Progettazione termica per l'inverter fotovoltaico

  L'inverter fotovoltaico è un dispositivo molto critico per gli impianti fotovoltaici. Il ruolo principale del sistema fotovoltaico è trasformare l'elettricità CC generata dai componenti fotovoltaici in energia CA. Inoltre, l'inverter esegue anche il rilevamento di componenti, rete elettrica, stato operativo del cavo, comunicazione e comunicazione con il mondo esterno, gestione della sicurezza del sistema e altre importanti funzioni. Nello standard del settore fotovoltaico NB32004-2013, l'inverter ha più di 100 parametri tecnici rigorosi e il sistema fotovoltaico non può ottenere il certificato finché ogni parametro non è qualificato.

Un nuovo inverter, dalla progettazione alla produzione in serie, richiede più di due anni per il lancio. Oltre alla protezione da sovratensione, l'inverter ha anche molte funzioni come il controllo della corrente di dispersione, il controllo del raffreddamento, il design termico, la compatibilità elettromagnetica, la soppressione delle armoniche, il controllo dell'efficienza, ecc., che necessitano di investire molte risorse per sviluppare e testare.

  1. Perché l'inverter dovrebbe dissipare calore

Nella stagione invernale, molte persone sono preoccupate per il congelamento dell'inverter. In effetti, sono pochi gli inverter congelati. Il problema più critico con l'inverter è il problema del surriscaldamento. La BCC riferisce che la maggior parte dell'attuale guasto della maggior parte dei prodotti elettronici è dovuta al cattivo sistema di raffreddamento, ma l'affidabilità dei dispositivi elettronici è molto sensibile alla temperatura. Per ogni aumento di 1 grado della temperatura del dispositivo rispetto al livello di 70-80 gradi, l'affidabilità diminuisce del 5 percento. Una temperatura troppo elevata ridurrà la durata dell'inverter e influirà sull'affidabilità dell'inverter.

 2, diversi metodi di raffreddamento dell'inverter

Il sistema di raffreddamento rappresenta circa il 15 percento del costo hardware dell'inverter, comprende principalmente radiatori, ventole di raffreddamento, grasso termico e altri materiali, attualmente esistono due tipi principali di modalità di raffreddamento dell'inverter: uno è il raffreddamento naturale, l'altro è forzato aria condizionata.

(1) Raffreddamento naturale

Questo metodo di raffreddamento si riferisce allo scopo di ottenere il raffreddamento locale dell'ambiente circostante senza utilizzare alcuna energia ausiliaria esterna, che di solito contiene tre metodi principali di trasferimento del calore: conduzione del calore, convezione e irraggiamento, di cui Visualizzazione del flusso di metodi naturali e fluenti, raffreddamento naturale è spesso applicabile a dispositivi e componenti a bassa potenza con bassi requisiti di controllo della temperatura e bassa densità del flusso di calore del dispositivo, nonché dispositivi sigillanti o densamente assemblati. Nelle circostanze di altra tecnologia di raffreddamento. Attualmente, la maggior parte dei produttori può utilizzare il raffreddamento naturale negli inverter monofase e negli inverter trifase inferiori a 30kW. Un piccolo numero di inverter trifase da 100 kW di produttori può anche utilizzare una soluzione di raffreddamento naturale.

（2) Raffreddamento ad aria forzata

Questo metodo di raffreddamento consiste nell'utilizzare il dispositivo per creare un flusso d'aria come ventilatore e altri dispositivi obbligatori, in modo da eliminare il calore generato dal dispositivo. Questo metodo è semplice ed eccellente. Se lo spazio tra i componenti nel componente è adatto per il flusso d'aria o è adatto per l'installazione di un radiatore locale, è possibile utilizzare questo metodo di raffreddamento il più possibile. Per migliorare le prestazioni termiche, è necessario aumentare l'area di dissipazione del calore e produrre un flusso d'aria relativamente ampio sulla superficie di dissipazione del calore. Aumentando l'area di dissipazione del calore sulla superficie del radiatore per migliorare le prestazioni di raffreddamento dei componenti elettronici, è stato ampiamente utilizzato in molti settori. Il progetto viene utilizzato principalmente per espandere l'area di dissipazione del calore sulla superficie del radiatore per raggiungere lo scopo di rafforzare il trasferimento di calore. La scelta del radiatore stesso ha una relazione diretta con le sue prestazioni di raffreddamento. Attualmente, il materiale del radiatore è principalmente in rame o alluminio.

（3) Confronto di due metodi di raffreddamento

Metodo di raffreddamento naturale senza ventole, quindi ha un basso rumore, ma efficienza di raffreddamento lenta, generalmente utilizzato per inverter a bassa potenza, il raffreddamento ad aria forzata deve essere configurato con ventole, ha un po' di rumore, ma efficienza di raffreddamento rapida, generalmente utilizzato per alta potenza inverter, negli inverter cluster di media potenza, sono disponibili entrambi i metodi.

Attraverso il confronto delle prestazioni di raffreddamento dell'inverter di tipo gruppo, si è riscontrato che nell'inverter di tipo gruppo al di sopra del livello di potenza di 50kW, il raffreddamento ad aria forzata è migliore del raffreddamento naturale, il condensatore interno dell'inverter, IGBT e altri componenti chiave. la temperatura può diminuire di circa 20 gradi C, il che può garantire il funzionamento efficiente dell'inverter e la temperatura dell'inverter utilizzando un metodo di raffreddamento naturale la temperatura aumenterà rapidamente e le prestazioni di lavoro ne risentirebbero. Il raffreddamento ad aria forzata utilizza l'alta velocità ventilatori e ventilatori di media velocità. L'uso di ventole ad alta velocità può ridurre il volume e il peso del radiatore, ma aumenterà il rumore, la durata della ventola è relativamente breve. A bassa potenza, la ventola non gira e la ventola funziona a bassa velocità a media potenza. In effetti, il tempo di funzionamento a piena potenza dell'inverter non è molto, quindi la durata della ventola può essere molto lunga.