太陽能發電系統所處的工作環境較為復雜，諸如高溫、高寒、高濕、鹽霧、大風沙等惡劣環境對系統的可靠性和環境適應性提出了十分嚴格的要求。近年來，建設在灘涂、魚塘、沿海的光伏電站越來越多。在電站建成運營后的2-3年內，我們發現，因為鹽霧和高潮濕環境，給電站中的設備，特別是逆變器的正常運行帶來了非常嚴重的影響，本文就鹽霧和高濕環境對逆變器運行帶來的影響進行了深入剖析，并提出了解決方案，拋磚引玉，供業界參考和討論。
一 鹽霧、高濕環境分析
1.鹽霧影響機理
在鹽霧和高濕環境下，主要的污染源為鹽霧和濕塵。集中型逆變器一般放置于磚瓦房或集裝箱內，由于其發熱量大且集中，一般采用直通風風道強制風冷方式，從室外直接抽取空氣進入逆變器房，然后經過逆變器散熱風道（出風口），排到室外。在這種情況下，外部的鹽霧顆粒和潮氣將被吸入逆變器，并在電路板、接插件、IGBT模塊、配電開關、銅排電纜等內部部件上積累。鹽霧腐蝕破壞過程中起主要作用的是氯離子。氯離子容易穿透金屬表面的氧化層和防護層，與內部金屬發生電化學反應。同時，氯離子含有一定的水合能，易被吸附在金屬表面的孔隙、裂縫排擠并取代氯化層中的氧，把不溶性的氧化物變成可溶性的氯化物，使鈍化態表面變成活潑表面，降低器件的絕緣能力和連接面的導電能力，導致產品失效。
另外，白天逆變器工作時溫度比較高，晚上停止工作，空氣溫度和逆變器溫度差異導致在逆變器上有水珠凝結，第二天溫度上升后，水蒸汽蒸發，但是鹽霧顆粒凝結在銅牌上腐蝕。
潮濕空氣的危害是非常大的。如果電站建設在魚塘，沿海，灘涂附近，周圍空氣潮濕，濕氣通過直通風進入逆變器房，非常容易引起控制設備內部發生凝露，引起爬電、閃絡事故。
對于IP54防護等級直通風形式的集中式逆變器機房來說，機房和設備的防塵網只能過濾部分顆粒直徑較大的灰塵，對于鹽霧和潮氣沒有過濾保護作用。在逆變器內部，普通的保護涂層（如銅排鍍層，機箱鍍層）、防護漆（如PCB三防漆）對于鹽霧和濕塵無法起到全面的保護作用。
上述案例可以看出，如果要在鹽霧高濕環境滿足光伏電站20年以上發電壽命的要求，從方案設計到設備選型需要提前做好應對措施，否則后果不堪設想。光伏電站的主要部件：組件、支架、線纜、逆變器、交直流配電設備等需要全方面的考慮。而逆變器作為光伏電站的核心，價值高，可靠性對發電量影響大，合理的選型和防護更是方案考慮的重中之重。
從上面的失效機理分析及案例來看，常規的集裝箱或者拼裝機房（防護等級IP55）解決不了鹽霧和高濕氣問題。對于防護等級IP20的逆變器和其他配電設備，如果應用在鹽霧和潮濕環境，防護的關鍵手段是實現電氣與外部潮濕鹽霧空氣的隔離，從而消除故障隱患，保證長期的可靠性。針對集中式逆變器和組串式逆變器，有不同的解決方案。
集中式逆變器解決方案的防護措施是通過密閉機房保護，不與外界發生氣體交換。下面是日本光伏電站的防護案例：
日本大部分地區靠近海邊，在鹽霧防護上有比較高的要求。下圖示例為日本東京附近的一個魚塘電站，逆變器機房采用全封閉式結構，與外部沒有空氣交換，逆變器為IP20防護等級，通過大功率空調的室內機－室外機方式進行散熱，實現對鹽霧和潮氣的保護。
而該方案的缺點也非常明顯：一是工業級空調帶來的額外成本，二是空調自身維護工作量及故障點的增加，三是在夏天以及輻照強度高的中午，空調連續運行消耗大量電力，影響發電收益。所以此方案適合在電價補貼較高，初始投資較充裕的場景。
如果選擇組串式解決方案，減少了直流配電柜（IP20），集中式逆變器（IP20）等低防護等級設備的應用，取而代之的是高防護等級的電氣設備，包括組串式逆變器（IP65），交流匯流箱、通訊柜等其余設備均采用IP55以上的防護。目前國內部分廠家的組串式逆變器已經能夠實現IP65的防護等級（外置風扇部分防護等級略低為IP55）。為進一步加強抗鹽霧特性，筆者建議組串式逆變器機身采用全鋁一體封閉式外殼（含蓋板，機箱 ，散熱器，氣密性要好），無外置風扇設計（這點很關鍵，外置風扇是逆變器中最容易出現故障和被腐蝕地方之一），同時逆變器外殼需噴涂高耐候室外型涂層保護，散熱器采取加厚陽極氧化氧化工藝，以及所有安裝部件采取不銹鋼等耐腐蝕材料，真正實現IP65防護，從而滿足在鹽霧和高濕環境下的應用。下面是海邊試驗外場的實際測試場景，逆變器經過近3年的長期測試，仍然保持穩定的運行，外觀無任何銹蝕等痕跡。
鹽霧和高濕環境，對電氣設施的腐蝕問題，已經嚴重影響到電站的安全可靠以及長期的運行，需要在電站可研和方案設計之初就要引起足夠的重視。組串式解決方案由于全系統設備防護等級高，無需增加額外的成本，維護和故障更換方便，責任界面清晰等優點，是鹽霧高濕地區建站方案的最佳選擇。同時選擇信用等級高的合作伙伴和高質量的逆變器產品，不但能夠獲得最佳的發電性能和系統可靠性，降低運維風險和成本，更能夠在未來電站再融資市場上獲得更好的估值，形成商業的良性循環。
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