光伏逆变器“颠覆者”狂想曲
发布时间：2015.03.10 浏览次数：2241
华为进入太阳能光伏界做了三件事情：一是对光伏逆变器产品进行创新设计与改造，二是力推组串式以替代集中式，三是新的客户主张，瞬间颠覆了原有光伏逆变器“传统三观”。
华为光伏逆变器团队带着全新设计的逆变器产品，温情脉脉的客户角度思考主张，揭开了光伏逆变器市场的一角，2013年，华为光伏逆变器合同出货1GW，进入中国排名前十。
用软件思维思考
2010年底，华为网络能源部门开始光伏逆变器的调研，当时逆变器市场利润可观，相对较低的技术门槛也引来了大批新进场者，但多数为中小型公司，形成混战局面。华为在调研中发现，逆变器其实并不是低技术门槛，事实上逆变器真正的核心软件技术国内少有公司能够掌握，也正因为此，在国际排名中，领先公司都是国外逆变器企业。
“国内逆变器公司对逆变器产品设计基本一大抄，没有自己的主张，大部分公司有一个致命伤，就是缺乏’软实力’，对逆变器最核心的软件算法国内少有公司能做到，甚至无法做到。”中材天华国际光伏工程技术（北京）有限公司副总经理崔剑表示这是业内公认的，由于常年在电站项目第一线，他对逆变器企业及产品情况非常熟悉，他认为国内逆变器厂商要向国外企业看齐，尤其要掌握核心软实力。
了解到市场与技术情况后，华为着手布局研发中心，由于国内缺乏核心软件方面的技术实力，华为将研发第一梯队设在欧洲，分别在瑞典斯德哥尔摩建立逆变器算法与拓扑研究中心，德国纽伦堡设立逆变器架构与设计中心，后来华为在市场上推出的与业内迥异的逆变器产品设计源头就是出自这里。第二梯队放置在上海、深圳、成都、西安等，上海逆变器开发中心负责对接欧洲、跟进产品以及检验产品质量。深圳是华为总部同时也是逆变器工程与制造中心
“研发实力对产品的质量与市场竞争力太重要了，我们花了两年多的时间潜心研发，直到产品可以推出市场。从通信开始，华为就注重研发，注重提高企业自身竞争力，我们下定决心进入光伏行业，就是要做好产品，做好了长期经营这块产业的打算，未来新能源是华为的主要业务版块之一，这也是我们前期为什么投入那么多研发的原因。”讲到研发，胡信跃眉宇间俨然飞出自信，他说，华为不想简单的复制生产，要有自己的特点和核心软件，我们的目标是国际领先的光伏逆变器产品提供商。
“光伏逆变器是华为网络能源业务三大板块之一，公司非常重视，在开发新产品上，我们团队在最大程度的发挥华为各个跨事业部合作的优势，通过硬、软件的有效整合，在提高产品效率的同时，帮助客户提升行业竞争力。”许映童在接受采访时补充道。
华为研发得出的结果是推出与业内原有光伏逆变器风格完全不同的产品，CT、IT领域供电、二次电源解决方案提供商的身份，决定了华为在一开始对逆变器产品设计观点与理念上，与光伏产业逆变器公司存在不同的思路，除了原本的产品形态，他还打破了常规理念，其逆变器产品最大的三个技术创新是：无风扇，无熔丝，硅进铜退。
硅进铜退是华为逆变器的一个独特设计理念，通过数字信息技术与电力电子技术的融合，提升功率半导体器件和控制芯片用量，结合先进的软件控制算法，以达到减少电感、电容等传统“含铜”器件的使用，实现更高的转化效率、更优的电能质量、更小的产品体积。
去掉熔丝的设计则来自于客户对传统逆变器熔丝更换的抱怨，目前业内两路MPPT组串式逆变器DC侧都需要熔丝，集中式逆变器输入使用熔丝+负荷开关，省掉直流配电柜后，用熔丝+负荷开关代替直流断路器。在上述设计下熔丝需要维护，一般4~5年需全部更换，增加了维护成本。
为此华为开发了无熔丝产品SUN2000，通过3路MPPT设计，2+2+2的方式，每路MPPT最多只接两路组串，当组件发生故障、或者PV组串反接时，短路电流不超过10A，对逆变器无损坏，无需熔丝。
“华为的产品设计很多都是围绕客户需求进行，我们始终信奉一个理念，质量是我们的生命，数据真实无情，服务客户有情。”胡信跃表示，在实际应用中，华为都以数据说话。
另类打开市场
华为光伏逆变器一经推出，市场的反映各不一样，创新的逆变器设计遭到了同行的质疑，客户也感到疑惑，要大面积铺开市场并迅速占据主导，这对于华为而言是另一层挑战。
“逆变器出问题最多的地方就是风扇，怎么可能去掉风扇，那怎么排热？”对华为组串式逆变器不需要风扇一说，一家业内逆变器公司销售经理觉得不大可能。
面对质疑，胡信跃表示：“一切皆有可能，只是看是否能做到。我们用先进的拓扑技术和软件控制算法，效率得到提高，同时采用热管、均温板等强化方式减小热阻，提升散热器散热能力，使逆变器做到自然散热。通过产品过载能力和延长发电时间，以及更灵活的MPPT路数，最大化提升发电量。”
据了解，目前光伏逆变器散热主要有风冷散热和自然散热两种方式，业内多采用风冷散热方式。由于风扇处于外部，时常要面对各种恶劣的应用环境，为此需要对风扇进行保护，眼下室外型风扇防护等级一般为IP54/IP55，而外部有风扇设计使整体系统防护等级进一步受到影响，防护力度不够。这样，风扇常年暴露在雨水、沙尘、强光等气候条件下，腐蚀、堵塞等问题使得寿命急剧下降，在电站运维期间频繁更换逆变器风扇情况屡见不鲜，大大增加了维护成本。
“不少电站业主跟我们提意见，希望解决风扇的高故障率和维护问题。华为通常以为客户创造最大价值为先，为此在产品开发时我们就将它纳入思考范围，以自然散热替代风冷散热，最终才有了我们现在的无风扇组串式逆变器，防护为IP65免维护。”胡信跃说，我们把开发出来的产品拿给客户，很多电站业主都产生了兴趣，加上华为的品质与品牌，一开始我们小批小批的出货，逐渐追加，到目前为止，销售出去的逆变器还没有收到质量更换的通知。
尽管如此，还是有逆变器公司及业主提出了担心，现在是没什么问题，但散热都闷在逆变器里面进行，长期以往也容易出问题。
“无风扇设计并不是凭空诞生，而是有成功先例。获得的启示来自于华为在通信领域的积累，借鉴了*产品全球室外应用的经验，将热设计、防护设计、生产工艺等应用到逆变器。”在位于上海浦东的华为全球实验中心，华为市场部严剑峰指着展厅一款*产品介绍道：“除了借鉴*产品20多年室外应用经验，我们还专门研究了逆变器行业的独特应用环境，许多实验都在这里进行，对逆变器的产品质量做考核。”
华为的主张渐渐获得一部分客户认可，黄河上游水电开发有限责任公司是较早与之合作的一家，黄河水电此前已投产的光伏电站43万千瓦，在建项目近80万千瓦，2013年底接近120万千瓦，是中国主要的光伏电站投运公司之一。其格尔木光伏电站部分使用了华为逆变器，目前使用情况表现良好，2013年双方进一步加深了合作，以探讨网络能源与逆变器的应用和如何保证光伏电站高效运转。
除了国内市场，华为还一头扎进了要求高、国际一线逆变器公司林立的欧洲市场，并已先于国内市场有规模应用，目前华为也在试图进入难以进入的日本市场。华为有一半的市场在海外，2013年华为光伏逆变器出货增加有一部分得益于渠道积累。由于销往国外的光伏产品与电子产品类似，需要代理商的参与，而华为在很多国家地区都积累了很多的销售渠道及营销经验。因此凭借着极高的知名度，华为在欧洲、非洲甚至是如今对光伏产业兴趣浓厚的东南亚地区，较同行而言更有先天基础去打开当地市场。
大“势”所趋
组串式逆变器是华为力推的另一个主张。
简单而言，他们将组串式与集中式逆变器做跟踪对比，发觉两者存在几个地方的差异：
第一，发电量高，对于1MW的方阵，组串式逆变器可提供120路MPPT精细发电，相对集中式逆变器发电量有5%~10%以上提升。并且针对山地丘陵以及分布式屋顶的场景，具有更灵活的设计优势。
第二，灵活度，当组件受到遮挡时集中型电站会受到较大影响，组串式电站自由遮挡的一串受影响，组串型电站可以在同一个项目中使用不同方向组件，同时监控到每一串组件，更容易找出有问题的组件，提高组件有效发电量。
第三，方便安全，设备种类简单。直流汇流箱、直流配电柜、隔离变压器、机房和相关土建工程可全部省去，同时降低现场施工组织难度、缩短工期。
这几个差异相对电站业主而言，是存在利益思考的。当然，组串式也存在弱点，在成本方面需要做平衡，前期投资稍高。另外，集中式逆变器已经应用成熟，具备先天接受优势。最关键的还在于组串式逆变器的品质，每家的破损率情况不一样。
业内主张组串式逆变器的公司不止华为一家，在这点上华为没有颠覆所有人的蛋糕，而是跟其他同行将新蛋糕做大，事实也证明市场逐渐起了变化。
根据IHS最近的一份报告显示，串式逆变器已愈来愈多的被运用于兆瓦级光伏系统中。在IHS进行的一项调研中，约有40%的逆变器买家表示串式逆变器适用于装机量大于1MW的光伏项目，超过300个太阳能安装商、分销商与EPC公司表示越来越倾向于采用组串式逆变器。
调查结果同时显示，过去一年市场对组串式逆变器运用于大型系统接受度与日俱增，这将使得组串式逆变器在几个关键的市场占比份额增加。
眼下在推广分布式和追求更高投资收益（度电补贴）的情况下，选用组串式逆变器进行MW级电站建设成为趋势之一。
同时，第三方监测、保险金融机构体系的逐渐深入也让电站业主对组串式有了新的思考，上海骏诚保险经纪有限公司总经理吴文凯表示：“站在我们的角度，我们希望电站多采用组串式，这样更便于我们将目标监测范围缩小，能更有效的获得数据、了解电站动态，这也是我们承保的一个倾向。”
华为光伏逆变器团队带着全新设计的逆变器产品，温情脉脉的客户角度思考主张，揭开了光伏逆变器市场的一角，2013年，华为光伏逆变器合同出货1GW，进入中国排名前十。
用软件思维思考
2010年底，华为网络能源部门开始光伏逆变器的调研，当时逆变器市场利润可观，相对较低的技术门槛也引来了大批新进场者，但多数为中小型公司，形成混战局面。华为在调研中发现，逆变器其实并不是低技术门槛，事实上逆变器真正的核心软件技术国内少有公司能够掌握，也正因为此，在国际排名中，领先公司都是国外逆变器企业。
“国内逆变器公司对逆变器产品设计基本一大抄，没有自己的主张，大部分公司有一个致命伤，就是缺乏’软实力’，对逆变器最核心的软件算法国内少有公司能做到，甚至无法做到。”中材天华国际光伏工程技术（北京）有限公司副总经理崔剑表示这是业内公认的，由于常年在电站项目第一线，他对逆变器企业及产品情况非常熟悉，他认为国内逆变器厂商要向国外企业看齐，尤其要掌握核心软实力。
了解到市场与技术情况后，华为着手布局研发中心，由于国内缺乏核心软件方面的技术实力，华为将研发第一梯队设在欧洲，分别在瑞典斯德哥尔摩建立逆变器算法与拓扑研究中心，德国纽伦堡设立逆变器架构与设计中心，后来华为在市场上推出的与业内迥异的逆变器产品设计源头就是出自这里。第二梯队放置在上海、深圳、成都、西安等，上海逆变器开发中心负责对接欧洲、跟进产品以及检验产品质量。深圳是华为总部同时也是逆变器工程与制造中心
“研发实力对产品的质量与市场竞争力太重要了，我们花了两年多的时间潜心研发，直到产品可以推出市场。从通信开始，华为就注重研发，注重提高企业自身竞争力，我们下定决心进入光伏行业，就是要做好产品，做好了长期经营这块产业的打算，未来新能源是华为的主要业务版块之一，这也是我们前期为什么投入那么多研发的原因。”讲到研发，胡信跃眉宇间俨然飞出自信，他说，华为不想简单的复制生产，要有自己的特点和核心软件，我们的目标是国际领先的光伏逆变器产品提供商。
“光伏逆变器是华为网络能源业务三大板块之一，公司非常重视，在开发新产品上，我们团队在最大程度的发挥华为各个跨事业部合作的优势，通过硬、软件的有效整合，在提高产品效率的同时，帮助客户提升行业竞争力。”许映童在接受采访时补充道。
华为研发得出的结果是推出与业内原有光伏逆变器风格完全不同的产品，CT、IT领域供电、二次电源解决方案提供商的身份，决定了华为在一开始对逆变器产品设计观点与理念上，与光伏产业逆变器公司存在不同的思路，除了原本的产品形态，他还打破了常规理念，其逆变器产品最大的三个技术创新是：无风扇，无熔丝，硅进铜退。
硅进铜退是华为逆变器的一个独特设计理念，通过数字信息技术与电力电子技术的融合，提升功率半导体器件和控制芯片用量，结合先进的软件控制算法，以达到减少电感、电容等传统“含铜”器件的使用，实现更高的转化效率、更优的电能质量、更小的产品体积。
去掉熔丝的设计则来自于客户对传统逆变器熔丝更换的抱怨，目前业内两路MPPT组串式逆变器DC侧都需要熔丝，集中式逆变器输入使用熔丝+负荷开关，省掉直流配电柜后，用熔丝+负荷开关代替直流断路器。在上述设计下熔丝需要维护，一般4~5年需全部更换，增加了维护成本。
为此华为开发了无熔丝产品SUN2000，通过3路MPPT设计，2+2+2的方式，每路MPPT最多只接两路组串，当组件发生故障、或者PV组串反接时，短路电流不超过10A，对逆变器无损坏，无需熔丝。
“华为的产品设计很多都是围绕客户需求进行，我们始终信奉一个理念，质量是我们的生命，数据真实无情，服务客户有情。”胡信跃表示，在实际应用中，华为都以数据说话。
另类打开市场
华为光伏逆变器一经推出，市场的反映各不一样，创新的逆变器设计遭到了同行的质疑，客户也感到疑惑，要大面积铺开市场并迅速占据主导，这对于华为而言是另一层挑战。
“逆变器出问题最多的地方就是风扇，怎么可能去掉风扇，那怎么排热？”对华为组串式逆变器不需要风扇一说，一家业内逆变器公司销售经理觉得不大可能。
面对质疑，胡信跃表示：“一切皆有可能，只是看是否能做到。我们用先进的拓扑技术和软件控制算法，效率得到提高，同时采用热管、均温板等强化方式减小热阻，提升散热器散热能力，使逆变器做到自然散热。通过产品过载能力和延长发电时间，以及更灵活的MPPT路数，最大化提升发电量。”
据了解，目前光伏逆变器散热主要有风冷散热和自然散热两种方式，业内多采用风冷散热方式。由于风扇处于外部，时常要面对各种恶劣的应用环境，为此需要对风扇进行保护，眼下室外型风扇防护等级一般为IP54/IP55，而外部有风扇设计使整体系统防护等级进一步受到影响，防护力度不够。这样，风扇常年暴露在雨水、沙尘、强光等气候条件下，腐蚀、堵塞等问题使得寿命急剧下降，在电站运维期间频繁更换逆变器风扇情况屡见不鲜，大大增加了维护成本。
“不少电站业主跟我们提意见，希望解决风扇的高故障率和维护问题。华为通常以为客户创造最大价值为先，为此在产品开发时我们就将它纳入思考范围，以自然散热替代风冷散热，最终才有了我们现在的无风扇组串式逆变器，防护为IP65免维护。”胡信跃说，我们把开发出来的产品拿给客户，很多电站业主都产生了兴趣，加上华为的品质与品牌，一开始我们小批小批的出货，逐渐追加，到目前为止，销售出去的逆变器还没有收到质量更换的通知。
尽管如此，还是有逆变器公司及业主提出了担心，现在是没什么问题，但散热都闷在逆变器里面进行，长期以往也容易出问题。
“无风扇设计并不是凭空诞生，而是有成功先例。获得的启示来自于华为在通信领域的积累，借鉴了*产品全球室外应用的经验，将热设计、防护设计、生产工艺等应用到逆变器。”在位于上海浦东的华为全球实验中心，华为市场部严剑峰指着展厅一款*产品介绍道：“除了借鉴*产品20多年室外应用经验，我们还专门研究了逆变器行业的独特应用环境，许多实验都在这里进行，对逆变器的产品质量做考核。”
华为的主张渐渐获得一部分客户认可，黄河上游水电开发有限责任公司是较早与之合作的一家，黄河水电此前已投产的光伏电站43万千瓦，在建项目近80万千瓦，2013年底接近120万千瓦，是中国主要的光伏电站投运公司之一。其格尔木光伏电站部分使用了华为逆变器，目前使用情况表现良好，2013年双方进一步加深了合作，以探讨网络能源与逆变器的应用和如何保证光伏电站高效运转。
除了国内市场，华为还一头扎进了要求高、国际一线逆变器公司林立的欧洲市场，并已先于国内市场有规模应用，目前华为也在试图进入难以进入的日本市场。华为有一半的市场在海外，2013年华为光伏逆变器出货增加有一部分得益于渠道积累。由于销往国外的光伏产品与电子产品类似，需要代理商的参与，而华为在很多国家地区都积累了很多的销售渠道及营销经验。因此凭借着极高的知名度，华为在欧洲、非洲甚至是如今对光伏产业兴趣浓厚的东南亚地区，较同行而言更有先天基础去打开当地市场。
大“势”所趋
组串式逆变器是华为力推的另一个主张。
简单而言，他们将组串式与集中式逆变器做跟踪对比，发觉两者存在几个地方的差异：
第一，发电量高，对于1MW的方阵，组串式逆变器可提供120路MPPT精细发电，相对集中式逆变器发电量有5%~10%以上提升。并且针对山地丘陵以及分布式屋顶的场景，具有更灵活的设计优势。
第二，灵活度，当组件受到遮挡时集中型电站会受到较大影响，组串式电站自由遮挡的一串受影响，组串型电站可以在同一个项目中使用不同方向组件，同时监控到每一串组件，更容易找出有问题的组件，提高组件有效发电量。
第三，方便安全，设备种类简单。直流汇流箱、直流配电柜、隔离变压器、机房和相关土建工程可全部省去，同时降低现场施工组织难度、缩短工期。
这几个差异相对电站业主而言，是存在利益思考的。当然，组串式也存在弱点，在成本方面需要做平衡，前期投资稍高。另外，集中式逆变器已经应用成熟，具备先天接受优势。最关键的还在于组串式逆变器的品质，每家的破损率情况不一样。
业内主张组串式逆变器的公司不止华为一家，在这点上华为没有颠覆所有人的蛋糕，而是跟其他同行将新蛋糕做大，事实也证明市场逐渐起了变化。
根据IHS最近的一份报告显示，串式逆变器已愈来愈多的被运用于兆瓦级光伏系统中。在IHS进行的一项调研中，约有40%的逆变器买家表示串式逆变器适用于装机量大于1MW的光伏项目，超过300个太阳能安装商、分销商与EPC公司表示越来越倾向于采用组串式逆变器。
调查结果同时显示，过去一年市场对组串式逆变器运用于大型系统接受度与日俱增，这将使得组串式逆变器在几个关键的市场占比份额增加。
眼下在推广分布式和追求更高投资收益（度电补贴）的情况下，选用组串式逆变器进行MW级电站建设成为趋势之一。
同时，第三方监测、保险金融机构体系的逐渐深入也让电站业主对组串式有了新的思考，上海骏诚保险经纪有限公司总经理吴文凯表示：“站在我们的角度，我们希望电站多采用组串式，这样更便于我们将目标监测范围缩小，能更有效的获得数据、了解电站动态，这也是我们承保的一个倾向。”