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浅析组串式和集中式逆变器可靠性

光伏逆变器  来源:北极星太阳能光伏网    2014/9/18 11:18:56  我要投稿  

北极星太阳能光伏网讯:编者按:光伏电站产品的长期可靠性直接影响投资人收益,在长达25年的投资回报期内,提高发电效率、降低产品故障是永恒不变的主题。目前国内光伏电站质量长期可靠性隐患重重,其中逆变器可靠性更成为了大家关注的热点。

2014年的慕尼黑的intersolar论坛上,资深的光伏从业人士ManfredBachler(曾是全球最大的EPC厂商Phoenixsolar的首席技术官)提出了用组串式逆变器改造现存的集中式逆变器的方案,给出的结论是5~6年可以收回改造的成本,主要的原因是因为集中式逆变器维护麻烦,可用性差,仅仅在可用度方面就比组串式逆变器差6%。

近日,行业内对于组串式与集中式逆变器的故障率、可靠性众说纷纭。那么到底谁更可靠,谁更坚强?本文从以下几个角度详细分析,抛砖引玉。

1.逆变器失效率:集中式高于组串式,是其3倍

业界知名的组串式逆变器按照25年的系统可靠运行设计,采用IP65防护等级,实现内外部的环境隔离,使内部器件保持在无尘和稳定的运行环境中,大大降低了温度、风沙、湿气、盐雾等外部环境对器件寿命的影响,因此可靠性大大增强。同时系统无易损部件,无熔丝、无风扇等需定期更换器件,实现了系统免维护;整机故障率小于1%。

而集中式方案一般采用常规的土建房或集装箱式机房,防护等级IP54,但因机房普遍采用直通风式散热方案,实际只能达到IP44或者更低,无法阻挡风沙、灰尘和腐蚀性气体进入逆变器。集中式逆变器防护等级只有IP20,内部电路器件容易暴露在恶劣的工作环境下。比如灰尘在逆变器内电路板、端子排等的累积会造成爬电距离减小,最终造成放电、起火等安全风险;湿尘在PCB或元器件间易形成漏电效应和腐蚀效应,造成信号的异常或高压拉弧打火,还有可能造成电网对PE的短路,引起逆变器异常关机或炸毁。同时逆变器风扇是易损件,平均使用寿命约为5年左右。业界集中式逆变器故障率一般超过3%,故障率是组串式逆变器的3倍以上。北方很多电站是在戈壁滩上建设,其实际是典型的盐碱地,灰尘中含大量的盐离子成分。在昼夜间歇工作模式下,发生腐蚀和漏电的概率比常规的电气设备大很多。

另外从逆变器的辅助电源上比较,集中式辅助电源市场上的失效率一般是2~5%之间,其失效率高的主要原因也是直通风散热,灰尘,盐雾等会对可靠性有影响。而组串式逆变器辅助电源是自带的电路,在全密闭环境下工作,失效概率极低。

从逆变器历史来看,SMA在1995年推出的第一款逆变器是组串式逆变器,过了7年,才在2002年推出第一款集中式逆变器。室外组串式逆变器已经经历了近20年的实际应用考验,在欧洲用于大型地面电站的历史比集中式逆变器更久,技术也更成熟。

图1逆变器机房的灰尘                  图2逆变器设备内部的灰尘

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