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一、 引言

隨著分布式光伏的大力發(fā)展，25kW~60kW功率等級的組串式逆變器在工商業(yè)屋頂及小型山丘電站上得以廣泛應用。為了提高逆變器的散熱性能，延長逆變器的實際使用壽命，主流25kW以上功率等級的組串式逆變器大都采用IP65高防護能力的戶外型風扇散熱。由于組串式逆變器一般就近安裝在組件的下方或旁邊，面臨風吹日曬，甚至沙塵等惡劣使用環(huán)境的挑戰(zhàn)，組串式逆變器所配置的外部風扇是否能滿足戶外使用所要求的防水、防塵及鹽霧要求呢？筆者接下來帶領大家對國內某知名組串式逆變器廠家所選用高防護戶外風扇進行深入的剖析。

二、 組串式逆變器風扇散熱的必要性

《散熱方案選擇主要取決于逆變器功率》一文從理論分析認為：當組串式逆變器單機功率大于25kW時，散熱熱流密度較大，從散熱效果的角度采用強制風冷散熱方式更為適宜?！恫煌岱绞浇M串式逆變器散熱能力調查》一文則通過實驗對比不同散熱方式的兩廠家組串式逆變器散熱能力發(fā)現(xiàn)，在同樣的環(huán)境溫度下，強制風冷的逆變器內部環(huán)境溫度及核心器件溫度比自然冷卻的逆變器低約20℃左右，強制風冷的逆變器散熱性能更優(yōu)，實際使用壽命更有保障，逆變器可在較高的環(huán)境溫度下滿功率輸出，保證發(fā)電量。國內某光伏電站運行狀況調研發(fā)現(xiàn)，采用自然冷卻方式的組串式逆變器由于散熱性能差，高溫環(huán)境下會出現(xiàn)降額運行，導致逆變器發(fā)電量損失。再次驗證了“當組串式逆變器單機功率大于25kW時，采用強制風冷散熱方式更為適宜”設計觀點的正確性。筆者通過調研發(fā)現(xiàn)主流逆變器廠家25kW功率等級以上的產(chǎn)品大都采用強制風冷散熱方式，如SMA、Sungrow、Delta等，并采用IP65高防護等級的戶外型風扇，以滿足逆變器IP65防護等級前提下，提高逆變器的散熱性能。

三、 此風扇非彼風扇之防護篇

世界上第一臺風扇起源于1880年，美國人舒樂首次將葉片裝在電動機上后接通電源，葉片飛速轉動，陣陣涼風撲面而來。部分人對風扇印象可能還停留在風扇噪音大，防水防塵能力差，線圈容易生銹，使用壽命短，容易壞的階段。但隨著風扇使用場合的多樣化，使用環(huán)境對風扇防護設計及壽命不斷提出挑戰(zhàn)，經(jīng)過風扇廠家的不斷設計創(chuàng)新，風扇防護能力及壽命得以大大提高。目前高防護、長壽命的戶外型風扇已應用在通信電信、電力電子等領域。此風扇所指為組串式逆變器采用的高防護戶外風扇，而彼風扇所指為傳統(tǒng)的普通無防護風扇或低防護風扇，二者的性能有一定差異，需要對兩種風扇進行深入剖析，以改變人們對風扇的固有印象。

3.1 風扇高防護工藝介紹

高防護戶外風扇主要由框架﹑扇葉﹑PCB板、定子、轉子、軸承六部分組成。風扇防護工藝主要是針對內部線圈及PCB板上的電子部件進行保護。普通無防護風扇或低防護的風扇，風扇線圈繞組及部分電子器件直接暴露在空氣中，如圖1(a)所示，由于防護等級較低，若PCB板上電子器件接觸濕氣或灰塵堆積，極易導致風扇失效，同時風扇線圈長時間暴露在空氣中也會導致生銹。與低防護風扇的防護工藝相比，高防護戶外風扇采用環(huán)氧樹脂或硅膠對整個風扇線圈和PCB板進行完全密封，完全杜絕濕氣、灰塵、鹽霧等對繞組及電子器件的影響，能夠達到IEC60529標準規(guī)定的IP65以上防護等級，完全可以放置在戶外使用，如圖1(b)所示。


為了從實驗的角度再次驗證高防護戶外風扇的防護性能，筆者選取了嶄新的主流高防護戶外風扇以及在某光伏電站使用了3年的高防護戶外風扇作為試驗樣品，進行防水、防沙塵、防鹽霧能力測試，通過檢測高防護戶外風扇測試前后的轉速、電流、絕緣電阻等核心電氣指標，發(fā)現(xiàn)測試前后核心電氣指標在誤差范圍內，完全符合IEC60529標準規(guī)定的IP65防護等級的設計要求。