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5 防沙防塵、防鹽霧比較

在逆變器使用壽命期限內，空氣中的灰塵及沿海地區(qū)的鹽霧對逆變器整體及內部零部件的壽命影響巨大。積累過多的灰塵可引起電路板電路失效或導致內部接觸器接觸不良，鹽霧造成設備及元器件腐蝕，因此有逆變器在使用一段時間后，出現了控制失效、內部異常短路等現象，甚至起火燃燒，造成重大事故和損失。現階段，灰塵和鹽霧不可能被機房或設備防塵濾網完全過濾，因此，在風沙、霧霾嚴重的地區(qū)或沿海鹽霧地區(qū)（也是我國土地資源和太陽能資源相對豐富的地區(qū)），兩者對逆變器乃至光伏電站的長期安全正常運行構成了嚴重威脅。

 

圖8

5.1 直通風式散熱方案

行業(yè)內集中式逆變器和逆變器房（箱），甚至部分組串式逆變器都普遍采用直通風式散熱方案?？諝庵械纳硥m、微粒等伴隨逆變器和逆變器房（箱）中的空氣和熱量流動進入逆變器內部和逆變器房（箱），加之逆變器內部電子元器件的靜電吸附作用，運行一段時間后，逆變器內部和逆變器房（箱）都沉積了大量的灰塵。同理，鹽霧也會以同樣的方式進入箱房及逆變器內部。

5.1.1 灰塵及鹽霧對電氣設備的主要危害

1）漏電失效、腐蝕失效。在空氣濕度較大時，吸濕后的灰塵導電活性激增，在元器件間形成漏電效應，造成信號異?；蚋邏豪〈蚧?，甚至短路。同時，因濕度增加，濕塵中的酸根和金屬離子活性增強，呈現一定酸性或堿性，對PCB的銅、焊錫、器件端點形成腐蝕效應，引起設備工作異常。在沿海高鹽霧地區(qū)，腐蝕失效表現更加顯著。

2）散熱性能下降。積塵導致防塵網堵塞、設備散熱性能變差，大功耗器件溫度急劇上升，嚴重時甚至導致IGBT器件損壞。

5.1.2 運維清掃的困難及成本

多數光伏電站建設區(qū)域遠離城市與鄉(xiāng)村，給野外運維清掃工作造成諸多不便。另外，光伏電站白天要發(fā)電，清掃拆卸只能晚上進行。夏天逆變器房（箱）內溫度高、蚊子多，冬天則是低溫嚴寒，工作人員手腳活動都受到影響；設備的局部地方還需要用專業(yè)工具，如空氣泵吹凈灰塵。因此，清掃工作耗費了大量時間、人力和成本。
以西北風沙地區(qū)100 MW電站為例，

10人1天只能清掃10臺機器。100 MW共有200臺機器，根據西北電站實際情況，每個月至少清掃一次，100 MW電站清掃一遍，正好需要20個工作日（1個月）。按此清掃頻率，1人1天工資200元，10人1天需要2000元；按照1個月20工作日計算，1年人力費用就至少達到2000×20×12=48萬；在電站的生命周期25年內，共需要25×48=1200萬元。一個100 MW電站生命周期內的人力清掃費用就達到0.12元/W，這個成本相當驚人。如果進一步考慮25年內人力成本的上升和通脹因素，實際所付出的費用還要遠高于這個數值。

另外，防塵網每隔1～2個月需要進行更換，還有專業(yè)的清洗工具采購和折舊、車輛及燃油投入，均給電站運維帶來了實際的成本和困難。

5.2 熱傳導式散熱方案

對于采用熱傳導式散熱方案的逆變器，如華為組串式逆變器，因逆變器采用非直通風式散熱方案，逆變器的防護能力達到IP65，能夠有效應對沙塵影響，即使在風沙及霧霾嚴重的地區(qū)，逆變器仍能輕松應對沙塵威脅，完全實現免清掃、免維護，節(jié)省大量清掃成本和投入。另一方面，華為組串式逆變器優(yōu)異的熱設計方案匹配性能優(yōu)異的散熱材料也保證了華為逆變器可以從容應對高溫環(huán)境。IP65的防護等級和卓越的散熱能力保證了華為組串式逆變器自身和光伏電站的長期、安全、正常、低成本運行。

5.3 兩種散熱方案比較分析

兩種散熱方案對比計算數據見表2。經比較，IP65防護等級的優(yōu)勢不可比擬。