با توسعه سریع صنعت انرژی های جدید، تولید برق فتوولتائیک بیشتر و بیشتر مورد استفاده قرار می گیرد. اینورترهای فتوولتائیک به عنوان یکی از اجزای کلیدی سیستم‌های تولید برق فتوولتائیک در محیط‌های بیرونی کار می‌کنند و در معرض آزمایش محیط‌های بسیار خشن و حتی سخت قرار می‌گیرند.
برای اینورترهای PV در فضای باز، طراحی ساختاری باید استاندارد IP65 را داشته باشد. اینورترهای ما تنها با رسیدن به این استاندارد می توانند ایمن و کارآمد کار کنند. رتبه IP برای سطح حفاظت از مواد خارجی در محفظه تجهیزات الکتریکی است. منبع استاندارد IEC 60529 کمیسیون بین المللی الکتروتکنیکی است. این استاندارد نیز در سال 2004 به عنوان استاندارد ملی ایالات متحده پذیرفته شد. : به طور کامل از ورود گرد و غبار جلوگیری کنید) 5 سطح ضد آب است، (5: دوش آب محصول بدون هیچ آسیبی).
برای دستیابی به الزامات طراحی فوق، الزامات طراحی سازه اینورترهای فتوولتائیک بسیار دقیق و محتاطانه است. این نیز مشکلی است که به راحتی در کاربردهای میدانی مشکل ایجاد می کند. بنابراین چگونه یک محصول اینورتر واجد شرایط طراحی کنیم؟
در حال حاضر دو نوع روش حفاظتی وجود دارد که معمولاً در حفاظت بین پوشش بالایی و جعبه اینورتر در صنعت استفاده می شود. یکی استفاده از حلقه ضد آب سیلیکونی است. این نوع حلقه ضد آب سیلیکونی عموماً 2 میلی متر ضخامت دارد و از روکش بالایی و جعبه عبور می کند. فشار دادن برای دستیابی به اثر ضد آب و ضد گرد و غبار. این نوع طراحی حفاظتی با میزان تغییر شکل و سختی حلقه ضد آب لاستیکی سیلیکونی محدود می شود و فقط برای جعبه های اینورتر کوچک 1-2 کیلو وات مناسب است. کابینت های بزرگتر خطرات پنهان بیشتری در اثر محافظتی خود دارند.
نمودار زیر نشان می دهد:
دیگری توسط فوم پلی اورتان Lanpu آلمان (RAMPF) محافظت می شود که از قالب گیری فوم کنترل عددی استفاده می کند و مستقیماً به بخش های ساختاری مانند پوشش بالایی متصل می شود و تغییر شکل آن می تواند به 50٪ برسد. در بالا، مخصوصاً برای طراحی حفاظتی اینورترهای متوسط و بزرگ ما مناسب است.
نمودار زیر نشان می دهد:
در عین حال، مهمتر از آن، در طراحی سازه، به منظور اطمینان از طراحی ضد آب با استحکام بالا، باید یک شیار ضد آب بین پوشش بالایی شاسی اینورتر فتوولتائیک و جعبه طراحی شود تا اطمینان حاصل شود که حتی در صورت مه آب شدن از روی جلد و جعبه عبور می کند. به داخل اینورتر بین بدنه، همچنین از طریق مخزن آب خارج از قطرات آب هدایت می شود و از ورود به جعبه خودداری کنید.
در سال های اخیر، رقابت شدیدی در بازار فتوولتائیک وجود داشته است. برخی از تولیدکنندگان اینورتر به منظور کنترل هزینه ها، برخی از ساده سازی ها و جایگزینی ها را در طراحی حفاظتی و استفاده از مواد انجام داده اند. به عنوان مثال، نمودار زیر نشان می دهد:
سمت چپ طراحی کم هزینه است. بدنه جعبه خم شده است و هزینه از طریق مواد ورق فلزی و فرآیند کنترل می شود. در مقایسه با جعبه سه تاشو در سمت راست، به وضوح شیار انحراف کمتری از جعبه وجود دارد. استحکام بدنه نیز بسیار کمتر است و این طرح ها پتانسیل زیادی برای استفاده در عملکرد ضد آب اینورتر به همراه دارند.
علاوه بر این، از آنجا که طراحی جعبه اینورتر به سطح حفاظت IP65 می رسد و دمای داخلی اینورتر در حین کار افزایش می یابد، اختلاف فشار ناشی از دمای بالای داخلی و شرایط محیطی متغیر خارجی منجر به ورود آب و آسیب به الکترونیک حساس می شود. اجزاء برای جلوگیری از این مشکل، ما معمولا یک شیر تنفسی ضد آب را روی جعبه اینورتر نصب می کنیم. شیر ضد آب و تنفسی می تواند به طور موثر فشار را یکسان کرده و پدیده تراکم را در دستگاه مهر و موم شده کاهش دهد و در عین حال مانع ورود گرد و غبار و مایعات شود. به منظور بهبود ایمنی، قابلیت اطمینان و عمر مفید محصولات اینورتر.
بنابراین، می بینیم که طراحی ساختاری اینورتر فتوولتائیک واجد شرایط، بدون در نظر گرفتن طراحی ساختار شاسی یا مواد مورد استفاده، نیاز به طراحی و انتخاب دقیق و دقیق دارد. در غیر این صورت، کورکورانه برای کنترل هزینه ها کاهش می یابد. الزامات طراحی تنها می تواند خطرات پنهان بزرگی را برای عملکرد پایدار طولانی مدت اینورترهای فتوولتائیک به همراه داشته باشد.