2022年光伏支架行业市场现状及未来趋势分析 光伏跟踪支架国产化行则将至

一、技术趋势：光伏跟踪支架追光不止，集中式渗透潜力十足

光伏支架是电站系统的“骨骼”，占系统成本比重逐步提高至约7.5%。光伏支 架是为支撑、固定、转动光伏组件而设计安装的特殊结构件，光伏支架作为定制化 产品，在整体设计环节中需充分考虑地形地貌、气候及太阳能资源、技术、经济等 复杂因素，平衡成本造价与发电量增益关系，与电站系统其它设备高度匹配，并符 合电站所在地技术规范与认证，确保在自然条件下稳定、可靠运行25年以上，既决 定着光伏系统结构强度，其结构设计也将决定了系统接收太阳能辐射的能力，对提 高电站收益率起到重要作用，根据CPIA统计，光伏支架占电站系统成本比重已从 2015年4.8%提升至2020年7.5%。

光伏支架可分为固定支架及跟踪支架，二者各具优劣、因地制宜： 固定支架结构形式简单，稳定性好、初始投资及维护成本低，是目前主流类型。 固定支架可根据倾角设定情况分为最佳倾角固定式、斜屋面固定式和倾角可调固定 式，安装时需结合项目所在地理环境及气候等条件将组件固定在特定角度以保证接 收太阳光辐射最大，组件位置一般固定后不会再频繁调整，固定可调式支架的组件 朝向每年会根据季节和光照情况进行人工调整。整体而言，固定支架凭借出色的稳 定性以及较低的前期投资成本，在光伏支架市场占据较大份额。分布式光伏电站一 般位于工业及居民生活区，场地有限、光照条件一般，通常采用固定支架或 BIPV 产 品。

跟踪支架初始投资及维护成本高，但发电增益明显，主要应用于大型地面电站， 逐步对固定支架形成部分替代。跟踪支架通过动力装置调整机械结构使组件围绕太 阳光线运动，减小入射角度以提高组件对光线的吸收稳定性，与固定支架相比，跟 踪支架增加的动力装置导致造价成本提升，后期清洗及维修难度提高运维成本，占 地面积增加提高土地成本，但在高直射比地区、双面组件、大型地面集中式等电站 项目中能够大幅提高发电量，根据上海电气滕晓峰《光伏电站双面组件发电量影响 因素分析（2021年）》在吉隆坡、迪拜及阿姆斯特丹地区的实验结果，跟踪支架较 固定支架的年发电增益超过11%以上，主要应用于大型地面电站，随着跟踪支架发 电增益逐步覆盖投资成本，渗透率持续提升，根据GTM Research统计，2017年全 球跟踪支架在地面光伏电站的渗透率达16%，预计到2023占比有望提升至42%。

平单轴跟踪支架是目前应用最广泛的跟踪支架。跟踪支架可根据转动方式分为 平单轴、斜单轴及双轴跟踪支架：平单轴跟踪支架在太阳能辐射接收量和成本等方 面取得较好平衡，虽然只能在一个方向上旋转，不能在任何时候都垂直于太阳光线 的入射方向，提高辐射接收量，但结构相对简单，可靠性较好，是目前应用最广的 跟踪支架，根据有无倾角还可分为标准平单轴跟踪式和带倾角平单轴跟踪式。斜单 轴跟踪支架在东西方向转动的同时，向南设置一定倾角，围绕该倾斜轴旋转追踪太 阳方位角以获取更大的发电量，应用于较高纬度地区。双轴跟踪支架可绕两个方向 进行旋转，使辐射接收面始终垂直于光线入射方向，最大化利用太阳能资源，适用 于各个纬度地区，虽然辐射接收量高，但存在结构复杂、成本及故障率较高等问题，发展受到限制。根据BNEF测算，相较于固定支架，双面组件+跟踪器在全球93.1% 的区域可达到最低LCOE度电成本，其中，单轴跟踪系统较固定支架发电量增厚达 7%-37%，而成本较之双轴跟踪系统低 8%-29%。

跟踪支架主要销往欧美，国内渗透不足20%，仍有提升空间。美洲地区是跟踪 支架主要市场，根据Wood Mackenzie，2020年美国市场占全球跟踪支架出货量50% 以上，根据IHS Markit统计，2019年跟踪支架在美国地面电站渗透率达70%，。近 年来亚太、中东、澳洲及非洲对跟踪支架的需求也在快速提升。而反观国内，固定 支架长期占据较大市场份额，根据CPIA，2016年国内跟踪支架渗透率仅为5%，主 要系早期跟踪支架技术不成熟，稳定性及可靠性不高致使光伏电站投资业主更倾向 于采用固定支架，同时光伏上网标杆电价较高，采用固定支架的方案投资回报已达 或超过预期收益。未来光伏平价上网趋势倒逼电站投资者更重视发电效率等，面对 电池及组件转换效率提升难度日渐增加、平坦低成本场地减少，随着跟踪支架可靠 性提升及造价成本降低，在大型地面电站中的渗透率日益提升，根据CPIA，2020 年国内跟踪支架渗透率为19%，预计2025年跟踪支架渗透率有望达24%。

图：国内跟踪支架渗透率不断提升

光伏支架需求伴随光伏装机同步成长，跟踪支架加速放量。光伏支架作为电站 系统的BOS组成部分，需求直接伴随光伏新增装机量增长，根据我们测算，预计2025 年光伏支架需求量达到455GW，2020-2025年CAGR为24%，其中跟踪支架作为提 升电站系统发电增益的新品，随着稳定性提高及单价降低，出货量增速有望超越装 机，根据Wood Mackenzie统计，尽管2020年面临新冠疫情影响，全球光伏跟踪支 架出货量仍增加至44GW，同比+26%，远高于装机增速（+10.4%），若按2020年 全球集中式光伏新增装机69GW计算，跟踪支架在地面电站的渗透率已达44%。虽 然现阶段全球光伏电站仍以集中式为主导， 预计中短期分布式占比将有所回升，形 成集中式与分布式并重局面，若假设2025年集中式占60%，跟踪支架在集中式电站 渗透率70%，预计2025年跟踪支架需求有望达191GW，2020-2025年CAGR为34%。

二、优化空间：材料创新与智能化并行，光伏支架国产化行则将至

光伏支架成本主要为大宗材料成本，属定制化钢材加工制品。生产方面，固定 支架由立柱、主梁、檩条、基础等部件构成，生产流程为机械设计、机械加工和委 外镀锌，上游主要为钢材、铝材等大宗金属材料，根据中信博招股说明书，2019年 固定支架原材料占成本比重为72%，其中钢材占成本一半左右。跟踪支架主要由结 构系统（可旋转支架）、驱动系统、控制系统（通讯控制箱、传感器、云平台、电 控箱等部件）三部分构成，除机械设计、机械加工和委外镀锌等工序之外，还有电 控设计、驱动设计和配套组装工序，深度融合智能控制等信息技术。根据中信博招 股说明书，2019年跟踪支架原材料占成本比重达83%。由于钢材、镀锌、机械及电 子元器件原材料供应充分，呈完全竞争市场格局，因此光伏支架成本受大宗商品周 期性影响。设计方面，光伏支架需根据项目所在地的地形地貌以及客户要求，平衡 成本造价与发电量增益关系，在满足稳定性、安装便捷性的前提下控制生产成本， 并与电站系统其它设备高度匹配，因此属高度定制化产品。

材料及结构创新推动光伏支架机械成本降低。光伏支架基材一般为铝合金或碳 钢，构件端部、拉杆丝牙处较为尖锐，生产、运输及安装过程中易造成涂层划伤及 脱落，为保证光伏支架在户外使用25年以上不生锈，国内大部分光伏支架防腐方式 为热轧带钢经冷弯成形和酸洗后进行热浸锌处理。根据张树亮《热基锌铝镁镀层材料在光伏支架领域的应用》，热浸锌处理加工费用约为2200元/吨，加工后对冲孔位 置进行修整将导致运输成本增加，采用锌铝镁镀层来替代热浸锌可以使光伏支架材 料成本及运输成本下降：（1）锌铝镁镀层在同等级防腐能力下锌层更薄，降低材料 成本约800元/t；（2）锌铝镁镀层具有自愈性，加工成形后可直接提供工程使用， 缩短产品加工期，减少热浸锌后处理工序成本以及从冲压厂到镀锌厂往返的运输成 本。另外，采用轻量高强度材料及结构创新降低支架材料重量，有利于降低制造成 本与运输费用。光伏支架基础的地桩通常采用厚度为 4~12 mm 热浸镀锌 Q235和 Q335材料，其他部件基本采用1.5~8.0 mm 热浸镀锌 Q235 和 Q335 材料。随着 高强钢应用，部分光伏支架开始使用Q420甚至Q400钢材。此外还可通过结构设计 在减少材料的同时达到相同支撑强度，例如应用一次成型等工艺降低加工成本。

跟踪支架智能化设计优化零部件，提升发电增益及稳定性，强化产品盈利能力。 光伏跟踪支架在固定支架的机械基础上增加了电控系统，作为“大脑”直接控制转 动角度，电控系统的有效设计和平稳运行将直接影响电站运行的终端监控、数据收 集及分析等智能化工作，增加产品冗余度，弥补硬件不足，提升支架稳定性。随着 集成化及智能化提升，可以利用人工智能的深度学习算法确定最佳角度跟踪模式， 有效提高发电效率，还可以利用物联网传感网络技术，远程、无线监控系统运行情 况，有效助力光伏电站的智能化。由于跟踪支架发电增益明显，高技术含量较高， 因此产品溢价及盈利水平更高。根据中信博定期报告，2020年跟踪支架单价为55.1 万元/MW，高出固定支架单价26.6万元/MW近一倍，同时跟踪支架的毛利率为25.4%， 高出固定支架毛利率15.3%超过10个pct。

图：跟踪支架相比固定支架溢价及盈利性更高

跟踪支架壁垒高企，国产化道阻且长，行则将至。固定支架技术含量较低，竞 争格局较为分散，量产支架企业达到上千家。而跟踪支架作为高度定制化产品，需 要因地制宜，根据地形、位置计算最优控制方案，业主对支架供应商的资质、产品 稳定性及项目经验审核极为严格，能够量产性能优异的跟踪支架且具备丰富项目经 验厂商较少，行业集中度持续提高，根据 Wood Mackenzie，全球跟踪支架行业CR10 从2016年65%升至2020年的90%以上。早期国产跟踪支架良莠不齐，存在盲目模仿、 偷工减料、设计方案不合理以及缺少完善质量标准等问题，曾批量出现事故，致使 国内企业品牌不受业主信任，销售渠道狭窄，国产化率较低，因此全球前十大跟踪 支架企业中仅有中信博与天合光能旗下的 Ncalve入围，复盘光伏组件及逆变器进口 替代历程，目前国产光伏支架价格优势明显，随着产品质量及附加性能提升、海外渠道完善以及品牌口碑积累，在除美国以外的市场份额仍有提升空间，目前中信博 及Ncalve合计市场份额已从2016年的9%提升至2020年的12%。

2025年光伏支架产值有望破千亿元，2020-2025年CARG为14.31%，其中跟踪 支架产值超600亿元，复合增速20.71%。组件功率提高导致单 MW 电站项目中光 伏支架耗用量减少，摊薄支架单位价格，但组件尺寸变大、重量增加使得支架负载 增大相应提高了钢材耗用量及回转减速装置成本，也使得光伏支架单位价格提高， 同时价值量较高的跟踪支架进一步渗透将使得光伏支架出货结构优化，对提升行业 产值形成有力支撑。若假设光伏支架单价年均下降10%，我们预计2025年光伏支架 行业产值有望达1035亿元，2020-2025年CAGR为14.31%，其中跟踪支架行业产值 将达到621亿元，2020-2025年CAGR为20.71%。

（本文仅供参考，不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息，请参阅报告原文。）