“领跑者”的创新：从房子里走出来的集中逆变器

编者按

回顾光伏行业发展的历史，从2009年“特许权”招标拉开集中逆变器应用的大幕，到集中逆变器成为中国乃至全球大型地面光伏电站应用的主流产品，集中逆变器的各项性能指标在不断提升。同时防护性能也越来越强，逐渐摆脱了房子的束缚，直接应用到户外。这一技术是如何实现的呢？应用环境如何？它又能为业主带来什么价值呢？

住在房子里的逆变器

从应用和安装方式来看，集中逆变器的发展主要经历了三个里程碑：2008年之前，集中逆变器是住在水泥房里的；2008年-2012年，集中逆变器搬到了户外板房里；2013年-至今，这个阶段集中逆变器又转移到集装箱内。


纵观集中逆变器应用的发展历程，有一个非常明显的特征，就是逆变器在实际应用中始终离不开房子。这与人为什么要住在房子里是相同的道理，就是为了让逆变器拥有更好的防护、更好的工作环境。喜欢思考的朋友一定会提出一个问题，随着技术的发展，集中逆变器能否脱离房子呢？

逆变器的房子究竟为谁而建？

一般集中逆变器的防护等级是IP21，放在房子后实现了IP54的防护等级，以满足实际工况要求。IP54高防护等级主要是为了保护逆变器的核心精密器件，例如IGBT、电子器件、电路板等，避免水气、灰尘等接触到它们。当逆变器自身的防护等级达到IP54以上时，就可以走出房子，这也就到了集中逆变器的第四个里程碑。

众所周知，虽然集中逆变器的转换效率已经突破99%，但还有1%的损耗以热量的形态呈现出来。为了把热量从体内驱散出去，就需要有空气的内外交换，而空气中含有水气和灰尘，因此空气的内外交换会给防护等级带来挑战，这就存在一定的矛盾。

打通“任督二脉” 关键部件实现IP65防护

为了解决这个问题，可以从结构设计上和热设计上进行创新，既让散热气流能把内部的热量及时带到体外，又能避免散热气流中水分和灰尘接触到我们要保护的核心精密器件。这就要设计好气流的行走路径，犹如打通集中逆变器的“任督二脉”。


“任脉”就是外循环，“督脉”是内循环。控制板、低压器件、电容等位于完全密封的机柜内部，与外部通过热交换器的散热铝膜进行热量交换。具体热量交换过程为：外部的冷风从进风口进入，穿过热交换器散热铝膜，然后从上面的排风口出来；内部循环热量通过交换器散热铝箔传递到外循环，实现内外完全隔离。

如此精妙的创新设计，既保证了内部热量能尽快驱散出去，又能让逆变器核心器件与外部的水汽和灰尘完全隔离，实现IP65防护，处于一个清洁、舒适的工作环境，这样逆变器就更加稳定可靠，寿命也将更长。

走出房子 适应水面、沙尘、盐雾等各种应用环境

阳光电源在今年的SNEC展会上就发布了国内首款户外单机集中逆变器SG1250，率先在国内让集中逆变器从房子中走了出来，可以直接应用在户外高温、高湿、风沙、盐雾等各种恶劣环境，比如水面电站，沙漠电站及盐碱电站等。


2.5MW方案最优 户外集中逆变器未来发展新趋势

这款户外型集中逆变器除了继承传统集中逆变器的所有优势，比如SVG功能、PID修复与防护、智能控制单元等，还进行了全面升级优化：性价比更高，占地面积更小，功率密度更大，在可靠性和维护方面也更具有优势，大幅降低系统初始投资和运维成本。


在实际的应用中，推荐两台SG1250组成2.5MW逆变单元，系统性价比最优：与组串式1.6MW方案相比，节省初始投资约2毛/W；与集中式1.25MW方案相比，节省初始投资约5分/W。

因此，集结这么多优点于一身，从房子中走出来的户外型集中逆变器将成为未来发展新趋势。