3.现场运行:自然冷却散热性能差,高温时降额运行,损失发电量
笔者查阅了A厂家和B厂家两款40kW功率等级的组串式逆变器技术规格书发现,A厂家采用强制风冷散热方式的逆变器在环境温度超过50℃时出现降额运行,而B厂家采用自然冷却散热方式的逆变器在环境温度超过25℃时即需降额运行,如图1所示。组串式逆变器直接安装在户外,工作环境温度相对较高,尤其是屋顶光伏电站,采用强制风冷的逆变器散热性能高,在环境温度高时仍可满额运行,保障逆变器发电量,反之,采用自然冷却的逆变器散热性能差,逆变器会提前降额运行,对逆变器发电量造成损失。
图1不同厂家组串式逆变器降额曲线
笔者走访国内某光伏电站时发现,现场的组串式逆变器由于采用自然冷却散热方式,散热能力差,电站本地监控显示在2015年7月17日11:37至13:36时间段内逆变器出现降额运行,如图2所示。查阅监控历史记录可发现仅在2015年7月1日到7月25日期间就有14天出现了降额现象,降额运行造成的发电量损失超过年发电量的1%。若按照1MW年发电150万度、0.9元/度计算,1MW电站每年约损失1.35万元。以此推算出100MW光伏电站,25年发电量损失约达到3375万元。
图2某光伏电站本地监控系统记录
4.实际应用:主流逆变器厂家使用高防护户外风扇进行散热
通过上述逆变器对比测试和现场运行状况发现,组串式逆变器采用强制风冷散热方案散热性能更佳,逆变器的实际发电量和使用寿命更有保障。那么国内外主流厂家的组串式逆变器在设计上是否也有如此考虑呢?笔者通过对国内外主流的组串逆变器厂家25kW以上产品的散热设计方式调研发现,主流组串式逆变器厂家25kW功率等级以上的产品大都采用风扇散热方式,如SMA、Sungrow、Delta等,并选用IP65高防护能力的户外风扇,以保证逆变器满足IP65防护等级前提下,提高逆变器的散热能力。
图3高防护户外风扇在主流组串式逆变器的应用