Fotovoltaični pretvorniki so elektronski izdelki, ki so omejeni z notranjimi elektronskimi komponentami in morajo imeti določeno življenjsko dobo. Življenjska doba pretvornika je odvisna od kakovosti izdelka, okolja namestitve in uporabe ter kasnejšega delovanja in vzdrževanja. Kako torej s pravilno namestitvijo ter kasnejšim delovanjem in vzdrževanjem izboljšati življenjsko dobo pretvornika?
Glavni dejavniki, ki vplivajo na življenjsko dobo pretvornika, so: 1. notranja temperatura pretvornika; 2. Parametri vhodne napetosti in toka pretvornika; 3. Zunanje okolje za delovanje pretvornika.
Notranja temperatura pretvornika
Temperatura v notranjosti pretvornika je najpomembnejši dejavnik, ki vpliva na življenjsko dobo pretvornika. Previsoka temperatura bo zmanjšala zmogljivost in življenjsko dobo komponent. Kondenzator znotraj pretvornika je ključni dejavnik, ki vpliva na življenjsko dobo pretvornika. Obstaja preprosto osnovno načelo: pravilo desetih stopinj, to pomeni, da se za vsako 10-stopnjo znižanja temperature okolja življenjska doba kondenzatorja podvoji; za vsako 10-stopnjo povišanja temperature okolja se življenjska doba kondenzatorja skrajša za polovico.
Sam pretvornik je vir toplote. Napajalni moduli, induktorji, stikala, kabli in druga vezja v notranjosti bodo proizvajali toploto. Vso toploto je treba pravočasno razpršiti, sicer se bo notranja temperatura dvignila. Zato je zasnova odvajanja toplote pretvornika ključni člen pri razvoju in oblikovanju izdelka. Trenutno industrija inverterjev v bistvu sprejema naravno hlajenje in zračno hlajenje. Modeli z nizko porabo so v glavnem naravni hlajeni, modeli srednje in visoke moči pa so v bistvu vsi zračno hlajeni. Da bi zagotovili stabilnost notranje temperature pretvornika, je treba med namestitvijo in uporabo poleg načrtov izdelka posvetiti posebno pozornost naslednjim zadevam:
(1) Razsmernik mora biti nameščen v dobro prezračenem prostoru, da se ohrani dobro prezračevanje z zunanjim svetom. Če je treba namestiti v zaprtem prostoru, je treba namestiti zračni kanal in izpušni ventilator ali klimatsko napravo. Strogo je prepovedana namestitev pretvornika v zaprto škatlo.
(2) Mesto namestitve pretvornika naj se čim bolj izogiba neposredni sončni svetlobi. Če je razsmernik nameščen na prostem, ga je bolje namestiti pod napuščem na zadnji strani ali pod solarnimi moduli. Nad pretvornikom so napušči ali moduli, ki ga blokirajo. Če ga je mogoče namestiti le na odprtem mestu, je priporočljivo namestiti senčnik in dežnik nad inverterjem.
(3) Ne glede na to, ali gre za posamezno namestitev ali več inštalacij pretvornika, mora biti nameščen v skladu z velikostjo namestitvenega prostora, ki jo poda proizvajalec razsmernika, da se zagotovi, da ima razsmernik dovolj prostora za prezračevanje in odvajanje toplote ter delovni prostor za poznejše delovanje in vzdrževanje.
(4) Razsmernik je nameščen čim dlje od visokotemperaturnih območij, kot so kotli, toplozračna puhala na gorivo, ogrevalne cevi in zunanji izhodi zraka za klimatsko napravo.
Vhodna napetost in tokovni parametri pretvornika
Nepravilno ujemanje parametrov vhodne napetosti in toka razsmernika bo vplivalo tudi na življenjsko dobo pretvornika. Višji kot je napetost ali tok, ki so ji izpostavljene komponente v pretvorniku, krajša je življenjska doba komponent. Za primer vzamemo pretvornik serije MAX 100-125KTL3-X. Razpon vhodne delovne napetosti te serije pretvornikov je 200-1000V. V tem območju lahko pretvornik deluje. Če je napetost prenizka, bo tok previsok, blizu kritičnega stanja. Če je vhodna napetost previsoka, bo tok manjši, vendar bo napetost blizu kritičnega stanja. V tem primeru ne bo vplivalo samo na učinkovitost proizvodnje električne energije pretvornika, ampak tudi na pretvornik. Življenjska doba pretvornika zato na splošno priporočamo, da je vhodna delovna napetost strune nastavljena na nazivno napetost približno 600 V. Glede na značilnosti električnih parametrov v stanju NOCT modula je treba vhodno delovno napetost niza konfigurirati na približno 650 V, kar lahko upošteva visoko učinkovitost pretvornika. in življenjsko dobo.
Če je vhodna delovna napetost strune konfigurirana na približno 800 V, se ne bo zmanjšala samo učinkovitost proizvodnje električne energije, temveč bodo napajalne naprave in kondenzatorji tokovnega vodila pod visoko napetostjo, življenjska doba izolacijske plasti pa se bo zmanjšala, kar vpliva na življenjsko dobo pretvornika. Če je vhodna delovna napetost strune konfigurirana na 500 V, se bo tok v primerjavi z nazivno napetostjo povečal za 20 odstotkov, toplota pretvornika pa bo izvirala predvsem iz toka. V tem primeru se bo toplota povečala za 20 odstotkov, temperatura pretvornika pa se bo povečala. kar ima za posledico zmanjšano življenjsko dobo.
Poleg tega, čeprav je bila omejitev razmerja zmogljivosti v trenutni odobritvi projekta ohlapna, bo zaradi prevelike količine pretvornik dolgo časa deloval s polno obremenitvijo, kar bo seveda vplivalo na življenjsko dobo pretvornika. Iz tega razloga je treba pri načrtovanju razmerja zmogljivosti poleg ekonomskih dejavnikov v celoti upoštevati tudi življenjsko dobo pretvornika.
Zunanje okolje, v katerem deluje pretvornik
Pomemben dejavnik, ki vpliva na življenjsko dobo pretvornika, je tudi zunanje okolje, v katerem deluje razsmernik. Trenutno lahko stopnja zaščite niznih pretvornikov na trgu doseže IP65 ali celo IP66. Je odporen na prah, dež in je odporen proti koroziji s solnim pršenjem. Lahko se prilagodi težkim zunanjim okoljem. Marsikje, ker umazanija pade na radiator, bo vplivala na delovanje radiatorja. V zračni kanal razsmernika lahko pride tudi prah, listje, pesek in drugi drobni predmeti, kar bo vplivalo tudi na odvajanje toplote in s tem vplivalo na življenjsko dobo. V tem primeru je še posebej pomembno, da redno čistite umazanijo na razsmerniku ali hladilnem ventilatorju, da ima razsmernik dobre pogoje hlajenja.
En konec pretvornika je priključen na fotovoltaično polje, drugi konec pa na električno omrežje. Kakovost električnega omrežja bo vplivala tudi na življenjsko dobo pretvornika, zlasti napetost podeželskega električnega omrežja je nestabilna, visoka in nizka, harmoniki električnega omrežja pa so visoke, kar je enostavno sprožiti pretvornik. Če pretvornik zažene zaščitni mehanizem, bo pretvornik prenehal delovati, ko napetost preseže območje, in nadaljeval z delovanjem, ko je napetost normalna. Če pa se pretvornik pogosto ponovno zažene, se življenjska doba pretvornika skrajša.
Povzemite
Ko so razsmerniki dobavljeni v serijah, po vrsti pregledov kakovosti, je njihova projektna življenjska doba skoraj enaka, zato so projektiranje, namestitev in naknadno delovanje ter vzdrževanje ključni dejavniki. Za izboljšanje dejanske življenjske dobe razsmernika je po eni strani potrebno ustvariti dobro delovno okolje za razsmernik, ki ga ščiti pred vetrom, soncem in dežjem; Kanal za hladilni zrak je odblokiran, da se izognemo znižanju zmogljivosti zaradi prekomerne temperature in drugim okvaram.