2024-03-05
光伏接线盒是太阳能电池板与充电控制装置之间的连接器，是太阳能电池板的重要组成部分。 它是一种结合电气设计、机械设计和材料科学的跨领域综合设计，为用户提供太阳能电池板组合连接方案。
作为太阳能电池板连接器的一种，太阳能光伏接线盒的主要作用是将太阳能电池板产生的电能通过电缆输出。 由于太阳能电池使用的特殊性并且价格昂贵，光伏接线盒必须经过专门设计，以满足太阳能电池板的使用要求。我们可以通过接线盒的功能、特征、类型、构成和性能参数五个方面来选购光伏接线盒。
光伏接线盒的基本功能是连接光伏板和负载，将光伏板产生的电流引出，发电。 另一个功能是保护出线不受热斑效应影响。
作为太阳能板的连接器，接线盒充当太阳能电池板和逆变器之间的桥梁。 在接线盒内部，将太阳能电池板产生的电流通过端子和连接器引出并引入电气设备。
为尽可能减少接线盒对太阳能板的功率损耗，接线盒所用的导电材料的电阻要小，与母线引出线的接触电阻也要小。
接线盒的保护功能包括三部分：一、通过旁路二极管防止热斑效应，保护电池和太阳能电池板； 二、采用特殊材料密封设计，防水防火； 三、通过特殊的散热设计，降低接线盒和旁路二极管的工作温度，减少电流泄露对太阳能板功率的损耗。
光伏接线盒材料在户外使用时，经受气候的考验，如光照、冷热、风雨等造成的破坏。 接线盒的外露部分是盒体、盒盖和MC4连接器， 它们都是由耐候性强的材料制成的。 目前最常用的材料是PPO，它是世界上五种通用工程塑料之一，具有高刚性、高耐热、耐火、高强度、优良的电气性能等优点。 此外，聚醚还具有耐磨、无毒、耐污染等优点。
太阳能电池板的工作环境很恶劣，有的在热带地区运行，日平均气温很高； 有些在高海拔、高纬度地区，工作温度又很低； 有些地方昼夜温差很大，比如沙漠地区。 因此，要求光伏接线盒具有优良的耐高温和耐低温性能。
紫外线对塑料制品有一定的伤害，特别是在空气稀薄、紫外线辐照度很高的高原地区。
指物质具有的或材料经处理后具有的明显推迟火焰蔓延的性质。
通用光伏接线盒防水防尘等级IP65、IP67，Slocable的光伏接线盒最高达到IP68等级。
二极管和环境温度会增加光伏接线盒中的温度。当二极管导通时，它会产生热量。同时，由于二极管与端子之间的接触电阻，也会产生热量。此外，环境温度的升高也会使接线盒内部温度升高。
光伏接线盒内易受高温影响的元件是密封圈和二极管。高温会加快密封圈的老化速度，影响接线盒的密封性能；二极管中存在反向电流，温度每升高10℃，反向电流就会增加一倍。反向电流会减少电路板产生的电流，影响电路板的功率。因此，光伏接线盒必须具有出色的散热性能。
常见的散热设计是安装散热片。但是，安装散热片并不能完全解决散热问题。如果在光伏接线盒内安装散热片，二极管的温度会暂时降低，但接线盒的温度还是会升高，这会影响橡胶密封圈的使用寿命；如果安装在接线盒外，一方面会影响接线盒的整体密封性，另一方面也容易让散热片被腐蚀。
接线盒主要有两种类型：普通型和灌胶型。
普通的接线盒采用硅胶密封圈密封，而橡胶填充接线盒采用双组份硅胶填充。普通接线盒使用时间较早，操作简单，但密封圈使用时间长了容易老化。灌封式接线盒操作复杂（需填充双组份硅胶，并固化），但密封效果好，耐老化，能保证接线盒的长期有效密封，且价格稍便宜一些。
光伏接线盒由盒体、盒盖、连接器、端子、二极管等组成，有些接线盒厂家设计了散热片来增强盒内的温度分布，但整体结构没有改变。
盒体是接线盒的主要部分，内置端子和二极管、外接连接器、盒盖。 它是接线盒的框架部分，承担了大部分的耐候性要求。 盒体通常由PPO（聚苯醚）制成，具有高刚性、高耐热、耐火、高强度等优点。
盒盖可密封盒体，防水、防尘、防污染。 密封性主要体现在内置橡胶密封圈，防止空气和湿气进入接线盒。 有的厂家在盒盖中心设置了一个小孔， 在空气中安装有透析膜。 该膜具有透气性和防渗性，水下三米无渗水现象，起到很好的散热和密封作用。
盒体和盒盖一般采用耐候性好的材料注塑成型，具有良好的弹性、耐温冲击、耐老化等特点。
连接器连接端子和外部电气设备，如逆变器、控制器等。连接器由PC（聚碳酸酯）制成的，但PC容易被多种物质腐蚀。 光伏接线盒老化主要体现在：连接器容易被腐蚀，塑料螺母在低温冲击下容易开裂。 因此，接线盒的使用寿命就是连接器的寿命。
不同厂家的接线盒端子间距也不同。端子与出线的接触方式有两种：一种是物理接触式，如压紧式，另一种是焊接式。
光伏接线盒中的二极管被用作旁路二极管，防止热斑效应，保护太阳能电池板。
太阳能板正常工作时，旁路二极管处于截止状态，存在反向电流，即暗电流，一般小于0.2微安。 暗电流会降低太阳能电池板产生的电流，尽管幅度非常小。
理想情况下，每个太阳能电池都应该连接一个旁路二极管。 但是，由于旁路二极管的价格和成本、暗电流损耗和工作条件下的电压降等因素的影响，它是非常不经济的。 此外，太阳能电池板的位置相对集中，在二极管连接后要提供足够的散热条件。
因此，通常来说，使用旁路二极管来保护多个互连的太阳能电池是合理的。 这可以降低太阳能电池板的生产成本，但也会对其性能产生不利影响。 如果一系列太阳能电池中的一个太阳能电池的输出功率降低，那么这一系列的太阳能电池，包括那些正常工作的太阳能电池，都会因为旁路二极管而与整个太阳能电池板系统隔离开来。 这样一来，由于一块太阳能电池板的故障，整个太阳能电池板的输出功率将下降不少。
除了上述问题，还必须仔细考虑旁路二极管与其相邻的旁路二极管之间的连接。 这些连接受到一些应力的影响，这些应力是机械负载和温度周期性变化的产物。 因此，在太阳能电池板的长期使用中，上述连接可能会因疲劳而失效，从而使太阳能电池板出现异常。
热斑效应
在太阳能电池板的结构中，各个太阳能电池串联起来，以实现更高的系统电压。一旦其中一个太阳能电池被阻挡（例如，树枝或天线等），受影响的太阳能电池将不再作为电源工作，而是成为能源消耗者。其他未被遮挡的太阳能电池会继续通过它们传输电流，造成高能量损失，会出现“热斑”，甚至会损坏太阳能电池。
为了避免这个问题，旁路二极管与一个或几个串联的太阳能电池并联。旁路电流绕过被屏蔽的太阳能电池并通过二极管。
太阳能电池正常工作时，旁路二极管反向关断，不影响电路；如果有异常的太阳能电池与旁路二极管并联，则整条线路的电流将由最小电流太阳能电池决定，电流将由太阳能电池的屏蔽面积决定。如果反向偏压高于太阳能电池的最小电压，旁路二极管将导通，异常的太阳能电池就会短路。
可见，热斑是太阳能电池板发热或局部发热，而热点处的太阳能电池板损坏，降低了太阳能电池板的功率输出，甚至导致太阳能电池板报废，严重降低了太阳能电池板的使用寿命，给电站发电安全带来隐患，热量积聚会导致太阳能电池板损坏。
二极管的选用原则
旁路二极管的选择主要遵循以下原则：①耐压能力为最大反向工作电压的两倍；②电流容量为最大反向工作电流的两倍；③结温应高于实际结温；④热阻小；⑤压降小。
接线盒的电气性能主要包括工作电压、工作电流、电阻等参数。 衡量一个接线盒是否合格，电气性能是一个至关重要的环节。
①工作电压
当二极管两端的反向电压达到一定值时，二极管就会击穿，失去单向导电性。 为保证使用安全，规定了最大反向工作电压，即接线盒在正常工作条件下工作时相应器件的最高电压。 目前接线盒的工作电压为1000V（直流）。
②结温电流
又称工作电流，是指二极管长期连续工作时允许通过的最大正向电流值。 当电流通过二极管时，管芯会被加热，温度会升高。 当温度超过允许限值（硅管约140℃，锗管约90℃）时，管芯会过热而损坏。 因此，使用中的二极管不应超过二极管的额定正向工作电流值。
当热斑效应发生时，电流流过二极管。 一般来说，结温电流越大越好，接线盒的工作范围也越大。 目前结温电流可以达到16A，但对于小板接线盒，结温电流应该达到9A。
③连接电阻
对连接电阻没有明确的范围要求，只反映端子与母线之间连接方式的好坏。端子的连接方式有两种，一种是夹接，另一种是焊接。 两种方法各有优缺点：
首先，夹接操作快速，维护方便，但与端子座面积小，连接不够可靠，导致接触电阻大，易发热。
其次，焊接法的导电面积要小，接触电阻小，连接要严密。 但由于焊接温度较高，二极管在工作过程中容易烧坏。
所谓焊条宽度是指太阳能电池板出线即母线的宽度，也包括焊条之间的间距。 考虑母线的电阻和间距，有2.5mm、4mm、6mm三种规格。
接线盒与太阳能电池板配合使用，对环境适应性强。 温度方面，目前的标准是——40℃～85℃。
二极管结温会影响截止状态下的漏电流。一般来说，温度每升高10度，漏电流就会增加一倍。因此，二极管的额定结温必须高于实际结温。
二极管结温的测试方法如下：
将太阳能板加热至75（℃）1小时后，旁路二极管的温度应低于其最高工作温度。 然后将反向电流增大到1.25倍ISC持续1小时，旁路二极管不应出现故障。
接线盒在使用前应进行测试。 主要项目包括外观、密封性、耐火等级、二极管资质等。
①使用前请确保接线盒已经过测试并合格。
②在生产订单下达前，请确定端子之间的距离和排版过程。
③安装接线盒时，应均匀全面地涂抹胶水，以保证盒体与太阳能电池板背板之间完全密封。
④安装接线盒时一定要分清正负极。
⑤将母线与接触端子连接时，一定要检查母线与端子之间的张力是否足够。
⑥使用焊接端子时，焊接时间不宜过长，以免损坏二极管。
⑦安装盒盖时，一定要牢牢夹牢。
