S hitrim razvojem nove energetske industrije se fotovoltaična proizvodnja električne energije vedno bolj uporablja. Kot ključna komponenta fotonapetostnih sistemov za proizvodnjo električne energije fotonapetostni pretvorniki delujejo v zunanjih okoljih in so predmet testiranja v zelo težkih in celo težkih okoljih.
Za zunanje fotonapetostne razsmernike mora strukturna zasnova ustrezati standardu IP65. Samo z doseganjem tega standarda lahko naši razsmerniki delujejo varno in učinkovito. Stopnja IP je za stopnjo zaščite pred tujimi materiali v ohišju električne opreme. Vir je standard IEC 60529 Mednarodne elektrotehnične komisije. Ta standard je bil leta 2004 sprejet tudi kot nacionalni standard ZDA. Pogosto rečemo, da je stopnja IP65, IP je okrajšava za zaščito pred vdorom, od tega je 6 stopnja prahu (6 : popolnoma prepreči vdor prahu); 5 je stopnja vodoodpornosti (5: voda prši izdelek brez kakršnih koli poškodb).
Da bi dosegli zgornje konstrukcijske zahteve, so konstrukcijske zahteve fotovoltaičnih pretvornikov zelo stroge in preudarne. To je tudi težava, ki jo je zelo enostavno povzročiti pri uporabi na terenu. Kako torej oblikujemo kvalificiran inverterski izdelek?
Trenutno obstajata dve vrsti zaščitnih metod, ki se običajno uporabljajo za zaščito med zgornjim pokrovom in škatlo pretvornika v industriji. Ena je uporaba silikonskega nepremočljivega obroča. Ta vrsta silikonskega nepremočljivega obroča je običajno debela 2 mm in poteka skozi zgornji pokrov in škatlo. Stiskanje za doseganje vodoodpornega in prahoodpornega učinka. Ta vrsta zaščitne zasnove je omejena s količino deformacije in trdoto nepremočljivega obroča iz silikonske gume in je primerna samo za majhne inverterske omarice 1-2 KW. Večje omare imajo v svojem zaščitnem učinku več skritih nevarnosti.
Naslednji diagram prikazuje:
Drugi je zaščiten s poliuretanskim stiroporom nemškega Lanpu (RAMPF), ki uporablja numerično krmiljeno oblikovanje pene in je neposredno vezan na strukturne dele, kot je zgornji pokrov, njegova deformacija pa lahko doseže 50 %. Zgoraj je še posebej primeren za zaščitno zasnovo naših srednjih in velikih razsmernikov.
Naslednji diagram prikazuje:
Hkrati je še pomembneje, da je pri načrtovanju konstrukcije za zagotovitev visoko trdne vodoodporne zasnove zasnovan vodoodporen utor med zgornjim pokrovom ohišja fotovoltaičnega pretvornika in škatlo, da se zagotovi, da tudi če vodna meglica poteka skozi zgornji pokrov in škatlo. V pretvornik med telesom bo voden tudi skozi rezervoar za vodo zunaj kapljic vode in se izogibajte vstopu v škatlo.
V zadnjih letih je na trgu fotovoltaike vladala huda konkurenca. Nekateri proizvajalci razsmernikov so naredili nekaj poenostavitev in zamenjav zasnove zaščite in uporabe materiala, da bi nadzorovali stroške. Naslednji diagram prikazuje na primer:
Leva stran je zasnovana za znižanje stroškov. Telo škatle je upognjeno, stroški pa so nadzorovani iz materiala pločevine in postopka. V primerjavi s trojno zložljivo škatlo na desni strani je očitno manj preusmerjenega utora iz škatle. Trdnost ohišja je tudi veliko nižja in te zasnove prinašajo velik potencial za uporabo pri vodotesni izvedbi pretvornika.
Poleg tega, ker zasnova škatle pretvornika dosega stopnjo zaščite IP65 in se bo notranja temperatura pretvornika med delovanjem povečala, bo razlika v tlaku, ki jo povzročijo notranja visoka temperatura in zunanji spreminjajoči se okoljski pogoji, povzročila vstop vode in poškodovanje občutljive elektronike komponente. Da bi se izognili tej težavi, na ohišje pretvornika običajno namestimo vodoodporen zračni ventil. Vodotesen in zračen ventil lahko učinkovito izenači tlak in zmanjša pojav kondenzacije v zaprti napravi, hkrati pa blokira vstop prahu in tekočine. Za izboljšanje varnosti, zanesljivosti in življenjske dobe inverterskih izdelkov.
Zato lahko vidimo, da kvalificirana strukturna zasnova fotonapetostnega pretvornika zahteva skrbno in strogo zasnovo in izbiro ne glede na zasnovo strukture šasije ali uporabljene materiale. V nasprotnem primeru se slepo zmanjša za nadzor stroškov. Konstrukcijske zahteve lahko prinesejo le velike skrite nevarnosti za dolgoročno stabilno delovanje fotovoltaičnih pretvornikov.