光伏系统安【ān】装之后【hòu】，用户最关心就是发电量，因【yīn】为它直接关系【xì】到用【yòng】户的投资回报【bào】。影响【xiǎng】发电量【liàng】的因素很多，组件【jiàn】、逆变、电缆的质量、安装【zhuāng】朝向方位角、倾【qīng】斜角度、灰尘、阴影【yǐng】遮挡【dǎng】、组【zǔ】件【jiàn】和【hé】逆【nì】变【biàn】器配比系统方案、线路设计、施工、电网电压等等各【gè】种因素都【dōu】有可能。本系列文章将根据实际案例一一【yī】探讨【tǎo】各种因素。本文主要讨论逆变器故障对系【xì】统的影响【xiǎng】。
光伏系【xì】统是由【yóu】组件、支架、逆变【biàn】器、电缆、配【pèi】电【diàn】柜等设备组成。支架【jià】是结构【gòu】设备，除了风灾破坏外【wài】一般不会坏；组件和逆变器【qì】是【shì】发电【diàn】设备，但组件功率【lǜ】密【mì】度【dù】少，如一个10kW电站，使用40块组件，总面积【jī】达【dá】64平方【fāng】米，但这【zhè】些【xiē】能量都集【jí】中到一台面积为0.25平方米的逆变【biàn】器里，逆变器功率密度【dù】高，里面便【biàn】是高温高压高电流。
另外逆变器需要处理的事情也特别多，除了把直流电变成交流电外，还要承担检测组件和电网状况、系统绝缘、对外通讯等任务，计算量大，容易出错。
光伏逆变器是【shì】由电路【lù】板【bǎn】、熔断器【qì】、功率开关管、电感、继电器、电容、显示【shì】屏、风扇、散【sàn】热器【qì】，结构【gòu】件等部【bù】件组成。每【měi】个部件的寿命不一样，逆【nì】变器的使用寿命可【kě】以用“木桶理论”来解释，木桶的最大容量是【shì】由最短的【de】木板决定的，逆变器【qì】的【de】使用寿【shòu】命是由寿【shòu】命最短【duǎn】的部【bù】件决定，逆变器最容【róng】易【yì】出故障是【shì】功率开关管、电容、显【xiǎn】示【shì】屏、风扇等4个部【bù】件。
功率开关管
功率开关管是把直流转换为交流的主要器件，是逆变器的心脏。
目前逆变器使用的功率开关管有IGBT、MOSET等，是逆变器【qì】最脆弱的一个【gè】部件，它【tā】有三【sān】怕【pà】：
一怕过压，一个耐压600V的管【guǎn】子，如果【guǒ】两【liǎng】端电压超过600V,不【bú】到0.1秒种就会炸掉；
二怕过流，一个【gè】额定电流为50A的管子【zǐ】，如果通【tōng】过的电流大【dà】于50A,不到0.2秒种就会炸【zhà】掉；
三怕过温，IGBT节温【wēn】不般有150度或者175度，一般都把它控制在【zài】120度【dù】以【yǐ】下，散热设计是【shì】逆【nì】变器最关键【jiàn】技术之一。
功【gōng】率器件损【sǔn】坏【huài】，就意味逆变器需要整机更换。但也不必过【guò】份担心，因【yīn】为逆变器在设【shè】计时【shí】，这些因素都已考虑周全，在正常情况下，使【shǐ】用【yòng】寿命到20年没【méi】有问题【tí】。逆变器在安装时，要考虑给逆变器留有散热通道，另外电【diàn】网【wǎng】如有过【guò】高的【de】谐波和【hé】过于频繁【fán】的电压突变，也会造成功率【lǜ】器件过压损坏。
电解电容
电容是能量存储的部件，也是逆变器必不可少的元器件之一。
电容有电解电容、薄膜电容等，各有特点，都是逆变器所需。影响【xiǎng】电解电【diàn】容寿命的原【yuán】因有很多，过电压【yā】、谐【xié】波电流、高温、急速充【chōng】放电等等，正【zhèng】常使用【yòng】情【qíng】况下，最大【dà】的影响【xiǎng】是温度，因为温【wēn】度越高电解液的挥发损耗越快【kuài】。需要注意的是这里的温【wēn】度不是指【zhǐ】环境或【huò】表【biǎo】面温度【dù】，而是指铝箔工作温度。
厂商通常会将电容寿【shòu】命和【hé】测试温度【dù】标【biāo】注在电容本体，电【diàn】解液【yè】的挥发限制【zhì】了电解电容的寿命【mìng】，日本NCC电【diàn】容是世界上【shàng】最好的电容【róng】之一，它在规格书上【shàng】标注【zhù】最长寿命是15年。
液晶显示屏
逆【nì】变器的液晶显示【shì】屏可以显示光伏【fú】电站瞬时功率、发【fā】电量、输入电压【yā】等各种【zhǒng】指标。如能显示故障原因，将是个很好用的部件。
多数逆变器都有显示器，但也有没【méi】有的。除【chú】了上述优【yōu】点外，液晶显示【shì】器有一个致命缺陷【xiàn】——使用寿命短。质【zhì】量一般的液晶显【xiǎn】示器工作【zuò】9-21万小时，就会严【yán】重衰减不【bú】能使用。我们按照【zhào】逆【nì】变器【qì】工作时间6:9-21:00计【jì】算，液晶显示器每天工【gōng】作14个小【xiǎo】时，一年为5000小时【shí】。假设液晶显示器寿命为4万小时，那么它的使用寿命为8年。
现在【zài】户用逆变器一般保【bǎo】留显示【shì】器，电站用【yòng】的中大功率组串逆变器，无【wú】液晶【jīng】显【xiǎn】示屏是趋【qū】势。
风扇
组串式逆变器散热方式主要有强制风冷和自然冷却两种。
强制风冷就要【yào】用到风扇，通过【guò】组【zǔ】串式逆变器散热能力【lì】对【duì】比实验发现，中大功【gōng】率组串式逆变【biàn】器【qì】，强制风冷的【de】散热【rè】效果要优于【yú】自然冷却散热方式。采用强制风冷可使逆【nì】变器内部电容【róng】、IGBT等关【guān】键部件温升降低20℃左右【yòu】，可【kě】确保逆变【biàn】器长寿【shòu】命【mìng】高效工【gōng】作，而采用自然【rán】冷却方式的【de】逆变器【qì】温升高，元器【qì】件寿命降低。优质风【fēng】扇【shàn】的【de】寿命为4万小时左右，智能散热的逆变器，一【yī】般是逆变器【qì】功率到【dào】30%以上才开始【shǐ】工作，平均每天工【gōng】作时间约9-21小时，每年【nián】约1800小时，使用20年没有问题。
风扇最常见的故障是风机电源坏，或者有异物进入风扇内部，阻碍了风机转动。
总结：
光伏逆变器做【zuò】为一个【gè】电子产【chǎn】品，使用上有一定的局限性，设计【jì】和安装时要【yào】注意。有经验的【de】EPC安装【zhuāng】商，逆变【biàn】器故障率要【yào】比没有经验的安装商低【dī】30%以上，所以经验【yàn】很重【chóng】要【yào】。逆变器运【yùn】输和安装时，要轻拿轻放，避免里面【miàn】的接【jiē】头松动。温度对逆变【biàn】器主要部件【jiàn】寿命影响较大【dà】，逆变器要避免阳光直晒，安装在通风散热的地方；组件和逆变器匹配要注意，逆变器不要长时间工作在满载状态；逆变器不要安装在谐波过高的电网环境，这可明显降低逆变器发生故障的机率，延长其使用寿命。
来源：古瑞瓦特
