官方微信公众号 | 企业白金会 | 今日热点 | 技术文库| 解决方案| 政策法规| 商贸网 广告服务||登陆|注册 |B2B|电力电子论坛  
中国电力电子行业门户-中国电力电子产业网
当前位置:中国电力电子产业网 > 新能源 > 【干货】温度对光伏逆变器的寿命影响分析

【干货】温度对光伏逆变器的寿命影响分析

www.p-e-china.com 2016/7/25 13:38:55 来源:互联网 电力电子论坛|免费发布产品

   温度对光伏组件的影响非常大,这也是被大家广泛认知的。

  光伏组件一般有3个温度系数:开路电压、峰值功率、短路电流。当温度升高时,光伏组件的输出功率必然会下降!因此,温度折减是对系统效率影响非常大的一项因素。局部温度过高,会产生热斑,影响光伏组件的寿命。

  然而,温度对逆变器的寿命有多大影响?了解这个的人是就不是很多了。

  为了验证温度对逆变器的寿命影响,设计了如下实验。

  1、实验方法与条件

  实验条件:480V 直流电压、400V 交流电压、50℃环境温度;

  实验样本:分别为30kW风冷逆变器(样本1)、20kW自然冷却逆变器(样本2)。

  实验目的:通过测试温度对逆变器关键元器件寿命的影响,来说明温度对逆变器整体寿命的影响。

  2、实验方法与条件

  两个样本在实验条件下满载稳定运行,测试收集设备内部各关键元器件温度值如下表。

  

 

  表1:实验条件下各关键元器件的温度

  1温度对膜电容寿命的影响

  根据对样本产品的内部温度实测数据,假定纹波电流相同,则工作电压(Vw)与额定电压(Vn)的比值(Vw/ Vn)与膜寿命的关系如图1所示。

  

 

  图1:膜电容寿命与温度关系曲线

  从上图我们可以看出,在不同温度、不同Vw/ Vn值下,膜电容的寿命。

  

 

  表2:实验条件下各关键元器件的温度

  说明:由于不满负荷运转时膜电容达不到上述温度,根据我国资源条件,按照年满负荷2200h的保守值进行考虑,实际寿命应该大于上表中的数值。

  可见,若膜电容的工作温度由70℃上升到85℃时,寿命大概下降到原来的1/3~1/5,寿命随Vw/ Vn值得升高而降低。当Vw/ Vn<1.1时,样本1的寿命基本可达到25年,过载会降低其寿命;而样本2由于温度太高,寿命均未达到25年。

  2温度对模块寿命的影响

  模块作为逆变器最为核心器件,其工作时内部结温直接影响使用寿命,图2 是英飞凌提供的晶元结温与寿命对应关系曲线。

  

 

  图2:模块寿命与结温的关联曲线

  根据表1中样本1和样本2模块的内部温度,推算出模块结温和两者模块寿命对比如表3(推算过程专业性强,这里不在赘述)。

  

 

  表3:模块温度和寿命的影响

  由上表可见,在实验条件下,关键器件模块,温度较低的样本1寿命是温度较高的样本2的1.7倍,但均未达到25年的预期寿命。

  3温度对风扇寿命的影响

  风扇是成熟的工业器件,应用于样本1的风冷逆变器的是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3 为NMB 风扇寿命曲线。

  

 

  根据图3,以逆变器运行的最高环境温度50 ℃计算,正常运行时间为60319 小时。通过智能强制风冷控制,只有逆变器的模块温度达到70℃以上,风扇才会满转,在正常一天内,满足满转条件的时间大概在6h左右,折合27.5 年。另外,考虑雨天、以及环境温度低于50℃等因素,风扇的运行寿命将更长。

  3、小结

  在实验条件下(480V 直流电压、400V 交流电压、50℃环境温度),由于样本1和样本2冷却方式不同,造成关键器件寿命有较大的差异。

  对于膜电容,当Vw/ Vn<1.1时,样本1的寿命基本可达到25年,过载会降低其寿命;而样本2由于温度太高,寿命均未达到25年。

  对于模块,样本1寿命是样本2的1.7倍,但均未达到25年的预期寿命。

  对于风扇,为成熟的工业器件,寿命可以达到25年以上。

  综上所述,在集装箱式逆变器、自然冷却式逆变器等新技术广泛应用时,应该充分考虑这些新技术对于散热的影响,对于逆变器寿命的影响。

 

填写您的邮件地址,订阅我们的精彩内容:

关注“电力电子网微信公众号”免费获得3000G资料.资料涵盖:电力电子,电工电气等领域的资料!
  添加方式:
1、手机扫描左侧二维码
2、添加朋友,搜微信号:pedianlidianzi
有事先发邮件,我会及时与您联系,谢谢合作。   网站电子邮箱:: 2212348358@qq.com
电力电子 | 关于我们 | 软文广告刊登 | 合作伙伴 | 帮助中心 | 广告服务 | 网站地图 | 客服中心 | 联系我们

广告合作∶010-82967069  Email∶ 13653149263@163.com  展会联系∶15901066028   电力电子技术群:89732570   Copyright2011  http://www.p-e-china.com / All Rights Reserved    电力电子技术千人大群1群:62874691 (未满)  电力电子技术千人大群2 群:279588364  
  版权所有∶中国电力电子产业网(www.p-e-china.com) 经营许可证编号∶ 京ICP备11012668号-1  京公网安备 11010802009741 号   
网站服务|广告服务|文章投稿|友情链接QQ: 2212348358

博聚网