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光储之家 | 光储系统中的“热”知识
光储之家
光储系统中，如何散热是最重要的问题是，通过世界上著名调查BCC报告，目前大部分电子产品失效，55%的原因是由于散热做得不好。电子器件工作的可靠性对温度十分敏感，器件温度在70-80度水平上每增加1度，可靠性就会下降5%，温度过高将会使电子产品可靠性降低。
目前散热方式主要有三种：一是自然散热，二是强制风冷，三是强制液冷。光储系统中，组件、电缆、开关箱、小功率逆变器，小型电池箱等一般采用自然散热，中大功率逆变器，中小功率储能装置，散热系统一般采用强制风冷的方式，大型锂电池储能集装箱，有的厂家开始采用强制液冷的方式。
储能系统对散热有严格要求
随着热设计技术和电子技术的向前发展，光储系统的安全性和寿命也取得了很大的进步，技术上主要通过降低系统损耗和提升散热效率两方面来实现，逆变器的体积因此可以做到越来越小，重量越来越轻，储能集装箱，单位面积容量也可以做到越来越大，整体价格也越来越便宜。
降低系统损耗方面：逆变器有多电平技术，功率器件两端的电压越高，内阻越高，开关频率越高，损耗就越大，近年来推出的三电平，五电平结构，电压只有二电平的一半或者四分之一，开关频率也可以减少到二电平的一半或者四分之一，因此多电平技术可以减少损耗。软开关技术，应用谐振原理，软开关通过检测功率器件的电流，当功率器件两端的电压或流过功率器件的电流为零时才导通或者关断，这样开关管开关损耗降到最低；利用碳化硅材料的IGBT，内阻可以做得很低，从而减少损耗。
提升散热效率方面：热管冷却，利用的是热管内部的工质蒸发吸热对电子设备进行冷却，热管两端分别为冷凝段和蒸发段，中间是绝热段。液体在蒸发段通过工质蒸发气化来吸收电子器件产生的热量，产生的蒸汽在内部压力的作用下流向冷凝段被凝结为液体，然后液体依靠毛细力流到蒸发段，形成一个循环结构。相变储能冷却，利用相变材料在相变的时候需要很大的潜热，通过吸收电子设备产生的热量发生相变而自身温度不变化，然后吸收的热量利用其他方式散去。
除了关注常见的系统级的散热设计外，光储系统还有一些设备的技术参数指标，表面看起来和温度无关，但实际上却是由温度决定的。
导线的载流量就是导线能够承载的电流最大值，如一根6平方毫米的电缆，能通过70A的电流，表面上载流量只和导线的材质、截面积以及安装环境有关系，但实际上，导线的载流量是由温度决定，如果温度足够低，6平方毫米的超导体电缆也可以通过700A，甚至7000A的电流。
由于电气线路本身具有电阻，通过电流时就会发热，产生的热量会通过电线的绝缘层散发到空气中去，导线越粗，电阻越小，同样的电流发热也就越小。如果电线发出去的热量恰好等于电流通过电线产生的热量，电线的温度就不再升高，这时的电流值就是该电线的安全载流量。限制导线的载流量过大，是为了防止绝缘层被破坏，影响导线寿命，或者防止导线过热烧断，影响设备运行，甚至起火烧坏设备。
在我们选用断路器时，只要能确保额定电流符合断路器额定电流的选用规则，那么这台断路器在使用时就不会有什么问题。那么到底断路器的额定电流与什么因素有关？这最主要的因素就是温度。
温度升高，会使得金属材料的强度降低。开关电器会因为机械结构件的强度降低而严重影响到动稳定性和热稳定性，整体性能参数直线下降。因此，在国家标准中，无论对高压电器还是低压电器，温升都是型式试验的一项重要考核指标，在GB14048.1-2012中规定，开关电器的平均环境温度是35摄氏度，再加上65度的温升，所以导电排的最高使用温度为35+65=100摄氏度。断路器的额定电流其实是由导电排的温升来决定的，它的温升不得超过标准GB14048.1-2012表2所规定的值。断路器的温升还与断路器的安装方式、开关柜的防护等级、环境温度以及海拔高度有关。若开关柜的防护等级过高，或者环境温度过高，或者安装处的海拔高度超过2000m，则断路器需要降容使用，即降低它的额定电流。
3、组件的发电量和温度
光伏组件的发电量和光照有关，一般说来，辐照度越高，输出功率就越高，每年7-8月的夏天是我国大部分地区辐照度的时候，但从统计的综合数据上看，发电量最高的月份并不是辐照度最高的7-8月，而是5月或者10月份。
光伏组件是半导体材料，内部有电阻，会消耗一部分电能，和铜铝电缆材料一样，光伏组件的内阻也是随着温度的升高而增加，夏天红外线强，红外线热量会提高光伏组件的温度，降低发电量。所以虽然夏季是有强烈光照和增长的光照时间优势，但同样会对电站的发电量产生负面影响，如夏季气温高，空气湿度大，强降雨雷暴等恶劣天气相对频繁，这些因素都会影响光伏电站的发电量。
系统安装时要注意温度
组件和逆变器本身是一个发热源，所有的热量都要及时散发出来，不能放在一个封闭的空间，否则温度会越升越高，逆变器要放在一个空气流通的空间，要尽量避免阳光直射。多台逆变器装在一起时，为了避免相互影响，逆变器和逆变器之间要留有足够的距离。
保持通风和散热，不管是组件还是逆变器，配电箱都要保持通风，确保空气流通。对于屋顶光伏电站的组件，不要为了多发电量，而不合理地安排光伏电站组件的排布，造成组件和组件之间互相遮挡，同时影响散热通风。要保证光伏组件、逆变器、配电箱四周开阔，如有杂物堆积，及时清理。
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