Wprowadzenie do rozpraszania ciepła falowników fotowoltaicznych
Falownik fotowoltaiczny:
Bezpośrednie wyjście energii słonecznej to najczęściej 12VDC, 24VDC, 48VDC. Efektywna konwersja prądu stałego generowanego przez system na prąd przemienny powinna być realizowana tak, aby zapewnić wystarczającą moc urządzeniom 220VAC, dlatego głównym wyborem jest falownik DC-AC. Główną funkcją falownika jest realizowanie efektywnej konwersji prądu stałego na prąd przemienny. Zarówno ogniwa słoneczne, jak i akumulatory są źródłami prądu stałego, więc gdy obciążenie zawiera prąd przemienny, falownik staje się nieodzowną częścią.
Problemy z rozpraszaniem ciepła falowników fotowoltaicznych
Według statystyk, za każdym razem, gdy temperatura elementów elektronicznych wzrasta o 2 ℃, niezawodność spada o 10%, wzrost temperatury o 50 ℃, a żywotność tylko 1/6 tego przy 25 ℃. Dlatego elementy elektroniczne muszą być skutecznie rozproszone, aby zapewnić niezawodne działanie urządzeń. Widać, że problem rozpraszania ciepła staje się coraz bardziej istotnym czynnikiem wpływającym na rozwój techniki elektronicznej, zwłaszcza dla przemysłu energoelektronicznego.
Głównymi elementami rozpraszającymi ciepło falownika są IGBT i cewka indukcyjna, zwłaszcza główny element falownika-IGBT (tranzystor bipolarny z izolowaną bramką), który podczas pracy generuje dużo ciepła, które wynosi około 1 ~ 1,5% wartości znamionowej moc. Jest rozpraszany w tranzystorze IGBT i przekształcany w ciepło. Ta część ciepła ogrzeje matrycę urządzenia zasilającego i zwiększy temperaturę złącza. Jeśli to ciepło nie może zostać uwolnione w sposób terminowy i skuteczny, wpłynie to na działanie urządzenia, zmniejszając w ten sposób niezawodność pracy systemu', a nawet uszkodzi urządzenie. Dopuszczalna temperatura pracy IGBT jest zwykle niższa niż 125 ~ 150 ° C, dlatego należy zastosować skuteczne środki do rozpraszania ciepła do otoczenia. Obecnie powszechnie stosowaną metodą w przypadku falowników o mniejszej mocy jest zainstalowanie tranzystora IGBT na grzejniku i poleganie na naturalnych metodach rozpraszania ciepła podczas chłodzenia.
Projekt rozpraszania ciepła
W rzeczywistym projekcie rozpraszania ciepła, chłodzenie naturalne, wymuszone chłodzenie powietrzem lub chłodzenie cieczą są na ogół wybierane w zależności od stosunku ciepła na jednostkę czasu do powierzchni rozpraszania ciepła, to znaczy strumienia ciepła (gęstość przepływu ciepła).
Źródła ciepła dzieli się generalnie na scentralizowane źródła ciepła i jednolite źródła ciepła. Gdy obszar rozpraszania ciepła scentralizowanych źródeł ciepła, takich jak tranzystory IGBT, jest ograniczony, ciepło jest przenoszone przez rurkę cieplną do płyty o jednakowej temperaturze, a następnie jest kierowane do grzejnika. W przypadku równomiernych źródeł ciepła, takich jak baterie litowe, rurki cieplne z reguły nie są używane .
Inne informacje wejściowe muszą zawierać informacje, takie jak schemat struktury części, przewodność cieplna części, moc grzewcza, temperatura i ciśnienie otoczenia oraz straty ciepła.
Zewnętrzne falowniki fotowoltaiczne małej mocy mają trudne i złożone środowisko pracy. Wymagają one nie tylko stabilnej i niezawodnej wentylacji i odprowadzania ciepła, ale także dobrego poziomu ochrony. Generalnie wymagany jest poziom ochrony powyżej IP54. Sprzeczne wymagania stwarzają ograniczenia termiczne w projekcie. To'jest bardzo trudne.
W przypadku takich problemów tradycyjne podejście polega na zastosowaniu wentylatorów o wysokim poziomie ochrony (wodoodpornych, pyłoszczelnych itp.) w celu zwiększenia rozpraszania ciepła. Chociaż ta metoda ma dobry efekt rozpraszania ciepła, konserwacja wentylatora jest nadal nieuniknionym zadaniem w trudnych warunkach pracy. W pewnym stopniu nie tylko zwiększa to koszt, ale także obniża żywotność produktu. Jako metoda pasywnego chłodzenia, naturalne chłodzenie konwekcyjne ma wiele zalet, takich jak wysoka niezawodność, bezobsługowość, dobra stabilność, brak hałasu, brak zużycia energii, brak ruchomych części itp. Zapewnia nowy techniczny sposób rozwiązywania takich problemów.
