太阳能板接线盒——一体式/三分体式接线盒

        光伏太阳能板接线盒是介于太阳能电池组件构成的太阳能电池方阵和太阳能充电控制装置之间的连接装置,其主要作用是连接和保护太阳能光伏组件,将太阳能电池产生的电力与外部线路连接,传导光伏组件所产生的电流。接线盒通过硅胶与组件的背板粘在一起,组件内的引出线通过接线盒内的内部线路连接在一起,内部线路与外部线缆连接在一起,使组件与外部线缆导通。是一门集电气设计、机械设计与材料科学相结合的跨领域的综合性设计。

        光伏组件接线盒包括盒体,其特征在于:盒体内设有印刷线路板,印刷线路板上印制有N个汇流条连接端和两个电缆线连接端,每个汇流条连接端通过汇流条与太阳能电池组串相连,各相邻汇流条连接端之间还以二极管相连;其中汇流条连接端和电缆线连接端之间串联有电子开关,电子开关由收到的控制信号来控制其通断;第N汇流条连接端与第二电缆线连接端相连;两个电缆线连接端通过电缆线分别与外界连接;两个电缆线连接端之间还设有旁路电容。

 

junction box of solar panel

 

接线盒的构成

接线盒由盒体、线缆及连接器三部分构成。

盒体包括:盒底(含铜接线柱或塑料接线柱)、盒盖、二极管;
线缆分为:1.5MM2、2.5MM2、4MM2及6MM2等这几种常用的线缆;
连接器分为两种:MC3与MC4两种;
二极管型号:10A10、10SQ050、12SQ045、PV1545、PV1645、SR20200等
二极管封装有两种:R-6 SR 263

 

主要技术规格

        最大工作电流 16A 最大耐压 1000V 使用温度 -40~90℃ 最大工作湿度 5%~95%(无凝结) 防水等级 IP65 连接线 规格 4mm。

 

功能特点

光伏接线盒的功率是在标准条件:温度25度,AM1.5, 1000W/M2下测试出来的。一般用WP表示,也可以用W表示。在这个标准下测试出来的功率称为标称功率。

1、外壳采用进口高级原料生产,具有极高的抗老化、耐紫外线能力;

2、适用于室外产时间长恶劣环境条件下的使用,使用时效长达25年以上;

3、拥有优良的散热模式,合理的内腔容积来有效降低内部温度从而满足电气安全要求;

4、良好的防水、防尘功能;

5、根据需要可以任意内置2~6个接线端子;

6、所有的连接方式采用快接插入式方式连接。

 

接线盒常规检测项目

▲密封性检测▲耐候性能检测▲防火性能测试▲端脚紧固性能检测▲连接器插拔可靠性检测▲二极管节温检测▲接触电阻检测

针对以上检测项目,我们推荐PPO材料用于接线盒体/盖部件

 

1)接线盒体/盖的性能要求

▲具备良好的抗老化、耐紫外性能;较低的体电阻;优异的阻燃性能;良好的抗化学性;抗各种冲击,如机械工具的撞击等。

2)推荐PPO材料的几大因素

▲ PPO在五大工程塑料中比重最小、无毒符合FDA标准;
▲耐热性能突出,无定形材料中高于PC;
▲PPO的电气特性在通用工程塑料中是最优秀的,温度、湿度及频率等对其电性能影响很小;
▲PPO/PS收缩低,尺寸稳定性好;
▲PPO及PPO/PS系列合金在通用工程塑料中耐热水性最好,吸水率最低,在水中使用时尺寸变化很小 ;
▲PPO/PA系列合金韧性好、强度高、耐溶剂、可喷涂;
▲阻燃MPPO一般使用磷氮类阻燃剂,具有无卤阻燃的特点,满足绿色材料的发展方向。

 

pv module junction box

Slocable光伏接线盒(PPO材质)

 

选型要点

        光伏接线盒的选择主要看的信息应该是组件的电流大小,一个是工作的最大电流,一个是短路电流,当然短路电流是组件能够输出的最大电流,按照短路电流核算接线盒的额定电流应该是安全系数比较大的,按照最大工作电流算接线盒的话就是安全系数小一点。
        最科学的选择依据应该根据应该拿出电池片的电流电压随光照强度的变化规律,必须了解你所生产的组件用在那个地区,在这个区域内的光照最强的时候是多大,然后对照电池片的电流随光照强度的变化曲线,查处可能的最大电流,然后选择接线盒的额定电流。

1、根据光伏组件的功率,150w、180w,还是230w,310w?
2、组件的其他规格
3、二极管的参数,10amp、12amp、15amp或者25amp?
4、最重要的一点,短路电流是多大?对于这个测试,选择二极管要看以下几个量:
电流(大的好),最大结温(小的好),热阻(小的好),压降(小的好),反向击穿电压(一般40V就远远够了)。

 

分体式接线盒

        截止到2018年6月,光伏接线盒从2015年始在原来的一体式接线盒上基础上逐渐衍生出一个分支:分体式接线盒,并在上海光伏展上形成规模效应,代表今后光伏接线盒可能进入多元化并行发展的态势。
        一体式接线盒主要用于传统边框组件,分体式接线盒主要用于新型双玻双面组件。与前者相比,后者可能是现在这个市场和客户更为需要的。毕竟,全面实现光伏平价上网迫在眉睫,这就意味着光伏产业的成本会进一步下探,光伏接线盒的利润空间也会进一步被挤压,分体式接线盒就是身负“降本”使命出现并进行不断改进的。

 

三分体式接线盒的优点

1、大大减少了填充灌胶量。单个盒体仅3.7ml,极大的降低了制造成本,而且这个小体积的优势使得它在组件上的粘接面积变的很小,增加了光伏面板的光照面积,让用户的光伏电站可以得到更大的效益。

2、优化壳体结构,抗老化作用显著增加。这款新型的分体式接线盒采用最新研发技术,它的外壳(接线盒、连接器)的抗老化能力和防水能力也更为优越,可在恶劣环境条件下正常使用。

3、改进之后的汇流条中心距仅6mm,其二极管采用电阻焊,连接变得更加安全可靠。

4、散热效果更好。采用分体式的接线盒相对于一个接线盒而言发热较少,散热效果更好。

5、节省线缆长度,真正做到降本增效。三分体的设计还改变了安装出线方式,使得正负两极的接线盒可以分别安装到光伏电池板的左右两侧,大大缩短了在工程安装时电池板与电池板电路连接的相互距离,这种直出线方式不仅减少了电缆线损耗,也减少了线长带来的发电量的损失,提升了组件功率。

综合来看,新品三分体式接线盒可谓是“高质量低成本”的典范,目前已通过TUV最新标准(IEC62790)。分体式接线盒的成功研制,代表着中国在光伏平价上网的竞争趋势中占据更有利的地位。

 

split junction box

Slocable三分体接线盒

 

补充:光伏接线盒的演变过程

        光伏接线盒一直保持着相同的功能,但现在随着太阳能电池板功率输出和电压的增加,接线盒必须提高保护功率的能力。

        “接线盒的一般作用保持不变,变的是光伏组件的功率越来越大,”Stäubli Electrical Connectors 北美光伏产品经理 Brian Mills 说。 “随着光伏组件输出越来越高,那些旁路二极管必须做更多的工作。它们吸收能量的方式是散发热量,所以必须处理二极管的这种热量。”

        冷旁路开关正在取代一些光伏接线盒中的传统二极管,以减轻更高的光伏组件输出所产生的过度热量。当有阴影遮挡的面板想要本能地消耗功率时,传统的二极管会阻止这种情况发生,但在此过程中会产生热量。冷旁路开关的工作方式类似于on/off开关,当太阳能板试图吸收能量时打开电路,防止热量积聚。

        “旁路二极管是 1950 年代的技术。”米尔斯说。 “它们坚固可靠,但发热问题一直是个麻烦。” 冷旁路开关解决了这个热量问题,但它们比二极管贵得多, 每个人都希望太阳能组件尽可能便宜。

        为了获得最大的收益,许多光伏系统所有者正在转向双面太阳能板。尽管电力是在组件的正面和背面产生的,但能量仍然可以通过一个接线盒输入。光伏接线盒制造商不得不对其设计进行创新。

        “在双面太阳能面板上,你必须把光伏接线盒放在你能确保背面不被遮挡的边缘,”Rosenkranz 说。 “在边缘时,接线盒不再可能是矩形,它必须很小。”

        TE Connectivity 提供了三个用于双面光伏组件的小型 SOLARLOK PV Edge 接线盒,组件的左角、中角和右上角各一个,实际上与一个较大的矩形盒的作用相同。 史陶比尔正在开发一种用于沿双面组件绝对边缘定位的接线盒。

        双面光伏组件的迅速普及意味着接线盒设计必须在短时间内进行升级。 太阳能系统的其他突然更新包括快速关闭和国家电气规范要求的各种组件级功能,光伏接线盒也必须跟上。

        史陶比尔的PV-JB/MF多功能接线盒是可定制的,具有开放的格式,因此它可以为未来的任何更新做好准备,包括整个优化器或微型逆变器,如果它们的电子元件变得足够小的话。

        TE Connectivity最近还推出了一种智能接线盒,可以将定制的印刷电路板(PCB)集成到太阳能电池板解决方案中,具有监测、优化和快速关闭功能。

        光伏接线盒制造商也在考虑将逆变器技术添加到他们未来的型号中。被忽视的接线盒正在吸引更多的关注。

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