Dağıtılmış fotovoltaik sistemlerde, fotovoltaik mikro invertör devre kartı, verimli dönüşüm ve istikrarlı güneş enerjisi çıkışı elde etmek için önemli bir bileşendir. Fotovoltaik modülleri elektrik şebekesine bağlayan bir mikro invertörün "sinir ağı" gibidir. Elektrik enerjisi formlarının dönüşümünü tamamlamanın yanı sıra karmaşık ortamlarda tüm sistemin güvenilir çalışmasını da sağlar. Performansı, fotovoltaik sistemin enerji üretim verimliliğini ve güvenlik seviyesini doğrudan belirler.
1, Temel bileşenler: Çoklu modül işbirliğine dayalı "enerji dönüşüm merkezi"
Fotovoltaik mikro invertörlere yönelik PCB kartının bileşimi, her devre modülü arasında açık iş bölümü ve yakın koordinasyon ile "verimli enerji işleme" etrafında döner. Bunlardan güç dönüşüm devresi alanı, fotovoltaik modüller tarafından üretilen DC elektriğin, belirli bir devre topolojisi aracılığıyla şebeke standartlarını karşılayan AC elektriğe dönüştürülmesinden sorumlu olan çekirdektir. Bu süreç, gerilim ve akımın istikrarlı kontrolünü sağlamak ve güç kalitesinin standartları karşılamasını sağlamak için hassas devre düzeni gerektirir.
Örnekleme ve algılama devresi alanı, fotovoltaik modül çıkış parametrelerinin, PCB kartı sıcaklık verilerinin ve şebeke bağlantı durumunun gerçek zamanlı olarak toplanması için ayrılmış sensör arayüzleri ve destek devreleri ile "algılama" işlevinden sorumludur ve daha sonraki işlem ve ayarlama için sinyal temeli sağlar. Örneğin fotovoltaik modülün çıkış gücü dalgalandığında bu alan değişiklikleri ilk seferde yakalayabilir ve doğru ayar sinyallerini iletebilir.
Kontrol ve tahrik devresi alanı, mikro denetleyicilerin veya dijital sinyal işlemcilerinin kurulumu için ayrılmış ve çevresel yardımcı devrelerle donatılmış "karar-verme ve yürütme merkezidir". Örnekleme devresi tarafından iletilen verilere dayanarak, çalışma durumunu ayarlamak üzere güç dönüşüm devresini yönlendirmek için önceden ayarlanmış algoritmalara göre kontrol talimatları oluşturulabilir. Aynı zamanda, alan aynı zamanda veri yükleme ve uzaktan izlemeyi gerçekleştirmek için iletişim arayüz devreleriyle de donatılmıştır; bu, operasyon ve bakım personelinin PCB kartlarının çalışma durumunu gerçek zamanlı-kavrayabilmesine olanak tanır.
Ek olarak koruma devresi alanı, aşırı gerilim, aşırı akım, aşırı ısınma ve ada korumasına yönelik devreler dahil olmak üzere PCB kartının "güvenlik bariyeridir". Güç şebekesinde bir anormallik olduğunda (voltajda ani bir artış veya düşüş gibi) veya PCB kartının sıcaklığı çok yüksek olduğunda, koruma devresi hızlı bir şekilde koruma mekanizmasını tetikleyebilir, tehlikeli devreyi kesebilir veya PCB kartının hasar görmesini ve güvenlik kazalarını önlemek için çalışma parametrelerini ayarlayabilir.
2, İşleme bağlantısı: Performansı sağlamak için "İnce üretim süreci"
Fotovoltaik mikro invertör PCB kartının işlenmesi son derece yüksek hassasiyet ve proses stabilitesi gerektirir ve her bir bağlantının kontrolü nihai performansı doğrudan etkiler. Süreç boyunca PCB kartının kendisinin üretimine ve işlenmesine odaklanan çoklu ince süreç koordinasyonu yoluyla tamamlanması gerekiyor.
(1) Substrat seçimi ve ön arıtma
İşlemedeki ilk adım, yüksek ve düşük sıcaklık direncine, korozyon direncine, güçlü izolasyona ve mükemmel ısı dağıtma performansına sahip pcb substratlarını seçmek için fotovoltaik sistemin dış mekan çalışma özellikleriyle birleştirilmesi gereken substrat seçimidir. Yaygın alt tabaka malzemeleri, dış ortamdaki çevresel değişikliklerin neden olduğu alt tabaka deformasyonunu veya performans bozulmasını önlemek için iyi bir mekanik dayanıklılığa sahipken aynı zamanda uzun-yüksek sıcaklıktaki- ortamlarda yapısal stabilitenin korunmasına öncelik vermelidir. Alt tabakayı seçtikten sonra, ön-muamele gereklidir: ilk olarak, kimyasal temizleme işlemi yoluyla alt tabakanın yüzeyindeki yağı ve yabancı maddeleri çıkarın ve ardından yüzey pürüzlülüğünü iyileştirmek, sonraki devre ile alt tabaka arasındaki yapışmayı geliştirmek ve devre üretimi için iyi bir temel oluşturmak için mekanik cilalama kullanın.
(2) Hat üretimi ve grafik aktarımı
Devre üretimi, tamamlanmış devre modellerinin fotolitografi teknolojisi yoluyla alt tabaka yüzeyine hassas bir şekilde aktarılmasını gerektiren PCB kartı işlemenin temel sürecidir. İlk olarak, alt tabaka yüzeyini fotodirençle eşit şekilde kaplayın ve fotolitografi etkisini sağlamak için kaplama kalınlığını ve tekdüzeliği kontrol etmek için profesyonel ekipman kullanın; Daha sonra devre modeli, bir pozlama makinesi aracılığıyla fotorezistin üzerine doğru bir şekilde yansıtılır ve pozlama süresi ve yoğunluğu, modelin netliğini sağlamak için sıkı bir şekilde kontrol edilir; Daha sonra, maruz kalmayan fotorezisti çıkarmak için geliştirme süreci gerçekleştirilir, bu da alt tabaka yüzeyinde net bir devre deseni taslağı elde edilmesini sağlar; Son olarak, iletken çizgiler oluşturmak üzere grafik alanına bir metal katman (genellikle bakır) yerleştirmek için elektrokaplama teknolojisi kullanılır. İşlem sırasında, hatların tekdüze kalınlığını ve sabit iletkenliğini sağlamak ve hat sapmalarından dolayı modüller arasında sinyal iletim arızalarını önlemek için elektrokaplama akımının ve süresinin hassas kontrolü gereklidir.
(3) Delme ve delik metalleştirme işlemi
PCB kartının farklı katmanları arasındaki devre bağlantılarını sağlamak için delme ve delik metalizasyon işlemi gereklidir. İlk olarak, gereksinimlere göre, alt tabaka üzerinde belirlenen konumda delikler açmak için yüksek-hassasiyetli bir CNC delme makinesi kullanın, deliğin boyutunu ve delik konumunun doğruluğunu sıkı bir şekilde kontrol edin ve delik konumunun sonraki bileşen kurulumu ve ara katman bağlantısı gereksinimlerine uygun olduğundan emin olun; Delme işlemi tamamlandıktan sonra, kimyasal bakır biriktirme işlemi yoluyla delik duvarında ince bir bakır tabakası biriktirilir ve daha sonra deliği iletken hale getirmek ve farklı devre katmanları arasında elektriksel bağlantı sağlamak için elektrokaplama yoluyla kalınlaştırılır. İşlem sırasında, delik duvarında bakır olmaması veya bakır katmanının ayrılması gibi sorunları önlemek ve katmanlar arasında istikrarlı sinyal iletimi sağlamak için bakır birikiminin kalınlığının ve tekdüzeliğinin kontrol edilmesi gerekir.
(4) Yüzey işleme süreci
PCB kartlarının korozyon direncini, aşınma direncini ve kaynak güvenilirliğini arttırmak için yüzey işlemi gereklidir. Yaygın işlemler arasında altın biriktirme, kalay kaplama, kalay püskürtme vb. yer alır: Altın biriktirme işlemi, PCB kartının yüzeyinde mükemmel iletkenlik ve oksidasyon direncine sahip, yüksek-hassas devre alanları için uygun, düzgün bir altın katman oluşturabilir; Kalay kaplama işlemi yüzeyde uygun maliyetli bir kalay tabakası oluşturur ve bu, uygun maliyetlidir ve bakır tabakanın oksidasyonunu etkili bir şekilde önleyebilir; Kalay püskürtme işlemi, yüzeyde pürüzsüz bir kalay kurşun alaşımı tabakası oluşturmak için sıcak hava tesviyesini kullanır ve aşınma direncini artırır. İşleme sırasında, yüzey performansının uzun-dönemli dış mekan kullanımı gerekliliklerini karşıladığından emin olmak için kaplamanın kalınlığını ve tekdüzeliğini kontrol etmek gerekir.
(5) Şekillendirme ve kenar işleme
Devre ve yüzey işlemleri tamamlandıktan sonra PCB kartının oluşturulup işlenmesi gerekir. Boyuta göre, alt tabakayı istenen şekle getirmek için CNC delme makineleri veya lazer kesim ekipmanı kullanın, şekillendirme doğruluğunu sıkı bir şekilde kontrol edin ve boyut hatasının izin verilen aralıkta olduğundan emin olun; Şekillendirme sonrasında levha kenarlarındaki çapakların ve keskin köşelerin giderilmesi için kenar işlemi gerçekleştirilir. Sonraki kurulum sırasında keskin kenarlar nedeniyle diğer bileşenlerin hasar görmesini önlemek için kenarlar taşlama veya pah kırma işlemleriyle düzleştirilirken PCB kartının genel mekanik stabilitesi de artırılır.
(6) Test ve Kalite Kontrol
İşleme sürecinin tamamı, PCB kartının kalitesini sağlamak için birden fazla denetim turu gerektirir. İlk olarak, her işlem tamamlandıktan sonra özel denetimler yapılır: Devrenin üretimi sonrasında optik inceleme ekipmanı kullanılarak devrede kısa devre, açık devre, hat genişliği sapmaları ve diğer sorunların olup olmadığı kontrol edilir; Delme işleminden sonra açıklık ve delik konumu doğruluğunu kontrol edin; Yüzey işleminden sonra kaplamanın kalınlığını ve yapışmasını ölçün. Nihai ürünün, devre fonksiyonunun normal olup olmadığını doğrulamak için yalıtım direnci testi, iletkenlik testi vb. dahil olmak üzere elektriksel performans testinden geçmesi gerekir; Eş zamanlı olarak çevresel uyumluluk ön testlerinin gerçekleştirilmesi, yüksek sıcaklık, düşük sıcaklık ve nemli ısı gibi dış ortamların simüle edilmesi, zorlu koşullar altında PCB kartlarının performans stabilitesinin kontrol edilmesi ve her bir PCB kartının fotovoltaik sistemin operasyonel gereksinimlerini karşıladığından emin olunması.
3, Uygulama değeri: Fotovoltaik sistemlerin "verimliliğini ve güvenliğini" teşvik etmek
Dağıtılmış fotovoltaik sistemlerde, fotovoltaik mikro invertör PCB kartlarının uygulama değeri temel olarak iki açıdan yansıtılmaktadır: birincisi, sistemin güç üretim verimliliğinin arttırılması ve ikincisi, sistemin çalışmasının güvenliğinin sağlanması.
Güç üretimi verimliliği açısından bakıldığında, geleneksel merkezi invertörlerin birden fazla fotovoltaik modülün çıkışlarını toplaması ve dönüştürmesi gerekir. Modüllerden birinin engellenmesi veya arızalanması durumunda bu durum tüm dizinin çıkış gücünü etkileyecektir; Mikro invertör tek bir fotovoltaik modüle karşılık gelir ve her bir PCB kartı bağımsız olarak modülün enerji dönüşümü için destek sağlar. Hassas devre düzeniyle her modül maksimum güç noktasında çalışarak "varil etkisi"nin neden olduğu verimlilik kayıplarını önler.
Operasyonel güvenlik açısından bakıldığında PCB kartının koruma devresi çok önemlidir. Örneğin, elektrik şebekesi kesildiğinde, ada etkisi koruma devresi, elektrik şebekesinin güç kaybı durumunu hızlı bir şekilde algılayabilir, tehlikeli devreyi kesebilir, elektrik şebekesine elektrik enerjisi iletilmesini önleyebilir ve bakım personelinin güvenliğini sağlayabilir; Aşırı sıcaklık koruma devresi, PCB kartı sıcaklığı çok yüksek olduğunda devre çalışma durumunu ayarlayabilir ve PCB kartının aşırı ısınma nedeniyle hasar görmesini önleyebilir. Ek olarak, PCB kartı üzerindeki iletişim devresi, gerçek-zamanlı operasyonel verileri yükleyerek, işletme ve bakım personelinin potansiyel arızaları (hat eskimesi ve yalıtım performansının azalması gibi) anında tespit etmesine, bakımı önceden gerçekleştirmesine ve sistem kesinti süresini azaltmasına olanak tanır.