環境適應性是指裝備(產品)在其壽命期預計可能遇到的各種環境的作用下能實現其所有預定功能、性能和(或)不被破壞的能力，是一項重要的質量特性?？梢姯h境適應性有兩個要素，一個是產品(內因)，一個是環境(外因)，環境適應性是連接二者的“橋梁”。相同的產品在不同的環境下具有不同的環境適應性，不同的產品在相同的環境下也會具有不同的環境適應性。環境適應性是裝備質量特性之一，產品一旦定型，其選用的材料、元器件、結構組成和選用的工藝已經固化，對于既定的環境剖面其環境適應性就是固定的了。可見，環境適應性是產品固有的質量特性，是由設計和制造來決定的，是由試驗和管理來保證的。

一般而言，影響產品環境適應性的因素如下：

a) 選用材料、元器件的環境適應性。

b) 結構設計水平，包括熱設計、抗振、防沖擊、防腐蝕、PCB布局等設計水平。

c) 制造工藝水平，包括結構件、部件、元器件、單板防護的工藝水平。

太陽能發電系統通常直接暴露在室外環境工作，經常會遇到高溫、高寒、高濕、風沙，淋雨，鹽霧等惡劣氣象條件，光伏并網逆變器作為整個光伏系統的關鍵設備，承擔電流轉換、系統通訊、故障診斷與保護等重要作用。光伏并網逆變器必須能夠適應不同運行環境，特別是在惡劣環境下依舊能穩定運行。

光伏并網逆變器面臨的溫度挑戰主要來自運行環境的晝夜溫差、季節性溫差、天氣變化和自身發熱等形成的溫差。在北方很多地區冬季溫度低于-20℃，夏季溫度超過40℃，晝夜溫差大、季節溫差大，逆變器外殼的和內部的溫升變化不一致，容易在內部腔體內形成溫度差，溫度變化頻繁，對產品設計、元器件的選擇都是個嚴峻的挑戰。運行在沿海、涂灘等潮濕環境下的逆變器，還面將臨腐蝕效應帶來的風險。

下面讓我們來揭秘MAX系列光伏并網逆變器的環境適應性是如何打造的?


1結構設計

采用單板集中、三防漆涂覆保護、風扇散熱等多項應對措施確保器件內部溫度相對平衡，降低溫差和凝露風險。在設計中通過軟件熱設計仿真，分析散熱器、內部功率管、電容等器件的熱數據，合理布局，采用內部風道祛除遠端器件的高溫風險，平衡箱體內部的環境溫度，如圖1-1所示。


2元器件選型

光伏并網逆變器遭遇高溫環境可能會導致逆變器降額運行甚至停運，遭遇低溫環境可能會導致逆變器無法啟動或者元器件損壞，因此為了保證光伏并網逆變器能適應各種惡劣氣候環境，選用品質可靠，高低溫適應性強的元器件就變得至關重要。


3氣候環境驗證測試

采用溫度循環實驗、濕熱試驗和高低溫運行實驗、鹽霧實驗等多項測試來驗證整機性能，查找薄弱點。

光伏并網逆變器在高溫高濕地區使用的時候，要考慮到絕緣降低的影響，機器內部的凝露情況，通過恒定濕熱試驗來檢驗逆變器在高濕環境下的工作適應性，利用交變濕熱試驗來檢驗逆變器的抗凝露能力。測試時將逆變器置于恒溫恒濕箱中，設置恒溫恒濕箱的溫度為50℃，濕度設置為95%，滿載運行持續測試48小時后逆變器基本功能、性能無異常，通訊保持正常。


光伏并網逆變器在一些嚴寒的氣候條件下運行時，暴露于低溫環境中，由于低溫會改變其組成材料的物理特性，因此可能會對其工作性能造成暫時或永久性的損害。所以，除了元器件選擇要耐低溫外，在測試驗證時必須要做整機的低溫運行和儲存試驗。

低溫儲存測試時將樣機放在高低溫試驗箱中，設置恒定溫度為-40℃，存儲至少24小時后要能正常上電啟動。低溫運行測試時設置高低溫試驗箱為-40℃，樣機能正常并網運行。


在一些沿海地區鹽霧和高濕環境中，電氣設施容易產生腐蝕問題，嚴重影響到電站的安全可靠以及長期的運行。因此，光伏并網逆變器在測試驗證過程中要進行嚴格的鹽霧環境測試，包括中性鹽霧實驗和交變鹽霧實驗等項目測試，測試完后產品外殼未出現涂層起泡或掉落，其它部件材料未出現電化學腐蝕，應力腐蝕等，最后逆變器能正常上電。


為了更好的驗證現場運行情況，把光伏并網逆變器放到實際的電站中進行長期的測試和觀察是必要的。測試逆變器安裝在沿海地區某工廠的屋頂暴露外場，在夏天最高溫度可達38℃，機器外殼到60℃以上，在突變的下雨時，外殼降低約30℃，這種快速溫變綜合試驗，能更好的驗證產品的穩定性。


除了環境適應性，產品的質量特性還有可靠性、保障性、測試性、安全性、維修性等，相對而言，環境適應性是產品最基礎的質量特性。如果研制的產品不能保證在壽命期內極端環境下能夠生存或發揮功能及性能，就談不上其他的質量特性了。環境適應性越高，可靠性越高，產品故障數量越少，對綜合保障的要求越低。