荒漠电站最佳解决方案-箱式逆变房

早期荒漠电站多采用自建水泥房，内置逆变器的形式，由于占地面积大、人力成本高、施工难度大、建筑材料运输难等原因，导致水泥房的整体成本普遍较高。同时，房体内除逆变器外，还存在配电、通讯、消防、散热、照明等多个功能单元，元器件品质、施工质量很难把控，可靠性无法保障。且供应商零散，给后期维护也带来了很大的麻烦，此外，水泥房建设周期长，占用了工程大量的时间，这显然已不满足目前装机容量快速增长的要求。在这种背景下，箱式逆变房应运而生，并凭借系统功能、可靠性、系统成本和施工效率等方面的显著优势，快速成了大型荒漠电站最佳的选择，据统计，目前集中式逆变器解决方案中，50%以上均是以箱式逆变房的形式。

一、荒漠电站中逆变房面临的挑战

早期荒漠电站多采用自建水泥房，内置逆变器的形式，存在功能简单、可靠性低、系统成本高、工程周期长及后期维护难等诸多挑战。

挑战1： 功能简单，可靠性低：通用性的自建水泥房仅可提供初级的防护，房体内除逆变器外，还存在配电、通讯、消防、散热、照明等多个功能单元，元器件的品质、施工质量很难把控，导致可靠性低。实现高防护等级、多功能集成、低自身耗能等综合目标，需要定制化平台化的方案思路；

挑战2：系统成本高：人力成本不断提高、施工难度大、占地面积大、建筑材料运输难等原因，导致水泥房的整体建设成本普遍较高；

挑战3: 后期维护难：除逆变器外，还有配电、通讯、消防、散热、照明等多个功能单元，后期运维需要协调多个厂家。备品备件管理复杂，无形中提升了运维成本；

挑战4：工程周期长：从设计、施工、装修、设备安装、电缆连接到最终设备调试，诸多环节导致工程周期长，且建设工序复杂，需要协调的资源多，经常出现设备已经并网运行了，风道、进出风口过滤装置还没有安装的情况.

二、一体化功能设计，从产品到方案平台的提升

光伏电站应用环境各异，在满足散热通风的前提下，逆变房需要有良好的防尘、防水、防腐蚀的能力。箱式逆变房，将散热、防护等功能实现与逆变器产品结合，并为业主提供个性化内部空间，形成一体化功能设计的光伏系统接入方案平台。以阳光电源箱式逆变房为例进行分析。

阳光电源箱式逆变房将逆变器、直流柜、通讯单元集成于一体，采用简洁的分段直排式风道，风道内不含风机，零损耗，免维护。风道长度仅1m，压力损失小，风机处于最佳效率状态。逆变器在工作时，大部分热量通过风道排出集装箱外，仅有少量热量通过辐射传到箱体内部，内部空气吸收热量后向顶部流动，再由集装箱顶部排风扇排出，确保了逆变器的长期可靠运行。


箱体周围加设隔热层，采用低导热率的岩棉作为保温材料，夹层厚度达50mm，可有效隔绝太阳辐射，并在低温环境下较好的保温。箱体进风口S型百叶窗采用专利设计，防护网采用四层结构，有效阻止风沙和雨水侵入。防尘棉则采用特制高通量低阻力过滤棉，可重复使用，更换时只需按下百叶窗暗扣，即可取出防尘棉，整个更换过程时间不到几分钟。

通过完善精细的散热设计，阳光电源箱式逆变房可以做到箱体内外最大5℃温差，并可确保在50℃环境温度下满载输出，45℃环境温度下1.1倍过载输出。同时，阳光电源箱式逆变房也在行业内率先通过CE、TUV、CSA等多家权威机构认证的解决方案，满足多个国家市场需求。
三、系统可靠性高、后期维护更便利

除逆变器外，系统还包含配电、通讯、消防、散热、照明等多个功能单元，自建水泥房方案使用的元器件品质、施工质量很难把控，导致可靠性低。而箱式逆变房内使用的所有元器件都是经过精心筛选，专业安装、严格的型式测试和出厂测试，每一个器件的品质都能得到保障。而且自建水泥房由于元器件都是从不同厂家单独采购的，后期任何一个部件损坏都需要找不同厂家，而箱式逆变房由逆变器厂家统一提供，任何问题都由一个厂家来解决，大大降低了后期的维护成本。

箱式逆变房采用标准集装箱体结构，采用海运集装箱的首选用钢corten A钢（GB/T4171-2008）， 耐大气腐蚀性强。且corten A钢由于Cr，Cu，P等元素的综合作用，在钢的表面形成了致密而且有良好保护作用的铁锈。即使在油漆受外力损伤的情况，也不会像普通钢材那样严重锈蚀影响钢结构强度。箱体外部采用底漆（富锌漆），中间漆（环氧漆），外面漆（丙烯酸漆，聚氨酯漆，氯化橡胶漆）共三层油漆结构，并使用具有抗腐蚀、耐磨损、防潮和耐高温、耐候性、重涂性等特性的优质油漆材料，确保箱体在高温、湿热等各种恶劣环境下保持长寿命稳定运行。

此外，维护便利也需要纳入产品设计中。阳光电源箱式逆变器内置500KW逆变器和直流柜，采用中线对称的放置方式，方便人员查看设备信息和正面维护；逆变器的前置门板能够打开160°，极大的提高了维护空间；集装箱两侧设计了整体式双开门，提供了快捷方便的维修通道（如图5），若需对逆变器内大器件进行更换时，直接打开背部双开门即可。

四、成本效率为王，市场选择是第一标准

大型荒漠电站大多处于偏远地区，人力成本高、施工难度大、建筑材料运输难，导致水泥房的整体建设成本普遍较高。且从设计、施工、装修、设备安装、电缆连接到最终设备调试，诸多环节导致工程周期长。且建设工序复杂，需要协调的资源多，经常出现设备已经并网运行了，风道、进出风口过滤装置还没有安装的情况。为了保证施工质量和工程进度，业主单位不得不安排专业人员进行指导或聘请监理公司代为监督。

之所以箱式逆变房方案一经推出就迅速占领市场，主要原因之一就是方案在工程成本和施工时间上优势显著。综合考虑占地面积（自建水泥房一般占地约30m2，箱式逆变房仅仅7m2）、人力成本 、施工工时、建筑材料运输等各种成本，1MW箱式逆变房至少比自建水泥房节省6分钱/W，即使用箱式逆变房每MW可节省6万元。对于100MW电站，可以节省600万元初始投资。箱式逆变房安装也十分便捷，除简单的平地和地基外，箱式逆变房方案没有其他施工需求，通过吊装或叉车即可直接安置在指定地点，很好的满足了业主及EPC单位对项目的工程成本和施工周期要求，大大降低了施工难度和现场风险。

五、多个行业常见的成熟户外应用平台

不仅是在光伏行业和电力行业，作为全球标准化的大型容器，集装箱同样在多个行业应用为方案平台。

通讯行业中的集装箱数据中心最早源于Sun在2006年提出的“黑盒子计划”，其采用20尺的标准集装箱，内部放置服务器和供电设备等，此设计优势明显，并且很快成为了行业的热点，如今，IBM、HP、谷歌、思科、微软等巨头纷纷涉足（如图6），产品更是应用于世界各地，包括沙漠、沿海地区，其应用场合与光伏产品类似。

电力行业中如：电力设备制造商ACTIVE POWER公司、电池制造商SAFT集团等也在几年前就加入到集装箱化的队伍中，其中Power House就是ACTIVE POWER公司的主要的箱式电源产品。

光伏行业中SMA、西门子等国外品牌09年就开始推出集装箱类产品，并在欧洲、非洲、亚洲等世界各地普遍应用。国内的阳光电源、上能及特变电工等逆变器厂家也纷纷推出了箱式逆变房产品，并迅速获得了国内众多用户的青睐。凭借系统功能、可靠性、系统成本和施工效率等方面的显著优势，如今箱式逆变房已成为大型荒漠电站的主流解决方案，据统计，目前集中式逆变器解决方案中，50%以上均是以箱式逆变房为主。随着光伏电站市场的进一步拓展，箱式逆变器的适用范围将更为广阔。