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"Skived Fin"-Passivkühler Kühlkonzepte für PV-Wechselrichter

Quelle: Pressemitteilung 2 min Lesedauer

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CTX Thermal Solutions GmbH
Nuventura GmbH

In Deutschland wird etwa jedes fünfte Megawatt Strom durch Photovoltaik erzeugt. Entscheidend für eine möglichst große Stromausbeute sind Wechselrichter mit hohem Wirkungsgrad. Eine entscheidende Rolle spielt dabei das Thermomanagement. CTX Thermal Solutions bietet Kühlkonzepte für einen störungsfreien Betrieb von PV-Wechselrichtern mit geringem Leistungsverlust.

"Skived Fin"-Kühlkörper von CTX ermöglichen es, dass Wechselrichter hohe Umwandlungswirkungsgrade erzielen.(Bild: CTX Thermal Solutions, stock.adobe.com, romaset)
"Skived Fin"-Kühlkörper von CTX ermöglichen es, dass Wechselrichter hohe Umwandlungswirkungsgrade erzielen.
(Bild: CTX Thermal Solutions, stock.adobe.com, romaset)

Steigt die Temperatur des Wechselrichters, passt er seine Leistung nach unten an und der Wirkungsgrad seiner Spannungsumwandlung verringert sich. Einflussfaktoren sind der technische Betrieb, aber auch hohe Umgebungstemperaturen wie bei Außeninstallationen an Gebäuden oder in Solarparks. CTX bedient diesen thermischen Bedarf mit Kühllösungen, die auf einzelne Elektronikmodule, Baugruppen und komplette Wechselrichtersysteme ausgelegt sind.

Kühlende Lamellen am Stück

Eine Variante sind Skived Fin-Passivkühler für hohe Leistungsdichten. Bei der Herstellung werden dafür feine Rippen direkt aus einem Aluminium- oder Kupferblock gefertigt, was thermische Übergangswiderstände reduziert und die Wärmeabfuhr verbessert. Zugleich lassen sich sehr dünne und lange Rippen mit hoher Dichte realisieren, was die wärmeübertragende Oberfläche deutlich vergrößert. Gerade in einem Wechselrichter, in dem kompakte Bauweise und hohe Verlustleistungen zusammenkommen, bietet diese Bauform Vorteile.

Effiziente Kühlung mit Wasser

Als oberste Leistungsklasse der aktiven Kühllösungen gelten Wasserkühlkörper. Direkt am Hotspot montiert, führen sie pro Zeiteinheit mehr Wärme ab als jedes andere Kühlsystem. Sie bestehen in der Regel aus einer Aluminiumkühlplatte mit eingebetteten Rohren aus Kupfer, Edelstahl oder Aluminium. Dieser geschlossene Kühlkreislauf führt typischerweise Wasser. Aber auch Glykol, Öl, Alkohol sowie in Ausnahmefällen Gase kommen als Kühlmittel zum Einsatz. 

CTX fertigt die Flüssigkeitskühlkörper je nach Anwendungsbedarf per Extrusion, Druckguss oder weiteren Herstellverfahren. Besonders geeignet für die Kühlung von IGBT ist der Einsatz von kaltfließgepressten Flüssigkeitskühlkörpern mit integrierten Finnen an der Oberseite des Kühlelements. Das Herstellungsverfahren sorgt für eine verlustfreie Wärmeleitung zwischen Finnen, Kühlrohren und Kühlplatten.

Kühlung und Schutz für Wechselrichter in einem

Kühl- und Schutzfunktion in einem Bauteil verbinden Elektronikgehäuse. CTX nutzt dafür Verfahren wie Druckguss, Extrusion und Stanzbiegen. Mit einer entsprechenden Konstruktion kann das Gehäuse selbst zum Wärmetransport beitragen und den Wechselrichter kühlen. Gleichzeitig schützt es die Elektronik vor Umwelteinflüssen, mechanischer Beanspruchung und elektrostatischer Entladung. Oberflächenbehandlungen wie Pulverbeschichten, Eloxieren oder Lackieren erhöhen zusätzlich die Robustheit.

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