CN103259421A - 一种光伏逆变器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种光伏逆变器，包括柜体、设置于柜体内的升压模块和逆变模块，升压模块和逆变模块均设有散热片，还包括设于柜体内的风扇，柜体上设有进风口和出风口，风扇使得气体进入柜体并依次经过进风口、散热片和出风口。光伏逆变器工作过程中，发热量较大的模块为升压模块和逆变模块，升压模块和逆变模块产生的热量能够传递给散热片，风扇能够使气体从进风口进入柜体，流经散热片，从出风口流出柜体。散热片本身能够散发一定的热量，当气体流经散热片时，散热片与流动气体产生热交换，热量能够随流动气体传递出柜体，大大提高了散热片的散热量，具有较好的散热效果，能够满足使用功率较大的光伏逆变器的散热需求。

Description

一种光伏逆变器

技术领域

本发明涉及光伏技术领域，特别是涉及一种光伏逆变器。

背景技术

光伏发电***是利用太阳能电池直接将太阳能转换成电能的发电***，其特点是可靠性高、使用寿命长、不污染环境、能独立发电又能并网运行。

光伏发电***的主要部件包括太阳能电池方阵，蓄电池组，充放电控制器，逆变器。在有光照情况下，太阳能电池方阵吸收光能，并将光能转换成电能；蓄电池组贮存太阳能电池方阵转换的电能；充放电控制器能够防止蓄电池组的过充电或过放电；逆变器负责将直流电转换成交流电，交流电可以独立供电，也可以并入电网。

早期的光伏发电***以离网型为主，能够满足无网用户的用电需求，随着光伏技术的发展，光伏发电量逐渐增大，对并网型的光伏发电***的需求也逐渐增大，其功率要求也越来越高。

并网型的光伏发电***的光伏逆变器包括升压模块、逆变模块和滤波电感，升压模块将太阳能电池方阵产生的直流电转换为高压直流电，逆变模块将高压直流电转换为高压交流电，高压交流电经过滤波电感滤波后，频率和波形均符合电网的并网要求，可以并入电网。

光伏逆变器工作中，升压模块和逆变模块会产生大量的热量，10千瓦以下的小功率光伏逆变器通常为二者设置散热片，二者产生的热量传导到散热片上，经散热片散发到周围的空气中。对于10千瓦以上的光伏逆变器，由于功率过大，仅设置散热片不能够满足散热需求，如果不能有效散热，有可能会烧毁光伏逆变器，甚至可能会产生***，存在严重的安全隐患。

因此，如何使光伏逆变器的散热***能够满足其使用功率较大时的散热需求，是本领域技术人员目前急需解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种光伏逆变器，该光伏逆变器的散热效果较好，能够满足较大使用功率时的散热需求。

为了实现上述技术目的，本发明提供了一种光伏逆变器，包括柜体、设置于所述柜体内的升压模块和逆变模块，所述升压模块和所述逆变模块均设有散热片，还包括设于所述柜体内的风扇，所述柜体上设有进风口和出风口，所述风扇使得气体进入所述柜体并依次经过所述进风口、述散热片和所述出风口。

优选地，所述进风口位于所述柜体的下盖板和所述柜体的侧板的下侧，所述出风口位于所述柜体的上盖板。

优选地，所述光伏逆变器的滤波电感位于所述柜体内的下侧，所述升压模块和所述逆变模块均位于所述柜体内的上侧。

优选地，所述升压模块和所述逆变模块的驱动板位于所述柜体内的上侧。

优选地，所述升压模块、所述逆变模块、所述滤波电感和所述风扇的中心均位于同一竖直直线上，且所述竖直直线穿过所述下盖板的中心。

优选地，所述光伏逆变器适用的功率范围为10千瓦到200千瓦。

优选地，所述光伏逆变器的功率为50千瓦。

优选地，所述光伏逆变器的功率为100千瓦。

本发明提供的光伏逆变器，包括柜体、设置于柜体内的升压模块和逆变模块，升压模块和逆变模块均设有散热片，还包括设于柜体内的风扇，柜体上设有进风口和出风口，风扇使得气体进入柜体并依次经过进风口、散热片和出风口。

光伏逆变器工作过程中，发热量较大的模块为升压模块和逆变模块，升压模块和逆变模块产生的热量能够传递给散热片，风扇能够使气体从进风口进入柜体，流经散热片，从出风口流出柜体。散热片本身能够散发一定的热量，当气体流经散热片时，散热片与流动气体产生热交换，热量能够随流动气体传递出柜体，大大提高了散热片的散热量，具有较好的散热效果，此结构的散热***能够满足使用功率较大的光伏逆变器的散热需求。

此结构的光伏逆变器主要适用的功率范围为10千瓦到200千瓦，优选的功率为50千瓦或100千瓦。

具体的，进风口可以设施于柜体的下盖板和柜体的侧板的下侧，出风口可以设置于柜体的上盖板，在风扇的作用下，气体从下盖板和侧板的下侧进入柜体，流经柜体内的各个模块和散热片，然后从上盖板流出柜体。进入柜体的气体不但可以加快散热片的散热，而其还可以为柜体内的各个模块降温。

进一步的，光伏逆变器的滤波电感位于柜体内的下侧，升压模块和逆变模块均位于柜体内的上侧。从进风口进入柜体的气体先流经滤波电感，可以为滤波电感降温，由于滤波电感自身产生的热量较少，流经滤波电感的气体流经散热片时还可以加快散热片的散热。

一种优选的方式中，升压模块和逆变模块的驱动板位于柜体内的上侧。升压模块和逆变模块的工作过程均由主控板控制，主控板向驱动板发送控制命令，然后由驱动板具体驱动升压模块和逆变模块。此光伏逆变器的散热效果较好，可以缩短驱动板与升压模块和逆变模块的距离，这样可以减少由于距离产生的寄生电容，使光伏逆变器具有较高的工作稳定性。

另一种优选的方式中，升压模块、逆变模块、滤波电感和风扇的中心均位于同一竖直直线上，且竖直直线穿过下盖板的中心。光伏逆变器的柜体的下盖板的中心即为支撑底座的中心，各器件的中心均通过支撑底座的中心，整体的稳定性较好，能够使得整体结构的横向面积较小，柜体内各器件逐个向上堆栈，结构紧凑，节约空间。

附图说明

图1为本发明所提供的光伏逆变器一种具体实施方式的结构示意图；

图2为图1所示的光伏逆变器的柜体的结构示意图；

图3为图1所示的光伏逆变器的柜体的另一个角度的结构示意图。

其中，图1至图3中的附图标记如下：

柜体1；下盖板11；侧板12；上盖板13；升压模块2；逆变模块3；散热片4；风扇5；进风口6；出风口7；滤波电感8；驱动板9。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种光伏逆变器，该光伏逆变器的散热效果较好，能够满足较大使用功率时的散热需求。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

请参考图1，图1为本发明所提供的光伏逆变器一种具体实施方式的结构示意图。

在一种具体的实施方式中，本发明提供了一种光伏逆变器，包括柜体1、设置于柜体1内的升压模块2和逆变模块3，升压模块2和逆变模块3均设有散热片4，还包括设于柜体1内的风扇5，柜体1上设有进风口6和出风口7，风扇5使得气体进入柜体1并依次经过进风口6、散热片4和出风口7。

光伏逆变器工作过程中，发热量较大的模块为升压模块2和逆变模块3，升压模块2和逆变模块3产生的热量能够传递给散热片4，风扇5能够使气体从进风口6进入柜体1，流经散热片4，从出风口7流出柜体1。

散热片4本身能够散发一定的热量，当气体流经散热片4时，散热片4与流动气体产生热交换，热量能够随流动气体传递出柜体1，大大提高了散热片4的散热量，具有较好的散热效果，此结构的散热***能够满足使用功率较大的光伏逆变器的散热需求。

具体的，此结构的光伏逆变器适用的功率范围为10千瓦到200千瓦，此范围为目前，光伏逆变器比较常用的功率范围。使用功率小于10千瓦的散热器通常只设置散热片4，如需要使用功率大于200千瓦的光伏逆变器，通常由小于200千瓦的光伏逆变器组合使用。

此结构的光伏逆变器优选的使用功率为50千瓦或100千瓦。光伏逆变器工作时产生的热量传递给散热片4，由散热片4的板片向外辐射热量，此过程中流体对流加快散热效果。此结构的光伏逆变器充分利用了传导散热、辐射散热和对流散热，使其主要的发热器件能正常工作，逆变效率显著提高。

光伏逆变器工作过程中，升压模块2将太阳能电池方阵产生的直流电转换为高压直流电，逆变模块3将高压直流电转换为高压交流电，高压交流电经过滤波电感8滤波后，频率和波形均符合电网的并网要求，可以并入电网。

升压模块2和逆变模块3中主要的热源是IGBT（绝缘栅双级型晶体管），IGBT可以安装在散热片4上，风扇5可以设置在散热片4的下侧，风扇5的叶片旋转时产生的流动气体刚好吹向散热片4的板片。

请参考图2和图3，图2为图1所示的光伏逆变器的柜体的结构示意图，图3为图1所示的光伏逆变器的柜体的另一个角度的结构示意图。

具体的，进风口6可以位于柜体1的下盖板11和柜体1的侧板12的下侧，出风口7可以位于柜体1的上盖板13。

此结构的柜体1，在风扇5的作用下，气体将从下盖板11和侧板12的下侧进入柜体1，流经柜体10内的各个模块和散热片4，然后从上盖板11流出柜体1。

由风扇和温差产生的对流气体进入柜体1后，流经整个柜体1，不但可以加快散热片4的散热，而其还可以为柜体1内的各个模块降温。

进一步的，光伏逆变器的滤波电感8位于柜体1内的下侧，升压模块2和逆变模块3均位于柜体1内的上侧。

如图1所示，气体从下盖板11的进风口6进入柜体1，先流经滤波电感8，能够和滤波电感8经常热交换，为滤波电感8降温。由于滤波电感8自身产生的热量较少，流经滤波电感8的气体再流经散热片4，还可以加快散热片4的散热。

根据光伏逆变器的使用功率，可以确定各模块消耗的功率，确定整个光伏逆变器的发热量；再根据各模块的工作温度，可以确定各模块的温升；然后可以确定进风口6和出风口7的面积。

另一种具体的实施方式中，升压模块2和逆变模块3的驱动板9也位于柜体1内的上侧。

升压模块2和逆变模块3的工作过程均由主控板控制，主控板向驱动板9发送控制命令，然后由驱动板9具体驱动升压模块2和逆变模块3。如果升压模块2和逆变模块3工作时不能及时散热，高温使驱动板9不能稳定的工作，如果驱动板9与升压模块2和逆变模块3的距离较远，会产生寄生电容，也会影响驱动板9工作的稳定性。

此光伏逆变器的散热效果较好，驱动板9可以设置在升压模块2和逆变模块3旁边，驱动板9与升压模块2和逆变模块3的距离较短，可以减少由于距离产生的寄生电容，同时散热效果较好，各器件均可以正常工作，使光伏逆变器具有较高的工作稳定性。

在上述各实施方式中，光伏逆变器的升压模块2、逆变模块3、滤波电感8和风扇5的中心均位于同一竖直直线上，且竖直直线穿过下盖板11的中心。

光伏逆变器的柜体1的下盖板11的中心即为支撑底座的中心，柜体1内各器件的中心均通过支撑底座的中心，整体的稳定性较好，能够使得整体结构的横向面积较小，柜体1内各器件逐个向上堆栈，结构紧凑，节约空间。支撑底座可以采用如图2所示的四轮方形底座，便于移动。

以上对本发明所提供的光伏逆变器进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (8)

1.一种光伏逆变器，包括柜体（1）、设置于所述柜体（1）内的升压模块（2）和逆变模块（3），所述升压模块（2）和所述逆变模块（3）均设有散热片（4），其特征在于，还包括设于所述柜体（1）内的风扇（5），所述柜体（1）上设有进风口（6）和出风口（7），所述风扇（5）使得气体进入所述柜体（1）并依次经过所述进风口（6）、述散热片（4）和所述出风口（7）。

2.如权利要求1所述的光伏逆变器，其特征在于，所述进风口（6）位于所述柜体（1）的下盖板（11）和所述柜体（1）的侧板（12）的下侧，所述出风口（7）位于所述柜体（1）的上盖板（13）。

3.如权利要求2所述的光伏逆变器，其特征在于，所述光伏逆变器的滤波电感（8）位于所述柜体（1）内的下侧，所述升压模块（2）和所述逆变模块（3）均位于所述柜体（1）内的上侧。

4.如权利要求3所述的光伏逆变器，其特征在于，所述升压模块（2）和所述逆变模块（3）的驱动板（9）位于所述柜体（1）内的上侧。

5.如权利要求4所述的光伏逆变器，其特征在于，所述升压模块（2）、所述逆变模块（3）、所述滤波电感（8）和所述风扇（5）的中心均位于同一竖直直线上，且所述竖直直线穿过所述下盖板（11）的中心。

6.如权利要求1至5任一项所述的光伏逆变器，其特征在于，所述光伏逆变器适用的功率范围为10千瓦到200千瓦。

7.如权利要求6所述的光伏逆变器，其特征在于，所述光伏逆变器的功率为50千瓦。

8.如权利要求6所述的光伏逆变器，其特征在于，所述光伏逆变器的功率为100千瓦。

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