淺析組串式和集中式逆變器安全可靠性
3、逆變器散熱原理差異
由于功率等級不同，組串式逆變器和集中式逆變器發熱程度也會有很大差異，逆變器散熱方式，決定著產品整機可靠性。
3.1熱產生機理差異
組串式逆變器單個功耗數百瓦，可以實現自然散熱設計，且可滿足60℃環境溫度下可靠運行；集中式逆變器，尤其是10尺集裝箱方案，1MW的損耗高達30千瓦，相當于有30個1千瓦的電爐絲在10尺集裝箱內部烘烤，單靠幾個風扇是很難實現可靠散熱的，極大地增加了燒機的風險。
3.2應用環境對逆變器散熱影響
西部地面電站，組串式逆變器安裝在組件上，環境開曠、通風好，逆變器散熱良好；集中式逆變器安裝在機房中，由于西北地區風沙嚴重，集中式逆變器機房中積灰導致防塵網堵塞、整機散熱性能變差，大功耗器件溫度急劇上升，引起溫度告警，更嚴重會導致內部IGBT器件損壞，設備不斷重啟，甚至燒壞。表3-1為西北地面電站逆變器溫度測試結果，從表格可知，由于集中式逆變器安裝于機房內，溫升比組串式高，在炎熱夏天，機房內溫度超過50度是經常的事情，集中式逆變器柜體內溫度更高更惡劣，而高溫帶來的是器件壽命降低、整機降額運行，甚至炸機隱患。今年上半年以來，幾乎每個月都有因為散熱問題，集中式逆變器出現炸機等嚴重事故。
表3-1 西北地面電站逆變器溫度測試表格
4、逆變器可用度和可維護性
逆變器作為光伏發電系統的核心部件，期可用度和可維護性對光伏系統可靠性、發電量、發電收益產生決定性作用。以下從兩方面對比分析集中式逆變器和組串式逆變器對系統可靠性的影響。
4.1可用度
歐洲應用的頂級組串式逆變器，其MTBF可以做到35萬小時，年失效率均在1%以下，部份廠家可以做到低于0.5%，而集中式常規的MTBF一般只能做到5萬到10萬小時。
4.2可維護性
故障發生時，集中式一般需要廠家的專業人員到場定位及維修，處理時間長，發電量損失大；而組串式逆變器，可直接由現場運維人員進行更換處理，簡單快捷，先保證發電，然后再對故障機器進行分析、維修。表4-1說明了集中式逆變器和組串式逆變器故障維護差異及對系統的影響程度。
通常，由于受軟件和硬件匹配等影響，集中式逆變器必須使用原廠家的備件，一旦廠家倒閉，未來維護將會被迫中斷；而組串式逆變器 5年維保期內，免費替換，質保期外的故障機器，可以借助現代物流平臺，返廠維修，僅需收取少量維修費用；若某些組串式品牌若干年后倒閉或不存在了，也可以重新更換一臺其他品牌的組串式逆變器，更換成本較低，對系統整體發電量的影響甚微。因此組串式逆變器維護成本遠低于集中式逆變器。圖4-1顯示了集中式逆變器和組串式逆變器故障修復時對發電量的影響。
表4-1 故障發生時，集中式和組串式逆變器影響對比
作者：李相華 來源：黃河勘測規劃設計有限公司 責任編輯：wutongyufg
