Introduction à la dissipation thermique des onduleurs photovoltaïques

Onduleur photovoltaïque :

La sortie directe de l'énergie solaire est principalement de 12VDC, 24VDC, 48VDC. La conversion efficace du courant continu généré par le système en courant alternatif doit être réalisée, de manière à fournir suffisamment de puissance aux appareils 220VAC, le choix principal est donc l'onduleur DC-AC. La fonction principale de l'onduleur est de réaliser la conversion efficace du courant continu en courant alternatif. Les cellules solaires et les batteries de stockage sont des sources d'alimentation en courant continu, donc une fois que la charge contient du courant alternatif, l'onduleur devient un élément indispensable.

Problèmes de dissipation thermique des onduleurs photovoltaïques

Selon les statistiques, chaque fois que la température des composants électroniques augmente de 2 , la fiabilité diminue de 10 %, l'élévation de température est de 50 et la durée de vie n'est que de 1/6 de celle à 25 . Par conséquent, les composants électroniques doivent être efficacement dissipés afin d'assurer le fonctionnement fiable des dispositifs. On peut voir que le problème de dissipation thermique est devenu de plus en plus un facteur important affectant le développement de la technologie électronique, en particulier pour l'industrie de l'électronique de puissance.

Les principaux composants de dissipation thermique de l'onduleur sont l'IGBT et l'inducteur, en particulier le composant central de l'onduleur-IGBT (transistor bipolaire à porte isolée), qui génère beaucoup de chaleur pendant le fonctionnement, soit environ 1 à 1,5% de la valeur nominale. Puissance. Elle est dissipée dans l'IGBT et convertie en chaleur. Cette partie de la chaleur chauffera la matrice du dispositif d'alimentation et augmentera la température de jonction. Si cette chaleur ne peut pas être libérée de manière opportune et efficace, cela affectera les performances de l'appareil, réduisant ainsi la fiabilité du travail du système's, et même endommageant l'appareil. La température de fonctionnement admissible de l'IGBT est généralement inférieure à 125~150 °C, des moyens efficaces doivent donc être utilisés pour dissiper la chaleur dans l'environnement. À l'heure actuelle, la méthode couramment utilisée pour les onduleurs de faible puissance consiste à installer l'IGBT sur un radiateur et à s'appuyer sur des méthodes de dissipation thermique naturelles pour le refroidissement.

Conception de dissipation thermique

Dans la conception réelle de la dissipation thermique, le refroidissement naturel, le refroidissement par air forcé ou le refroidissement liquide sont généralement sélectionnés en fonction du rapport chaleur par unité de temps/surface de dissipation thermique, c'est-à-dire le flux de chaleur (densité du flux de chaleur).

Les sources de chaleur sont généralement divisées en sources de chaleur centralisées et sources de chaleur uniformes. Lorsque la zone de dissipation thermique des sources de chaleur centralisées telles que les IGBT est limitée, la chaleur est transportée par le caloduc vers la plaque de température uniforme, puis conduite vers le radiateur. Pour les sources de chaleur uniformes, telles que les batteries au lithium, les caloducs ne sont généralement pas utilisés.

D'autres informations d'entrée doivent avoir des informations telles que le schéma de structure de la pièce, la conductivité thermique de la pièce, la puissance de chauffage, la température et la pression ambiantes et la perte de chaleur.

Les onduleurs photovoltaïques extérieurs de faible puissance ont un environnement de travail difficile et complexe. Ils nécessitent non seulement des performances de ventilation et de dissipation thermique stables et fiables, mais nécessitent également un bon niveau de protection. Généralement, le niveau de protection doit être supérieur à IP54. Des exigences contradictoires donnent des contraintes de conception thermique. C'est'très difficile.

Pour de tels problèmes, l'approche traditionnelle consiste à utiliser des ventilateurs avec des niveaux de protection élevés (étanches à l'eau, à la poussière, etc.) pour améliorer la dissipation de la chaleur. Bien que cette méthode ait un bon effet de dissipation thermique, la maintenance du ventilateur reste une tâche inévitable dans un environnement de travail difficile. Dans une certaine mesure, cela augmente non seulement le coût, mais réduit également l'indice de durée de vie du produit. En tant que méthode de refroidissement passif, le refroidissement par convection naturelle présente de nombreux avantages tels qu'une fiabilité élevée, sans entretien, une bonne stabilité, aucun bruit, aucune consommation d'énergie, aucune pièce mobile, etc. Il offre un nouveau moyen technique de résoudre de tels problèmes.