光儲之家 | 光儲系統中的“熱”知識
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光儲系統中，如何散熱是最重要的問題是，通過世界上著名調查BCC報告，目前大部分電子產品失效，55%的原因是由于散熱做得不好。電子器件工作的可靠性對溫度十分敏感，器件溫度在70-80度水平上每增加1度，可靠性就會下降5%，溫度過高將會使電子產品可靠性降低。
目前散熱方式主要有三種：一是自然散熱，二是強制風冷，三是強制液冷。光儲系統中，組件、電纜、開關箱、小功率逆變器，小型電池箱等一般采用自然散熱，中大功率逆變器，中小功率儲能裝置，散熱系統一般采用強制風冷的方式，大型鋰電池儲能集裝箱，有的廠家開始采用強制液冷的方式。
儲能系統對散熱有嚴格要求
隨著熱設計技術和電子技術的向前發展，光儲系統的安全性和壽命也取得了很大的進步，技術上主要通過降低系統損耗和提升散熱效率兩方面來實現，逆變器的體積因此可以做到越來越小，重量越來越輕，儲能集裝箱，單位面積容量也可以做到越來越大，整體價格也越來越便宜。
降低系統損耗方面：逆變器有多電平技術，功率器件兩端的電壓越高，內阻越高，開關頻率越高，損耗就越大，近年來推出的三電平，五電平結構，電壓只有二電平的一半或者四分之一，開關頻率也可以減少到二電平的一半或者四分之一，因此多電平技術可以減少損耗。軟開關技術，應用諧振原理，軟開關通過檢測功率器件的電流，當功率器件兩端的電壓或流過功率器件的電流為零時才導通或者關斷，這樣開關管開關損耗降到最低；利用碳化硅材料的IGBT，內阻可以做得很低，從而減少損耗。
提升散熱效率方面：熱管冷卻，利用的是熱管內部的工質蒸發吸熱對電子設備進行冷卻，熱管兩端分別為冷凝段和蒸發段，中間是絕熱段。液體在蒸發段通過工質蒸發氣化來吸收電子器件產生的熱量，產生的蒸汽在內部壓力的作用下流向冷凝段被凝結為液體，然后液體依靠毛細力流到蒸發段，形成一個循環結構。相變儲能冷卻，利用相變材料在相變的時候需要很大的潛熱，通過吸收電子設備產生的熱量發生相變而自身溫度不變化，然后吸收的熱量利用其他方式散去。
除了關注常見的系統級的散熱設計外，光儲系統還有一些設備的技術參數指標，表面看起來和溫度無關，但實際上卻是由溫度決定的。
導線的載流量就是導線能夠承載的電流最大值，如一根6平方毫米的電纜，能通過70A的電流，表面上載流量只和導線的材質、截面積以及安裝環境有關系，但實際上，導線的載流量是由溫度決定，如果溫度足夠低，6平方毫米的超導體電纜也可以通過700A，甚至7000A的電流。
由于電氣線路本身具有電阻，通過電流時就會發熱，產生的熱量會通過電線的絕緣層散發到空氣中去，導線越粗，電阻越小，同樣的電流發熱也就越小。如果電線發出去的熱量恰好等于電流通過電線產生的熱量，電線的溫度就不再升高，這時的電流值就是該電線的安全載流量。限制導線的載流量過大，是為了防止絕緣層被破壞，影響導線壽命，或者防止導線過熱燒斷，影響設備運行，甚至起火燒壞設備。
在我們選用斷路器時，只要能確保額定電流符合斷路器額定電流的選用規則，那么這臺斷路器在使用時就不會有什么問題。那么到底斷路器的額定電流與什么因素有關？這最主要的因素就是溫度。
溫度升高，會使得金屬材料的強度降低。開關電器會因為機械結構件的強度降低而嚴重影響到動穩定性和熱穩定性，整體性能參數直線下降。因此，在國家標準中，無論對高壓電器還是低壓電器，溫升都是型式試驗的一項重要考核指標，在GB14048.1-2012中規定，開關電器的平均環境溫度是35攝氏度，再加上65度的溫升，所以導電排的最高使用溫度為35+65=100攝氏度。斷路器的額定電流其實是由導電排的溫升來決定的，它的溫升不得超過標準GB14048.1-2012表2所規定的值。斷路器的溫升還與斷路器的安裝方式、開關柜的防護等級、環境溫度以及海拔高度有關。若開關柜的防護等級過高，或者環境溫度過高，或者安裝處的海拔高度超過2000m，則斷路器需要降容使用，即降低它的額定電流。
3、組件的發電量和溫度
光伏組件的發電量和光照有關，一般說來，輻照度越高，輸出功率就越高，每年7-8月的夏天是我國大部分地區輻照度的時候，但從統計的綜合數據上看，發電量最高的月份并不是輻照度最高的7-8月，而是5月或者10月份。
光伏組件是半導體材料，內部有電阻，會消耗一部分電能，和銅鋁電纜材料一樣，光伏組件的內阻也是隨著溫度的升高而增加，夏天紅外線強，紅外線熱量會提高光伏組件的溫度，降低發電量。所以雖然夏季是有強烈光照和增長的光照時間優勢，但同樣會對電站的發電量產生負面影響，如夏季氣溫高，空氣濕度大，強降雨雷暴等惡劣天氣相對頻繁，這些因素都會影響光伏電站的發電量。
系統安裝時要注意溫度
組件和逆變器本身是一個發熱源，所有的熱量都要及時散發出來，不能放在一個封閉的空間，否則溫度會越升越高，逆變器要放在一個空氣流通的空間，要盡量避免陽光直射。多臺逆變器裝在一起時，為了避免相互影響，逆變器和逆變器之間要留有足夠的距離。
保持通風和散熱，不管是組件還是逆變器，配電箱都要保持通風，確保空氣流通。對于屋頂光伏電站的組件，不要為了多發電量，而不合理地安排光伏電站組件的排布，造成組件和組件之間互相遮擋，同時影響散熱通風。要保證光伏組件、逆變器、配電箱四周開闊，如有雜物堆積，及時清理。
