Nouvel onduleur d'énergie
Le dissipateur thermique du nouvel onduleur d'énergie est très important, car il joue un rôle crucial pour garantir la température élevée et le fonctionnement stable de la puce, tout en prolongeant sa durée de vie et en améliorant l'efficacité de la production d'énergie.
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Nouvelle gestion thermique des onduleurs d'énergie :
La nécessité de la dissipation de la chaleur
Lors du fonctionnement d'un onduleur photovoltaïque, les appareils électriques génèrent inévitablement une grande quantité de chaleur. Prenons l'exemple d'un onduleur centralisé classique : les modules IGBT internes dégagent une quantité considérable d'énergie thermique lorsqu'ils fonctionnent à pleine charge. Si cette chaleur n'est pas dissipée rapidement, elle entraîne une forte augmentation de la température interne de l'onduleur. Des études ont montré que pour chaque augmentation de 10 °C de la température interne de l'onduleur, la durée de vie des composants électroniques est réduite d'environ 50 % et le rendement de conversion diminue, affectant ainsi gravement les performances et la stabilité globales du système de production d'énergie photovoltaïque. Par conséquent, une dissipation thermique efficace est essentielle pour garantir un fonctionnement fiable de l'onduleur photovoltaïque, prolonger sa durée de vie et améliorer le rendement de la production d'énergie.
La fonction du dissipateur thermique
Composant central du système de dissipation thermique de l'onduleur photovoltaïque, le dissipateur thermique Walmate assure une dissipation thermique efficace grâce à deux facteurs : l'augmentation de la surface de dissipation et la facilitation du transfert thermique. Prenons l'exemple du dissipateur thermique à ailettes biseautées en alliage d'aluminium. Sa structure unique augmente considérablement la surface de contact avec l'air, permettant ainsi un transfert thermique plus rapide. De plus, le dissipateur thermique est généralement associé à une graisse silicone thermoconductrice, qui comble les interstices entre les composants et le dissipateur thermique, réduisant ainsi efficacement la résistance thermique et améliorant le transfert thermique, garantissant ainsi une dissipation rapide et efficace de la chaleur générée par l'onduleur.
Types de dissipateurs de chaleur
Dissipateurs thermiques à refroidissement naturel :
Les dissipateurs thermiques à refroidissement naturel ne dépendent d'aucune alimentation externe et dissipent la chaleur uniquement par convection et rayonnement naturels. Généralement fabriqués par moulage sous pression, ils présentent une structure très simple, un faible coût et un fonctionnement silencieux, ce qui les rend adaptés aux onduleurs de chaîne de faible puissance (généralement inférieure à 20 kW) et aux besoins de dissipation thermique relativement faibles. Dans certains petits projets de production d'électricité photovoltaïque décentralisée, le dissipateur thermique à refroidissement naturel peut répondre aux besoins de dissipation thermique de l'onduleur et, comme il ne nécessite aucune consommation d'énergie supplémentaire, il présente un excellent rapport qualité-prix.
Dissipateurs thermiques à refroidissement par air forcé :
Les dissipateurs thermiques à refroidissement par air forcé forcent l'air à circuler à travers des dispositifs tels que des ventilateurs pour évacuer la chaleur. Leur efficacité de dissipation thermique est nettement supérieure à celle des dissipateurs thermiques à refroidissement naturel et ils conviennent aux onduleurs de puissance relativement importante (généralement supérieure à 25 kW). Dans les onduleurs photovoltaïques centralisés d'une puissance comprise entre 100 kW et 1 MW, le refroidissement par air forcé est une méthode de dissipation thermique courante. Cependant, ce type de refroidissement présente également des inconvénients. Par exemple, le ventilateur est bruyant en fonctionnement et consomme une certaine quantité d'énergie électrique. De plus, de la poussière est susceptible de pénétrer dans l'appareil, ce qui peut en perturber le fonctionnement.
Actuellement, en raison de la pression sur les coûts côté client, de nombreuses solutions sont destinées aux applications à faible volume et à forte puissance, ce qui accroît considérablement les exigences en matière de performances de dissipation thermique des dissipateurs. Par conséquent, la conception de Walmate Thermal consiste à augmenter le caloduc situé au bas du dissipateur thermique à ailettes Skived, tout en conservant le même volume et la même taille de radiateur. Cela permet une conduction thermique rapide et améliore considérablement les performances de conduction et de dissipation thermiques du caloduc par unité de temps.
Points clés pour la sélection des dissipateurs thermiques
-Correspondance de puissance :
Choisissez un dissipateur thermique adapté à la puissance de l'onduleur. En règle générale, plus la puissance est élevée, plus la production de chaleur est importante et plus la capacité de dissipation thermique requise est élevée. Pour les onduleurs de petite puissance, des dissipateurs thermiques à refroidissement naturel peuvent être utilisés ; pour les onduleurs de forte puissance, un refroidissement par air pulsé ou par liquide est nécessaire pour garantir la dissipation thermique.
-Adaptabilité environnementale :
Tenez compte de l'environnement d'utilisation de l'onduleur, comme la température, l'humidité, la poussière et d'autres facteurs. Dans les environnements à haute température, à forte humidité ou poussiéreux, il est nécessaire de choisir des dissipateurs thermiques offrant une protection efficace afin d'éviter la corrosion ou le colmatage, ce qui affecterait la dissipation thermique. Le traitement de surface du dissipateur thermique est également très important, généralement par thermolaquage ou anodisation. Par exemple, dans les centrales photovoltaïques situées en zone désertique, en raison de la forte concentration de sable et de poussière, il est recommandé de choisir un dissipateur thermique à refroidissement par air pulsé offrant un niveau de protection élevé et équipé d'un dispositif anti-poussière efficace. Il convient également de veiller à l'espacement des ailettes lors de la conception du dissipateur thermique afin d'éviter que la poussière n'obstrue les grilles d'aération.
Afin de répondre aux exigences de dissipation thermique, il est important d'évaluer le coût du dissipateur thermique. Le coût des différents types de dissipateurs thermiques varie considérablement. Le dissipateur thermique à refroidissement naturel est le plus économique, tandis que le dissipateur thermique à refroidissement liquide est le plus cher. Il est nécessaire de choisir le dissipateur thermique offrant le meilleur rapport qualité-prix en fonction du budget du projet et des besoins réels.
Application des nouvelles technologies
Technologie de dissipation thermique par caloduc :
Le caloduc est un élément de transfert de chaleur extrêmement innovant, qui se distingue par son extraordinaire conductivité thermique. Son principe de fonctionnement repose sur l'évaporation et la condensation du liquide interne dans un tube à vide entièrement étanche. Exploitant les principes de la dynamique des fluides, tels que la capillarité, le caloduc assure un transfert de chaleur rapide, permettant ainsi une dissipation thermique efficace et répondant facilement aux défis de dissipation thermique dans divers scénarios de production de chaleur élevée.
Les dissipateurs thermiques à caloducs présentent des avantages remarquables. Ils offrent non seulement une conductivité thermique ultra-élevée et d'excellentes caractéristiques isothermes, assurant une distribution uniforme de la chaleur et évitant les surchauffes locales, mais permettent également d'ajuster avec souplesse les zones de transfert thermique, tant aux extrémités chaude que froide, en fonction des besoins. De plus, ils permettent de transférer la chaleur sur de longues distances, s'affranchissant des contraintes spatiales, et de contrôler précisément la température. Que ce soit pour les appareils électroniques, les machines industrielles ou l'aérospatiale, ils constituent une solution idéale de dissipation thermique grâce à ces caractéristiques.
Technologie de simulation de dissipation thermique :
Walmate Thermal utilise le logiciel de simulation Ansys pour fournir à ses clients des simulations très réalistes des conditions thermiques des systèmes d'onduleurs. Dès la phase de conception, ce logiciel avancé nous permet de prédire avec précision les températures de fonctionnement de chaque composant, offrant ainsi des informations précieuses sur le comportement thermique du système.
Grâce à une analyse minutieuse des résultats de simulation, nous pouvons identifier et corriger rapidement toute configuration structurelle déraisonnable de l'onduleur. Cette approche proactive raccourcit considérablement le cycle de conception et de R&D, réduisant ainsi efficacement les coûts liés aux essais-erreurs. De plus, elle améliore le taux de réussite du premier essai, garantissant à nos clients des solutions d'onduleurs fiables et de haute qualité, répondant dès le départ à leurs exigences en matière de gestion thermique.
