隨著國(guó)家政策不斷向分布式光伏傾斜,光伏創(chuàng)新技術(shù)提高,度電成本下降,國(guó)家補(bǔ)貼維持不變,投資分布式光伏發(fā)電站,現(xiàn)在非常劃算。但是,很多人還是有些擔(dān)擾:屋頂裝那么多光伏組件,逆變器輸出那么大電流,有沒(méi)有電磁輻射,對(duì)人體和家用電器有沒(méi)有影響?
1、什么叫電磁輻射
輻射究竟是什么?它是指物體以波或粒子的形式向周圍空間發(fā)射能量的過(guò)程。自然界中的一切物體只要其溫度在絕對(duì)零度以上,都會(huì)以電磁波或粒子的形式不停地向外界傳送能量,換句話說(shuō),世間萬(wàn)物都有輻射,包括人體自身,都在時(shí)時(shí)刻刻向外輻射,比如曬太陽(yáng),其實(shí)就是接受太陽(yáng)的輻射。但是,并非所有的輻射都是有害的,有些甚至還離不開(kāi)呢,比如太陽(yáng)的輻射——陽(yáng)光,大地萬(wàn)物的生長(zhǎng)都需要陽(yáng)光。
電磁輻射雖然不會(huì)改變生物體的分子性質(zhì),造成直接傷害,但如果能量較大,也會(huì)對(duì)生物體造成一定的影響,體現(xiàn)在兩個(gè)方面:熱效應(yīng)和感應(yīng)電流。對(duì)家用設(shè)備也會(huì)造成干擾,如手機(jī)、收音機(jī)和電視機(jī)的信號(hào)。
《電磁輻射防護(hù)規(guī)定》(GB8702-88)和《環(huán)境電磁波衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》(GB9175-88)。對(duì)電磁輻射照射限值作了規(guī)定:50Hz工頻按磁場(chǎng)強(qiáng)度大小為標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算,具體單位為μT,如果輻射在0.4μT以上屬于較強(qiáng)輻射,對(duì)人體有一定的危害。如果輻射在0.4μT以下,相對(duì)安全。射頻電磁場(chǎng)以功率密度或者場(chǎng)強(qiáng)大小為標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算,具體單位為μW/c m2或者V/m,30-3000 MHz這一公眾最敏感范圍內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)限值為40μW/c m2。在這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)下,就是安全的。
2、電磁輻射的產(chǎn)生
根據(jù)電磁學(xué)基本理論,帶電粒子周圍會(huì)有相應(yīng)的電場(chǎng)分布,隨時(shí)間變化的帶電粒子會(huì)產(chǎn)生變化的電場(chǎng);由于帶電粒子周圍電位不同的兩點(diǎn)之間存在電位差,因此在兩點(diǎn)間形成了電壓;當(dāng)大量的帶電粒子定向移動(dòng)時(shí)便形成了電流,電流周圍產(chǎn)生磁場(chǎng),隨時(shí)間變化的電流則會(huì)產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)。同樣,隨時(shí)間變化的磁場(chǎng)也能產(chǎn)生電場(chǎng),這樣變化的電場(chǎng)和磁場(chǎng)交替的產(chǎn)生,互相垂直并不斷向空間傳播,就產(chǎn)生了電磁輻射。電磁輻射所攜帶的能量大小取決于其頻率的高低,頻率越高,能量就越大。
3、光伏系統(tǒng)的電磁輻射
光伏系統(tǒng)是由光伏組件,支架,直流電纜,逆變器,交流電纜,配電柜,變壓器等組成,其中支架不帶電,自然不會(huì)產(chǎn)生電磁干擾。光伏組件和直流電纜,里面是直流電流,方向沒(méi)有變化,只能產(chǎn)生電場(chǎng),不能產(chǎn)生磁場(chǎng)。輸出變壓器雖然是交流電,但頻率很低,只有50Hz,產(chǎn)生的磁場(chǎng)很低。逆變器是把直流電轉(zhuǎn)為交流電的設(shè)備,里面有電力電子變換,頻率一般為5-20KHz,因此會(huì)產(chǎn)生交變電場(chǎng),所以也會(huì)產(chǎn)生電磁輻射。國(guó)家對(duì)光伏逆變器電磁兼容性有嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)。
輻射發(fā)射:家用或直接連接到住宅的低壓供電網(wǎng)設(shè)施中使用的逆變器應(yīng)滿足GB 4824-2004中1組B類限值,如下表所示。
光伏逆變器的電磁輻射,同家用電器相比,大約和筆記本電腦差不多,低于電磁爐,電吹風(fēng),冰箱。因此不用擔(dān)擾。
4、光伏逆變器EMC電磁干擾解決方法
光伏逆變器作為一個(gè)電力電子設(shè)備,開(kāi)關(guān)頻率較高,組串式逆變器通常達(dá)20K左右,電流也比較大,如果不采取措施,就會(huì)有很大的電磁干擾。通常的方法有屏蔽,濾波和接地3種方法。屏蔽能夠有效的抑制通過(guò)空間傳播的電磁干擾。采用屏蔽的目的有兩個(gè),一個(gè)是限制內(nèi)部的輻射電磁能量外泄出控制區(qū)域,另一個(gè)就是防止外來(lái)的輻射電磁能量入內(nèi)部控制區(qū),逆變器采用鋁或者鐵等導(dǎo)體全金屬封裝。濾波是控制EMI傳導(dǎo)干擾,通常采用三種器件來(lái)實(shí)現(xiàn):去耦電容、EMI濾波器和磁性元件。逆變器輸入端和輸出端有X電容和Y電容、共模電感、磁珠、磁環(huán)等磁性元件。不論采用何種方法抑制EMI干擾,最終都要通過(guò)接地把靜電泄放,因此逆變器的接地非常重要。除了抑制EMI干擾,接地還有提供零電位參考點(diǎn)和安全保護(hù)等作用。
傳導(dǎo)發(fā)射:家用或直接連接到住宅的低壓供電網(wǎng)設(shè)施中使用的逆變器應(yīng)滿足GB 4824-2004中1組B類限值.
總結(jié):光伏系統(tǒng)的電磁輻射,比較微弱,采用合格的設(shè)備,不會(huì)對(duì)人體造成傷害,也不會(huì)對(duì)家用電器造成干擾。光伏組件是直流電,不會(huì)產(chǎn)生輻射,逆變器的輻射嚴(yán)格控制在安全范圍內(nèi)。安裝要注意以下幾點(diǎn):逆變器不要安裝在臥室和客廳內(nèi),盡量安裝在室外,地線(PE)必須接,相應(yīng)的接地系統(tǒng)裝置必須完整且符合規(guī)范。