3、正確的溫升對(duì)比測(cè)試方法及結(jié)果

不同逆變器產(chǎn)品溫升對(duì)比，應(yīng)保證逆變器工作于相同環(huán)境溫度、相同工況下，采用熱電阻或熱電偶等接觸測(cè)溫方法對(duì)機(jī)器內(nèi)部關(guān)鍵元器件進(jìn)行測(cè)量，如圖5。該方法為標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試法。

圖接觸式溫升測(cè)試熱電阻直接貼在器件上

某機(jī)構(gòu)曾按照接觸測(cè)溫方法對(duì)采用不同散熱方式的兩種結(jié)構(gòu)逆變器進(jìn)行溫升測(cè)試，得到的結(jié)果如表1。

表1不同廠家不同散熱方式組串式逆變器對(duì)比實(shí)驗(yàn)

4、現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控顯示：自然冷卻逆變器內(nèi)部溫升高，高溫出現(xiàn)降額運(yùn)行

夏天曾走訪寧夏某電站發(fā)現(xiàn)，自然冷卻的組串式逆變器，中午環(huán)境溫度高的時(shí)候出現(xiàn)了降額運(yùn)行，通過(guò)計(jì)算降額至少帶來(lái)每年1%以上的發(fā)電量損失。

近期走訪國(guó)內(nèi)某電站時(shí)也發(fā)現(xiàn)，該電站同時(shí)安裝了自然冷卻和強(qiáng)制風(fēng)冷兩種散熱方式的40kW組串式逆變器，通過(guò)實(shí)時(shí)上傳到監(jiān)控系統(tǒng)的逆變器內(nèi)部環(huán)境溫度可知，中午12：37左右該電站采用的自然冷卻的40kW組串式逆變器內(nèi)部環(huán)境溫度比強(qiáng)制風(fēng)冷的至少高10度以上，如表2所示。根據(jù)電子器件壽命與環(huán)境溫度的“10度法則”，環(huán)境溫度每升高10度，電子器件壽命將減少一半。該測(cè)試環(huán)境溫度僅為20℃，且顯示的是內(nèi)部環(huán)境溫度，而不是元器件溫度，實(shí)際元器件溫升更高，特別是夏季高溫情況下。

表2國(guó)內(nèi)某光伏電站強(qiáng)制風(fēng)冷與自然冷卻逆變器內(nèi)部溫度實(shí)測(cè)對(duì)比

研究發(fā)現(xiàn)20kW以下逆變器可采用自然冷卻，例如通信上用的電源，功率小，大部分時(shí)間輕載工作，自然冷卻方式完全滿足要求。而逆變器大部分時(shí)間需滿載輸出。對(duì)于20kW以上的組串式逆變器，如果繼續(xù)采用自然散熱的方式，逆變器的體積和重量需要大幅度增加，進(jìn)而導(dǎo)致成本的增加，而且安裝維護(hù)不方便。因此設(shè)計(jì)上需要尋找平衡點(diǎn)。這也是導(dǎo)致自然冷卻方式散熱效果差的根本原因。20kW以上逆變器采用強(qiáng)制風(fēng)冷散熱是主流解決方案，如SMA、ABB等知名廠家的產(chǎn)品，IP65防護(hù)等級(jí)、25年長(zhǎng)壽命的風(fēng)扇完全滿足使用要求。

國(guó)內(nèi)某采用自然冷卻的組串式逆變器正是因?yàn)樯嵝阅懿缓玫木壒?，容量設(shè)計(jì)上總是短斤缺兩，40kW逆變器直流輸入僅6串。如果考慮10%的直流側(cè)損耗和不同地區(qū)光照條件差異，實(shí)際到逆變器直流側(cè)的容量不到36kW，逆變器交流輸出容量?jī)H為其標(biāo)稱額定功率值的80%左右，系統(tǒng)一直處于降功率運(yùn)行狀態(tài)，間接的提高了用戶的投資成本。既便如此，現(xiàn)場(chǎng)仍然出現(xiàn)了高溫降額運(yùn)行的現(xiàn)象，進(jìn)一步影響了發(fā)電量收益。

5、結(jié)論

(1)Photon溫升測(cè)試是在開蓋情況下進(jìn)行的，與實(shí)際工況不同，且逆變器結(jié)構(gòu)不同，無(wú)法測(cè)試到真正的最高溫度點(diǎn)，因此直接對(duì)比不合理，有斷章取義的嫌疑;

(2)使用熱電阻標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試方法，相同測(cè)試條件下，采用自然冷卻方案的組串式逆變器內(nèi)部各器件溫度比強(qiáng)制風(fēng)冷方案高15℃~27℃。

(3)國(guó)內(nèi)多個(gè)電站的實(shí)測(cè)結(jié)果也顯示，采用自然冷卻的逆變器內(nèi)部環(huán)境溫度比強(qiáng)制風(fēng)冷至少高10℃以上，高溫下出現(xiàn)了降額運(yùn)行情況;

(4)如此高的溫升，如何保證逆變器高溫下不出現(xiàn)降額運(yùn)行，又如何滿足25年的壽命要求呢?