Introducció a la dissipació de calor dels inversors fotovoltaics
Inversor fotovoltaic:
La sortida directa d'energia solar és principalment de 12VDC, 24VDC, 48VDC. S'ha de realitzar la conversió efectiva de la potència de CC generada pel sistema a energia de CA, per tal de donar prou potència als aparells de 220 VCA, de manera que l'opció principal és l'inversor CC-CA. La funció principal de l'inversor és realitzar la conversió efectiva de corrent continu a corrent altern. Tant les cèl·lules solars com les bateries d'emmagatzematge són fonts d'alimentació de corrent continu, de manera que un cop la càrrega conté potència de CA, l'inversor es converteix en una peça indispensable.
Problemes de dissipació de calor dels inversors fotovoltaics
Segons les estadístiques, cada vegada que la temperatura dels components electrònics augmenta 2 ℃, la fiabilitat disminueix un 10%, l'augment de la temperatura és de 50 ℃ i la vida útil és només 1/6 d'aquesta a 25 ℃. Per tant, els components electrònics s'han de dissipar eficaçment per garantir el funcionament fiable dels dispositius. Es pot veure que el problema de la dissipació de calor s'ha convertit cada cop més en un factor important que afecta el desenvolupament de la tecnologia electrònica, especialment per a la indústria de l'electrònica de potència.
Els principals components de dissipació de calor de l'inversor són l'IGBT i l'inductor, especialment el component central de l'inversor-IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor), que genera molta calor durant el funcionament, que és al voltant de l'1 ~ 1,5% de la nominal. poder. Es dissipa a l'IGBT i es converteix en calor. Aquesta part de la calor escalfarà la matriu del dispositiu d'alimentació i augmentarà la temperatura de la unió. Si aquesta calor no es pot alliberar de manera oportuna i eficaç, afectarà el rendiment del dispositiu, reduint així la fiabilitat del treball del sistema' i fins i tot danyar el dispositiu. La temperatura de funcionament permesa de l'IGBT és generalment inferior a 125 ~ 150 °C, de manera que s'han d'utilitzar mitjans eficaços per dissipar la calor al medi ambient. Actualment, el mètode utilitzat habitualment per als inversors de potència inferior és instal·lar l'IGBT en un radiador i confiar en mètodes naturals de dissipació de calor per a la refrigeració.
Disseny de dissipació de calor
En el disseny real de dissipació de calor, la refrigeració natural, la refrigeració per aire forçada o la refrigeració líquida es seleccionen generalment segons la proporció de calor per unitat de temps a l'àrea de dissipació de calor, és a dir, el flux de calor (densitat de flux de calor).
Les fonts de calor generalment es divideixen en fonts de calor centralitzades i fonts de calor uniformes. Quan l'àrea de dissipació de calor de les fonts de calor centralitzades com els IGBT està limitada, la calor és transportada pel tub de calor a la placa de temperatura uniforme i després conduïda al radiador. Per a fonts de calor uniformes, com ara bateries de liti, generalment no s'utilitzen tubs de calor.
Una altra informació d'entrada ha de tenir informació com ara el diagrama d'estructura de la peça, la conductivitat tèrmica de la peça, la potència de calefacció, la temperatura i pressió ambient i la pèrdua de calor.
Els inversors fotovoltaics de baixa potència exteriors tenen un entorn de treball dur i complex. No només requereixen una ventilació estable i fiable i un rendiment de dissipació de calor, sinó que també requereixen un bon nivell de protecció. En general, cal que el nivell de protecció sigui superior a IP54. Els requisits conflictius donen restriccions de disseny tèrmic. És molt difícil'.
Per a aquests problemes, l'enfocament tradicional és utilitzar ventiladors amb alts nivells de protecció (impermeables, antipols, etc.) per millorar la dissipació de la calor. Tot i que aquest mètode té un bon efecte de dissipació de la calor, el manteniment del ventilador segueix sent una tasca inevitable en un entorn de treball dur. Fins a cert punt, no només augmenta el cost, sinó que també redueix l'índex de vida del producte. Com a mètode de refrigeració passiva, la refrigeració per convecció natural té molts avantatges com ara una alta fiabilitat, sense manteniment, bona estabilitat, sense soroll, sense consum d'energia, sense peces mòbils, etc. Proporciona una nova forma tècnica de resoldre aquests problemes.
