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家装光伏电站有辐射吗?
2017-09-04

随着国家政策不断向分布式光伏倾斜,光伏创新技术提高,度电成本下降,国家补贴维持不变,投资分布式光伏发电站,现在非常划算,但是,很多人还是有些担扰。屋顶装那么多光伏组件,逆变器输出那么大电流,有没有电磁辐射,对人体和家用电器有没有影响?


什么叫电磁辐射

辐射究竟是什么?它是指物体以波或粒子的形式向周围空间发射能量的过程。自然界中的一切物体只要其温度在绝对零度以上,都会以电磁波或粒子的形式不停地向外界传送能量,换句话说,世间万物都有辐射,包括人体自身,都在时时刻刻向外辐射,比如晒太阳,其实就是接受太阳的辐射。但是,并非所有的辐射都是有害的,有些甚至还离不开呢,比如太阳的辐射——阳光,大地万物的生长都需要阳光。

电磁辐射虽然不会改变生物体的分子性质,造成直接伤害,但如果能量较大,也会对生物体造成一定的影响,体现在两个方面:热效应感应电流。对家用设备也会造成干扰,如手机、收音机和电视机的信号。

《电磁辐射防护规定》(GB8702-88)和《环境电磁波卫生标准》(GB9175-88)。对电磁辐射照射限值作了规定:50Hz工频按磁场强度大小为标准计算,具体单位为μT,如果辐射在0.4μT以上属于较强辐射,对人体有一定的危害。如果辐射在0.4μT以下,相对安全。射频电磁场以功率密度或者场强大小为标准计算,具体单位为μW/c m2或者V/m30-3000 MHz这一公众最敏感范围内的标准限值为40μW/c m2。在这个标准下,就是安全的。

电磁辐射的产生

根据电磁学基本理论,带电粒子周围会有相应的电场分布,随时间变化的带电粒子会产生变化的电场;由于带电粒子周围电位不同的两点之间存在电位差,因此在两点间形成了电压;当大量的带电粒子定向移动时便形成了电流,电流周围产生磁场,随时间变化的电流则会产生变化的磁场。同样,随时间变化的磁场也能产生电场,这样变化的电场和磁场交替的产生,互相垂直并不断向空间传播,就产生了电磁辐射。电磁辐射所携带的能量大小取决于其频率的高低频率越高,能量就越大。

光伏系统的电磁辐射

光伏系统是由光伏组件,支架,直流电缆,逆变器,交流电缆,配电柜,变压器等组成,其中支架不带电,自然不会产生电磁干扰。光伏组件和直流电缆,里面是直流电流,方向没有变化,只能产生电场,不能产生磁场。输出变压器虽然是交流电,但频率很低,只有50Hz,产生的磁场很低。逆变器是把直流电转为交流电的设备,里面有电力电子变换,频率一般为5-20KHz,因此会产生交变电场,所以也会产生电磁辐射。国家对光伏逆变器电磁兼容性有严格的标准。

辐射发射:家用或直接连接到住宅的低压供电网设施中使用的逆变器应满足GB 4824-20041B类限值,如下表所示。

频率

MHz

骚扰限值dB(μV/m)

在试验场

在现场

1A类设备    测量距离10m

1B类设备    测量距离10m

1A类设备,测量距离30m (指距设备所在建筑物外墙的距离)*

30~230

40

30

30

230~1000

47

37

37

*考虑到现场测试环境的本底噪声状况,允许距离10m处测量,相应限值增加10dB

光伏逆变器的电磁辐射,同家用电器相比,大约和笔记本电脑差不多,低于电磁炉,电吹风,冰箱。因此不用担扰。

光伏逆变器EMC电磁干扰解决方法

光伏逆变器作为一个电力电子设备,开关频率较高,组串式逆变器通常达20K左右,电流也比较大,如果不采取措施,就会有很大的电磁干扰。通常的方法有屏蔽,滤波和接地3种方法。屏蔽能够有效的抑制通过空间传播的电磁干扰。采用屏蔽的目的有两个,一个是限制内部的辐射电磁能量外泄出控制区域,另一个就是防止外来的辐射电磁能量入内部控制区,逆变器采用铝或者铁等导体全金属封装。滤波是控制EMI传导干扰,通常采用三种器件来实现:去耦电容、EMI滤波器和磁性元件。逆变器输入端和输出端有X电容和Y电容,共模电感,和磁珠,磁环等磁性元件。不论采用何种方法抑制EMI干扰,最终都要通过接地把静电泄放,因此逆变器的接地非常重要。除了抑制EMI干扰,接地还有提供零电位参考点和安全保护等作用。

传导发射:家用或直接连接到住宅的低压供电网设施中使用的逆变器应满足GB 4824-20041B类限值.

频率

MHz

1B类设备限值 dB(μV)

准峰值

平均值

0.15~0.50

66~56 随频率的对数线性减少

59~46  随频率的对数线性减少

0.5~5

56

46

5-30

60

50

总结:光伏系统有电磁辐射,但比较少,采用合格的设备,不会对人体造成伤害和对家用电器造成干扰。光伏组件是直流电,不会产生辐射,逆变器的辐射严格控制在安全范围内,安装也要注意以下几点:逆变器不要安装卧室和客厅内,尽量安装在室外,地线(PE)必须接,相应的接地系统装置必须完整且符合规范。

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