Relaistoepassingen in fotovoltaïsche energieopwekkingssystemen: het aanpakken van uitdagingen op het gebied van hoge- capaciteit en precisiecontacttechnologie

In fotovoltaïsche (PV) energieopwekkingssystemen vervullen relais meerdere kritische functies. Ze worden niet alleen gebruikt in batterijbeheersystemen (BMS) om overladen of over{1}}ontladen van batterijen te voorkomen, maar ook in net-aangesloten omvormers voor AC--eilandbescherming en DC-zijboogdetectie en -onderbreking. Bij deze schakeloperaties met hoge- hoge- belasting, bepaalt de mechanische en elektrische levensduur van het bewegende contact voor het fotovoltaïsche PV-relais op PCB's direct de operationele betrouwbaarheid van het systeem op de lange- termijn. Hoogwaardige relais-kunnen binnen milliseconden reageren op foutsignalen, waardoor gevaarlijke stromen snel worden onderbroken, waardoor gevoelige elektronische componenten effectief tegen schade worden beschermd.

Momenteel ontwikkelt fotovoltaïsche (PV) apparatuur zich snel in de richting van miniaturisatie en hoge capaciteit, maar de daaruit voortvloeiende interne warmteopwekking is een groot obstakel geworden voor technologische doorbraken. Volgens de wet van Joule verviervoudigt de warmteopwekking wanneer de stroom verdubbelt als gevolg van een grotere capaciteit. Overmatige warmteontwikkeling leidt niet alleen tot energieverlies, maar kan ook relaisstoringen veroorzaken of de levensduur van printplaten verkorten. Om deze uitdaging aan te gaan, werken ingenieurs aan het optimaliseren van contactmaterialen, zoals het gebruik van ontwerpen met een lage-contact-weerstand, zoals Movable Contact for Photovoltaic PV Inverter Relay, waardoor het vermogensverlies aan de bron wordt verminderd en de temperatuurstijging effectief wordt onderdrukt, waardoor een stabiele werking van de apparatuur in zware omstandigheden wordt gegarandeerd.

Voor toepassingen met hoge{0}} stroom vereisen traditionele relais vaak omvangrijke mechanismen voor warmteafvoer, zoals ventilatoren of koellichamen, wat leidt tot grotere apparaten en in tegenspraak is met het oorspronkelijke doel van miniaturisatie. Om een ​​stabiele transmissie van stromen van 200 A-niveau binnen een compacte ruimte te bereiken, is de industrie begonnen met de ontwikkeling van vermogensrelais met hoge-capaciteit en een extreem lage contactweerstand (bijvoorbeeld 0,2 mΩ). Van deze precisiecomponenten is het materiaal en het structurele ontwerp van de staatscontactklinknagel voor PV AC-circuitrelais cruciaal. Hij is bestand tegen enorme stroomstoten en behoudt tegelijkertijd een extreem lage warmteontwikkeling, en de hoogte is slechts ongeveer een{10}}derde van die van een contactor met dezelfde stroomcapaciteit, waardoor ruimtebesparende ontwerpen voor fotovoltaïsche omvormers en energieopslagsystemen enorm worden vergemakkelijkt.

Naast het verminderen van de weerstand is de keuze van het contactmateriaal ook van cruciaal belang om hoge temperaturen en boogschade aan te pakken. In gelijkstroom-hoog-circuits worden platte zilveren contacten voor PV-stroomrelais veel gebruikt vanwege hun uitstekende geleidbaarheid en anti-laseigenschappen. Op zilver-gebaseerde contacten verspreiden effectief de stroomdichtheid, verminderen plaatselijke oververhitting en behouden een goede contactstabiliteit tijdens veelvuldig schakelen. De toepassing van dit hoogwaardige materiaal- verbetert de robuustheid van fotovoltaïsche systemen aanzienlijk in het licht van onmiddellijke hoge stromen en complexe netfluctuaties.

In beveiligingscircuits aan de gelijkstroom-zijde moeten relais ook de uitdaging van gepolariseerde boogvorming aanpakken. Dit is waar de platte bimetaalklinknagel voor het fotovoltaïsche relais van gelijkstroomcircuits een cruciale rol speelt. De bimetalen klinknagelstructuur combineert de fysieke eigenschappen van verschillende metalen, waardoor de structurele integriteit bij hoge temperaturen behouden blijft en contactvervorming of hechting als gevolg van oververhitting wordt voorkomen. Dit ontwerp is bijzonder geschikt voor DC-verbindingscircuits tussen fotovoltaïsche arrays en energieopslagbatterijen, waardoor een veilige en efficiënte afzonderlijke controle van laad- en ontlaadpaden wordt gegarandeerd.

Relaiscontacten lopen echter het risico van oxidatie en corrosie als ze gedurende langere tijd aan lucht worden blootgesteld. Waterdamp en chemische gassen in de lucht kunnen een dunne film op het contactoppervlak vormen, waardoor de contactweerstand sterk toeneemt en mogelijk tot stroomonderbrekingen of periodieke signaalonderbrekingen kan leiden. Daarom maken moderne fotovoltaïsche relais meestal gebruik van volledig afgedichte structuren of speciale oppervlaktecoatingprocessen om ze te isoleren van ruwe externe omgevingen, waardoor een uitstekende geleiding wordt gegarandeerd, zelfs in zoute kustgebieden of gebieden met een hoge luchtvochtigheid.

Als kernbeschermingscomponent op de systeem-rasterinterface zijn de statische contacten van het relais even belangrijk. Het statische zilveren contact AC-zijde fotovoltaïsche PV-relais is verantwoordelijk voor het loskoppelen van het elektriciteitsnet wanneer de spanning of frequentie het toegestane bereik overschrijdt, waardoor wordt voorkomen dat eilandbedrijf de veiligheid van onderhoudspersoneel in gevaar brengt. De stabiele contactprestaties zijn van fundamenteel belang voor het garanderen van de normale werking van de functies voor monitoring van de netvoedingskwaliteit en bescherming tegen omgekeerde stroomvoorziening, waardoor een solide veiligheidsbarrière wordt gebouwd voor gedistribueerde systemen die op het fotovoltaïsche net- zijn aangesloten.