Amb el ràpid desenvolupament de la nova indústria energètica, la generació d’energia fotovoltaica s’utilitza cada cop més àmpliament. Com a component clau dels sistemes de generació d’energia fotovoltaica, els inversors fotovoltaics s’operen en entorns exteriors i estan subjectes a una prova d’ambients molt dura i fins i tot dura.
Per als inversors fotovoltaics a l’aire lliure, el disseny estructural ha de complir l’estàndard IP65. Només assolint aquesta norma, els nostres inversors poden treballar de manera segura i eficaç. La qualificació IP és per al nivell de protecció dels materials estrangers al recinte d’equips elèctrics. La font és la norma IEC 60529 de la Comissió Electrotècnica Internacional. Aquesta norma també es va adoptar com a estàndard nacional dels Estats Units el 2004. Sovint diem que el nivell IP65, IP és l’abreviatura per a la protecció d’entrades, de la qual 6 és el nivell de pols (6: evitar que la pols s’introdueixi); 5 és el nivell impermeable (5: aigua dutxant el producte sense cap dany).
Per assolir els requisits de disseny anteriors, els requisits de disseny estructural dels inversors fotovoltaics són molt estrictes i prudents. Aquest és també un problema molt fàcil de causar problemes en les aplicacions de camp. Llavors, com dissenyem un producte inversor qualificat?
Actualment, hi ha dos tipus de mètodes de protecció que s’utilitzen habitualment en la protecció entre la coberta superior i la caixa de l’inversor de la indústria. Un és l’ús d’un anell impermeable de silicona. Aquest tipus d'anell impermeable de silicona és generalment de 2 mm de gruix i passa per la coberta superior i la caixa. Premeu per aconseguir un efecte impermeable i a prova de pols. Aquest tipus de disseny de protecció està limitat per la quantitat de deformació i duresa de l’anell impermeable de goma de silicona i només és adequat per a petites caixes d’inversor d’1-2 kW. Els gabinets més grans tenen més perills ocults en el seu efecte protector.
El diagrama següent mostra:
L’altra està protegida per l’estirofoam de poliuretà alemany LANPU (RAMPF), que adopta un modelat d’escuma de control numèric i s’uneix directament a parts estructurals com la coberta superior i la seva deformació pot arribar al 50%. A la part superior, és especialment adequat per al disseny de protecció dels nostres inversors mitjans i grans.
El diagrama següent mostra:
Al mateix temps, el que és més important, en el disseny de l’estructura, per tal d’assegurar un disseny impermeable de gran resistència, s’ha de dissenyar una ranura impermeable entre la coberta superior del xassís d’inversor fotovoltaic i la caixa per assegurar-se que fins i tot si la boira d’aigua passa per la coberta superior i la caixa. A l’inversor entre el cos, també es guiarà a través del dipòsit d’aigua fora de les gotes d’aigua i evitarà entrar a la caixa.
En els darrers anys, hi ha hagut una competència ferotge al mercat fotovoltaic. Alguns fabricants d’inversors han fet algunes simplificacions i substitucions del disseny de protecció i l’ús del material per tal de controlar els costos. Per exemple, el diagrama següent mostra:
El costat esquerre és un disseny reductor de costos. El cos de la caixa està doblegat i el cost es controla a partir del material de xapa i del procés. En comparació amb la caixa de tres que hi ha a la part dreta, hi ha, òbviament, menys ranura desviada de la caixa. La força del cos també és molt menor i aquests dissenys aporten un gran potencial d’ús en el rendiment impermeable de l’inversor.
A més, com que el disseny de la caixa de l’inversor aconsegueix el nivell de protecció d’IP65 i la temperatura interna de l’inversor augmentarà durant el funcionament, la diferència de pressió causada per la temperatura alta i les condicions ambientals del canvi extern comportarà que l’aigua entra i danyi components electrònics sensibles. Per evitar aquest problema, normalment instal·lem una vàlvula transpirable impermeable a la caixa del convertidor. La vàlvula impermeable i transpirable pot igualar eficaçment la pressió i reduir el fenomen de condensació al dispositiu segellat, mentre que bloqueja l’entrada de pols i líquid. Per millorar la seguretat, la fiabilitat i la vida útil dels productes inversors.
Per tant, podem veure que un disseny estructural de l’inversor fotovoltaic qualificat requereix un disseny i selecció acurats i rigorosos independentment del disseny de l’estructura del xassís o dels materials utilitzats. En cas contrari, es redueix cegament als costos de control. Els requisits de disseny només poden aportar grans perills ocults al funcionament estable a llarg termini dels inversors fotovoltaics.