太阳能发电体系一般直接露出在室外环境作业,常常遇到高温、高寒、高湿、大风沙,淋雨,盐雾等恶劣气象条件。华为牢靠性实验室业界创始开发出了温度、湿度、腐蚀性粉尘三归纳应力实验设备,使得逆变器产品在恶劣场景运用具有杰出的适应才能。针对野外运用,选用高温、淋雨、带电温循、外场露出等加快办法,验证了逆变器的长时刻牢靠性,确保设备长时刻安稳运转。
1.温变影响机理
温度不同,资料结构的分子运动的速度不同,在不同资料之间就呈现膨胀系数、热传递功能的匹配差异,简单导致部件的卡紧件松懈。IGBT模块和散热器之间的热不匹配、不同资料的缩短或膨胀率不同,可诱发部件的变形或决裂、外表涂层开裂、气密性变差或走漏、绝缘维护失效等。一般温度改变慢,影响不显着。急剧的温度改变可能会暂时或永久的影响设备的正常作业。
一起温度的快速改变,简单在单板,机壳等方位构成凝露,结水或结冰等现象,这对逆变器的运转带来较大的危险。
2.温变影响事例
影响逆变器温度的首要是地域温差、昼夜温差、时节温差、气候改变如太阳、风、雨等构成的温差。一起天然散热在热源和器材、外壳之间也构成温差,导致逆变器个部件之间构成温差。在北方区域冬天温度较低,许多当地低于-20℃,夏日温度超越40℃,昼夜温差20℃、时节温差60℃,一起逆变器外壳的温升在20~30℃,内部IGBT的温升在40~50℃。这样简单在内部腔体内构成温度差和各个部位的温度差,而且温度改变频频,这些对产品资料的挑选提出了严峻的应战。
此外迟早开机功率输出,骤变的阵雨及恶劣的气候改变,温变速率大,简单在一些部件上构成凝露,这也将影响逆变器的安全运转。
3.应对解决方案
产品规划上要考虑温差的影响,一起考虑凝露危险,如单板会集、涂覆维护、内部电扇散热等多项办法。在验证方面一般选用高温淋雨实验和PTC带电温循实验来验证整机功能,作为查找薄缺点的首要办法。一起经过外场露出来弥补验证严厉环境的长时刻适应才能。
规划中考虑温度均衡、温差散布接连,避免内部构成显着的温差,然后平衡内部单板温度。进步产品对温变的适应性。经过热仿真的办法剖析散热器、内部功率管、PCB单板器材等的热数据,规划中使热平衡均匀分配。
4.实验验证办法
4.1高温淋雨实验
4.1.1高温淋雨实验的场景剖析
淋雨实验室在高温、高湿的条件下,经过冷水直接冲淋实验样品,让样品外部快速降温,此不只是验证实验样品的IP防护等级,一起也是验证内部凝露的危险。一般经过内部贴湿度试纸的办法来查看内部是否产生凝露。一起也可进行带电实验,检测逆变器在高温淋雨时是否得到维护或失效。 夏天在高湿特别是在热带雨林区域运用的时分模块内部简单有凝露状况产生,经过淋雨实验来查验IP65等级的抗凝露才能,优化内部单板规划。正常运用时,模块内绝对湿度改变十分小,而下雨天模块内的均匀温变速率已大于了4度/分钟,加上风速影响,温变率会进一步加大。
4.1.2高温淋雨实验办法
在专用的淋雨箱坚持10H,主动敞开喷水,一起温箱开端下降,功率开端封闭,喷水0.5H后,敞开功率,10分钟后,封闭喷水,在喷水快速降温的过程中,封闭逆变器的功率,能进步温变率,兼容逆变器内部损耗影响。如此循环10次,时刻168H。实验过程中检测功率运转机器状况。实验完结后开箱查看试纸状况。
4.2PTC带电温循实验
4.2.1快速温循的场景剖析
PowerandTemperatureCyclingTest:带电温循测验
带电温循测验的意图是为了露出产品在不同温度条件长时刻运转时的潜在缺点。经过循环的快速温变加快产品在实践的场景的高低温的改变,验证产品对环境的适应性和长时刻牢靠性的首要办法,特别是资料的热匹配特性。经过带电运转的办法,能实时的检测逆变器状况。
4.2.2PTC带电温循实验办法
业界大部分实验最多用300CYCLE。因为逆变器的特殊性,每天都在温变,寿数期内的温变光昼夜温变次数为365*25=9125次,选用1000CYCLE的加快验证是必要。最低温度到-40℃,高温到80℃,温变15℃/分钟,详细的参阅下面的实验时序曲线图。
高温文低温停留时刻依据产品本身的热容特性挑选,关于密闭型较大样品主张挑选1H以上。在高温文低温过程中,可进行屡次的上电和下电实验测验。验证低温文高温发动功能。在高温段,可增加屡次上电下电操作(间隔时刻大于逆变器并网最小空隙时刻)。
实验完结后可对内部单板进行查看,还要求对内部单板,功率管进行查看,看是否存在裂缝,焊接不良,器材的封装和本体无开裂现象,塑料无显着的变形等。查看完结后可进行完结的电特性测验,剖析实验前后特性是否没有显着的劣化。 4.3外场露出
4.3.1外场露出的场景剖析
外场露出可让逆变器在太阳光照下直接照耀,比专门的模仿光照实验更挨近实践场景。为了更好的模仿实践的现场,放到沿海区域爆晒不只归纳验证了抗湿润、抗盐雾、抗太阳暴晒才能。海南万宁是一个比较抱负的露出外场,其有高温、高湿、高盐。此区域飓风、降雨、高温交变显着。在夏天,最高温度到35℃,机器外壳到60℃以上,在骤变的下雨条件下,外壳下降30℃。海滨外场是一个咸湿、淋雨、快速温变归纳实验,能更好的验证产品的安稳性。
4.3.2外场露出实验办法
挑选海滨350M的实验区。经过支架斜挂固定架,接入专用的模仿的PV直流源,监控体系,直接和电网并网。每周对逆变器的状况进行巡检,调查其发电量,内部温度的首要参数。外场露出是一个敞开的资源环境,实验站每天记载湿度、温度、剖析盐分含量。模仿逆变器运转,每天早上7:00开机,并网输出功率,晚上7:00后待机,封闭功率输出。实验周期1年以上。
5.总结
华为产品一向注重长时刻牢靠性,不只要求产品按长寿数规划,还在资料特性、热分、资料的匹配等方面进行了长时刻的研讨,积累了丰厚的工程规划和实验经历。一起,华为具有国际一流的设备牢靠性测验实验室。该实验室,具有业界最全的产品全环境运用场景的模仿测验才能,以及先进的牢靠性测验才能,包含气候、机械、室外风吹雨、太阳辐射、结冰等全场景测验才能,抢先HALT测验、加快尘埃腐蚀等牢靠功才能。
任何华为的产品均需求经过严厉的质量测验。不管在冰冷的北冰洋,仍是炽热的非洲,不管是海滨的高盐雾环境,仍是西北的沙漠区域,华为的产品经受了天然界恶劣严厉的检测,耸峙不倒。
光伏逆变器方面不只学习了我司无线产品全球室外运用的经历,还专门研讨了逆变器职业的共同运用环境。从规划、实验上确保了产品的长时刻安稳牢靠运转。咱们一直信仰一个理念,质量是咱们的生命,数据实在无情,服务客户有情。经过这样的饱经沧桑,咱们的产品运用遍及全球,质量也得到了客户的广泛好评。