溫度對(duì)光伏組件的影響非常大，這也是被大家廣泛認(rèn)知的。

光伏組件一般有3個(gè)溫度系數(shù)：開路電壓、峰值功率、短路電流。當(dāng)溫度升高時(shí)，光伏組件的輸出功率必然會(huì)下降！因此，溫度折減是對(duì)系統(tǒng)效率影響非常大的一項(xiàng)因素。局部溫度過高，會(huì)產(chǎn)生熱斑，影響光伏組件的壽命。

然而，溫度對(duì)逆變器的壽命有多大影響？了解這個(gè)的人是就不是很多了。

為了驗(yàn)證溫度對(duì)逆變器的壽命影響，設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)。

1、實(shí)驗(yàn)方法與條件

實(shí)驗(yàn)條件：480V直流電壓、400V交流電壓、50℃環(huán)境溫度；

實(shí)驗(yàn)樣本：分別為30kW風(fēng)冷逆變器（樣本1）、20kW自然冷卻逆變器（樣本2）。

實(shí)驗(yàn)?zāi)康模和ㄟ^測試溫度對(duì)逆變器關(guān)鍵元器件壽命的影響，來說明溫度對(duì)逆變器整體壽命的影響。

2、實(shí)驗(yàn)過程

兩個(gè)樣本在實(shí)驗(yàn)條件下滿載穩(wěn)定運(yùn)行，測試收集設(shè)備內(nèi)部各關(guān)鍵元器件溫度值如下表。

表1：實(shí)驗(yàn)條件下各關(guān)鍵元器件的溫度

2.1溫度對(duì)膜電容壽命的影響

根據(jù)對(duì)樣本產(chǎn)品的內(nèi)部溫度實(shí)測數(shù)據(jù)，假定紋波電流相同，則工作電壓（Vw）與額定電壓（Vn）的比值（Vw/Vn）與膜壽命的關(guān)系如圖1所示。

圖1：膜電容壽命與溫度關(guān)系曲線

從上圖我們可以看出，在不同溫度、不同Vw/Vn值下，膜電容的壽命。

表2：實(shí)驗(yàn)條件下各關(guān)鍵元器件的溫度

說明：由于不滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)膜電容達(dá)不到上述溫度，根據(jù)我國資源條件，按照年滿負(fù)荷2200h的保守值進(jìn)行考慮，實(shí)際壽命應(yīng)該大于上表中的數(shù)值。

可見，若膜電容的工作溫度由70℃上升到85℃時(shí)，壽命大概下降到原來的1/3~1/5，壽命隨Vw/Vn值得升高而降低。當(dāng)Vw/Vn＜1.1時(shí)，樣本1的壽命基本可達(dá)到25年，過載會(huì)降低其壽命；而樣本2由于溫度太高，壽命均未達(dá)到25年。

2.2溫度對(duì)模塊壽命的影響

模塊作為逆變器最為核心器件，其工作時(shí)內(nèi)部結(jié)溫直接影響使用壽命，圖2是英飛凌提供的晶元結(jié)溫與壽命對(duì)應(yīng)關(guān)系曲線。

圖2：模塊壽命與結(jié)溫的關(guān)聯(lián)曲線

根據(jù)表1中樣本1和樣本2模塊的內(nèi)部溫度，推算出模塊結(jié)溫和兩者模塊壽命對(duì)比如表3（推算過程專業(yè)性強(qiáng)，這里不在贅述）。

表3：模塊溫度和壽命的影響

由上表可見，在實(shí)驗(yàn)條件下，關(guān)鍵器件模塊，溫度較低的樣本1壽命是溫度較高的樣本2的1.7倍，但均未達(dá)到25年的預(yù)期壽命。

2.3溫度對(duì)風(fēng)扇壽命的影響

風(fēng)扇是成熟的工業(yè)器件，應(yīng)用于樣本1的風(fēng)冷逆變器的是NMB風(fēng)扇，防護(hù)等級(jí)為IP65，可在任何灰塵環(huán)境下，甚至完全浸入水中正常工作。

圖3為NMB風(fēng)扇壽命曲線。

根據(jù)圖3，以逆變器運(yùn)行的最高環(huán)境溫度50℃計(jì)算，正常運(yùn)行時(shí)間為60319小時(shí)。通過智能強(qiáng)制風(fēng)冷控制，只有逆變器的模塊溫度達(dá)到70℃以上，風(fēng)扇才會(huì)滿轉(zhuǎn)，在正常一天內(nèi)，滿足滿轉(zhuǎn)條件的時(shí)間大概在6h左右，折合27.5年。另外，考慮雨天、以及環(huán)境溫度低于50℃等因素，風(fēng)扇的運(yùn)行壽命將更長。

3、小結(jié)

在實(shí)驗(yàn)條件下（480V直流電壓、400V交流電壓、50℃環(huán)境溫度），由于樣本1和樣本2冷卻方式不同，造成關(guān)鍵器件壽命有較大的差異。

對(duì)于膜電容，當(dāng)Vw/Vn＜1.1時(shí)，樣本1的壽命基本可達(dá)到25年，過載會(huì)降低其壽命；而樣本2由于溫度太高，壽命均未達(dá)到25年。

對(duì)于模塊，樣本1壽命是樣本2的1.7倍，但均未達(dá)到25年的預(yù)期壽命。

對(duì)于風(fēng)扇，為成熟的工業(yè)器件，壽命可以達(dá)到25年以上。

綜上所述，在集裝箱式逆變器、自然冷卻式逆變器等新技術(shù)廣泛應(yīng)用時(shí)，應(yīng)該充分考慮這些新技術(shù)對(duì)于散熱的影響，對(duì)于逆變器壽命的影響。

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