光伏叠瓦组件设备专题：叠瓦组件渗透率提升带来的设备投资机会.pdf

证券研究报告行业研究 机械设备 光伏叠瓦组件设备专题 1 / 28 东吴证券研究所 请务必阅读正文之后的免责声明部分 Table_Main 叠瓦组件渗透率提升带来的设备投资机会 增持 （ 维持 ） 投资要点 光伏行业组件环节 未来 降本增效主要依靠叠瓦技术的渗透率提高： 过去几年光伏行业依靠单晶替代多晶，和 PERC 高效电池技术替代普通电池技术完成了硅片和电池片两轮技术迭代带来的行业降本增效。我们判断按照目前叠瓦技术在组件环节的光电转换效率的提升，未来叠瓦可能会是组件环节新的技术革命的核心方向（同等面积叠瓦组件转换效率可达19.3-19.4%左右 ,传统组件效率是 18.9%）。根据草根调研情况，目前叠瓦组件已具备量产的规模效应， 2018 年的渗透率不足 5%，我们预计叠瓦产能在 2019 年有望达 15GW（ 12%渗透率） ， 2020 年有望达 30GW 以上 （ 22%渗透率） ， 2021 年有望达 54GW(渗透率可达 30%以上 )。 根据我们测算，预计 2019-2021 年 的 叠瓦组件设备的 累计 市场空间超 110 亿。 叠瓦技术优势显著，未来增长潜力大： 叠瓦工艺通过交叠电池小片，实现无电池片间距，在同样面积下可以放置更多的电池片，从而有效扩大了电池片受光面积，提升组件的平均发电密度。 叠瓦组件具备转化效率高、可靠性高、故障率低、兼容性强等特征，有望成为未来组件的主流。 目前， SunPower 垄断叠瓦专利，东方环晟独家引进其技术，具备一定先发优势；其他国内企业也纷纷布局叠瓦，绕开 SunPower 节点，专利申请节奏加快。 叠瓦 组件渗透率提升将 利好叠瓦设 备商 ： 目前叠瓦的核心工艺设备包括叠瓦 焊接成套设备 、 叠瓦 汇流条焊接机、自动化产线和层压机 ； 叠瓦工艺与传统工艺设备的主要差别在于，叠瓦 焊接成套设备 替代 了串焊机 ，叠瓦用汇流条焊接机 替代了传统的汇流条焊接方式 ， 即叠瓦焊接 成套设备 +汇流条焊接机是增量 设备 市场 。而叠瓦焊接成套设备又包括叠瓦焊接机、丝网印刷机和激光划片机。 我们认为 通过设备效率的提升 （ 包括 提高 设备稳定度 和产品的良率）， 将是 推动 叠瓦设备发展 、拉动设备需求 的 重要因素 。 此外，导电胶是叠瓦组件降本增效的关键之一，对组件的可靠性和成本都起到决定性作用。目前丝网印刷方式替代点胶作为主流用胶方式，对导电胶的用量节省约 40%，因此印刷设备在叠瓦工艺中就显得至关重要，我们认为已有成熟印刷设备的公司如【迈为股份】将显著受益。 推荐已优先布局叠瓦组件的设备商 ： 推荐 1.【迈为股份】 光伏电池片丝网印刷设备龙头，生产叠瓦 丝网印刷设备 是对公司技术优势的充分沿袭。2.【晶盛机电】 新产品光伏叠瓦自动化生产线已顺利实现销售 ；同时晶盛也是 中环股份的长期战略合作方，而中环是东方环晟的主要股东之一， 我们认为晶盛 未来 有望 进入东方环晟核心供应商体系，受益 其 瓦业务发展。3.【先导智能】 以串焊机龙头进军叠瓦设备领域，有天然的技术延伸性 。建议关注： 1.【金辰股份】 国内最大的光伏组件设备提供商，做叠瓦设备已有 4-5 年历史，技术优势明显。 2.【京山轻机】 子公司苏州晟成是 组件自动化设备领跑者 。 风险提示： 光伏后续政策不及预期、叠瓦组件渗透率不及预期。 Table_PicQuote 行业走势 Table_Report 相关研究 1. 光伏电池设备专题：光伏行业 迎拐点，电池技术更迭利好设备商 2018-12-6 Table_Author 2019 年 03 月 21 日 证券分析师 陈显帆 执业证号： S0600515090001 chenxfdwzq 证券分析师 周尔双 执业证号： S0600515110002 13915521100 zhouershdwzq 研究助理 朱贝贝 zhubbdwzq -43%-34%-26%-17%-9%0%9%2018-03 2018-07 2018-11 2019-03机械设备 沪深 300 2 / 28 东吴证券研究所 请务必阅读正文之后的免责声明部分 Table_Yemei 行业专题报告 表 1： 公司估值 名称 代码 股价 EPS PE 投资评级 2018E 2019E 2020E 2018E 2019E 2020E 迈为股份 300751.SZ 178.00 3.29 6.87 8.93 54 26 20 买入 晶盛机电 300316.SZ 15.63 0.46 0.56 1.01 34 28 15 买入 先导智能 300450.SZ 36.85 0.84 1.31 1.72 44 28 21 买入 金辰股份 603396.SH 43.99 1.16 1.63 2.66 38 27 17 - 京山轻机 000821.SZ 10.03 0.31 0.52 0.65 32 19 15 - 数据来源： Wind，东吴证券研究所 （金辰股份和京山轻机为万得一致预期） 3 / 28 东吴证券研究所 请务必阅读正文之后的免责声明部分 Table_Yemei 行业专题报告 内容目录 1. 叠瓦技术优势显著，未来增长潜力大 . 6 1.1. 叠瓦组件技术优势明显，电池功率提升显著 . 6 1.2. 专利问题未来有望化 解，国内迎来叠瓦推广良机 . 9 2. 叠瓦技术发展利好叠瓦设备商 . 11 2.1. 组件工艺的发展带来新的设备需求 . 11 2.2. 叠瓦工艺关键设备 . 12 2.2.1. 叠瓦焊接机：叠瓦技术的核心设备 . 12 2.2.2. 导电胶：叠片技术降本增效的关键之一 . 14 2.2.3. 丝网印刷机：印刷逐渐代替点胶成为主流用胶方式 . 16 2.2.4. 汇流条焊接机：叠瓦技术带来的新设备需求 . 16 3. 叠瓦组件设备市场空间测算 . 16 4. 推荐已优先布局叠瓦组件的设备商 . 18 4.1. 迈为股份： 进军叠瓦组件装备，进一步发挥丝网印刷技术领先优势 . 18 4.2. 晶盛机电： 深耕光伏装备市场，光伏叠瓦组件业务研发储备充分 . 20 4.3. 先导智能：早期光伏自动化设备制造商，从串焊机到叠瓦技术具有天然技术延伸性 22 4.4. 金辰股份：发挥光伏自动生产线生产优势，开拓叠瓦新型产线 . 23 4.5. 京山轻机（子公司苏州晟成）：光伏组件自动化设备行业领跑者， 汇流条焊接机技术优势明显 . 25 5. 风险提示 . 27 4 / 28 东吴证券研究所 请务必阅读正文之后的免责声明部分 Table_Yemei 行业专题报告 图表目录 图 1：传统组件和叠瓦组件技术对比 . 6 图 2：热斑和隐裂占组件故障原因比例达到 31% . 7 图 3：不同组件功率损失对比 . 8 图 4：组件工艺方案发展 . 11 图 5：苏州沃特维叠瓦焊接设备 . 13 图 6：苏州沃特维叠瓦激光切片机 . 13 图 7：导电胶代替焊带使叠瓦组件有非常好的应对机械载荷的能力 . 14 图 8：汉高导电胶用于叠瓦组件 . 15 图 9：各设备商叠瓦组件覆盖情况 . 18 图 10：各设备商叠瓦组件详情 . 18 图 11： 2018 年业绩持续高增长，营收同比 +65.6% . 19 图 12： 2018 年归母净利润同比增长 30.6% . 19 图 13：盈利能力受外购设备影 响有所下滑 . 19 图 14：太阳能丝网印刷成套设备营收占比 84% . 19 图 15：营业收入持续攀升 . 21 图 16：归母净利润保持良好增势 . 21 图 17：毛利率和净利率均有所上升 . 21 图 18：晶体硅生长设备为公司主营产品 . 21 图 19：先导智能营业收入始终保持高速增长 . 22 图 20：先导智能归母净利润持续高增长 . 22 图 21：毛利率和净利润率略有下降但依然维 持高位 . 22 图 22：主要业务为锂电池设备和光伏自动化生产配套设备 . 22 图 23：叠瓦一体焊接机 . 23 图 24：叠瓦成套组件设备 . 23 图 25：太阳能光伏组件自动化生产线 . 23 图 26：营业收入保持高速增长 . 24 图 27：归母净利润总体持续上升 . 24 图 28：净利率保持在 10%以上 . 24 图 29：光伏自动化生产线营收占比达 75% . 24 图 30：叠片焊接机 . 25 图 31： 2018Q1-Q3 营收同比高达 60% . 26 图 32： 2018Q1-Q3 实现归母净利润 2.69 亿元 . 26 图 33：公司净利率攀升迅猛 . 26 图 34： 2018Q1-Q3 自动化生产线营收占比高达 65% . 26 图 35：叠瓦汇流成型一体机 . 27 表 1：公司估值 . 2 表 2：叠瓦组件和常规 组件功率与转化效率对比 . 6 表 3：传统组件和叠瓦组件可靠性对比 . 7 表 4：目前主流组件技术对比 . 8 表 5：东方环晟叠瓦技术规格（单玻单晶） . 9 5 / 28 东吴证券研究所 请务必阅读正文之后的免责声明部分 Table_Yemei 行业专题报告 表 6：国内公司公布的叠瓦组件产品 . 10 表 7：国内主要光伏企业近两年叠瓦专利申请 . 10 表 8： 1GW 叠瓦产线的设备投资额情况 . 12 表 9： 1GW 普通组件的设备投资额情况 . 12 表 10： 1 台套叠瓦焊接成套设备投资情况 . 13 表 11：叠瓦组件对导电胶的技术需求 . 14 表 12：目前已推出导电胶产品 . 15 表 13：预计 2019-2021 年叠瓦组件设备的累计市场空间超 110 亿 . 17 表 14：公司叠瓦组件的激光切割设备和印刷设备已研发完成，新增裂片叠片一体机研发项目 20 6 / 28 东吴证券研究所 请务必阅读正文之后的免责声明部分 Table_Yemei 行业专题报告 1. 叠瓦技术优势显著，未来增长潜力大 1.1. 叠瓦组件技术优势明显，电池功率提升显著 叠瓦是指将传统电池片切为 1/5 大小后，使用 导电胶来直接衔接两片电池 ，将其叠加黏贴在一起，再将电池串连接起来。传统组件一般都会保留约 2 到 3 毫米的电池片间距 , 而叠瓦工艺通过交叠电池小片， 实现无电池片间距 ，在同样面积下可以放置更多的电池片（ 60 型常规组件可封装 66 片）， 从而有效扩大了电池片受光面积，提升组件的平均发电密度 。 图 1：传统组件和叠瓦组件技术对比 数据来源： OFWEEK， 东吴证券研究所 叠瓦具有以下技术优势 ： （ 1）同等面积下，叠瓦组件功率和转化效率更高 传统的组件一般是 60 线、 72 线 ， 长度分为 1650mm 和 1956mm，放 60 片或 72 片电池片，再用焊带的方式进行连接。叠瓦组件可以在有效同等面积下放更多的硅片，例如 60 型的常规组件可以封装 66 片。 因此在同等面积下，叠瓦转化效率更高 。 表 2： 叠瓦组件和常规组件功率与转化效率对比 单晶 PERC 功率 同等面积转化效率 叠瓦组件（ 60 版型） 320-325w 19.3%-19.4% 常规组件 295-310w 18.93%-18.94% 数据来源： solarzoom，东吴证券研究所整理 （ 2）可靠性高 由于叠瓦组件在某一电池片被遮挡时产生的反向电流更小，只有传统组件的 1/5，因此不会造成电池片长时间发热， 因而可以减少热斑效应的发生 ； 传统组件采用焊带连接，而叠瓦组件是用 导电胶连接 。 焊带在受热的情况下有隐裂的情况 ，因此叠瓦组件的可靠性更高 。 7 / 28 东吴证券研究所 请务必阅读正文之后的免责声明部分 Table_Yemei 行业专题报告 表 3： 传统组件和叠瓦组件可靠性对比 组件名称 常规组件 叠瓦组件 连接方式 焊带 导电胶 连接方式特点 受热易断裂 功率流失大 耐热性能好 功率流失小 反向电流 (遮挡情况下 ) 9.0A 1.8A 电池片热能效应（越小越好） 大 小 数据来源：苏州沃特维官网，东吴证券研究所 （ 3）遮挡效应影响小，抗阴影能力增强 叠瓦组件采用并联电路设计，当出现阴影遮挡时，只会出现线性功率损失，不会影响邻近电池正常通电。 而半片组件技术在 有阴影遮挡 会有 30-100%的遮挡损耗 。 热斑效应和隐裂效应 占到组件故障原因的 31%，而叠瓦可以有效规避二者的发生，提高了光伏组件运行的稳定性 。 图 2：热斑和隐裂占组件故障原因比例达到 31% 数据来源： 摩尔光伏， 东吴证券研究所整理 （ 4）兼容更多类型的电池技术 叠瓦技术还可以兼容所有正面接触的电池（除了 IBC 电池） ， 电池端的提效会使得叠瓦组件端发挥的优势更明显。 HIT 电池被称为是 单晶 perc 之后的下一个光伏电池新赛道 ，目前最高效率可达 25.8%， 叠瓦组件应用在 HIT 电池片上能发挥更大的效益， 并且8 / 28 东吴证券研究所 请务必阅读正文之后的免责声明部分 Table_Yemei 行业专题报告 HIT 电池片的柔韧性也更适合叠瓦的封装形式。 赛拉弗 的 HIT+叠瓦的 60 片版型组件功率可以达到 360W， 而 赛拉弗 单晶 PERC 电池 60 版型组件功率 只有 315W。 （ 5）电流损失减少，功率提升 叠 瓦的设计是网状并联结构，和常规组件相比用力点更少，可以通过更多的分支分摊电流，损失情况少（常规组件是串联，会吸取最低的电流） 。 叠瓦组件较传统组件可以增加 13%功率输出，度电成本更低 。 图 3：不同组件功率损失对比 数据来源： 维科网， 东吴证券研究所 叠瓦技术是一个典型的按比例增加功率的技术，电池片质量越高，带来的增益越大 。 比如 在 270W 功率的常规多晶组件上运用叠瓦技术，提升的功率为 21.6W（ 2708%）； 如果 叠加在 305W 功率的单晶 perc 组件上，提升的功率为 24.4W（ 305 8%）。 叠瓦组件技术 可以充分发挥高效太阳能电池的特点，叠瓦组件将对国内电池封装技术带来革命性的影响 。 表 4： 目前主流组件技术对比 产品技术 功率（ 60 片） 功率（ 72 片） 每瓦成本 技术 利润 常规组件 295 355 高 低 低 半片组件（双面） 305（ 340） 365（ 410） 中 中 中 双面组件 310 370 中 中 中 多主栅 315 380 中 中 中 叠瓦组件（双面） 335（ 375） 400（ 450） 低 高 高 数据来源： 赛拉弗 官网，东方环晟官网，东吴证券研究所整理 9 / 28 东吴证券研究所 请务必阅读正文之后的免责声明部分 Table_Yemei 行业专题报告 1.2. 专利问题未来 有望 化解 ，国内迎来叠瓦推广良机 SunPower 垄断叠瓦专利 ，专利涉及整个工艺流程。 SunPower 创立于 1985 年， 目前 拥有 200 多项太阳能专利技术 。 SunPower 的 叠瓦技术 是目前市场上最具代表性的先进 封装技术 ，给高效组件封装技术带来革命性的影响 。 SunPower 的叠瓦技术领先其他家之处：具有整个 一系列的研发包括工艺、设备、产品，包括申请的一系列的专利 ，和其他单一设备或者单一产品的专利是不一样的。 独家引进 Sunpower 叠瓦专利技术，东方环晟 产能稳步提升 。 2017 年 2 月，东方环晟引 进 三大 股东 之一的 SunPower 独创的叠瓦组件技术， 是 目前 国内唯一取得合法知识产权许可授权的制造商。公司规划 到 2020 年 叠瓦 产能 达 5GW。 我们认为 东方环晟 因为技术上的先发优势， 有望 引领国内叠瓦组件技术发展。 从转化效率来看 ， 目前 公司 量产的组件转化效率在 19.4%以上， 高效的产能会摊薄单位发电成本，有利于加速平价上网的进程。 表 5： 东方环晟叠瓦技术规格（单玻单晶） 组件型号 HSM-P19-405W HSM-P19-400W HSM-P19-395W HSM-P19-390W HSM-P19-385W 组件功率（ W） 405W 405W 395W 390W 385W 功率公差（ W） 0 至 +5W 0 至 +5W 0 至 +5W 0 至 +5W 0 至 +5W 组件效率 19.60% 19.40% 19.10% 18.90% 18.70% 开路电压 (Voc/V) 52.9 52.7 52.5 52.3 52 短路电流（ Isc/A） 9.87 9.79 9.72 9.64 9.57 工 作 电 压（ Vmp/V） 43.6 43.4 43.2 43.1 42.8 工作电流（ Imp/A） 9.28 9.21 9.14 9.06 8.99 开路电压温度系数 -0.29%/ 短路电压温度系数 0.05%/ 最大功率温度系数 -0.37%/ 最大系统电压 1500V 最大额定电流 18A 数据来源：公司官网，东吴证券研究所 整理 （ 测试条件：辐照度为 1000W/m2，电池温度 25，大气质量 AM1.5） 此外，其他国内光伏企业也开始纷纷布局叠瓦，叠瓦专利申请节奏加快。 国内有些企业目前已经 密集 申请叠瓦的专利 ， 赛拉弗 在 2017 年 5 月申请了叠瓦光伏组件（竖排）的外观专利； 隆基 在 2017 年 8 月申请了电池串接入电极引线的叠瓦专利； 通威集团 在10 / 28 东吴证券研究所 请务必阅读正文之后的免责声明部分 Table_Yemei 行业专题报告 2018 年 5 月上旬自主研发了超 420MW 的高效叠瓦组件； 晶澳 在 2018 年 5 月申请了改变电池串连接方式的叠瓦专利； 阿特斯 也在 2018 年 8 月申请了叠瓦组件的 外观设计 专利技术 ； 东方日升 在 2018 年 9 月申请了相关叠瓦专利（分开的电路设计）。 国内企业目前主要通过关键节点自主研发并申请专利的方式绕过 sunpower 的专利节点，防止专利侵权问题发生。但是目前在国外，国内企业的叠瓦组件产品还是不能销售的。 我们认为未来 国内企业也 可以通过授权以及合作来解决专利问题。 表 6： 国内公司公布的叠瓦组件产品 序号 公司 电池技术 组件技术 功率 /w 1 东方环晟 单晶 PERC 叠瓦 335（ 60 版型） 2 塞拉弗 单晶 PERC 双面双玻 +叠瓦 335（ 60 版型） 3 晶澳 单晶 PERC 叠瓦 335（ 60 版型） 4 阿特斯 单晶 PERC 叠瓦 335（ 60 版型） 5 国电投西安 单晶 PERC 双面双玻 +叠瓦 400（ 72 版型） 6 东方日升 黑硅 叠瓦 325（ 60 版型） 7 天合 单晶 双面双玻 +叠瓦 310-330（ 60 版型） 8 中来 N-PERT 双面双玻 +叠瓦 385-400（ 72 版型） 9 通威 HJT 双面双玻 +叠瓦 435（ 72 版型） 10 钧石能源 HDT 叠瓦 345（ 60 版型） 数据来源：索比光伏网，东吴证券研究所 表 7： 国内主要光伏企业近两年叠瓦专利申请 公司 申请时间 专利类型 专利内容（创新之处） 东方环晟 SunPower 授权 授权得到 长串竖版型电池片分布 塞拉弗 2017 年 5 月 外 观 设 计专利 叠瓦光伏组件（竖排） 隆基 2017 年 8 月 发明专利 新的叠瓦光伏组件制造方法； 电池片分散式 竖版型 布局 通威集团 2018 年 5 月 实 用 新 型专利 探针快速对位装置 晶澳 2018 年 5 月 实 用 新 型专利 电极引线连接电池串 阿特斯 2018 年 8 月 外 观 设 计专利 外观和布局上的改进 东方日升 2018 年 9 月 发明专利 叠瓦组件采用分开的电路设计 数据来源：国家知识产权局，东吴证券研究所整理