Os testes de vida útil aumentam a confiabilidade dos inversores fotovoltaicos

Wolfram Dege destrói inversores para ganhar a vida – e ajuda a melhorá-los no processo. Para isso, ele coloca os dispositivos sob alto estresse e induz o envelhecimento artificial. Ele realmente coloca os inversores à prova, usando frio, calor, umidade e altas correntes e tensões – de preferência, tudo ao mesmo tempo. Isso lhe dá informações valiosas sobre a vida útil. Continue lendo para saber mais sobre seu trabalho de prolongamento da vida útil e seu teste favorito.

 

Wolfram, o que exatamente faz um engenheiro de confiabilidade, e como você se tornou um?

Simplificando, meu trabalho é destruir coisas, mas de uma forma muito deliberada. Mais precisamente, eu levo os produtos desenvolvidos pela SMA – principalmente inversores e seus componentes – até o limite de sua resistência, até que eles falhem. Acho que isso deve ter algo a ver com meus traços inatos de personalidade. Desde cedo, eu pegava qualquer coisa em que pudesse pôr as mãos e brincava com ela, dobrava-a e, em geral, trabalhava nela até que ficasse arruinada.

 

Como você quebra os inversores?

Utilizo câmaras climáticas, gabinetes de aquecimento, fontes de energia e configurações de teste especiais para submeter os inversores ao calor, ao frio, às mudanças de temperatura, à umidade, à tensão e à corrente até que eles falhem,

para que eu possa identificar seus pontos fracos. Em resumo, quando os dispositivos chegam até mim, eles passam por todos os estresses aos quais poderiam ser expostos durante o uso pelos clientes.

 

Destruir inversores não é o oposto do que um engenheiro de confiabilidade deve fazer?

Destruir produtos não é um fim propriamente. Robert Bosch disse certa vez que qualquer coisa que ainda estivesse inteira após o teste obviamente não havia sido testada de verdade, porque não sabemos quais são seus limites. Na minha área, confiabilidade técnica, trata-se de tentar induzir falhas específicas para obter informações sobre a vida útil do equipamento. Isso significa que tento olhar para o futuro para determinar quando o dispositivo que estou investigando deverá falhar se um cliente o utilizar normalmente.

 

SMA Wechselrichter in der Klimakammer: Hier läuft gerade der beschleunigte Lebensdauertest.

Inversor SMA na câmara climática: O teste de vida acelerado está em andamento.

Quando um produto é considerado confiável e o que acontece se ele não passar em seus testes?

Se a previsão feita com base nos testes for aceitável, o dispositivo será considerado confiável. No entanto, se a vida útil prevista for muito curta, levarei essa informação ao desenvolvedor do produto e trabalharemos juntos para pensar no que podemos fazer para tornar o dispositivo mais durável. Por exemplo, em casos como esse, podemos recorrer a componentes alternativos ou materiais mais robustos. O dispositivo aprimorado será então submetido a testes repetidos até que a vida útil esperada para os clientes atenda aos nossos requisitos.

 

Como é possível validar a vida útil de um dispositivo de 20 anos em um período tão curto de testes?

A SMA geralmente exige vidas úteis entre 10 e 20 anos. Obviamente, nenhuma empresa pode se dar ao luxo de executar testes em tempo real antes de vender o produto. É por isso que realizamos testes de vida útil acelerados na SMA. Posso acelerar o envelhecimento do material aumentando a intensidade de vários estresses, como o calor. Não se trata de destruir os dispositivos de maneiras não naturais, como escolher uma temperatura de teste muito alta que faça com que os plásticos usados derretam. É mais uma questão de recriar os mesmos processos de envelhecimento físico que ocorrem quando os clientes usam o equipamento, mas em um ritmo muito mais rápido. Dessa forma, as falhas podem ser detectadas muito mais cedo nos testes.

 

Qual é a sua função nos testes de confiabilidade da SMA?

Meu trabalho é desenvolver testes de vida acelerados personalizados para nossos produtos, executá-los e, após a conclusão dos testes, traduzir os resultados em conclusões significativas sobre o equipamento destinado ao uso por nossos clientes. O maior desafio é aplicar os resultados desses testes altamente acelerados às condições operacionais esperadas por nossos clientes. Para fazer esses cálculos, crio modelos físicos de envelhecimento e uso ferramentas e métodos do campo da matemática, especialmente da estatística.

 

Auch einzelne Bauteile der SMA Wechselrichter durchlaufen die Stresstests: Beim sogenannten Power Cycling Test setzt Wolfram Halbleitermodule durch Bestromung großen Temperaturhüben aus.

No chamado teste de ciclo de energia, os módulos semicondutores são submetidos a altas variações de corrente e temperatura.

Os resultados dos testes têm impacto sobre o desenvolvimento contínuo dos equipamentos da SMA?

Se os resultados de um teste forem negativos, a primeira etapa é discutir ações corretivas e alterações no dispositivo para melhorar diretamente o produto. Se os resultados puderem ser usados para derivar algumas regras gerais, essas ações também serão incorporadas às várias diretrizes de projeto que nossos engenheiros de desenvolvimento usam ao trabalhar em novos produtos. Como resultado, os inversores da SMA estão se tornando cada vez mais confiáveis.

 

Qual é o seu teste favorito e por quê?

Há um teste que expõe um dispositivo a uma série de diferentes tipos de estresse ao mesmo tempo, conhecido como teste de condensação SMA. Além do frio, do calor e das mudanças de temperatura, os dispositivos são expostos à alta umidade por um período prolongado. Isso gera uma ampla gama de modos de falha, cada um mais intrigante que o outro. Com o equipamento certo, é muito divertido filmar isso. Evitar que esses modos de falha ocorram exige muita criatividade e um bom trabalho em equipe com meus colegas de desenvolvimento. É sempre um desafio fantástico e variado.

 

Dados pessoais:

Wolfram é engenheiro de confiabilidade na SMA desde 2011. Sua área de especialização específica envolve a realização de processos de envelhecimento acelerado em inversores e componentes, além de fazer previsões sobre a vida útil. Ao fazer isso, ele usa métodos da física e da estatística Ele também conta com suas excelentes habilidades de rede para interagir com os departamentos de desenvolvimento, qualidade, serviços e gerenciamento de produtos.

Começou sua carreira na SMA com uma bolsa de estudos em 2009. Estudou engenharia elétrica, com foco em tecnologia de energia e demonstrando grande interesse em matemática e estocástica, e escreveu sua tese sobre o desenvolvimento de um novo inversor de bateria.

Confiabilidade em comparação a vida útil

A confiabilidade é uma medida da durabilidade de um produto quando usado da maneira pretendida, com base em sua vida útil especificada. Por exemplo, um modelo de inversor é considerado confiável se for projetado para funcionar por 20 anos e a maioria dos inversores instalados nas instalações do cliente ainda estiver intacta após esse período.

A vida útil refere-se ao tempo entre a entrada em operação de um produto e o fim de sua vida útil. Ao contrário da confiabilidade, os requisitos aplicados ao produto em termos de tempo de vida não são relevantes para a vida útil.

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