Nuevo inversor de energía
El disipador de calor del nuevo inversor de energía es muy importante, ya que juega un papel crucial para garantizar la alta temperatura y el funcionamiento estable del chip, al tiempo que extiende su vida útil y mejora la eficiencia de la generación de energía.
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Nuevo inversor de gestión térmica de energía:
La necesidad de disipar el calor
Durante el funcionamiento de un inversor fotovoltaico de nueva generación, los dispositivos de potencia generan inevitablemente una gran cantidad de calor. Por ejemplo, en un inversor centralizado común, los módulos IGBT internos liberan una cantidad considerable de energía térmica al funcionar a plena carga. Si este calor no se disipa a tiempo, la temperatura interna del inversor aumenta drásticamente. Diversos estudios han demostrado que por cada 10 °C de aumento en la temperatura interna del inversor, la vida útil de los componentes electrónicos se reduce aproximadamente un 50 %, lo que también reduce la eficiencia de conversión y afecta gravemente el rendimiento y la estabilidad del sistema de generación de energía fotovoltaica. Por lo tanto, una disipación térmica eficiente es fundamental para garantizar el funcionamiento fiable del inversor fotovoltaico, prolongar su vida útil y mejorar la eficiencia de la generación de energía.
La función del disipador de calor
Como componente principal del sistema de disipación de calor del inversor fotovoltaico, el disipador térmico Walmate logra una disipación de calor eficiente principalmente mediante dos métodos: el aumento del área de disipación y la mejora de la transferencia de calor. Por ejemplo, el disipador de aletas biseladas de aleación de aluminio aumenta considerablemente el área de contacto con el aire, lo que permite una transferencia de calor más rápida. Además, el disipador se suele utilizar junto con grasa de silicona termoconductora, que rellena los pequeños huecos entre los dispositivos de potencia y el disipador, reduciendo eficazmente la resistencia térmica y mejorando la transferencia de calor, garantizando así una disipación rápida y eficiente del calor generado por el inversor.
Tipos de disipadores de calor
Disipadores de calor de enfriamiento natural:
Los disipadores de calor de refrigeración natural no dependen de energía externa y disipan el calor únicamente por convección y radiación naturales. Generalmente se fabrican mediante tecnología de fundición a presión. Su estructura es muy simple, su bajo coste y su funcionamiento silencioso lo hacen ideal para inversores string con potencias relativamente bajas (generalmente inferiores a 20 kW) y requisitos de disipación de calor relativamente bajos. En algunos pequeños proyectos de generación de energía fotovoltaica distribuida, el disipador de calor de refrigeración natural puede satisfacer los requisitos de disipación de calor del inversor y, al no requerir consumo de energía adicional, ofrece una excelente relación calidad-precio.
Disipadores de calor de refrigeración por aire forzado:
Los disipadores de calor con refrigeración por aire forzado hacen que el aire fluya a través de dispositivos como ventiladores para disipar el calor. Su eficiencia de disipación es significativamente mayor que la de los disipadores de calor con refrigeración natural y son adecuados para inversores con una potencia relativamente alta (generalmente superior a 25 kW). En inversores fotovoltaicos centralizados con un rango de potencia de 100 kW a 1 MW, la refrigeración por aire forzado es un método común de disipación de calor. Sin embargo, también presenta algunas desventajas. Por ejemplo, el ventilador genera ruido durante su funcionamiento y requiere un cierto consumo de energía eléctrica. Además, es probable que entre polvo en el dispositivo, lo que puede afectar su funcionamiento normal.
Actualmente, debido a la presión de costos del cliente, muchas soluciones se centran en aplicaciones de inversores de pequeño volumen y alta potencia, lo que aumenta considerablemente la demanda de disipación de calor de los disipadores. Por lo tanto, el diseño de Walmate Thermal consiste en aumentar el tubo de calor en la parte inferior del disipador de aleta biselada, en condiciones de radiador de igual volumen y tamaño, logrando una rápida conducción del calor y mejorando significativamente la conducción y disipación del calor del disipador por unidad de tiempo.
Puntos clave para seleccionar disipadores de calor
-Coincidencia de potencia:
Seleccione un disipador de calor adecuado según la potencia del inversor. En general, a mayor potencia, mayor calor se genera y mayor capacidad de disipación térmica requerida. Para inversores de baja potencia, se pueden optar por disipadores de calor con refrigeración natural; mientras que para inversores de alta potencia, se requieren disipadores de calor con refrigeración por aire forzado o refrigeración líquida para garantizar la disipación térmica.
-Adaptabilidad ambiental:
Tenga en cuenta el entorno de uso del inversor, como la temperatura, la humedad, el polvo y otros factores. En entornos con alta temperatura, humedad o polvo, es necesario seleccionar disipadores de calor con un buen nivel de protección para evitar la corrosión o el bloqueo, lo que afectaría la disipación térmica. El tratamiento de la superficie del disipador también es muy importante, generalmente mediante recubrimiento en polvo o anodizado. Por ejemplo, en centrales fotovoltaicas en zonas desérticas, debido a la gran cantidad de arena y polvo, se debe seleccionar un disipador de calor con refrigeración por aire forzado con un alto nivel de protección y equipado con un dispositivo antipolvo eficaz. Asimismo, se debe prestar atención a la separación entre las aletas del disipador para evitar que el polvo obstruya las rejillas de ventilación.
Para cumplir con los requisitos de disipación de calor, considere cuidadosamente el costo del disipador. El costo de los diferentes tipos de disipadores varía considerablemente. El disipador de refrigeración natural tiene el menor costo, mientras que el de refrigeración líquida tiene el mayor. Es necesario seleccionar el disipador con la mejor relación costo-rendimiento según el presupuesto del proyecto y las necesidades reales.
Aplicación de nuevas tecnologías
Tecnología de disipación de calor mediante tubos de calor:
El tubo de calor es un elemento de transferencia de calor extremadamente innovador, que destaca por su extraordinaria conductividad térmica. Su principio de funcionamiento se basa en el proceso de evaporación y condensación del líquido interno dentro de un tubo de vacío completamente sellado. Impulsado por principios de dinámica de fluidos, como la capilaridad, el tubo de calor puede lograr una rápida transferencia de calor, lo que permite una disipación térmica eficiente y facilita la gestión de los problemas de disipación en diversas situaciones de alta generación de calor.
Los disipadores de calor de tubo de calor poseen ventajas notables. No solo poseen una conductividad térmica ultraalta y excelentes características isotérmicas, lo que garantiza una distribución uniforme del calor y evita el sobrecalentamiento local, sino que también permiten ajustar con flexibilidad las áreas de transferencia de calor, tanto en los extremos caliente como frío, según las necesidades reales. Además, tienen la capacidad de transferir calor a largas distancias, superando las limitaciones de espacio para la transferencia térmica, y también permiten controlar la temperatura con precisión. Ya sea en dispositivos electrónicos, maquinaria industrial o el sector aeroespacial, se convierten en una solución ideal para la disipación de calor gracias a estas características.
Tecnología de simulación de disipación de calor:
Walmate Thermal utiliza el software de simulación Ansys para ofrecer a sus clientes simulaciones altamente realistas de las condiciones térmicas de los sistemas inversores. Durante la fase de diseño, este avanzado software nos permite predecir con precisión los valores de temperatura de funcionamiento de cada componente, lo que proporciona información valiosa sobre el comportamiento térmico del sistema.
Mediante un análisis meticuloso de los resultados de la simulación, podemos identificar y corregir rápidamente cualquier diseño estructural inadecuado en el inversor. Este enfoque proactivo acorta significativamente el ciclo de diseño e I+D, reduciendo eficazmente los costes asociados a los procesos de prueba y error. Además, mejora la tasa de éxito del producto a la primera, garantizando que nuestros clientes reciban soluciones de inversores fiables y de alta calidad que satisfagan sus necesidades de gestión térmica desde el principio.
