Introducción a la disipación de calor de inversores fotovoltaicos
Inversor fotovoltaico:
La salida directa de energía solar es principalmente de 12VDC, 24VDC, 48VDC. La conversión efectiva de la energía de CC generada por el sistema en energía de CA debe realizarse, a fin de proporcionar suficiente energía a los aparatos de 220 VCA, por lo que la opción principal es el inversor CC-CA. La función principal del inversor es realizar la conversión efectiva de corriente continua en corriente alterna. Tanto las células solares como las baterías de almacenamiento son fuentes de alimentación de CC, por lo que una vez que la carga contiene energía de CA, el inversor se convierte en una parte indispensable.
Problemas de disipación de calor de los inversores fotovoltaicos
Según las estadísticas, cada vez que la temperatura de los componentes electrónicos aumenta en 2 ℃, la confiabilidad disminuye en un 10%, el aumento de temperatura es de 50 ℃ y la vida útil es solo 1/6 de la de 25 ℃. Por lo tanto, los componentes electrónicos deben disiparse de manera efectiva para garantizar el funcionamiento confiable de los dispositivos. Puede verse que el problema de la disipación de calor se ha convertido cada vez más en un factor importante que afecta el desarrollo de la tecnología electrónica, especialmente para la industria de la electrónica de potencia.
Los principales componentes de disipación de calor del inversor son el IGBT y el inductor, especialmente el componente central del inversor-IGBT (Transistor bipolar de puerta aislada), que genera una gran cantidad de calor durante el funcionamiento, que es aproximadamente el 1 ~ 1,5% del nominal energía. Se disipa en el IGBT y se convierte en calor. Esta parte del calor calentará la matriz del dispositivo de potencia y aumentará la temperatura de la unión. Si este calor no se puede liberar de manera oportuna y efectiva, afectará el rendimiento del dispositivo, lo que reducirá la confiabilidad del funcionamiento del sistema&e incluso dañará el dispositivo. La temperatura de funcionamiento permitida de IGBT es generalmente inferior a 125 ~ 150 ° C, por lo que se deben utilizar medios efectivos para disipar el calor al medio ambiente. En la actualidad, el método comúnmente utilizado para inversores con menor potencia es instalar el IGBT en un radiador y confiar en métodos naturales de disipación de calor para enfriar.
Diseño de disipación de calor
En el diseño de disipación de calor real, la refrigeración natural, la refrigeración por aire forzado o la refrigeración por líquido se seleccionan generalmente de acuerdo con la relación entre el calor por unidad de tiempo y el área de disipación de calor, es decir, el flujo de calor (densidad del flujo de calor).
Las fuentes de calor se dividen generalmente en fuentes de calor centralizadas y fuentes de calor uniformes. Cuando el área de disipación de calor de las fuentes de calor centralizadas, como los IGBT, es limitada, el tubo de calor transporta el calor a la placa de temperatura uniforme y luego al radiador. Para fuentes de calor uniformes, como baterías de litio, generalmente no se utilizan tubos de calor.
Otra información de entrada debe tener información como el diagrama de estructura de la pieza, la conductividad térmica de la pieza, la potencia de calentamiento, la temperatura y presión ambiente y la pérdida de calor.
Los inversores fotovoltaicos de baja potencia para exteriores tienen un entorno de trabajo duro y complejo. No solo requieren un rendimiento de disipación de calor y ventilación estable y confiable, sino que también requieren un buen nivel de protección. Generalmente, se requiere que el nivel de protección sea superior a IP54. Los requisitos en conflicto dan restricciones de diseño térmico. Es&muy difícil.
Para tales problemas, el enfoque tradicional es utilizar ventiladores con altos niveles de protección (a prueba de agua, a prueba de polvo, etc.) para mejorar la disipación de calor. Aunque este método tiene un buen efecto de disipación de calor, el mantenimiento del ventilador sigue siendo una tarea inevitable en un entorno de trabajo hostil. Hasta cierto punto, no solo aumenta el costo, sino que también reduce el índice de vida útil del producto. Como método de enfriamiento pasivo, el enfriamiento por convección natural tiene muchas ventajas, como alta confiabilidad, sin mantenimiento, buena estabilidad, sin ruido, sin consumo de energía, sin partes móviles, etc. Proporciona una nueva forma técnica de resolver estos problemas.
