Cuộc cách mạng im lặng trong biến tần PV: Trận chiến kỹ thuật và tương lai của Silicone-Miếng đệmnhiệt miễn phí

Trong cảnh quan của việc tạo ra sức mạnh quang điện, biến tần đóng vai trò không thể thay thế của "trái tim" của hệ thống. Nó chuyển đổi hiệu quả dòng điện trực tiếp từ các tấm pin mặt trời thành dòng điện xen kẽ được đưa vào lưới. Đằng sau quá trình chuyển đổinăng lượngnày lànhiệt lớn được tạo ra bởi các thiết bị bán dẫn công suất, chẳng hạnnhư IGBTS và các mô -đun SIC mớinổi. Nếu sứcnóngnày không bị tiêu tan kịp thời và hiệu quả,nó đe dọa trực tiếp hiệu suất của biến tần, tuổi thọ và toàn bộ lợi tức đầu tư củanhà máy PV. Do đó, cao-Thiết kế quản lýnhiệt hiệu quả đã trở thành một lợi thế cạnh tranh cốt lõi trong côngnghệ biến tần và trong miềnnày, vật liệu giao diệnnhiệt—Đặc biệt là miếng đệmnhiệt—đang lặng lẽ trải qua một sự chuyển đổi côngnghệ sâu sắc.
Điểm khởi đầu cho sự thay đổinày bắtnguồn từ một vấn đề dườngnhưnhỏnhưng quan trọng: ônhiễm siloxane. Silicone truyền thống-Dựa trên các miếng đệmnhiệt đã từng là lựa chọn chính do độ đàn hồi tuyệt vời và khảnăng chốngnhiệt độ. Tuynhiên, thấp-phân tử-trọng lượng siloxan mà chúng chứa liên tục bay hơi và di chuyển dưới mức cao-Điều kiệnnhiệt độ của biến tần 20-Vòng đời 25năm, che giấunội thất của thiết bị trong một "sương mù dầu" vô hình. Khi các phân tử siloxanenày tuân thủ các tiếp điểm điện của rơle, công tắc hoặc đầunối, chúng trồng một quả bom thời gian tích tắc. Điện lực oxy hóa chúng thành silicon dioxide, một chất cách điện cứng, tạo thành một màng cách điện siêunhỏ. Điềunày dẫn đến sự tiếp xúc kém, tăng sức đề kháng và cuối cùng có thể gây ra sự cố giao tiếp, bảo vệ trục trặc hoặc thậm chí tắt máy hoàn toàn. Điềunày "lén lút-Kẻ giếtngười "Chế độ thất bại là không thể chấpnhận được đối vớingành côngnghiệp quang điện, theo đuổi thời gian dài tối đa-Độ tin cậy có kỳ hạn. Do đó, sự chuyển đổi sang "silicone-Miễn phí "trởnên bắt buộc, làm phát sinh silicone-miếng đệmnhiệt miễn phí là lựa chọn dứt khoát cho cao-Kết thúc thiết kế biến tần. Chúng được đặt chính xác giữa các mô -đunnăng lượngnóngnhất và tảnnhiệt, lấp đầy các khoảng trống siêunhỏ để tạo thành một cây cầu quan trọng để truyềnnhiệt.
Tuynhiên, việc giải quyết "căn bệnh cũ" của ônhiễm siloxane đã đưa ranhững thách thức mới, làm dấy lên sự tương tác sâu sắc giữa khoa học vật liệu và ứng dụng kỹ thuật. Đầu tiên và quan trọngnhất là thương mại-Tắt giữa hiệu suấtnhiệt và linh hoạt cơ học. Để đạt được độ dẫnnhiệt cao 5 W/m·K, hoặc thậm chí lên tới 10 w/m·K, silicone-miếng đệm miễn phí (thường dựa trên acrylic hoặc các polyme khác) Phải chứa đầy một khối lượng chất độn gốm rất caonhư alumina hoặc boronnitride, thường vượt quá 80%. Tải chất phụ caonày làm cho vật liệu khó hơn và ítnén hơn. Trong quá trình lắp ráp,nếu một miếng đệm quá chắc chắn,nó không thể hoàn toàn phù hợp với các bề mặt của thành phần và tảnnhiệt, để lại các khoảng trống không khí tạo ra điện trở tiếp xúc đáng kể, khiến độ dẫnnhiệt danhnghĩa cao gầnnhư vô dụng. Quan trọng hơn, áp lực cứngnhắcnày được chuyển trực tiếp vào chip công suất cơ bản. Cho thứ ba-chất bán dẫn thế hệnhư silicon cacbua (Sic), mỏng hơn và giòn hơn, căng thẳng quá mức có thể dễ dàng gây ra vi mô-vếtnứt hoặc thậm chí gãy cái chết, dẫn đến thiệt hại không thể đảongược. Đạt được sự cân bằng tinh tế giữa độ dẫnnhiệt cao và ứng suất thấp trong công thức đã trở thành thách thức chính đối với cácnhà cung cấp silicone-Vật liệu miễn phí.
Tiếp theo là thách thức to lớn của lâu-Độ tin cậy có kỳ hạn. Một biến tần PV phải chịu đựng hàng chụcngàn chu kỳnhiệt độ, từ cái lạnhnghiêm trọng của -40°C với sứcnóng thiêu đốt của +85°C. Dưới sự giãnnở và co lại mạnh mẽnhư vậy, một miếngnhiệt hiệu suất kém có thể bị "bơm-ra "hiệu ứng—trong đónhựa cơ sở dần dần bị ép ra, dẫn đến sự phân tách vật liệu,nứt và phá hủy con đườngnhiệt. Đồng thời, liệu khảnăng chốngnhiệt vốn có và chống-Tính chất lão hóa của cơ sở polymer acrylic có thể phù hợp với hóa học ổn định đặc biệt của silicon trên 25-Tuổi thọnăm tiếp xúc với mặt trời, độ ẩm và sương mù muối là một câu hỏi phải được trả lời bằng dữ liệu thửnghiệmnghiêmngặt. Bất kỳ lâu dài-Sự suy giảm thời hạn trong các thuộc tính vật liệu sẽ trực tiếp chuyển thành tỷ lệ thất bại cao hơn cho biến tần.
Đối mặt vớinhững rào cản kỹ thuật liên kếtnày,ngành côngnghiệp không đứng yên mà đã tìm kiếmnhững đột phá thông qua đa-Đổi mới chiều. Về mặt vật liệu, cácnhànghiên cứu đang đổi mới các cấu trúc phân tử polymer để tạo ra các ma trận acrylic linh hoạt hơn. Đồng thời, họ sử dụngnhiều-Kỹ thuật pha trộn tỷ lệ, kết hợp các hạt gốm có kích thước và hình dạng khácnhau để xây dựng mạngnhiệt hiệu quảnhất ở cấp độ vi mô, giốngnhư lắp ráp các khối xây dựng. Họ cũng sửa đổi các bề mặt phụ để tăng cường liên kết với ma trận polymer, điềunày giúp cải thiện đáng kể các tính chất chung của vật liệu và khảnăng chống lại "bơm-Hiệu ứng rangoài "Điềunày đã dẫn đến sự phát triển của" Ultra-mềm mại "silicone-Các miếng đệmnhiệt miễn phí, duy trì độ cứng cực thấpngay cả ở độ dẫnnhiệt cao, ứng suất lắp ráp đệm hiệu quả và cung cấp bảo vệnhiệtnhẹnhàngnhưng chắc chắn cho các chip SIC mỏng manh.
Trên mặt trận ứng dụng và xácnhận, cácnhà sản xuất biến tần và cácnhà cung cấp vật liệu đang hợp tác chặt chẽ để thiết lập các giao thức thửnghiệm lão hóa tăng tốc vượt xa các tiêu chuẩn thông thường. Dài-Thời gian lưu trữnhiệt ẩm, hàngngàn chu kỳnhiệt độ khắcnghiệt và thậm chí các thửnghiệm đạp xe điện trực tiếp mô phỏng thực tế-Điều kiện hoạt động thế giới đã trở thành thửnghiệm Litmus cho các sản phẩm đủ điều kiện. Chỉ các vật liệu thể hiện sự suy giảm hiệu suất tối thiểu và duy trì tính toàn vẹn về cấu trúc sau khi các thửnghiệmnghiêmngặtnày kiếm được "vé vàonhập cảnh"-kết thúc biến tần. Hơnnữa, để giải quyết thách thức của silicone-Các vật liệu miễn phí có tack tựnhiên kém, làm phức tạp việc lắp ráp tự động, các cải tiến quy trìnhnhư thêm lớp gia cố sợi thủy tinh hoặc kiểm soát chính xác-B mặt đã tăng cường đáng kể khảnăng sử dụng của họ trong môi trường sản xuất.
Cuối cùng, sự thay đổinày từ "silicone-Dựa trên "thành" silicone-Miễn phí "không chỉ là một sự thay thế vật liệu đơn giản;nó là một bảnnâng cấp côngnghệ có hệ thống. Nó phản ánh sự theo đuổi khôngngừng củangành côngnghiệp quang điện-Hiệu suất silicone-Các miếng đệmnhiệt miễn phí có chi phí ban đầu cao hơn, khảnăngngăn chặn rủi ro của việc bảo trì, thu hồi và thiệt hại danh tiếng thương hiệu trong tương lai gây ra bởi ônhiễm siloxane mang lại cho họ giá trị vô song về tổng chi phí sở hữu (TCO). Đây không chỉ là một trận chiến côngnghệ đối với các vật liệu, mà là một "cuộc cách mạng im lặng" quan trọng đối với hoạt động ổn định của các hệ thốngnăng lượng trong tương lai của chúng ta, đảm bảo rằng mọi biến tần PV có thể tiếp tục đánh bại một cách lặng lẽ và đáng tin cậy trong quý tiếp theo-thế kỷ.