Introduzione alla dissipazione del calore degli inverter fotovoltaici

Inverter fotovoltaico:

L'uscita diretta dell'energia solare è principalmente 12VDC, 24VDC, 48VDC. L'effettiva conversione della potenza CC generata dal sistema in potenza CA dovrebbe essere realizzata, in modo da fornire una potenza sufficiente agli apparecchi a 220 V CA, quindi la scelta principale è l'inverter CC-CA. La funzione principale dell'inverter è realizzare l'effettiva conversione della corrente continua in corrente alternata. Sia le celle solari che le batterie di accumulo sono fonti di alimentazione CC, quindi una volta che il carico contiene alimentazione CA, l'inverter diventa una parte indispensabile.

Problemi di dissipazione del calore degli inverter fotovoltaici

Secondo le statistiche, ogni volta che la temperatura dei componenti elettronici aumenta di 2 , l'affidabilità diminuisce del 10%, l'aumento della temperatura è di 50 ℃ e la durata è solo 1/6 di quella a 25 ℃. Pertanto, i componenti elettronici devono essere efficacemente dissipati per garantire il funzionamento affidabile dei dispositivi. Si può notare che il problema della dissipazione del calore è diventato sempre più un fattore importante che influenza lo sviluppo della tecnologia elettronica, in particolare per l'industria dell'elettronica di potenza.

I principali componenti di dissipazione del calore dell'inverter sono l'IGBT e l'induttore, in particolare il componente principale dell'inverter-IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor), che genera molto calore durante il funzionamento, che è circa 1~1,5% del valore nominale potenza. Viene dissipato nell'IGBT e convertito in calore. Questa parte del calore riscalderà lo stampo del dispositivo di alimentazione e aumenterà la temperatura di giunzione. Se questo calore non può essere rilasciato in modo tempestivo ed efficace, influenzerà le prestazioni del dispositivo, riducendo così l'affidabilità del funzionamento del sistema e persino danneggiando il dispositivo. La temperatura operativa consentita dell'IGBT è generalmente inferiore a 125~150 °C, quindi è necessario utilizzare mezzi efficaci per dissipare il calore nell'ambiente. Attualmente, il metodo comunemente utilizzato per gli inverter di potenza inferiore consiste nell'installare l'IGBT su un radiatore e affidarsi a metodi di dissipazione del calore naturale per il raffreddamento.

Design di dissipazione del calore

Nella progettazione effettiva della dissipazione del calore, il raffreddamento naturale, il raffreddamento ad aria forzata o il raffreddamento a liquido sono generalmente selezionati in base al rapporto tra il calore per unità di tempo e l'area di dissipazione del calore, ovvero il flusso di calore (densità del flusso di calore).

Le fonti di calore sono generalmente suddivise in fonti di calore centralizzate e fonti di calore uniformi. Quando l'area di dissipazione del calore delle fonti di calore centralizzate come gli IGBT è limitata, il calore viene trasportato dal tubo di calore alla piastra a temperatura uniforme e quindi condotto al radiatore. Per fonti di calore uniformi, come le batterie al litio, generalmente non vengono utilizzati tubi di calore.

Altre informazioni di input devono avere informazioni come il diagramma della struttura della parte, la conduttività termica della parte, la potenza di riscaldamento, la temperatura e la pressione ambiente e la perdita di calore.

Gli inverter fotovoltaici a bassa potenza per esterni hanno un ambiente di lavoro duro e complesso. Non solo richiedono prestazioni di ventilazione e dissipazione del calore stabili e affidabili, ma richiedono anche un buon livello di protezione. In genere, il livello di protezione deve essere superiore a IP54. Requisiti in conflitto forniscono vincoli di progettazione termica.'è molto difficile.

Per tali problemi, l'approccio tradizionale è quello di utilizzare ventilatori con alti livelli di protezione (impermeabile, antipolvere, ecc.) per migliorare la dissipazione del calore. Sebbene questo metodo abbia un buon effetto di dissipazione del calore, la manutenzione della ventola è ancora un compito inevitabile in un ambiente di lavoro difficile. In una certa misura, non solo aumenta il costo, ma riduce anche l'indice di vita del prodotto. Come metodo di raffreddamento passivo, il raffreddamento a convezione naturale ha molti vantaggi come alta affidabilità, assenza di manutenzione, buona stabilità, nessun rumore, nessun consumo energetico, nessuna parte mobile, ecc. Fornisce un nuovo modo tecnico per risolvere tali problemi.