影响光伏逆变器寿命的因素

【古瑞瓦特】影响光伏逆变器寿命的因素

光伏逆变器作为光伏发电系统的核心部件之一，其性能和寿命对于系统的稳定性和发电效率至关重要，直接影响整个光伏电站的经济效益。逆变器受内部电子元器件(IGBT、电容、电感等)所限，使用寿命一般无法达到25年，在整个光伏电站的生命周期内至少需要更换一次逆变器。但逆变器的具体寿命会受到多种因素的影响。在正常使用和保养条件下跟在环境苛刻或使用条件不当的情况下，寿命会有较大差异。接下来带大家了解影响逆变器寿命的几个因素。

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元器件因素

光伏逆变器主要元器件包括功率器件(IGBT或者MOS管)、二极管、电阻、电感、电容、电流传感器、光耦、继电器、散热风扇等，逆变器的使用寿命是由寿命最短的器件决定的。电阻、贴片电容和瓷片电容的使用寿命一般都可以达到20年以上，电感和变压器在设计时，只要不超过其材料温度，理论上认为是可以长期工作而不失效的;小功率的二极管，三极管基本可以工作10万小时以上;继电器的机械寿命一般在100万次以上，电气寿命大于1万次;功率器件IGBT或者MOS只要满足设计规格，一般也不考虑寿命。散热风扇属于易损元器件，出现问题只要及时更换，对逆变器寿命便无影响;电解电容器使用寿命与环境温度的相对关系，当纹波电流一定时(如额定纹波电流)，环境温度越高，电解电容器的使用寿命越短。相反，若降低工作温度则可以使电解电容器寿命大大增加，如额定最高温度为85℃的电解电容器在85℃的环境温度条件下寿命为1000小时，而环境温度降低到60℃，则寿命可以延长到约10000小时，在逆变器里面，元器件最大的短板在电解电容寿命方面。

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环境因素

尽管目前组串式逆变器基本都是IP66的防护等级，可以安装在室外，但是安装环境的好与坏对逆变器的寿命也是有比较大影响。

首先，环境温度是一个关键因素。过高的温度会加速电子元件的老化，降低其性能和可靠性。逆变器本身在运行过程中会产生一定的热量，如果逆变器安装在密闭环境内或阳光直射的位置，会加速其内部温度升高，从而缩短使用寿命。所以最好选择安装在组件下方或者安装遮阳棚，不仅可以延长逆变器使用寿命，还可以减少由于阳光直射造成的逆变器过温降载。

其次，湿度也是不可忽视的因素。潮湿的环境可能导致逆变器内部的电路板受潮，引发短路、腐蚀等问题。特别是在一些气候潮湿的地区，如沿海地区或雨季较长的地区，需要特别注意逆变器的防潮措施。

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电网质量因素

电网质量对光伏逆变器的寿命有着重要影响。电网中的电压波动、谐波干扰等问题会给逆变器带来额外的负担，增加其故障率。电网波动可能导致逆变器频繁进行调整和保护动作，从而影响逆变器寿命。

在一些有大功率设备和熔炉的工厂，设备启动瞬间电能变化非常剧烈，波形会严重畸变，轻则降低逆变器运行可靠性，重则导致逆变器内部元器件烧毁。如有此种场景，建议逆变器与现场负载错开启动，另外在熔炉类负载工作时，将逆变器限功率运行，提高运行的可靠性。下图是一现场熔炉负载开启畸变严重与熔炉关闭时正常波形对比。

熔炉开启时波形畸变

熔炉关闭时正常波形

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维护和管理因素

定期对光伏逆变器进行维护和管理是延长其使用寿命的重要措施。通过定期检查、清洁等维护工作可以及时发现和处理潜在问题。比如灰尘和污染物的积累是一个潜在的威胁。长期积累的灰尘和污垢会影响逆变器的散热性能，导致逆变器温度升高，进而影响内部元器件寿命。如下图所示，由于逆变器使用过程中未注重清洁维护，灰尘积累过多，严重影响逆变器的散热，从而导致逆变器故障频发，甚至烧毁内部元器件。

同时，一些污染物可能具有腐蚀性，会侵蚀逆变器的外壳和内部元件。因此，定期对光伏逆变器进行清洁和维护是必要的。

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小结

虽然影响逆变器寿命的因素有很多，只要我们在逆变器安装和使用过程中，确保逆变器有良好的通风散热条件，采取有效的防潮、防尘措施，并定期进行维护和检测，及时发现和处理潜在的问题。便可在一定程度上延长逆变器的使用寿命，保障光伏发电系统的长期稳定运行。

审核编辑 黄宇