散热方案选择可影响光伏逆变器寿命2-3倍

　　采用不同的散热方式，将影响逆变器内各元器件的工作环境温度，进而直接关联各元器件及整机的寿命和故障率。温度对各主要元器件及产品寿命有多大影响？针对风冷自冷方案优劣讨论较多的组串型逆变器，通过产品实际比较，优劣更显而易见。

　　针对组串型光伏逆变器，业内在风冷自冷散热方案优劣上各有见解。本文分别取市场在销售的国内代表品牌30KW风冷组串光伏逆变器，和20KW自冷组串光伏逆变器（含内扰风扇，用于均匀机箱内部温度）为样本，分析风冷自冷方案对逆变器的寿命影响。

　　1、 风冷/自冷散热方式下内部器件的工作环境温度

　　选取两个产品样本在同等的正常工作环境下满载稳定运行，测试收集设备内部各关键元器件温度值如下表1。

表1：满载工作时内部各器件环境温度

　　（稳定运行在480V直流电压、400V交流电压、50℃环境温度下）

　　从实测数据比较看，同等工作环境满载稳定运行，20KW自冷逆变器较30KW风冷逆变器机箱内各器件工作温度要高10℃左右。

　　2、关键器件工作温度与寿命的比较分析

　　2.1、膜电容寿命对比分析

　　根据对样本产品的内部温度实测数据，假定纹波电流相同，以1.1倍额定电压工作（曲线倾斜度一致，便于读值选取1.1倍，不影响比较结果），根据图1曲线可获得两者膜电容寿命对比如表2。

　　图1 膜电容寿命与温度关系曲线

　　2.2、内部风扇寿命对比分析

　　以三洋风扇为例，风扇寿命受温度影响的关系曲线如图2。根据对样本产品的内部温度实测数据，根据图2曲线可获得两者风扇寿命对比如表3：

　　图2 风扇寿命与温度关系曲线

　　3、风扇器件寿命及可维护性

　　器件寿命直接决定整机寿命，故障器件可维护性直接影响整机的维护成本。在30KW风冷逆变器和20KW自冷逆变器的器件比较和设计中，30KW风冷逆变器在风扇设计和选型上有显着优势。

　　3.1、风扇寿命高于电站寿命

　　风扇是成熟的工业器件，应用于样本30KW风冷逆变器的是NMB风扇，防护等级为IP65，可在任何灰尘环境下，甚至完全浸入水中正常工作。图4为NMB风扇寿命曲线。

　　图4 NMB风扇寿命曲线