隨著全球煤炭、石油資源的衰竭和世界各國對環境污染的重視，太陽能等可再生能源并網發電技術及應用成為熱點。其中光伏逆變器作為太陽能發電系統的核心設備，其可靠性決定著光伏系統的安全運行，而影響光伏逆變器可靠性的重要因素之一就是逆變器的散熱性能。逆變器的核心器件功率開關對溫度比較敏感，溫度的變化會影響其開通和關斷過程，當溫度過高時會導致功率開關性能衰減甚至損壞，因此逆變器的散熱方案優劣決定著產品的性能和質量。

近年來，組串式地面電站在全球得到廣泛應用。相比集中式電站，組串式電站有明顯優勢，具體體現在以下幾點：發電量高，占地面積小，無需機房，運行可靠，維護方便簡單。特別是針對分布式屋頂、山地丘陵項目，組串式方案有著無可比擬的優勢。

光伏電站一般選在沙漠、高原等陽光充足的地方，這些區域冬季溫度極低，夏季溫度非常高，風沙大，海拔高，光照強，有些站點甚至位于海邊，腐蝕性強。在這些應用場景中，組串式逆變器通過掛墻、掛光伏板支架或者掛獨立安裝架等方式直接暴露在室外，外部部件被雨水、沙塵腐蝕和老化風險嚴重。如何做到既能適應惡劣環境，又能滿足逆變器的散熱，成為了大家最關心的問題。

一、組串式逆變器業界常用散熱方式及問題

逆變器散熱主要有自然散熱和風冷散熱兩種方式，影響散熱能力的關鍵因素是對流換熱系數。一般情況下，風冷散熱的換熱系數比自然對流高一個數量級，因此在組串式逆變器外部增加風扇可以大大提升散熱能力，行業廠商普遍采用這種方式散熱。但組串式逆變器應用環境較差，其對外部風扇的防護性能要求較高。當前室外型風扇防護等級一般只能達到IP54/IP55，外部有風扇設計導致整體系統防護等級無法達到IP65。同時為了避免雨水直接沖刷風扇，設計散熱方案時，風道會變得很復雜，風道形式受限，一旦風扇失效，散熱能力衰減嚴重，這樣會使得逆變器輸出功率降額，發電量減少，嚴重影響客戶利益。更為關鍵的是，因風扇常年暴露在雨水和沙塵中，腐蝕嚴重，壽命急劇下降，逆變器生命周期內需要多次更換風扇，維護成本極高。

下圖為某戶外環境電站，逆變器運行一年后，風扇積灰和腐蝕的剖析圖片，從圖片可以看出，腐蝕情況非常嚴重。

二、組串式逆變器散熱問題的應對解決方案

無外部風扇設計方案雖然散熱能力不如強迫風冷方案，但由于逆變器外部無需安裝風扇，防護等級可以達到IP65，而且噪聲低，可靠性高，消除因風扇失效散熱能力衰減導致的功率降額，易維護，成本低。

隨著輸出功率提升和體積減小，散熱能力將是組串式逆變器設計的最大瓶頸。針對這個問題，可以通過采用銅鋁復合、熱管、均溫板等強化方式減小熱阻，提升散熱器散熱能力。另一種重要方式是腔體內部增加擾流風扇來改善內部熱點和提升腔體散熱能力，擾流風扇由于在腔體內部，不存在防護問題，即使失效，對整體散熱能力和功率影響不大。散熱設計方案效果如圖2，3所示。

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