S brzim razvojem nove energetske industrije, fotonaponska proizvodnja energije sve se više koristi. Kao ključna komponenta fotonaponskih sustava za proizvodnju energije, fotonaponski pretvarači rade u vanjskim okruženjima i podvrgnuti su ispitivanjima u vrlo teškim, pa čak i teškim uvjetima.
Za vanjske fotonaponske pretvarače, strukturni dizajn mora zadovoljavati standard IP65. Samo postizanjem ovog standarda naši pretvarači mogu raditi sigurno i učinkovito. IP oznaka označava razinu zaštite od stranih materijala u kućištu električne opreme. Izvor je standard Međunarodne elektrotehničke komisije IEC 60529. Ovaj standard je također usvojen kao američki nacionalni standard 2004. godine. Često kažemo da je razina IP65, IP je kratica za Ingress Protection (zaštita od prodora), gdje je 6 razina prašine (6: potpuno sprječava ulazak prašine); 5 je razina vodootpornosti (5: zalijevanje proizvoda vodom bez ikakvih oštećenja).
Kako bi se postigli gore navedeni zahtjevi dizajna, zahtjevi za strukturni dizajn fotonaponskih pretvarača su vrlo strogi i oprezni. Ovo je također problem koji vrlo lako može uzrokovati probleme u terenskim primjenama. Dakle, kako dizajnirati kvalificirani inverterski proizvod?
Trenutno se u industriji obično koriste dvije vrste metoda zaštite između gornjeg poklopca i kutije pretvarača. Jedna je upotreba silikonskog vodootpornog prstena. Ova vrsta silikonskog vodootpornog prstena obično je debljine 2 mm i prolazi kroz gornji poklopac i kutiju. Pritiskom se postiže vodootpornost i otpornost na prašinu. Ova vrsta zaštitnog dizajna ograničena je količinom deformacije i tvrdoćom silikonskog gumenog vodootpornog prstena te je prikladna samo za male kutije pretvarača od 1-2 kW. Veći ormari imaju više skrivenih opasnosti u svom zaštitnom učinku.
Sljedeći dijagram prikazuje:
Drugi je zaštićen njemačkim Lanpu (RAMPF) poliuretanskim stiropornim materijalom, koji je izrađen numeričkim upravljanjem oblikovanjem pjene i izravno je spojen na strukturne dijelove poput gornjeg poklopca, a njegova deformacija može doseći 50%. Iznad toga, posebno je prikladan za dizajn zaštite naših srednjih i velikih pretvarača.
Sljedeći dijagram prikazuje:
Istovremeno, što je još važnije, prilikom projektiranja konstrukcije, kako bi se osigurala visokočvrsta vodootporna konstrukcija, između gornjeg poklopca kućišta fotonaponskog pretvarača i kutije mora se projektirati vodootporni utor kako bi se osiguralo da čak i ako vodena magla prolazi kroz gornji poklopac i kutiju, između tijela pretvarača, kapljice vode također će se voditi kroz spremnik za vodu izvan kućišta pretvarača i spriječiti ulazak u kutiju.
Posljednjih godina na tržištu fotonaponskih sustava vlada žestoka konkurencija. Neki proizvođači pretvarača napravili su neka pojednostavljenja i zamjene u dizajnu zaštite i korištenim materijalima kako bi kontrolirali troškove. Na primjer, sljedeći dijagram prikazuje:
Lijeva strana je dizajn koji smanjuje troškove. Tijelo kutije je savijeno, a trošak se kontrolira limom i postupkom. U usporedbi s trostruko preklopljenom kutijom na desnoj strani, očito je manje utora za odvajanje od kutije. Čvrstoća tijela je također znatno niža, a ovi dizajni donose veliki potencijal za korištenje u vodootpornim performansama pretvarača.
Osim toga, budući da dizajn kutije invertera postiže razinu zaštite IP65, a unutarnja temperatura invertera će se povećati tijekom rada, razlika tlaka uzrokovana visokom unutarnjom temperaturom i promjenjivim vanjskim uvjetima okoline dovest će do ulaska vode i oštećenja osjetljivih elektroničkih komponenti. Kako bismo izbjegli ovaj problem, obično ugrađujemo vodootporni prozračni ventil na kutiju invertera. Vodootporni i prozračni ventil može učinkovito izjednačiti tlak i smanjiti pojavu kondenzacije u zatvorenom uređaju, a istovremeno blokira ulazak prašine i tekućine. Kako bi se poboljšala sigurnost, pouzdanost i vijek trajanja inverterskih proizvoda.
Stoga možemo vidjeti da kvalificirani strukturni dizajn fotonaponskog pretvarača zahtijeva pažljiv i rigorozan dizajn i odabir bez obzira na dizajn konstrukcije šasije ili korištene materijale. U suprotnom, slijepo se svodi na kontrolu troškova. Zahtjevi dizajna mogu donijeti samo velike skrivene opasnosti za dugoročni stabilan rad fotonaponskih pretvarača.
