Με την ταχεία ανάπτυξη της νέας βιομηχανίας ενέργειας, η φωτοβολταϊκή παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας χρησιμοποιείται όλο και ευρύτερα. Ως βασικό στοιχείο των φωτοβολταϊκών συστημάτων παραγωγής ενέργειας, οι φωτοβολταϊκοί μετατροπείς λειτουργούν σε υπαίθρια περιβάλλοντα και υπόκεινται σε πολύ σκληρή και ακόμη σκληρή δοκιμή περιβάλλοντος.
Για τους υπαίθριους φωτοβολταϊκούς μετατροπείς, ο δομικός σχεδιασμός πρέπει να πληροί το πρότυπο IP65. Μόνο με την επίτευξη αυτού του προτύπου μπορούν οι μετατροπείς μας να λειτουργούν με ασφάλεια και αποτελεσματικότητα. Η βαθμολογία IP είναι για το επίπεδο προστασίας των ξένων υλικών στο περίβλημα του ηλεκτρικού εξοπλισμού. Η πηγή είναι το πρότυπο IEC 60529 της Διεθνούς Ηλεκτροτεχνικής Επιτροπής. Το 5 είναι το αδιάβροχο επίπεδο, (5: ντους νερού το προϊόν χωρίς καμία ζημιά).
Προκειμένου να επιτευχθούν οι παραπάνω απαιτήσεις σχεδιασμού, οι απαιτήσεις διαρθρωτικού σχεδιασμού των φωτοβολταϊκών μετατροπέων είναι πολύ αυστηροί και συνετοί. Αυτό είναι επίσης ένα πρόβλημα που είναι πολύ εύκολο να προκαλέσει προβλήματα στις εφαρμογές πεδίου. Λοιπόν, πώς σχεδιάζουμε ένα προϊόν με εξειδικευμένο μετατροπέα;
Προς το παρόν, υπάρχουν δύο μέθοδοι προστασίας που χρησιμοποιούνται συνήθως στην προστασία μεταξύ του ανώτερου καλύμματος και του κιβωτίου του μετατροπέα στον κλάδο. Το ένα είναι η χρήση ενός αδιάβροχου δακτυλίου σιλικόνης. Αυτός ο τύπος αδιάβροχου δακτυλίου σιλικόνης είναι γενικά πάχος 2mm και περνάει από το επάνω κάλυμμα και το κουτί. Πατώντας για να επιτευχθεί αδιάβροχο και επιδρομμένο σε σκόνη αποτέλεσμα. Αυτό το είδος σχεδιασμού προστασίας περιορίζεται από την ποσότητα παραμόρφωσης και σκληρότητας του αδιάβροχου δακτυλίου από καουτσούκ σιλικόνης και είναι κατάλληλη μόνο για μικρά κιβώτια μετατροπέα 1-2 kW. Τα μεγαλύτερα ντουλάπια έχουν περισσότερους κρυμμένους κινδύνους στο προστατευτικό τους αποτέλεσμα.
Το παρακάτω διάγραμμα δείχνει:
Το άλλο προστατεύεται από το γερμανικό styrofoam πολυουρεθάνης LANPU (RAMPF), το οποίο υιοθετεί τη χύτευση αφρού αριθμητικού ελέγχου και συνδέεται άμεσα με δομικά μέρη όπως το ανώτερο κάλυμμα και η παραμόρφωσή του μπορεί να φθάσει το 50%. Πάνω, είναι ιδιαίτερα κατάλληλο για το σχεδιασμό προστασίας των μεσαίων και μεγάλων μετατροπέων μας.
Το παρακάτω διάγραμμα δείχνει:
Ταυτόχρονα, το πιο σημαντικό, στο σχεδιασμό της δομής, προκειμένου να εξασφαλιστεί η αδιάβροχη σχεδίαση υψηλής αντοχής, θα πρέπει να σχεδιάζεται μια αδιάβροχη αυλάκωση μεταξύ του κορυφαίου εξώφυλλου του πλαισίου μετατροπέα φωτοβολταϊκού μετατροπέα και του κιβωτίου για να εξασφαλιστεί ότι ακόμη και αν η ομίχλη νερού περνάει από το επάνω κάλυμμα και το κουτί. Στον μετατροπέα μεταξύ του σώματος, θα καθοδηγείται επίσης μέσω της δεξαμενής νερού έξω από τα σταγονίδια νερού και θα αποφύγει να εισέλθει στο κουτί.
Τα τελευταία χρόνια, υπήρξε έντονος ανταγωνισμός στη φωτοβολταϊκή αγορά. Ορισμένοι κατασκευαστές μετατροπέα έχουν κάνει κάποιες απλοποιήσεις και αντικαταστάσεις από το σχεδιασμό προστασίας και τη χρήση υλικών για τον έλεγχο του κόστους. Για παράδειγμα, το ακόλουθο διάγραμμα δείχνει:
Η αριστερή πλευρά είναι ένα σχέδιο μείωσης του κόστους. Το σώμα του κουτιού είναι λυγισμένο και το κόστος ελέγχεται από το υλικό λαμαρίνας και τη διαδικασία. Σε σύγκριση με το τριπλό κιβώτιο στη δεξιά πλευρά, υπάρχει προφανώς λιγότερη αυλάκωση εκτροπής από το κουτί. Η δύναμη του σώματος είναι επίσης πολύ χαμηλότερη, και αυτά τα σχέδια φέρνουν μεγάλες δυνατότητες για χρήση στην αδιάβροχη απόδοση του μετατροπέα.
Επιπλέον, επειδή ο σχεδιασμός του κιβωτίου μετατροπέα επιτυγχάνει το επίπεδο προστασίας του IP65 και η εσωτερική θερμοκρασία του μετατροπέα θα αυξηθεί κατά τη διάρκεια της λειτουργίας, η διαφορά πίεσης που προκαλείται από την εσωτερική υψηλή θερμοκρασία και οι εξωτερικές μεταβαλλόμενες περιβαλλοντικές συνθήκες θα οδηγήσουν σε νερό εισέρχεται και βλάπτει ευαίσθητα ηλεκτρονικά εξαρτήματα. Προκειμένου να αποφευχθεί αυτό το πρόβλημα, εγκαθιστούμε συνήθως μια αδιάβροχη αναπνεύσιμη βαλβίδα στο κιβώτιο μετατροπέα. Η αδιάβροχη και αναπνεύσιμη βαλβίδα μπορεί να εξισώσει αποτελεσματικά την πίεση και να μειώσει το φαινόμενο συμπύκνωσης στη σφραγισμένη συσκευή, ενώ εμποδίζει την είσοδο σκόνης και υγρού. Προκειμένου να βελτιωθεί η ασφάλεια, η αξιοπιστία και η διάρκεια ζωής των προϊόντων μετατροπέα.
Ως εκ τούτου, μπορούμε να δούμε ότι ένας ειδικευμένος φωτοβολταϊκός δομικός σχεδιασμός μετατροπέας απαιτεί προσεκτικό και αυστηρό σχεδιασμό και επιλογή ανεξάρτητα από το σχεδιασμό της δομής του πλαισίου ή των χρησιμοποιούμενων υλικών. Διαφορετικά, μειώνεται τυφλά για τον έλεγχο του κόστους. Οι απαιτήσεις σχεδιασμού μπορούν να φέρουν μόνο μεγάλους κρυμμένους κινδύνους στη μακροπρόθεσμη σταθερή λειτουργία των φωτοβολταϊκών μετατροπέων.