隨著全球煤炭、石油資源的衰竭和世界各國對環(huán)境污染的重視，太陽能等可再生能源并網(wǎng)發(fā)電技術(shù)及應用成為熱點。其中光伏逆變器作為太陽能發(fā)電系統(tǒng)的核心設備，其可靠性決定著光伏系統(tǒng)的安全運行，而影響光伏逆變器可靠性的重要因素之一就是逆變器的散熱性能。逆變器的核心器件對溫度比較敏感，溫度的變化會影響其開通和關斷過程，當溫度過高時會導致功率開關性能衰減甚至損壞，因此逆變器的散熱方案優(yōu)劣決定著產(chǎn)品的性能和質(zhì)量。

　　近年來，組串式逆變器在地面電站中得到了廣泛應用。相比集中式方案，組串式更有明顯優(yōu)勢，具體體現(xiàn)在以下幾點：發(fā)電量高，占地面積小，無需機房，運行可靠，維護方便簡單，已經(jīng)成為大型地面電站應用的趨勢。

　　光伏電站一般選在沙漠、高原等陽光充足的地方，這些區(qū)域冬季溫度極低，夏季溫度非常高，風沙大，海拔高，光照強，有些站點甚至位于海邊，腐蝕性強。在這些應用場景中，組串式逆變器通過掛墻、掛光伏板支架或者掛獨立安裝架等方式直接暴露在室外，外部部件被雨水、沙塵腐蝕和老化風險嚴重。如何做到既能適應惡劣環(huán)境，又能滿足逆變器的散熱，成為了大家最關心的問題。

　　一．組串式逆變器業(yè)界常用散熱方式及問題

　　逆變器散熱主要有自然散熱和風冷散熱兩種方式。通過組串式逆變器外部增加風扇，提升散熱能力，行業(yè)廠商普遍采用這種方式散熱。但組串式逆變器應用環(huán)境較差，其對外部風扇的防護性能要求較高。任何風扇都屬于易損部件，轉(zhuǎn)動會有磨損，且不會絕對防塵。惡劣的外部環(huán)境會加速風扇老化。對于長達25年運營周期的光伏電站是不可用的，需要不定期更換，給光伏電站帶來無休止的麻煩。

　　當前室外型風扇防護等級一般只能達到IP54/IP55，外部有風扇設計導致整體系統(tǒng)防護等級無法達到IP65。同時為了避免雨水直接沖刷風扇，設計散熱方案時，風道會變得很復雜，風道形式受限，一旦風扇失效，散熱能力衰減嚴重，這樣會使得逆變器輸出功率降額，發(fā)電量減少，嚴重影響客戶利益。更為關鍵的是，因風扇常年暴露在雨水和沙塵中，腐蝕嚴重，壽命急劇下降，逆變器生命周期內(nèi)需要多次更換風扇，維護成本極高。

　　下圖為某戶外環(huán)境電站，逆變器運行一年后，風扇積灰和腐蝕的剖析圖片，從圖片可以看出，腐蝕情況非常嚴重。

　　圖1 某戶外電站逆變器風扇積塵腐蝕示意圖

　　風扇的失效模式與溫度關系很小，而主要由風沙、腐蝕、轉(zhuǎn)動磨損造成損壞。有外置風扇的組串式逆變器，一般5-10年需要全部更換風扇。那么常規(guī)的光伏電站，批量更換風扇一次要損失多少錢呢？

　　我們以100MW電站為例，用40KW組串式逆變器，需2500臺。每臺逆變器4個風扇，共10000個風扇。

　　所需成本=10000*（65+50）=115萬元（其中65元為風扇成本，50原為更換人工成本）

　　風扇故障造成的發(fā)電量損失=10000*40KW/2（平均功率）*3小時（故障平均中斷時間）*0.9元=54萬元

　　因此，5-10年內(nèi)由于風扇故障造成的更換成本和發(fā)電量損失共計約170萬元。

　　而其實對客戶最大的傷害還在于，這會嚴重影響整個運維效率，運維人員將被大量浪費在無效、無價值的維護工作上。