Az új energiaipar gyors fejlődésével a fotovoltaikus energiatermelés egyre szélesebb körben elterjedt. A fotovoltaikus energiatermelő rendszerek kulcsfontosságú elemeként a fotovoltaikus inverterek kültéri környezetben üzemelnek, és nagyon zord, sőt zord környezeti teszteknek vannak kitéve.
Kültéri PV inverterek esetében a szerkezeti kialakításnak meg kell felelnie az IP65 szabványnak. Invertereink csak ezen szabvány teljesítésével működhetnek biztonságosan és hatékonyan. Az IP-besorolás az elektromos berendezések burkolatában található idegen anyagok elleni védelem szintjét jelöli. A forrás a Nemzetközi Elektrotechnikai Bizottság IEC 60529 szabványa. Ezt a szabványt 2004-ben az Egyesült Államok nemzeti szabványaként is elfogadták. Gyakran emlegetjük az IP65-ös szintet, az IP az Ingress Protection (behatolás elleni védelem) rövidítése, amelyből a 6-os a porvédelem szintje (6: a por bejutásának teljes megakadályozása); az 5-ös a vízállósági szint (5: a termék károsodás nélküli zuhanyozása).
A fenti tervezési követelmények elérése érdekében a fotovoltaikus inverterek szerkezeti tervezési követelményei nagyon szigorúak és körültekintőek. Ez egy olyan probléma is, amely a terepi alkalmazásokban nagyon könnyen problémákat okozhat. Tehát hogyan tervezzünk minősített inverter terméket?
Jelenleg az iparban kétféle védelmi módszert alkalmaznak általánosan az inverter felső burkolata és doboza közötti védelemre. Az egyik a szilikon vízálló gyűrű használata. Ez a típusú szilikon vízálló gyűrű általában 2 mm vastag, és áthalad a felső burkolaton és a dobozon. Préselés útján érik el a vízálló és porálló hatást. Az ilyen típusú védelmi kialakítást a szilikon gumi vízálló gyűrű deformációjának mértéke és keménysége korlátozza, és csak kis, 1-2 kW-os inverter dobozokhoz alkalmas. A nagyobb szekrények védőhatása több rejtett veszélyt rejt magában.
A következő ábra a következőket mutatja:
A másikat német Lanpu (RAMPF) poliuretán hungarocell védi, amely numerikus vezérlésű haböngészéssel készül, és közvetlenül a szerkezeti elemekhez, például a felső burkolathoz van ragasztva, deformációja pedig elérheti az 50%-ot. Ezen felül különösen alkalmas közepes és nagy invertereink védelmi kialakításához.
A következő ábra a következőket mutatja:
Ugyanakkor, ami még ennél is fontosabb, a szerkezet tervezése során a nagy szilárdságú vízálló kialakítás biztosítása érdekében egy vízálló hornyot kell kialakítani a fotovoltaikus inverter házának felső burkolata és a doboz között, hogy még ha a vízpermet áthalad a felső burkolaton és a dobozon, a vízcseppek a ház és az inverter között a víztartályon kívül is bejutnak, és elkerülik a dobozba jutást.
Az elmúlt években kiélezett verseny folyt a fotovoltaikus piacon. Egyes invertergyártók egyszerűsítéseket és helyettesítéseket eszközöltek a védelem kialakításában és az anyagfelhasználásban a költségek csökkentése érdekében. Például a következő ábra mutatja:
A bal oldali kialakítás költségcsökkentő. A doboz hajlított, a költségeket pedig a lemezanyag és a folyamat szabályozza. A jobb oldali háromszoros dobozhoz képest egyértelműen kevesebb a doboz elterelő hornya. A ház szilárdsága is sokkal alacsonyabb, és ezek a kialakítások nagy potenciált rejtenek az inverter vízálló teljesítményének javításában.
Továbbá, mivel az inverter doboz kialakítása eléri az IP65 védettségi szintet, és az inverter belső hőmérséklete működés közben megemelkedik, a belső magas hőmérséklet és a külső változó környezeti feltételek okozta nyomáskülönbség víz bejutásához és az érzékeny elektronikus alkatrészek károsodásához vezethet. Ennek a problémának az elkerülése érdekében általában vízálló, légáteresztő szelepet szerelünk az inverter dobozára. A vízálló és légáteresztő szelep hatékonyan kiegyenlíti a nyomást és csökkenti a kondenzáció jelenségét a lezárt eszközben, miközben megakadályozza a por és a folyadék bejutását. Ezáltal javítja az inverter termékek biztonságát, megbízhatóságát és élettartamát.
Tehát láthatjuk, hogy a minősített fotovoltaikus inverter szerkezeti kialakítása gondos és szigorú tervezést és kiválasztást igényel, függetlenül az alvázszerkezet vagy a felhasznált anyagok kialakításától. Ellenkező esetben a költségek ellenőrzése érdekében vakon redukálódik. A tervezési követelmények csak nagy, rejtett veszélyeket hordozhatnak a fotovoltaikus inverterek hosszú távú stabil működésére nézve.
