การออกแบบการระบายความร้อนสำหรับอินเวอร์เตอร์ไฟฟ้าโซลาร์เซลล์

  อินเวอร์เตอร์ไฟฟ้าโซลาร์เซลล์เป็นอุปกรณ์ที่สำคัญมากสำหรับระบบไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ บทบาทหลักของระบบไฟฟ้าโซลาร์เซลล์คือการเปลี่ยนไฟฟ้ากระแสตรงที่เกิดจากส่วนประกอบของโซลาร์เซลล์เป็นไฟฟ้ากระแสสลับ นอกจากนี้ อินเวอร์เตอร์ยังทำหน้าที่ตรวจจับส่วนประกอบ โครงข่ายไฟฟ้า สถานะการทำงานของสายเคเบิล การสื่อสารและการสื่อสารกับโลกภายนอก การจัดการความปลอดภัยของระบบ และหน้าที่ที่สำคัญอื่นๆ ในมาตรฐานอุตสาหกรรมเซลล์แสงอาทิตย์ NB32004-2013 อินเวอร์เตอร์มี พารามิเตอร์ทางเทคนิคที่เข้มงวดมากกว่า 100 รายการ และระบบไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ไม่สามารถรับใบรับรองได้จนกว่าแต่ละพารามิเตอร์จะผ่านการรับรอง

อินเวอร์เตอร์รุ่นใหม่ ตั้งแต่การออกแบบไปจนถึงการผลิตจำนวนมาก ต้องใช้เวลามากกว่าสองปีในการเปิดตัว นอกจากการป้องกันแรงดันโหลดเกินแล้ว อินเวอร์เตอร์ยังมีฟังก์ชันอีกมากมาย เช่น การควบคุมกระแสไฟรั่ว การควบคุมความเย็น การออกแบบความร้อน ความเข้ากันได้ทางแม่เหล็กไฟฟ้า การยับยั้งฮาร์มอนิก การควบคุมประสิทธิภาพ ฯลฯ จำเป็นต้องลงทุนทรัพยากรจำนวนมากเพื่อพัฒนาและทดสอบ

  1. ทำไมอินเวอร์เตอร์จึงควรกระจายความร้อน

ในฤดูหนาว หลายคนกังวลว่าอินเวอร์เตอร์จะเป็นน้ำแข็งหรือไม่ ในความเป็นจริงมีอินเวอร์เตอร์ไม่กี่ตัวที่ถูกแช่แข็ง ปัญหาที่สำคัญที่สุดเกี่ยวกับอินเวอร์เตอร์คือปัญหาความร้อนสูงเกินไป BCC รายงานว่าความล้มเหลวส่วนใหญ่ของผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์ส่วนใหญ่ในปัจจุบันเกิดจากระบบระบายความร้อนที่ไม่ดี แต่ความน่าเชื่อถือของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์นั้นไวต่ออุณหภูมิมาก ทุกๆ 1 องศาของอุณหภูมิอุปกรณ์ที่เพิ่มขึ้นจากระดับ 70-80 องศา ความน่าเชื่อถือจะลดลง 5 เปอร์เซ็นต์ อุณหภูมิที่สูงเกินไปจะทำให้อายุการใช้งานของอินเวอร์เตอร์สั้นลงและส่งผลต่อความน่าเชื่อถือของอินเวอร์เตอร์

 2 วิธีการระบายความร้อนอินเวอร์เตอร์หลายวิธี

ระบบทำความเย็นคิดเป็นประมาณร้อยละ 15 ของต้นทุนฮาร์ดแวร์ของอินเวอร์เตอร์ โดยส่วนใหญ่ประกอบด้วยหม้อน้ำ พัดลมระบายความร้อน จาระบีระบายความร้อน และวัสดุอื่นๆ ในปัจจุบัน โหมดการทำความเย็นของอินเวอร์เตอร์มีสองประเภทหลัก: ประเภทหนึ่งคือการระบายความร้อนตามธรรมชาติ และอีกประเภทหนึ่งถูกบังคับ อากาศเย็น

(1) การระบายความร้อนตามธรรมชาติ

วิธีการทำความเย็นนี้หมายถึงจุดประสงค์ของการทำให้เย็นเฉพาะที่ไปยังสภาพแวดล้อมโดยรอบโดยไม่ต้องใช้พลังงานเสริมใดๆ จากภายนอก ซึ่งโดยปกติแล้วจะประกอบด้วยวิธีการถ่ายเทความร้อนหลักสามวิธี ได้แก่ การนำความร้อน การพาความร้อน และการแผ่รังสี ซึ่งแสดงการไหลของวิธีธรรมชาติและวิธีการไหล การระบายความร้อนตามธรรมชาติ มักใช้กับอุปกรณ์และส่วนประกอบที่ใช้พลังงานต่ำซึ่งมีข้อกำหนดการควบคุมอุณหภูมิต่ำและความหนาแน่นของการไหลของความร้อนของอุปกรณ์ต่ำ เช่นเดียวกับอุปกรณ์ปิดผนึกหรือประกอบอย่างหนาแน่น ภายใต้สถานการณ์ของเทคโนโลยีระบายความร้อนอื่นๆ ในปัจจุบัน ผู้ผลิตส่วนใหญ่สามารถใช้การทำความเย็นตามธรรมชาติในอินเวอร์เตอร์เฟสเดียวและอินเวอร์เตอร์สามเฟสที่มีขนาดต่ำกว่า 30kW อินเวอร์เตอร์สามเฟสขนาด 100kW 100kW ของผู้ผลิตจำนวนน้อยสามารถใช้โซลูชันระบายความร้อนตามธรรมชาติได้

(2) การระบายความร้อนด้วยอากาศบังคับ

วิธีการระบายความร้อนนี้คือการใช้อุปกรณ์เพื่อสร้างการไหลของอากาศ เช่น พัดลมและอุปกรณ์บังคับอื่นๆ เพื่อระบายความร้อนที่เกิดจากอุปกรณ์ วิธีนี้เป็นวิธีที่ง่ายและดีเยี่ยม หากช่องว่างระหว่างส่วนประกอบในส่วนประกอบเหมาะสมสำหรับการไหลของอากาศหรือเหมาะสำหรับการติดตั้งหม้อน้ำในพื้นที่ คุณสามารถใช้วิธีระบายความร้อนนี้ให้มากที่สุด ในการปรับปรุงประสิทธิภาพการระบายความร้อน เราจำเป็นต้องเพิ่มพื้นที่กระจายความร้อนและสร้างการไหลของอากาศที่ค่อนข้างใหญ่บนพื้นผิวการกระจายความร้อน การเพิ่มพื้นที่ระบายความร้อนบนพื้นผิวของหม้อน้ำเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพการระบายความร้อนของชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในหลายอุตสาหกรรม โครงการนี้ส่วนใหญ่จะใช้เพื่อขยายพื้นที่กระจายความร้อนบนพื้นผิวของหม้อน้ำเพื่อให้บรรลุวัตถุประสงค์ในการเสริมการถ่ายเทความร้อน การเลือกหม้อน้ำมีความสัมพันธ์โดยตรงกับประสิทธิภาพการระบายความร้อน ปัจจุบันวัสดุของหม้อน้ำส่วนใหญ่ทำจากทองแดงหรืออลูมิเนียม

(3) การเปรียบเทียบวิธีการทำความเย็นสองวิธี

วิธีการระบายความร้อนตามธรรมชาติโดยไม่มีพัดลม ดังนั้นจึงมีเสียงรบกวนต่ำ แต่ประสิทธิภาพการทำความเย็นช้า โดยทั่วไปใช้สำหรับอินเวอร์เตอร์พลังงานต่ำ การระบายความร้อนด้วยอากาศแบบบังคับควรกำหนดค่าด้วยพัดลม มีเสียงรบกวนบ้าง แต่ประสิทธิภาพการทำความเย็นที่รวดเร็ว โดยทั่วไปใช้สำหรับพลังงานสูง อินเวอร์เตอร์ ในอินเวอร์เตอร์คลัสเตอร์กำลังปานกลาง ทั้งสองวิธีสามารถใช้ได้

จากการเปรียบเทียบประสิทธิภาพการทำความเย็นของอินเวอร์เตอร์แบบกลุ่มพบว่าในอินเวอร์เตอร์แบบกลุ่มที่สูงกว่าระดับพลังงาน 50kW การระบายความร้อนด้วยอากาศแบบบังคับจะดีกว่าการระบายความร้อนตามธรรมชาติ ตัวเก็บประจุภายในของอินเวอร์เตอร์ IGBT และอื่น ๆ ส่วนประกอบที่สำคัญ อุณหภูมิจะลดลงประมาณ 20 องศาเซลเซียส ซึ่งสามารถรับประกันการทำงานของอินเวอร์เตอร์ได้อย่างมีประสิทธิภาพ และอุณหภูมิของอินเวอร์เตอร์ที่ใช้วิธีการระบายความร้อนตามธรรมชาติ อุณหภูมิจะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว และประสิทธิภาพการทำงานจะได้รับผลกระทบ การระบายความร้อนด้วยอากาศแบบบังคับจะใช้ความเร็วสูง พัดลมและพัดลมความเร็วปานกลาง การใช้พัดลมความเร็วสูงสามารถลดปริมาณและน้ำหนักของหม้อน้ำ แต่จะเพิ่มเสียงรบกวน อายุการใช้งานของพัดลมค่อนข้างสั้น ที่พลังงานต่ำ พัดลมไม่หมุน และพัดลมทำงานที่ความเร็วต่ำที่ความเร็วปานกลาง ในความเป็นจริง เวลาในการทำงานเต็มกำลังของอินเวอร์เตอร์มีไม่มาก ดังนั้นอายุการใช้งานของพัดลมจึงยาวนานมาก