散热方案选择主要取决于逆变器功率
发布时间：2014-10-30     来源： 光伏产业观察网
本文摘要：强制风冷的散热效率是自然冷却的10~20倍，更高效的散热方式还有液冷。从结构复杂程度和实现的难易程度来看，强制风冷散热系统比液冷系统简单、容易实现、可靠性高。

　　随着光伏逆变器外形尺寸缩小和单机功率提高，对散热设计的要求越来越高。设计者必须综合考虑逆变器散热系统的散热效果、防护性、可安装性、可维护性，以及所付出的经济代价。其中，单机功率，是设计散热方案的重要依据。
 
　　逆变器散热技术包括自然冷却、强制风冷、液冷和相变冷却等形式。各种形式的工作原理和特点，如表1所示。
 

 
　　研究表明，强制风冷的散热效率是自然冷却的10~20倍，更高效的散热方式还有液冷。从结构复杂程度和实现的难易程度来看，强制风冷散热系统比液冷系统简单、容易实现、可靠性高。因而，在电源行业首选强制风冷散热方式，其次考虑自然冷却、液冷等散热方式。
 

 
　　图一散热方式与热流密度的关系（注：图片引自美国内华达大学YunusA.Cengel教授所著《HeatandMassTransfer:FundamentalsandApplications》一书）
 
　　热流密度是指单位时间内，通过物体单位横截面积上的热量。如图1所示，在同等允许温升范围内，系统热流密度越大，所需的散热方式越苛刻。
 
　　通常情况，电子元器件允许工作温升在40~60℃范围内。在温升60℃的允许上限条件下，自然冷却可承担最大热流密度为0.05W/cm2。当热流密度大于0.05W/cm2时，通过一些特殊手段可是自然冷却勉强提高散热效果，但需要牺牲工作性能、器件寿命或经济性等作为代价。在热流密度大于0.05W/cm2时，采用强制风冷散热方式，可得到令人满意的综合性能和经济性。当热流密度继续增大时，则需要选择液冷等其他散热方式。对于功率都在几MW的大型风能变流器，散热方式都是选用液冷；功率在100KW到1MW之间的集中型光伏逆变器，散热方式为强制风冷；而功率从几千瓦到几十千瓦的组串式光伏逆变器，则根据单机功率的从小到大，散热设计也从自然散热提升到强制风冷散热。
关键词：光伏发电　逆变器　

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