怎样提高光伏逆变器使用寿命?

光伏逆变器是光伏系统的核心设备,主要作用是把光伏组件发出来的直流电变成符合电网要求的交流电。

但实际上逆变器不仅仅是逆变,而是光伏电站的安全管家【jiā】,逆变器还承担着光伏方阵和电网的监测和保【bǎo】护,对外【wài】界环境防护和人机【jī】交互等【děng】系【xì】统级功【gōng】能【néng】。

逆变器为什么要散热

逆变器作为一【yī】款【kuǎn】电力【lì】电子设【shè】备【bèi】,和所【suǒ】有电子产品一样都面临温度【dù】带来的挑战。

所有【yǒu】电子【zǐ】产品失【shī】效【xiào】案例中,其中有高达【dá】55%的比例是温度原因造成的【de】。

逆变【biàn】器内部的电子元器件【jiàn】对温【wēn】度同样是非常敏感的, 根【gēn】据可靠【kào】性理论10度法则【zé】,从室温起【qǐ】,温度每【měi】升【shēng】高10度,寿命减半,所以【yǐ】逆变【biàn】器散【sàn】热【rè】设计非常重要。

怎样提高光伏逆变器使用寿命?
逆变器散热的几种方式

逆变器散热系统主要包括散热器、冷却风扇、导热硅脂等材料。

目前逆变器散热方式主要有两种:一是自然冷却,二是强制风冷。

1)自然冷却

自【zì】然冷却是指不使用任何外部辅【fǔ】助【zhù】能量的【de】情【qíng】况下,实现局部发热器件向周【zhōu】围【wéi】环境散热达到【dào】温度控制的【de】目的,这【zhè】其中通常【cháng】都包含了导热、对流和辐射【shè】三种主要传【chuán】热方式,其中对流以自然对流【liú】方式为主【zhǔ】。

自然散热【rè】或冷却往【wǎng】往适用对温度控制要求不高【gāo】、器件发热的热【rè】流密【mì】度【dù】不大的低功耗器件和部件,以及【jí】密封或【huò】密【mì】集组装【zhuāng】的器件不宜(或不需要【yào】)采用其【qí】它冷【lěng】却技【jì】术的情况下。

目前市【shì】场【chǎng】上主流的单相逆变【biàn】器和【hé】20kW以下的三相逆【nì】变器,大部分厂【chǎng】家均采用自然冷却方式【shì】。

2)强制风冷 

强制风冷主要【yào】是借助于风扇等强【qiáng】迫器件周边空气【qì】流【liú】动,从【cóng】而【ér】将器件散发出的热量【liàng】带【dài】走的一种方法。

这种方法是一种操作简便、收效明显的散热方法。

如【rú】果部件内元【yuán】器件之间的空【kōng】间适【shì】合【hé】空气【qì】流动或适于安装局部散热器【qì】,就【jiù】可尽量使用这种冷却方法。

提高这种强迫对流【liú】传【chuán】热【rè】能力的方法,增大散热面积和【hé】在散热表面产生比较大【dà】的【de】强迫对流传【chuán】热系数。增【zēng】大散热器表【biǎo】面的散热【rè】面积来增强【qiáng】电子元器件的散热,在实际工【gōng】程中【zhōng】得到了非常【cháng】广【guǎng】泛的应【yīng】用。

工程中主要是采用肋片【piàn】来扩展散热器表面的散【sàn】热【rè】面积以达到【dào】强化传热的目的。散热器本【běn】身【shēn】材料的选择【zé】跟其散【sàn】热【rè】性能【néng】有着直接的【de】关系。

目【mù】前,散热器的材料主要是用铜或铝,其扩展换热【rè】面经【jīng】折叠鳍/冲压薄【báo】鳍等【děng】工艺【yì】制成。

3)两种散热方式对比

自然散热【rè】没有风【fēng】扇,噪声低【dī】,但散热速度【dù】慢,一般【bān】用于小功【gōng】率的逆变器;

强制风冷要【yào】配【pèi】置风扇【shàn】,噪声大,但散热速度【dù】快,一般用于【yú】大功率的逆变【biàn】器;

在中功率的组串式逆变器,两种方式都有。

通过组串式【shì】逆变【biàn】器散【sàn】热【rè】能力对比实验发现,50kW功率等【děng】级以上的【de】组串式逆变器,强【qiáng】制风冷的散热效果要【yào】优于自然冷却散热方式,逆变器【qì】内部【bù】电容、IGBT等关键部件温升降低【dī】了20℃左右,可【kě】确【què】保【bǎo】逆变器长寿命高效工【gōng】作;

而采用自然冷却方式的逆变器温升高,元器件寿命降低。

强制风冷也有采用高速风扇和中速风扇两种。

采用【yòng】高速风扇【shàn】可以减少散热器【qì】的体积和【hé】重量,但会增加噪声, 风扇【shàn】寿命也比较短;

采用中等调速【sù】风扇,散【sàn】热器稍【shāo】微大一些,但【dàn】是在低功率时【shí】,风扇不转【zhuǎn】;

在中功率时风扇低速运行。

实际是逆变器满功率运行时间不是很多,因此风扇的寿命可以很长。

怎样提高光伏逆变器使用寿命?
系统安装时要注意散热方面的事情

逆变【biàn】器本身是一个【gè】发热【rè】源,所有【yǒu】的热量都要及时散发出来,不能放在【zài】一个封闭【bì】的空间,否则【zé】温度会越升【shēng】越【yuè】高。

逆变器要放在一个空气流通的空间,要尽量避免阳光直射。

多台逆【nì】变器装在一起【qǐ】时,为了避免相互影响,逆变器【qì】和逆变器之间【jiān】要留【liú】有足够【gòu】的距【jù】离。

 来源:光伏人家