Technologia
Aktywnego chłodzenia
Aktywne chłodzenie - plus dla każdego systemu fotowoltaicznego
Zalety technologii aktywnego chłodzenia w skrócie
Dzięki aktywnym systemom chłodzenia falowniki firmy Fronius zapewniają większą elastyczność w zakresie projektowania i montażu. Koszty są również redukowane w fazie eksploatacji, ponieważ praktycznie nie ma konieczności wykonywania czynności serwisowych. Jednak główne zalety aktywnego układu chłodzenia to dłuższa żywotność i wyższa wydajność:
- Dłuższa żywotność
- Większe uzyski energii
- Elastyczność w projektowaniu systemu
- Łatwość i większa swoboda montażu
- Niższe koszty obsługi
Na czym polega aktywne chłodzenie
Prostymi słowami o technologii aktywnego chłodzenia
Elementy elektroniczne wewnątrz falowników są wrażliwie na działanie wysokich temperatur. Falowniki muszą być chłodzone, aby zapobiec przegrzaniu tych elementów. W przypadku falowników firmy Fronius technologia aktywnego chłodzenia jest stosowana standardowo we wszystkich urządzeniach. Jej celem jest zapobieganie tak zwanym „hot spotom” na elementach elektronicznych poprzez zastosowanie wewnętrznych wentylatorów oraz kontrolowane usuwanie ciepłego powietrza. Jeden lub więcej wentylatorów zapewnia wymuszony obieg powietrza wewnątrz falownika i utrzymanie niskiej temperatury.
Z kolei technologia pasywnego chłodzenia - stosowana w wielu falownikach na rynku - opiera się na naturalnej konwekcji. Aby obniżyć temperaturę wewnętrzną, stosuje się duże radiatory.
Innowacyjna technologia chłodzenia w GEN24
W przypadku nowej generacji falowników Fronius GEN24 wyzwaniem była dalsza optymalizacja systemu chłodzenia, uwzględniająca niedużą przestrzeń wewnątrz urządzania i kompaktową konstrukcję falownika. Rezultatem jest wysoce wydajny system chłodzenia składający się z radiatora i wentylatora, który optymalnie chłodzi elementy elektroniczne wewnątrz falownika.
Sercem układu chłodzenia jest innowacyjna obudowa wentylatora, znajdująca się we wnęce radiatora, który jest wykonany z odlewanego ciśnieniowo aluminium i jest wyposażony w specjalnie rozmieszczone żebra chłodzące. Obudowa wentylatora zapewnia idealne warunki ciśnieniowe, umożliwiając optymalny pobór powietrza z otoczenia i przepływy powietrza w czasie pracy urządzenia.
- Zadaniem wentylatora jest utrzymywanie układów elektronicznych w niskiej temperaturze
- Ciepło jest odprowadzane przez żebra chłodzące
- Wentylator zapewnia cyrkulację powietrza wewnątrz falownika i zapobiega powstawaniu tzw. gorących punktów (ang. hot spots)
Zalety technologii aktywnego chłodzenia
Dłuższa żywotność
Wydajność komponentów elektronicznych falownika jest silnie uzależniona od temperatur, dlatego im bardziej się nagrzewają, tym większe jest ryzyko ich awarii.
Badania pokazują, że wzrost temperatury o zaledwie 10°C skraca o połowę żywotność układów elektronicznych mocy. Dzięki aktywnemu chłodzeniu temperatura we wnętrzu jest stale niska. Dlatego falowniki firmy Fronius mają dłuższą żywotność niż urządzenia z chłodzeniem pasywnym.
Wieksze uzyski energii
Aby uniknąć przegrzewaniu komponentów elektronicznych, we wszystkich falownikach stosuje się tzw. „power derating”, czyli kontrolowaną redukcję mocy znamionowej. W przypadku falowników z chłodzeniem aktywnym efekt działania wentylatorów jest znacznie lepszy niż w systemie pasywnym, gdzie trzeba się liczyć ze znacznymi spadkami wydajności falownika.
Jak widać na rysunku, falownik z chłodzeniem pasywnym przechodzi w tryb redukcji mocy znamionowej już przy temperaturze otoczenia na poziomie 30°C, natomiast falownik Fronius z chłodzeniem aktywnym uruchamia to zabezpieczenie dopiero przy 40°C. Zapewnia to wyższe uzyski i tym samym skraca okres zwrotu inwestycji.
*1 chłodzenie pasywne
*2 chłodzenie aktywne
Elastyczność w projektowaniu systemu
Ponieważ urządzenia chłodzone pasywnie cechuje często ograniczone natężenie prądu w punkcie mocy maksymalnej, na jeden MPP-Tracker może przypadać tylko jeden łańcuch modułów. Wynika to z tego, że wyższe natężenia prądu oznaczają także wyższe temperatury komponentów.
Natomiast w przypadku urządzeń chłodzonych aktywnie można odprowadzić więcej ciepła, co z kolei pozwala na wyższe natężenia prądu i równoległe podłączenie kilku łańcuchów modułów. Oznacza to większą elastyczność przy projektowaniu instalacji.
Łatwość i większa swoboda montażu
Dzięki aktywnemu chłodzeniu falowniki są również wyjątkowo elastyczne pod względem instalacji. W przeciwieństwie do chłodzenia pasywnego, urządzenia z chłodzeniem aktywnym można montować zarówno w pionie, jak i w poziomie („na płasko”), co szczególnie przydaje się przy instalacjach montowanych na dachu. Inteligentny, aktywny przepływ powietrza umożliwia również montaż falowników obok siebie.
W GEN24 chłodne powietrze jest zasysane centralnie, a ciepłe powietrze jest odprowadzane przez żebra chłodzące. Ponadto, ponieważ nie są wymagane duże radiatory radiatory, falowniki są bardzo łatwe w transporcie i montażu ze względu na ich niewielką wagę
Niskie koszty obsługi
W przeciwieństwie do falowników z pasywnym chłodzeniem falowniki firmy Fronius są w zasadzie bezobsługowe. W rezultacie koszty eksploatacji są bardzo niskie, a koszty konserwacji można utrzymywać na niskim poziomie przez cały okres użytkowania falownika
