小功率户外型光伏并网逆变器的防水及风道设计.
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光伏逆变器种类及选型指导光伏逆变器专用于太阳能光伏发电领域的逆变器,是光伏系统中不可缺少的核心部件,其最大的作用在于将太阳能电池产生的直流电通过电力电子变换技术转换为能够直接并入电网、负载的交流能量。
并网逆变器作为光伏电池与电网的接口装置,将光伏电池的电能转换成交流电能并传输到电网上,在光伏并网发电系统中起着至关重要的作用,为了实现最佳方式的太阳能转换,这势必要求逆变器多样化,这是由于建筑的多样性导致太阳能电池板安装的多样性,同时为了使太阳能的转换效率最高同时又兼顾建筑的外形美观的缘故。
目前通用的太阳能逆变方式为:集中逆变器、组串逆变器,多组串逆变器和组件逆变(微型逆变器)。
集中逆变器集中逆变器设备功率在50KW到630KW之间,系统拓扑结构采用DC-AC一级电力电子器件变换全桥逆变,工频隔离变压器的方式,防护等级一般为IP20。
体积较大,室内立式安装。
一般用与大型光伏发电站(>10kW)的系统中,大量并行的光伏组串被连到同一台集中逆变器的直流输入端,一般功率大的使用三相的IGBT功率模块,功率较小的使用场效应晶体管,同时使用DSP转换控制器来改善所产出电能的质量,让它非常接近于正弦波电流。
其最大特点是系统的功率高,成本低。
但由于不同光伏组串的输出电压、电流往往不完全匹配(特别是光伏组串因多云、树荫、污渍等原因被部分遮挡时),采用集中逆变的方式会导致逆变过程的效率降低和电户能的下降。
同时整个光伏系统的发电可靠性受某一光伏单元组工作状态不良的影响。
最新的研究方向是运用空间矢量的调制控制以及开发新的逆变器的拓扑连接,以获得部分负载情况下的高效率。
组串逆变器组串逆变器已成为目前国际市场上最流行的逆变器。
其是基于模块化概念基础上的,每个光伏组串(1kW-5kW)通过一个逆变器,在直流端具有最大功率峰值跟踪,在交流端并联并网。
很多大型光伏电厂都使用的是组串逆变器。
其优点是不受组串间模块差异和遮影的影响,同时减少了光伏组件最佳点与逆变器不匹配的情况,从而增加了发电量。
随着全球煤炭、石油资源的衰竭和世界各国对环境污染的重视,太阳能等可再生能源并网发电技术及应用成为热点。
其中光伏逆变器作为太阳能发电系统的核心设备,其可靠性决定着光伏系统的安全运行,而影响光伏逆变器可靠性的重要因素之一就是逆变器的散热性能。
逆变器的核心器件功率开关对温度比较敏感,温度的变化会影响其开通和关断过程,当温度过高时会导致功率开关性能衰减甚至损坏,因此逆变器的散热方案优劣决定着产品的性能和质量。
近年来,组串式地面电站在全球得到广泛应用。
相比集中式电站,组串式电站有明显优势,具体体现在以下几点:发电量高,占地面积小,无需机房,运行可靠,维护方便简单。
特别是针对分布式屋顶、山地丘陵项目,组串式方案有着无可比拟的优势。
光伏电站一般选在沙漠、高原等阳光充足的地方,这些区域冬季温度极低,夏季温度非常高,风沙大,海拔高,光照强,有些站点甚至位于海边,腐蚀性强。
在这些应用场景中,组串式逆变器通过挂墙、挂光伏板支架或者挂独立安装架等方式直接暴露在室外,外部部件被雨水、沙尘腐蚀和老化风险严重。
如何做到既能适应恶劣环境,又能满足逆变器的散热,成为了大家最关心的问题。
一.组串式逆变器业界常用散热方式及问题逆变器散热主要有自然散热和风冷散热两种方式,影响散热能力的关键因素是对流换热系数。
一般情况下,风冷散热的换热系数比自然对流高一个数量级,因此在组串式逆变器外部增加风扇可以大大提升散热能力,行业厂商普遍采用这种方式散热。
但组串式逆变器应用环境较差,其对外部风扇的防护性能要求较高。
当前室外型风扇防护等级一般只能达到IP54/IP55,外部有风扇设计导致整体系统防护等级无法达到IP65。
同时为了避免雨水直接冲刷风扇,设计散热方案时,风道会变得很复杂,风道形式受限,一旦风扇失效,散热能力衰减严重,这样会使得逆变器输出功率降额,发电量减少,严重影响客户利益。
更为关键的是,因风扇常年暴露在雨水和沙尘中,腐蚀严重,寿命急剧下降,逆变器生命周期内需要多次更换风扇,维护成本极高。
光伏发电给排水、暖通与空调设计1给排水1.1光伏发电站给排水设计应符合下列要求:a.应满足生产、生活和消防用水要求,且应符合现行国家标准《建筑给水排水设计规范》GB50015的规定。
b.应合理利用水资源和保护水体,且排水设计应符合现行国家标准《污水综合排放标准》GB8978的规定。
1.2给水水源的选择应根据水资源勘察资料和总体规划的要求,通过技术经济比较后确定。
1.3生活饮用水的水质应符合现行国家标准《生活饮用水卫生标准》GB5749的规定。
1.4条件允许时宜设置光伏组件清洗系统。
1.5寒冷及严寒地区,给水管设计时应设泄水装置。
2通与空调2.1光伏发电站建筑采暖通风与空气调节设计方案,应根据建筑的用途与功能、使用要求、冷热负荷构成特点、环境条件以及能源状况等,结合国家有关安全、环保、节能、卫生等方针、政策,经综合技术经济比较确定。
2.2累年日平均温度稳定低于或等于5C的日数大于或等于90天的地区,当建筑物内经常有人停留、工作或对室内温度有一定要求时,应设置采暖设施。
2.3采暖通风和空气调节室外空气计算参数的选用,应符合现行国家标准《采暖通风与空气调节设计规范》GB50019的规定。
2.44光伏发电站内各类建筑物冬季采暖室内计算温度宜符合表的规定:建筑物冬季采暖室内计算温度序号房间室内计算温度CC)1主控制室182配电室5注:采用阀控式密封铅酸电池组的蓄电池室,室内计算温度为5℃2.5需设置采暖的建筑物,当其位于严寒地区或寒冷地区且在非工作时间或中断使用的时间内,室内温度需保持在Oe以上而利用房间蓄热量不能满足要求时,应按5℃设置值班采暖。
2.6低温加热电缆辐射采暖宜采用地板式;低温电热膜辐射采暖宜采用顶棚式。
2.7光伏发电站各类建筑应有良好的自然通风。
当自然通风达不到室内空气参数要求时,可采用自然与机械联合通风、机械通风、局部空气调节等方式。
通风系统应考虑防风沙措施。
2.8当通风装置不能满足工艺对室内的温度、湿度要求时,主控制室、继电器室等应设置空气调节装置。
XXXX项目XXMWp光伏并网发电项目并网逆变器技术协议买方:卖方:设计方:XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX限公司XXXX年XX月目录1 一般技术条款 (2)2 专用技术条款 (11)3 技术服务 (24)4 售后服务 (28)附件一设备性能参数表 (29)附件二主要元器件清单 (31)附件三差异点描述 (33)1 一般技术条款1.1 总则1.1.1本技术条款适用于XXXX项目XXMWp光伏并网发电项目光伏并网逆变器,它提出了该设备的功能设计、结构、性能、安装和试验等方面的技术要求。
1.1.2本设备技术条款提出的是最低限度的技术要求,并未对一切技术细节做出规定,也未充分引述有关标准和规范的条文,卖方应提供符合本技术条件和工业标准的优质产品。
1.1.3卖方在产品设计、制造过程中应充分考虑当地环境条件对设备运行的影响,保证设备在项目所在地的安全稳定运行。
1.1.4本技术条款所使用的标准如与卖方所执行的标准不一致时,按较高标准执行。
本技术条件未涉及的参数、技术要求和试验标准按国家标准、相关行业标准和IEC 标准中的较高标准执行。
1.2 电站概况及自然条件1.2.1 气象条件年平均气温:℃极端最高温度:℃极端最低温度:℃年平均降雨量:mm最大一次日降雨量:mm年平均蒸发量:mm年最大积雪厚度:cm年平均相对湿度:%累计年均风速:m/s多年最大风速:m/s多年最大冻土深度:cm1.2.2 污秽等级:Ⅳ级(3.1cm/kV按最高系统电压折算)1.2.3 地震基本烈度:8度1.2.4 厂区高程:海拔米1.3 逆变器配电方式单个组件功率:组件串联数:500kW接入组件功率:变压器类型:双分裂1.4 工作内容及供货范围1.4.1 工作内容卖方负责光伏并网逆变器及附属设备的设计和在供货范围内所有关键元器件的选型、制造、提供相关图纸数据;卖方负责合同设备的包装、设备运输、现场开箱检查,以及对运行操作和维护人员的培训。
深圳市禾望电气股份有限公司(股票代码:603063)专注于新能源和电气传动产品的研发、生产、销售和服务,主要产品包括风力发电产品、光伏发电产品、电气传动产品等,拥有完整的大功率电力电子装置及监控系统的自主开发及研发实力与测试平台。
公司通过技术和服务上的创新,不断为客户创造价值,现已成为国内新能源领域最具竞争力的电气企业之一。
在光伏并网发电领域,禾望电气提供具有竞争力的整体解决方案,包括组串式中小功率光伏发电系统和集中/集散式大功率光伏发电系统。
在集中式方案中,包括1100V系统用的500kW、630kW、800kW并网逆变器和1500V系统用的1250kW、1562.5kW、2500kW和3125kW并网逆变器,以及箱变一体机式的一体化解决方案组合产品。
在集散式方案中,包括1100V系统用的1000kW和1250kW并网逆变器,同时提供1MW、1.25MW、2MW、2.5MW、4MW 和5MW的逆变箱房式、箱变一体机式的一体化解决方案组合产品。
在组串式方案中,包括户用5kW~8kW单相机型,商用8kW~33kW小功率、36kW~50kW中功率和60kW~125kW大功率以及DC1500V 225kW大功率机型。
同时提供对应的WiFi模块/GPRS无线模块/4G无线模块、智能数据采集器产品和防逆流解决方案,满足系统的远程监控和运维管理需求。
在工商业储能领域,禾望电气提供60kW~120kW户外储能一体机装置(可选配100kWh/200kWh的电池),满足工厂限电模式下的削峰填谷及离网应用。
集中式光伏并网逆变器(1500V)集中式光伏并网逆变器(1100V)集散式逆变系统(1100V)集散式光伏并网逆变器集散式汇流箱集散式系统在平地光伏电站的应用——2.5MW 35kV/10kV集成逆变升压一体化电站智能数据采集器兆瓦级光伏并网逆变房集散式光储充共直流母线解决方案应用案例0408101214161820212223质量管理体系环境管理体系职业健康安全管理体系CNAS认可实验室资质国家级高新技术企业国家科学技术进步奖总部 · 深圳6大研发制造基地:深圳、苏州、东莞、盐城、西安、河源30个服务基地:布局全球市场,为更多客户提供全面服务① 4000m以上应用请联系禾望电气② 整机尺寸不包括螺钉、门锁等零部件的突出部位型号HPHV1250-550HPHV1250-630HPHV1562.5-550HPHV1562.5-600HPHV1562.5-630直流侧参数MPPT电压范围800V~1450V最大直流电压1500V标配可接入支路数6路(接24路汇流箱)/ 9路(接16路汇流箱)7路(接24路汇流箱)/ 11路(接16路汇流箱)最大支路电流400A交流侧参数额定输出功率1250kW 1562.5kW 最大输出功率1375kW1718.7kW 1719kW 1718.7kW 额定输出电流1312A 1146A 1640A 1504A 1432A 最大输出电流1443A 1261A 1804A 1654A 1575A 额定电网电压550V 630V 550V 600V 630V 允许电压范围440V~632V504V~724V440V~632V 480V~690V504V~724V额定电网频率50Hz / 60Hz允许频率范围±3Hz电流总谐波分量(THD)<3%(额定功率)直流电流分量<0.5%(额定输出电流)功率因数0.8(感性)~0.8(容性)系统参数最大效率99.00%99.02%99.11%99.00%99.01%中国效率98.47%98.50%98.47%98.50%待机自耗电<100W 冷却方式强制风冷防护等级IP20工作环境温度-40℃~+55℃(超过40℃降容使用)存储环境温度-40℃~+70℃允许海拔高度 ①≤5000m(4000m以上降额使用)允许相对湿度0%~95%,无凝露低压穿越满足零电压穿越通讯接口RS485,Ethernet 机械参数整机尺寸(宽*高*深)②1600*2150*800mm重量≤1300kg≤1400kg① 4000m以上应用请联系禾望电气② 整机尺寸不包括螺钉、门锁等零部件的突出部位型号HPHV2500-550HPHV2500-630HPHV3125-550HPHV3125-600 HPHV3125-630直流侧参数MPPT电压范围800V~1450V最大直流电压1500V标配可接入支路数12路(接24路汇流箱)/ 18路(接16路汇流箱)14路(接24路汇流箱)/ 22路(接16路汇流箱)最大支路电流400A交流侧参数额定输出功率2500kW 3125kW 最大输出功率2750kW3438kW 额定输出电流2624A 2292A 3280A 3008A 2864A 最大输出电流2886A 2522A 3608A 3309A 3150A 额定电网电压550V 630V 550V 600V 630V 允许电压范围440V~632V504V~724V440V~632V 480V~690V504V~724V额定电网频率50Hz / 60Hz允许频率范围±3Hz电流总谐波分量(THD)<3%(额定功率)直流电流分量<0.5%(额定输出电流)功率因数0.8(感性)~0.8(容性)系统参数最大效率99.02%99.04%99.06%99.11%中国效率98.49%98.62%待机自耗电<100W 冷却方式强制风冷防护等级IP55工作环境温度-40℃~+55℃(超过40℃降容使用)存储环境温度-40℃~+70℃允许海拔高度 ①≤5000m(4000m以上降额使用)允许相对湿度0%~95%,无凝露低压穿越满足零电压穿越通讯接口RS485,Ethernet 机械参数整机尺寸(宽*高*深)②1710*2505*1700mm重量≤2700kg交流软启和交直流双电源冗余,无需外配UPS或者辅电就可以完成低压穿越性能特点① 根据客户需求,逆变器交流输出电压可定制② 4000m以上应用请联系禾望电气③ 整机尺寸不包括螺钉、门锁等零部件的突出部位型号HPSP0500HPSP0630HPSP0800-CC直流侧参数MPPT电压范围500V~900V520V~900V500V~900V最大直流电压1100V标配可接入支路数8路12路最大支路电流160A 交流侧参数额定输出功率500kW 630kW 800kW 最大输出功率550kW 693kW840kW 额定输出电流902A 1137A 1010A 1320A 最大输出电流993A 1250A 1111A 1386A 额定电网电压 ①320V 320V 360V 350V 允许电压范围256V~368V256V~368V288V~414V315V~385V额定电网频率50Hz / 60Hz允许频率范围±3Hz电流总谐波分量(THD)<3%(额定功率)直流电流分量<0.5%(额定输出电流)功率因数0.9(感性)~0.9(容性)0.95(感性)~0.95(容性)系统参数最大效率99.02%99.01%99.03%99.01%欧洲效率98.3%98.3%98.4%98.5%待机自耗电<50W 冷却方式强制风冷防护等级IP20(户内型) / IP55(户外型)工作环境温度-40℃~+55℃(超过40℃降容使用)存储环境温度-40℃~+70℃允许海拔高度 ②≤5000m(4000m以上降额使用)允许相对湿度5%~95%,无凝露低压穿越满足零电压穿越通讯接口RS485,Ethernet机械参数整机尺寸(宽*高*深)③1000*2150*800mm / 1220*2300*870mm重量≤1000kg户外型户内型心数据交互。
分布式光伏发电系统的并网型逆变器设计与控制摘要:随着可再生能源的快速发展,分布式光伏发电系统成为了一个受到广泛关注的领域。
在分布式光伏发电系统中,逆变器的设计与控制是关键的环节之一。
本文将介绍分布式光伏发电系统的基本原理,然后重点讨论并网型逆变器的设计与控制方法。
同时,将探讨当前存在的一些问题,并提出可能的解决方案。
1. 引言分布式光伏发电系统是一种将太阳能转化为电能的系统。
该系统将太阳能电池板转化的直流电能通过逆变器转化为交流电能,并输入到电网中。
逆变器是实现这一转换的核心设备之一。
并网型逆变器允许光伏发电系统与电网之间的双向电能流动。
当光伏发电系统产生的电能超过负载需求时,多余的电能将被输送到电网中,从而实现电能的共享与利用。
然而,为了确保安全稳定地将电能输送到电网中,逆变器的设计与控制变得尤为重要。
2. 分布式光伏发电系统的基本原理分布式光伏发电系统主要由太阳能电池板、逆变器、电网和负载组成。
太阳能电池板将太阳能转化为直流电能,逆变器将直流电能转化为交流电能,然后输入到电网中,最后供给负载使用。
光伏发电系统的工作过程如下:1) 太阳能电池板将太阳光转化为直流电能。
2) 逆变器将直流电能转化为交流电能。
3) 交流电能通过变压器升压之后,输入到电网中。
4) 电网将电能供给给负载使用。
3. 并网型逆变器的设计由于并网型逆变器需要将直流电能转化为交流电能并输入到电网中,因此其设计需要满足以下要求:1) 高效性:逆变器的转换效率应尽可能高,以最大程度地减少能源损耗。
2) 可靠性:逆变器需要具备稳定、可靠的运行能力,以确保电能的安全输送。
3) 控制性能:逆变器需要具备灵活、精确的控制能力,以应对电能输出的要求。
4. 并网型逆变器的控制并网型逆变器的控制包括全局控制和局部控制两个方面。
全局控制主要是通过监测电网的运行状态和负载需求来控制逆变器的电能输出,以实现对电网功率的调节。
局部控制主要是通过反馈控制回路来调整逆变器的输出特性,以保持稳定的输出电压和频率。
CGC 北京鉴衡认证中心认证技术规范CGC/GF001:2009并网光伏发电专用逆变器技术要求和试验方法Technical Specification and Test Method of Grid-connected PV inverter(送审稿)200X-X-XX发布200X -X-XX实施北京鉴衡认证中心发布目次前言 (III)1 范围 (1)2 规范性引用文件 (1)3 术语和定义 (2)4 产品分类 (3)4.1 产品型式 (3)4.2 输出功率型谱 (3)5 技术要求 (3)5.1 使用条件 (4)5.2 机体和结构质量 (4)5.3 性能指标 (4)5.4 电磁兼容性 (5)5.5 保护功能 (6)5.6 通讯 (7)5.7 自动开/关机 (7)5.8 软启动 (7)5.9 绝缘耐压性 (7)5.10 外壳防护等级 (7)6 试验方法 (7)6.1 试验环境条件 (8)6.2 机体和结构质量检查 (8)6.3 性能指标试验 (8)6.4 电磁兼容试验 (9)6.5 保护功能试验 (9)6.6 通讯接口试验 (11)6.7 自动开/关机试验 (11)6.8 软启动试验 (11)6.9 绝缘耐压试验 (11)6.10 环境试验 (12)7 检验规则 (12)7.1 检验分类 (12)7.2 出厂检验 (13)7.3 型式检验 (13)8 标志、包装、运输、贮存 (13)8.1 标志 (13)8.2 包装 (14)8.3 运输 (14)8.4 贮存 (14)附录A(资料性附录) (15)附录B(资料性附录)防孤岛效应保护方案的选取 (17)前言北京鉴衡认证中心是经国家认证认可监督管理委员会批准,由中国计量科学研究院组建,专业从事新能源和可再生能源产品标准化研究和产品质量认证的第三方认证机构。
为推动和规范我国并网光伏逆变器的发展,适应国际贸易、技术和经济交流的需要,以及促进我国并网光伏逆变器的产业化,特制定本认证技术规范。
逆变器防雨防晒措施
逆变器是将直流电转换为交流电的设备,在户外安装时需要采取一些措施来保护它免受雨水和阳光的影响。
以下是常见的逆变器防雨防晒措施:
1.逆变器防雨措施:
●防水外壳:逆变器通常会配备具有防水功能的外壳,能够有效阻
止雨水渗入内部,并保护电路板和元件。
●密封连接:逆变器的接线端子和连接部分应采用密封性能较好的
连接方式,如橡胶密封圈、防水胶等,以防止水分渗入。
●排水设计:逆变器的外壳通常会设计有合理的排水结构,确保雨
水能够自然排除,避免积水导致损坏。
●适当安装位置:选择适当的安装位置,避免暴雨直接冲击或长时
间暴露在雨水中。
2.逆变器防晒措施:
●散热设计:逆变器通常会设计有散热结构,如散热片、风扇等,
以保持其内部温度在合理范围内,避免过热损坏。
●遮阳措施:在逆变器的安装位置提供遮阳设施,如遮阳篷、防晒
罩等,以减少太阳直射造成的过热问题。
●合理安装角度:根据太阳高度角和地理位置,选择逆变器的合理
安装角度,以降低阳光直射对逆变器的影响。
此外,定期进行逆变器的检查和维护也是非常重要的,确保其正常运行并延长使用寿命。
具体的防雨防晒措施可以根据实际情况和厂家提供的指南进行操作。
建议在安装逆变器之前,咨询专业人士或参考
相关的安装手册和说明书,以确保正确的操作和保护措施。
小功率户外型光伏并网逆变器的防水及
风道设计
O 引言户外型光伏并网逆变器的设计既要可靠防水又能将功率器件产生的热量排出箱体外。
如果完全密封而没有合理的风道,解决了防水却无法满足热设计的要求;如果仅设计了简单的风道,解决了散热问题,却给箱体密封防水提出了难题;针对看似相矛盾的问题,本文提出了一种采用上下双层独立密封及转90度风道的特殊结构。
经过长期的实践应用已完全取得成功。
l 上、下双层腔体的独立密封针对不同器件防护等级要求的不同、
O 引言
户外型光伏并网逆变器的设计既要可靠防水又能将功率器件产生的热量排出箱体外。
如果完全密封而没有合理的风道,解决了防水却无法满足热设计的要求;如果仅设计了简单的风道,解决了散热问题,却给箱体密封防水提出了难题;针对看似相矛盾的问题,本文提出了一种采用上下双层独立密封及转90度风道的特殊结构。
经过长期的实践应用已完全取得成功。
l 上、下双层腔体的独立密封
针对不同器件防护等级要求的不同、弱电控制电路与强电主电路相互隔离与屏蔽的要求以及功率器件散热的要求,将产品的整体结构分成上下双层腔体,实现相互间的隔离、屏蔽及独立密封;两层之间的连线通过防水端子密封。
上、下双层密封腔体的构成见图1。
1.1 上层控制电路的封闭腔体的构成
中间隔板上层安装功率主电路板10,配电板11,控制板12;箱体1上底部安装防水端子13;箱体l的上口周边安装自夹紧式密封圈14;上盖板15与箱体1固定;这样箱体1上半部形成一个上层的密封腔体,能完全防水、防尘,能达到IP65的防护等级。
1.2 下层封闭腔体的构成
中间隔板下层安装有散热器2,风道板3、4,电抗器5,变压器6;箱体1下底部装有风机7;箱体l两侧面装有百叶窗8;下盖板16与箱体1固定;这样整个箱体1中间隔板下层就形成一个相对封闭的腔体;中间隔板与箱体周边、散热器与中间隔板贴合面周边涂上防水密封胶,电抗器、变压器都由环氧灌封,有效进行防水。
整个腔体能达到IP54的防护等级。
2 转90度风道的构成
转90度风道的构成见图2。
1)由风机7、散热器2、风道板3/4、百叶窗8形成转90°风道。
2)冷风流过的路径:冷风→风机→两只变压器→两只电抗器→流过散热器齿面→通过风道板形成的风道,将热气流转变90°后从左右两侧百叶窗排出箱体。
3)为实现转90°的风道,散热器的齿需要特殊加工,将其中的几片齿从中间铣去一部分,形成导风口,如图3所示。
4)为实现气流的通畅,减小风阻,增大出风口面积,百叶窗的相邻叶片连接处需要冲截成缺口,如图4所示。
3 应用实例
该上、下双层独立密封及转90度风道的结构已成功应用于户外6kVA光伏并网逆变电源的结构设计上(见图5),产品整机性能可靠,完全满足户外运行的特殊要求。
4 结束语
对于小功率户外型光伏并网逆变电源产品的设计,既要充分做好防水设计,又要兼顾热设计;本文提出的上、下双层独立密封腔体及转90度风道的结构可靠的解决了这两方面的设计要求。
该技术方案可以用于其它类似的户外产品中。