洲充電展每一次舉辦都是一場充電行業的盛事，在這里，將展示當下全球范圍內的充電行業的新產品、新技術，是行業熱門賽道和行業發展的風向標。

本次展會共有數百家知名企業出席，同時會有多名業內知名大咖在會上發布的相關研究成果，目的是通過亞洲充電展這個平臺推動國際間各公司的交流與合作，充電產業的相關人士進行相互間的友好交流，加快各個企業發展的腳步和充電技術的發展。

在本次亞洲充電展上，深圳市芯仙半導體有限公司，執行董事胡工，發表了主題為“儲能電源市場分析與氮化鎵方案技術應用”演講。

SEMITRONIC（芯仙）是一家高端電源設計型方案公司。專注于適配器；PD快充電源；儲能電源；工業電源的開發設計。提供芯片選型、硬件設計、軟件開發的整體解決方案服務；具有多年的電源技術開發積累；致力為行業提供高安全、高性能、高質量的解決方案；與廣大客戶合作共贏。

可再生能源是全球能源轉型的必經之路，隨著全球電力系統的脫碳化進程中，到2050年，在加速轉型和凈零情景下，全球的風力和太陽能發電約占全球發電量的60%-70%。

當前新型儲能發展產業邁入了“政策+市場”雙輪驅動的新階段，國家層面密集出臺-系列與儲能直接相關的政策，從不同的層面為儲能的市場參與方式、成本疏導方式、項目安全管理要求指明了方向。

在“十四五”新型儲能發展實施方案提到加大力度發展電源側新型儲能。主要提到五點，分別是友好型新能源電站建設、高比例可再生源基地外送、沙漠戈壁荒漠大型風電光伏基地開發消納、促進大規模海上風電開發消納、提升常規電源調節能力。

“十四五”能源領域科技創新規劃，在儲能技術領域大力發展能量型/容量型儲能技術裝備及系統集成技術、功率型和備用型儲能技術裝備與技術集成系統、儲能電池共性關鍵技術、大型變速抽水蓄能及海水抽水蓄能關鍵技術、分布式儲能與分布式電源協同聚合技術。

截至2021年底，全球已投運電力儲能項目累計裝機規模209.4GW，同比增長9%。其中，抽水蓄能的累計裝機占比首次低于90%，比去年同期下降4.1個百分點；新型儲能的累計裝機規模緊隨其后，為25.4GW，同比增長67.7%，其中，鋰離子電池占據絕對主導地位，市場份額超過90%，美國、中國和歐洲占全球市場的80%。

歐洲電化學儲能2021年新增容量超過3GWh，累計裝機超過8GWh，新增裝機主要由表前和戶用貢獻，其中戶用連續多年保持40%以上增速。據SoarPowerEurope統計，2020年歐洲戶用電池儲能安裝量突破14萬套，容量達到1072MWh，較2019年增長44%。據IHSMarkit統計，2021年歐洲戶用儲能裝機達到1717MWh，同比增長60.2%。其中德國，意大利、西班牙、奧地利、瑞士、英國分別新增裝機占據了歐洲戶用儲能總裝機95%以上的份額。

根據WoodMackenzie統計，2021年美國電化學儲能新增裝機達到3.58GW/10.5GWh，根據NRE預測，2050年美國儲能總裝機將超過200GW，雖然目前抽水蓄能占據了90%左右的市場，未來電化學儲能是主要的增長動力，其中當前新增裝機以2h和4h儲能系統為主，未來逐漸向長時儲能發展，以4h和6h儲能系統為主，在預測儲能裝機容量時，提出基于適度的電池成本，2050年美國儲能裝機可以達到213GW，是當下裝機容量的近十倍。

2021年中國新增新型儲能項目接入位置/應用場景分布；中國新型儲能累計投運規模預測；中國新型儲能市場項目規模等級分布情況。

戶用儲能分析，儲能是提高電力系統可靠性、促進新能源消納的關鍵技術。儲能是將不易儲存的電能轉化為機械能、化學能等形式儲存起來，以便需要時使用的技術。儲能系統可以動態吸收并儲存來自發電側或電網的電能，在需要時釋放，從而改變電能生產，輸送和使用同步完成的模式，使得實時平衡的“剛性”電力系統變得更加“柔性”，有效提高電能質量和用電效率，儲能可用于電力系統的各個環節，包括發電側，電網側和用戶側。

戶用儲能系統通常與戶用光伏系統組合安裝，為家庭用戶提供電能。白天，光伏所發的電能優先供本地負載使用，多余的能量存儲到蓄電池，在電能仍有富余的情況下可選擇性并入電網；夜間，光伏系統無法發電時，蓄電池放電提供電能供本地負載使用。戶用儲能系統可以提高戶用光伏自發自用程度，減少用戶的電費支出，并在極端天氣等情況下保障用戶用電的穩定性。對于高電價、高峰谷價差或電網老舊地區的用戶，購置戶儲系統具備較好的經濟性，家庭用戶有購置戶儲系統的動力。

自用儲能裝機規模通常在10kWh 級，通常在與兆瓦時級以上的發電側/電網側/工商業儲能相比，單機規模小得多，不同于大型儲能的多種技術路線選擇(抽蓄、壓縮空氣、電化學、飛輪儲能等)，戶用儲能通常采用裝機規模靈活、產業鏈成熟，易于量產推廣、安裝運維簡便的電化學儲能路線。戶用電化學儲能系統通常由電池組電池管理系統(BMS)儲能電源(PCS)和能量管理系統(EMS)構成，其中儲能電池和儲能電源是價值量較高的核心環節。

戶用儲能分析分析，戶儲與大型電力儲能、工商業儲能互為補充，賽道成長性和盈利性好。戶用儲能與戶用光伏配合使用，屬于分散布局、就近利用的儲能形式，可以很好地適應分散的電力需求和資源分布，將和大型儲能系統并行發展、互為補充，成為以可再生能源為主體的新型電力系統的重要組成部分，發展空間廣闊，且賽道盈利性好。

戶儲產業方興未艾，歐洲、美國是主要市場。全球儲能市場高速增長，用戶側儲能是重要驅動力之一。

戶用儲能賽道迎來高速增長。2021年以來，在高電價和能源安全需求驅動下，全球戶用儲能需求迎來爆發，高工產研估計，2021年全球戶用儲能新增裝機6.4GWh，2022年新增裝機將達到15GWh。歐洲和美國是全球戶用儲能裝機主力各占據約全球1/4的市場。

歐美戶儲市場高度景氣，未來具有廣闊的成長空間。

從相關政策、市場特點、用戶動力、市場空間四個方面分析了歐美市場。

戶儲市場規模分析。

戶儲變流器賽道，國內外主要參與者多為光伏逆變器企業。儲能變流器技術、產線和供應鏈與光伏逆變器共通，且銷售渠道高度重合，因此儲能變流器主要參與者多為光伏逆變器廠商。儲能變流器賽道起步較光伏逆變器稍晚，儲能變流器業務對相關公司的營收貢獻比例通常并不高，低于光伏逆變器占比；但儲能變流器毛利率通常高于光伏逆變器，有望成為其后續業績增長的強驅動力。

商業模式：儲能變流器主要作為終端產品銷售，部分大型廠商推出配套電池產品，實現向下一體化。在終端分體安裝的場景下，儲能變流器（單儲能或光儲混合）是面向終端客戶的產品，存在品牌溢價和客戶認知。戶儲變流器賽道主要參與者大多已有戶用光伏逆變器海外渠道與品牌認知積累，憑借技術、渠道、品牌，以及對海外不同地區電網的理解，打造自身競爭力。在推廣儲能變流器產品的同時，部分廠商尋求向下一體化，提供戶儲一體機或與自身變流器適配的儲能電池系統，為客戶提供完整的戶儲解決方案。

陽光電源、華為、古瑞瓦特、德業股份、國德偉、錦浪科技、SMA、Fronius、Enphase、SoarEdge多家企業產品布局。

微型逆變器分析。

光伏發電系統的風險：運維觸電風險、火災風險和施救風險。集中式或組串式逆變器系統直流電壓可達600-1500V而微型逆變器采用并聯方式接入電網，直流電壓一般不超過80V，徹底解決由高壓拉弧引起的火災。

組件級產品主要有微型逆變器、關斷器和優化器：組串式+關斷器/優化器方案僅解決了觸電和施救問題，未徹底消除火災隱患，微型逆變器憑借低壓接入特性，徹底消除了觸電、火災和施救風險。

全球逆變器出貨量迅速增長：2020年全球逆變器出貨量為185GW，同比增幅43%，逆變器市場規模已達71.9億美元。微型逆變器出貨量為2.28GW，占比1.2%，市場規模已達7.41億美元，占比10.3%。

北美和歐洲是兩個微型逆變器最主要的市場：2016-2020年期間，北美和歐洲市場微型遞變器出貨量合計占比均超過80%，拉美地區微型逆變器的出貨量迅速提升，2020年上比8%。

分布式市場發展、微逆滲透率提高，二者共同決定了微逆的市場空間。近年來全球分布式光伏新增裝機量和微型逆變器滲透率均有提升，2020年微逆滲透率達5.01%。

未來仍將呈現集中式和分布式共同發展的市場格局：隨著分布式光伏發電優勢逐漸發揮，中國、巴西、印度等分布式市場將快速增長，歐美分布式市場保持穩定增長。

中國分布式新增裝機占比突破50%：近年來中國分布式新增裝機占比提升迅速，2021年達到55%，光伏發電集中式與分布式并舉的發展趨勢明顯。

中國分布式裝機占比將進一步提升：隨著整縣推進、公共綠色建筑發展、鄉村振興、分時電價機制、相關地方政策、國有企業進入市場等利好政策措施發布，我們預計2025年我國分布式新增裝機量將達到75GW。

中國新增光伏裝機量最高，遠超其他地區，美國、歐洲次之。以巴西為主的拉美地區新增光伏保持高增速。日本新增分布式占比保持40%以上，印度分布式占比較低。

澳大利亞分布式占比超過70%、歐洲保持50%新增分布式占比：澳大利亞太陽能資源優質，分布式占比最高。歐洲市場相對成熟，各國政策利好，預計未來分布式保持穩定增長。

世界各國紛紛提升安規要求：美國NEC安規標準每三年更新一次，要求實現“組件級關斷”，澳洲提高關斷要求，歐盟立法設定關斷后最高電壓。

安規提升結合BIPV發展共同助力國產組件級產品：最新推出的綠色建筑政策也將助力光伏建筑一體化(BIPV)的發展。分布式光伏安全征求意見稿結果發布后國內組件級產品將迎來爆發式增長。

歐洲加速新能源替代，旨在擺脫俄羅斯進口限制：歐盟屢次提升計劃光伏裝機量，德國計劃提前15年實現100%可再生能源發電。英國計劃大幅提升光伏裝機量，西班牙、法國光伏產業受益于援助計劃。

國產組件產品海外爆單：2022年一季度組件級產品海外市場爆單。歐洲電價上漲300%，刺激光伏需求量劇增，戶用側光伏+儲能系統安裝意愿強烈，市場前景廣闊。

預計2025年全球光伏新增裝機將達507GW，分布式占比50%，2020-2025年全球光伏新增裝機量CAGR為29.73%。全球分布式光伏市場穩中有升，將持續帶動微型逆變器市場的發展。

預計2025年微型逆變器市場規模將達325億元，2020-2025年CAGR為47.22%，出貨量將達38GW。隨著技術成熟、成本下降，以及安全規范逐漸嚴格，微型逆變器市場規模將進一步提升。

預計2025年美國微逆市場規模占全球41.53%，市場規模達134億元：歐洲微逆市場成熟，分布式占比和微逆滲透率均高于全球平均水平，加之戰爭擾動下歐洲能源危機意識加強，微逆市場規模有望大幅提升。

巴西分布式增長速度最快：巴西最新頒布的凈計量法案將極大促進分布式光伏的發展。中國分布式新增裝機量最大，隨著國內安規進一步提升，將成為微逆最大的潛在市場。

國內各類型產品功率密度普遍高于國外；功率密度是反映逆變器設計能力的核心技術指標，高功率密度意味著更高效的電能變換、更低的原材料成本和更便捷的安裝。

國產微逆產品齊全，功率范圍窗，為客戶提供更多選擇：美國小功率屋頂光伏項目中戶用占比較大。目前以一拖一一拖二產品為主，國產一拖六產品領先全球。可比產品型號中，禾邁一拖四微逆在全功率范圍內且有較優的效率水平。

芯仙半導體提供整體儲能系統解決方案，包括變流器、雙向逆變、電池管理系統（BMS）、光伏控制器(MPPT)、主控（DC主控面板）。

芯仙旗下全氮化鎵雙向逆變電源，最高效率不低于95%，采用英諾賽科氮化鎵功率MOS。

低壓側特寫，采用12顆英諾賽科100V/3.2mΩ氮化鎵功率MOS。

高壓側特寫，采用6顆英諾賽科650V /30mΩ氮化鎵功率MOS。

變流器、雙向逆變主拓撲結構圖，圖騰柱無橋PFC-支持整流和逆變、GaN快管、UPS旁路、邊充邊放。

儲能電源、雙向逆變主拓撲結構，全諧振軟開關雙全橋C拓撲+SR同步整流。

儲能電源、雙向逆變特點介紹

1、AC/DC或DC/AC雙向能量流動，一機兩用；整流模式時市電給電池充電，逆變模式時電池給交流負載供電。

2、基于GaN的先進拓撲和DSP全數字控制技術，整流模式和逆變模式的峰值效率均高達96%，功率密度高，重量輕。

3、整流模式和逆變模式均支持多機并聯，提升系統功率。

4、AC輸出支持孤島離網模式、并網發電模式、UPS模式。

5、基于GaN的圖騰柱無橋PFC拓撲和全諧振軟開關全橋C拓撲。

6、逆變輸出標準正弦波，失真度低。

7、動態響應好，動態負載時輸出快速穩定。

8、主動均流，最大支持16個模塊均流，均流精度高。

9、穩態電壓、頻率不受負載變化影響。

芯仙和友商的儲能電源、雙向逆變對比。芯仙的方案具有采用高壓側A GaN設計，高頻高效率高功率密度，矩陣變壓器設計，交流損耗低，易于散熱等優勢。

電池管理系統(BMS)架構框圖。

電池管理系統BMS主要是對電池參數進行實時監控、故障診斷、SOC/SOH/SOP估算、短路保護、漏電監測、顯示報警，充放電模式選擇等，并通過CAN或RS485總線的方式與控制器、逆變器或充電機進行信息交互，保障高效、可靠、安全運行。芯仙電源管理系統特點介紹。

芯仙光伏控制器(MPPT)架構框圖及概述.

光伏控制器(MPPT)能夠實時偵測太陽能板的發電電壓，并追蹤最高電壓電流值(VI)，使系統以最大功率輸出對蓄電池充電。應用于太陽能光伏系統中，協調太陽能電池板、蓄電池、負載的工作，是光伏系統的大腦。

最大功率點跟蹤(Maximum Power Point Tracking，簡稱MPPT)系統是一種通過調節電氣模塊的工作狀態，使光伏板能夠輸出更多電能的電氣系統能夠將太陽能電池板發出的直流電有效地貯存在蓄電池中，可有效地解決常規電網不能覆蓋的偏遠地區及旅游地區的生活和工業用電，不產生環境污染。

光伏控制器(MPPT)特點

1、基于全局掃描和準梯度式擾動觀測法的光伏組件MPPT算法；通過準梯度式擾動觀測法實現光伏組件的最大功率輸出。

2、針對環境突變情況采取定功率差切換掃描的控制策略實現在任意工況下實現光伏組件的最大功率輸出；具有較好的動態性能和穩態性能。

3、雙波峰或多波峰追蹤技術，當電池板有陰影遮擋或是部分電池板有損壞時，將出現多個波峰，控制器仍能準確追蹤到最大點功率。

4、采用FB-PS-PWM ZVS軟開關技術和穩定性好、可靠性高的改進型CVT控制策略，有效解決FB-PS-PWM ZVS技術存在的滯后橋臂實現軟開關較為困難、副邊整流尖峰干擾和CVT控制策略，通過采用可飽和電感和增加輔助諧振網絡解決滯后橋臂實現軟開關較為困難的問題。

5、四開關升降壓拓撲結構， FB-PS-PWM ZVS軟開關技術；有效解決傳導與輻射問題；溫升低效率高。

6、具有過壓、過流、過溫、反接、短路等保護功能；安全性高。

7、追蹤效率：≥ 99%；峰值轉換效率：≥ 96%。

主控(DC主控面板)架構框圖及概述

DC主控主要負責儲能系統的工作管理與調度，使系統安全可靠的運行；管理面板各路DC輸入輸出；管理系統運行日志與云端服務器及移動設備App交付數據；實現可視化人機交互與數據傳輸；實現遠程OTA升級,管理系統軟硬件版本；通過與云端數據庫的交互，實現端到端的品質追蹤，分析用戶使用場景，提高更好的用戶使用體驗，是整個系統的大腦。