Introduktion til varmeafledning af fotovoltaiske invertere
Fotovoltaisk inverter:
Den direkte produktion af solenergi er for det meste 12VDC, 24VDC, 48VDC. Den effektive konvertering af jævnstrøm genereret af systemet til vekselstrøm bør realiseres for at give tilstrækkelig strøm til 220VAC-apparater, så hovedvalget er DC-AC-inverteren. Inverterens hovedfunktion er at realisere den effektive konvertering af jævnstrøm til vekselstrøm. Både solceller og akkumulatorer er jævnstrømskilder, så når først belastningen indeholder vekselstrøm, bliver inverteren en uundværlig del.
Varmeafledningsproblemer af solcelle-invertere
Ifølge statistikker, hver gang temperaturen på elektroniske komponenter stiger med 2 ℃, falder pålideligheden med 10%, temperaturstigningen er 50 ℃, og levetiden er kun 1/6 af den ved 25 ℃. Derfor skal de elektroniske komponenter spredes effektivt for at sikre en pålidelig drift af enhederne. Det kan ses, at varmeafledningsproblemet i stigende grad er blevet en vigtig faktor, der påvirker udviklingen af elektronisk teknologi, især for kraftelektronikindustrien.
De vigtigste varmeafledningskomponenter i inverteren er IGBT og induktoren, især kernekomponenten i inverter-IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor), som genererer meget varme under drift, hvilket er omkring 1~1,5% af den nominelle strøm. Det spredes i IGBT og omdannes til varme. Denne del af varmen vil opvarme strømanordningens matrice og øge overgangstemperaturen. Hvis denne varme ikke kan frigives rettidigt og effektivt, vil det påvirke enhedens ydeevne og derved reducere pålideligheden af systemets's arbejde og endda beskadige enheden. Den tilladte driftstemperatur for IGBT er generelt lavere end 125~150°C, så effektive midler skal bruges til at sprede varme til miljøet. På nuværende tidspunkt er den almindeligt anvendte metode for invertere med lavere effekt at installere IGBT på en radiator og stole på naturlige varmeafledningsmetoder til afkøling.
Varmeafledningsdesign
I faktisk varmeafledningsdesign vælges naturlig køling, tvungen luftkøling eller væskekøling generelt i overensstemmelse med forholdet mellem varme pr. tidsenhed og varmeafledningsareal, det vil sige varmeflux (varmestrømstæthed).
Varmekilder er generelt opdelt i centraliserede varmekilder og ensartede varmekilder. Når varmeafledningsområdet for centraliserede varmekilder såsom IGBT'er er begrænset, føres varmen af varmerøret til den ensartede temperaturplade og ledes derefter til radiatoren. Til ensartede varmekilder, såsom lithiumbatterier, bruges varmerør generelt ikke.
Andre inputoplysninger skal have information såsom delens strukturdiagram, delens termiske ledningsevne, varmeeffekten, den omgivende temperatur og tryk og varmetabet.
Udendørs laveffekt fotovoltaiske invertere har et barskt og komplekst arbejdsmiljø. De kræver ikke kun stabil og pålidelig ventilation og varmeafledningsevne, men kræver også et godt beskyttelsesniveau. Generelt kræves det, at beskyttelsesniveauet er over IP54. Modstridende krav giver termiske designbegrænsninger. Det'er meget svært.
Til sådanne problemer er den traditionelle tilgang at bruge ventilatorer med høje beskyttelsesniveauer (vandtætte, støvtætte osv.) for at forbedre varmeafledningen. Selvom denne metode har en god varmeafledningseffekt, er vedligeholdelsen af ventilatoren stadig en uundgåelig opgave i et hårdt arbejdsmiljø. Til en vis grad øger det ikke kun omkostningerne, men reducerer også produktets levetidsindeks. Som en passiv kølemetode har naturlig konvektionskøling mange fordele såsom høj pålidelighed, vedligeholdelsesfri, god stabilitet, ingen støj, intet strømforbrug, ingen bevægelige dele osv. Det giver en ny teknisk måde at løse sådanne problemer på.
