مقدمه ای بر اتلاف حرارت اینورترهای فتوولتائیک

اینورتر فتوولتائیک:

خروجی مستقیم انرژی خورشیدی عمدتاً 12VDC، 24VDC، 48VDC است. تبدیل موثر برق DC تولید شده توسط سیستم به برق AC باید محقق شود، به طوری که برق کافی به وسایل برقی 220VAC داده شود، بنابراین انتخاب اصلی اینورتر DC-AC است. وظیفه اصلی اینورتر درک تبدیل موثر جریان مستقیم به جریان متناوب است. سلول‌های خورشیدی و باتری‌های ذخیره‌سازی هر دو منبع تغذیه DC هستند، بنابراین هنگامی که بار حاوی برق AC باشد، اینورتر به یک بخش ضروری تبدیل می‌شود.

مشکلات اتلاف حرارت اینورترهای فتوولتائیک

طبق آمار، هر بار که دمای قطعات الکترونیکی 2 درجه سانتیگراد افزایش می یابد، قابلیت اطمینان 10٪ کاهش می یابد، افزایش دما 50 درجه سانتیگراد است، و عمر مفید تنها 1/6 از آن در 25 ℃ است. بنابراین، قطعات الکترونیکی باید به طور موثری از بین بروند تا از عملکرد قابل اعتماد دستگاه ها اطمینان حاصل شود. می توان مشاهده کرد که مشکل اتلاف گرما به طور فزاینده ای به یک عامل مهم تأثیرگذار بر توسعه فناوری الکترونیک، به ویژه برای صنعت الکترونیک قدرت تبدیل شده است.

اجزای اصلی اتلاف حرارت اینورتر IGBT و سلف هستند، به ویژه جزء اصلی اینورتر-IGBT (ترانزیستور دوقطبی دروازه ایزوله) که در حین کار گرمای زیادی تولید می کند که حدود 1 تا 1.5 درصد نامی است. قدرت. در IGBT پراکنده شده و به گرما تبدیل می شود. این قسمت از گرما باعث گرم شدن قالب دستگاه برق و افزایش دمای اتصال می شود. اگر این گرما نتواند به موقع و موثر آزاد شود، عملکرد دستگاه را تحت تأثیر قرار می دهد و در نتیجه قابلیت اطمینان کار سیستم's را کاهش می دهد و حتی به دستگاه آسیب می رساند. دمای مجاز عملکرد IGBT معمولاً کمتر از 125 ~ 150 درجه سانتیگراد است، بنابراین باید از وسایل مؤثر برای پخش گرما به محیط استفاده کرد. در حال حاضر، روش متداول مورد استفاده برای اینورترهای با توان کمتر، نصب IGBT بر روی رادیاتور و تکیه بر روش های اتلاف حرارت طبیعی برای خنک سازی است.

طراحی اتلاف گرما

در طراحی اتلاف حرارت واقعی، خنک کننده طبیعی، خنک کننده هوای اجباری یا خنک کننده مایع معمولاً با توجه به نسبت گرما در واحد زمان به سطح اتلاف گرما، یعنی شار گرما (چگالی جریان گرما) انتخاب می شوند.

منابع حرارتی به طور کلی به منابع گرمای متمرکز و منابع حرارتی یکنواخت تقسیم می شوند. زمانی که ناحیه اتلاف حرارت منابع حرارتی متمرکز مانند IGBT محدود باشد، گرما توسط لوله حرارتی به صفحه دمای یکنواخت منتقل می شود و سپس به رادیاتور هدایت می شود. برای منابع حرارتی یکنواخت، مانند باتری های لیتیومی، معمولا از لوله های حرارتی استفاده نمی شود.

سایر اطلاعات ورودی باید دارای اطلاعاتی مانند نمودار ساختار قطعه، هدایت حرارتی قطعه، قدرت گرمایش، دما و فشار محیط و اتلاف حرارت باشد.

اینورترهای فتوولتائیک کم مصرف در فضای باز محیط کاری سخت و پیچیده ای دارند. آنها نه تنها به تهویه پایدار و قابل اعتماد و عملکرد اتلاف گرما نیاز دارند، بلکه به سطح حفاظتی خوبی نیز نیاز دارند. به طور کلی، سطح حفاظت باید بالاتر از IP54 باشد. الزامات متناقض محدودیت های طراحی حرارتی را ایجاد می کند.' بسیار دشوار است.

برای چنین مشکلاتی، رویکرد سنتی استفاده از فن هایی با سطوح حفاظتی بالا (ضد آب، ضد گرد و غبار و غیره) برای افزایش اتلاف گرما است. اگرچه این روش اثر اتلاف گرما خوبی دارد، اما نگهداری از فن همچنان در یک محیط کاری سخت یک کار اجتناب ناپذیر است. تا حدودی نه تنها قیمت تمام شده را افزایش می دهد، بلکه شاخص عمر محصول را نیز کاهش می دهد. به عنوان یک روش خنک کننده غیرفعال، خنک کننده جابجایی طبیعی دارای مزایای بسیاری از جمله قابلیت اطمینان بالا، بدون نیاز به تعمیر و نگهداری، پایداری خوب، بدون سر و صدا، عدم مصرف برق، بدون قطعات متحرک و غیره است. روش فنی جدیدی برای حل چنین مشکلاتی ارائه می دهد.