Līdz ar jaunās enerģētikas nozares straujo attīstību fotoelektriskā enerģijas ražošana tiek arvien plašāk izmantota. Fotoelektriskie invertori kā galvenā fotoelektriskās enerģijas ražošanas sistēmu sastāvdaļa tiek darbināti āra vidē, un tie tiek pakļauti ļoti skarbiem un pat skarbiem vides testiem.
Āra PV invertoru konstrukcijas dizainam jāatbilst IP65 standartam. Tikai sasniedzot šo standartu, mūsu invertori var darboties droši un efektīvi. IP vērtējums attiecas uz svešķermeņu aizsardzības līmeni elektroiekārtu korpusā. Avots ir Starptautiskās elektrotehniskās komisijas standarts IEC 60529. Šis standarts 2004. gadā tika pieņemts arī kā ASV nacionālais standarts. Mēs bieži sakām, ka IP65 līmenis, IP ir saīsinājums no Ingress Protection, kur 6 ir putekļu līmenis (6: pilnībā novērst putekļu iekļūšanu); 5 ir ūdensnecaurlaidības līmenis (5: produkta apšļakstīšana ar ūdeni bez jebkādiem bojājumiem).
Lai sasniegtu iepriekš minētās projektēšanas prasības, fotoelektrisko invertoru konstrukcijas projektēšanas prasības ir ļoti stingras un piesardzīgas. Šī problēma var viegli rasties arī lauka apstākļos. Tātad, kā mēs izstrādājam kvalificētu invertora produktu?
Pašlaik nozarē invertora augšējā vāka un kārbas aizsardzībai parasti tiek izmantotas divas aizsardzības metodes. Viena ir silikona ūdensnecaurlaidīga gredzena izmantošana. Šāda veida silikona ūdensnecaurlaidīgais gredzens parasti ir 2 mm biezs un iet cauri augšējam vākam un kārbai. Lai panāktu ūdensnecaurlaidīgu un putekļu necaurlaidīgu efektu, to presē. Šāda veida aizsardzības konstrukciju ierobežo silikona gumijas ūdensnecaurlaidīgā gredzena deformācijas apjoms un cietība, un tā ir piemērota tikai mazām invertora kārbām ar jaudu 1–2 kW. Lielākiem skapjiem ir vairāk slēptu risku to aizsargājošajā iedarbībā.
Šajā diagrammā ir parādīts:
Otra daļa ir aizsargāta ar vācu Lanpu (RAMPF) poliuretāna putupolistirolu, kas izmanto ciparu vadības putu formēšanu un ir tieši savienota ar konstrukcijas daļām, piemēram, augšējo vāku, un tās deformācija var sasniegt 50%. Iepriekšminētais ir īpaši piemērots mūsu vidējo un lielo invertoru aizsardzības konstrukcijai.
Šajā diagrammā ir parādīts:
Vienlaikus, vēl svarīgāk, konstrukcijas projektēšanā, lai nodrošinātu augstas izturības ūdensnecaurlaidīgu konstrukciju, starp fotoelektriskā invertora šasijas augšējo vāku un kārbu jāizveido ūdensnecaurlaidīga rieva, lai nodrošinātu, ka pat tad, ja ūdens migla iziet cauri augšējam vākam un kārbai, invertorā starp korpusu ūdens pilieni tiks novirzīti arī caur ūdens tvertni ārpusē, novēršot iekļūšanu kārbā.
Pēdējos gados fotoelektrisko elementu tirgū ir valdījusi sīva konkurence. Daži invertoru ražotāji ir veikuši dažus vienkāršojumus un aizstāšanas pasākumus aizsardzības konstrukcijā un materiālu izmantošanā, lai kontrolētu izmaksas. Piemēram, šajā diagrammā parādīts:
Kreisā puse ir izmaksu samazināšanas konstrukcija. Kārbas korpuss ir saliekts, un izmaksas tiek kontrolētas, izmantojot lokšņu metāla materiālu un procesu. Salīdzinot ar trīskārši salokāmo kārbu labajā pusē, ir acīmredzami mazāk novirzes rievu no kārbas. Arī korpusa izturība ir daudz zemāka, un šie dizaini sniedz lielu potenciālu invertora ūdensnecaurlaidības nodrošināšanai.
Turklāt, tā kā invertora kārbas konstrukcija sasniedz IP65 aizsardzības līmeni un invertora iekšējā temperatūra darbības laikā paaugstinās, spiediena starpība, ko izraisa iekšējā augstā temperatūra un mainīgie ārējie vides apstākļi, novedīs pie ūdens iekļūšanas un jutīgu elektronisko komponentu bojājumiem. Lai novērstu šo problēmu, invertora kārbā parasti uzstādām ūdensnecaurlaidīgu un elpojošu vārstu. Ūdensnecaurlaidīgais un elpojošais vārsts var efektīvi izlīdzināt spiedienu un samazināt kondensācijas parādību noslēgtajā ierīcē, vienlaikus bloķējot putekļu un šķidruma iekļūšanu. Tas uzlabo invertora produktu drošību, uzticamību un kalpošanas laiku.
Tādēļ mēs redzam, ka kvalificēta fotoelektriskā invertora konstrukcijas projektēšana prasa rūpīgu un stingru projektēšanu un izvēli neatkarīgi no šasijas konstrukcijas vai izmantoto materiālu dizaina. Pretējā gadījumā tas tiek akli samazināts, lai kontrolētu izmaksas. Projektēšanas prasības var radīt tikai lielus slēptus draudus fotoelektrisko invertoru ilgtermiņa stabilai darbībai.
