كيفية اختيار صندوق توصيل الألواح الشمسية؟

صندوق توصيل اللوحة الشمسية هو الرابط بين اللوحة الشمسية وجهاز التحكم في الشحن، وهو جزء مهم من اللوحة الشمسية.إنه تصميم شامل متعدد التخصصات يجمع بين التصميم الكهربائي والتصميم الميكانيكي وعلوم المواد لتزويد المستخدمين بمخطط توصيل مشترك للألواح الشمسية.

تتمثل الوظيفة الرئيسية لصندوق التوصيل الشمسي في إخراج الطاقة الكهربائية الناتجة عن اللوحة الشمسية عبر الكابل.نظرًا لخصوصية الخلايا الشمسية وارتفاع أسعارها، يجب تصميم صناديق توصيل الطاقة الشمسية خصيصًا لتلبية متطلبات الألواح الشمسية.يمكننا الاختيار من بين خمسة جوانب للوظيفة والخصائص والنوع والتكوين ومعلمات الأداء لصندوق التوصيل.

1. وظيفة صندوق توصيل الألواح الشمسية

تتمثل الوظيفة الأساسية لصندوق التوصيل الشمسي في توصيل اللوحة الشمسية والحمل، وسحب التيار الناتج عن اللوحة الكهروضوئية لتوليد الكهرباء.وظيفة أخرى هي حماية الأسلاك الصادرة من تأثيرات النقاط الساخنة.

(1) الاتصال

يعمل صندوق التوصيل الشمسي كجسر بين اللوحة الشمسية والعاكس.داخل صندوق التوصيل، يتم سحب التيار الناتج عن الألواح الشمسية من خلال المحطات والموصلات إلى المعدات الكهربائية.

من أجل تقليل فقدان الطاقة من صندوق التوصيل إلى اللوحة الشمسية قدر الإمكان، يجب أن تكون مقاومة المواد الموصلة المستخدمة في صندوق التوصيل الخاص باللوحة الشمسية صغيرة، كما يجب أن تكون مقاومة التلامس مع سلك توصيل قضيب التوصيل صغيرة أيضًا .

(2) وظيفة الحماية لصندوق توصيل الطاقة الشمسية

تشتمل وظيفة الحماية لصندوق التوصيل الشمسي على ثلاثة أجزاء:

1. يتم استخدام الصمام الثنائي من خلال الالتفافية لمنع تأثير النقطة الساخنة وحماية البطارية واللوحة الشمسية؛
2. يتم استخدام المواد الخاصة لختم التصميم، وهو مقاوم للماء ومقاوم للحريق.
3. تصميم خاص لتبديد الحرارة يقلل من صندوق التوصيل ودرجة حرارة التشغيل للصمام الثنائي الالتفافي تقلل من فقدان طاقة الألواح الشمسية بسبب تسرب التيار.

2. خصائص صندوق التوصيل الكهروضوئي

(1) مقاومة الطقس

عندما يتم استخدام مادة صندوق التوصيل الكهروضوئي في الهواء الطلق، فإنها ستصمد أمام اختبار المناخ، مثل الأضرار الناجمة عن الضوء والحرارة والرياح والمطر.الأجزاء المكشوفة من صندوق التوصيل الكهروضوئي هي جسم الصندوق وغطاء الصندوق وموصل MC4، وجميعها مصنوعة من مواد مقاومة للطقس.في الوقت الحاضر، المادة الأكثر استخدامًا هي PPO، وهي واحدة من المواد البلاستيكية الهندسية العامة الخمسة في العالم.إنها تتميز بمزايا الصلابة العالية، المقاومة العالية للحرارة، مقاومة الحريق، القوة العالية، والخصائص الكهربائية الممتازة.

(2) مقاومة درجات الحرارة العالية والرطوبة

بيئة عمل الألواح الشمسية قاسية للغاية.ويعمل بعضها في المناطق الاستوائية، ويكون متوسط ​​درجة الحرارة اليومية مرتفعاً جداً؛بعضها يعمل في المناطق المرتفعة وخطوط العرض العالية، ودرجة حرارة التشغيل منخفضة جدًا؛وفي بعض الأماكن يكون الفرق في درجات الحرارة بين النهار والليل كبيراً، مثل المناطق الصحراوية.لذلك، يجب أن تتمتع صناديق الوصلات الكهروضوئية بخصائص ممتازة لمقاومة درجات الحرارة العالية ودرجات الحرارة المنخفضة.

(3) مقاومة للأشعة فوق البنفسجية

للأشعة فوق البنفسجية أضرار معينة على المنتجات البلاستيكية، خاصة في مناطق الهضاب ذات الهواء الرقيق والإشعاع فوق البنفسجي العالي.

(4) مثبطات اللهب

يشير إلى الخاصية التي تمتلكها مادة ما أو عن طريق معالجة مادة تؤخر بشكل كبير انتشار اللهب.

(5) مقاوم للماء والغبار

صندوق الوصلات الكهروضوئية العام مقاوم للماء والغبار IP65، IP67، ويمكن أن يصل صندوق الوصلات الكهروضوئية القابل للضبط إلى أعلى مستوى IP68.

(6) وظيفة تبديد الحرارة

تعمل الثنائيات ودرجة الحرارة المحيطة على زيادة درجة الحرارة في صندوق التوصيل الكهروضوئي.عندما يوصل الدايود، فإنه يولد الحرارة.وفي الوقت نفسه، يتم توليد الحرارة أيضًا بسبب مقاومة التلامس بين الصمام الثنائي والمحطة.بالإضافة إلى ذلك، فإن الزيادة في درجة الحرارة المحيطة ستؤدي أيضًا إلى زيادة درجة الحرارة داخل صندوق التوصيل.

المكونات الموجودة داخل صندوق الوصلات الكهروضوئية المعرضة لدرجات الحرارة المرتفعة هي حلقات الختم والثنائيات.سوف تعمل درجة الحرارة المرتفعة على تسريع سرعة شيخوخة حلقة الختم وتؤثر على أداء الختم لصندوق التوصيل؛يوجد تيار عكسي في الصمام الثنائي، وسوف يتضاعف التيار العكسي لكل زيادة قدرها 10 درجات مئوية في درجة الحرارة.يعمل التيار العكسي على تقليل التيار الذي تسحبه لوحة الدائرة، مما يؤثر على قوة اللوحة.ولذلك، يجب أن تتمتع صناديق الوصلات الكهروضوئية بخصائص ممتازة لتبديد الحرارة.

التصميم الحراري الشائع هو تركيب المشتت الحراري.ومع ذلك، فإن تركيب المشتتات الحرارية لا يحل مشكلة تبديد الحرارة تمامًا.إذا تم تركيب المشتت الحراري في صندوق التوصيل الكهروضوئي، فسوف تنخفض درجة حرارة الصمام الثنائي مؤقتًا، لكن درجة حرارة صندوق التوصيل ستظل تزيد، مما سيؤثر على عمر خدمة الختم المطاطي؛إذا تم تركيبه خارج صندوق التوصيل، فمن ناحية، سيؤثر ذلك على الختم العام لصندوق التوصيل، ومن ناحية أخرى، من السهل أيضًا تآكل المبدد الحراري.

3. أنواع صناديق توصيل الطاقة الشمسية

هناك نوعان رئيسيان من صناديق التوصيل: العادية والمحفوظة بوعاء.

صناديق الوصلات العادية تكون مختومة بأختام السيليكون، في حين أن صناديق الوصلات المملوءة بالمطاط تكون مملوءة بالسيليكون المكون من عنصرين.لقد تم استخدام صندوق التوصيل العادي في وقت سابق وهو سهل التشغيل، لكن حلقة الختم من السهل أن تتقادم عند استخدامها لفترة طويلة.إن صندوق الوصلات من نوع القدر معقد في التشغيل (يحتاج إلى ملؤه بجل السيليكا المكون من مكونين ومعالجته)، ولكن تأثير الختم جيد، ومقاوم للشيخوخة، مما يضمن الختم الفعال على المدى الطويل للصندوق. مربع تقاطع، والسعر أرخص قليلا.

4. تكوين صندوق توصيل الطاقة الشمسية

يتكون صندوق توصيل التوصيل الشمسي من جسم صندوقي، وغطاء صندوقي، وموصلات، وأطراف، وثنائيات، وما إلى ذلك. وقد صممت بعض الشركات المصنعة لصناديق التوصيل أحواض حرارة لتعزيز توزيع درجة الحرارة في الصندوق، لكن الهيكل العام لم يتغير.

(1) جسم الصندوق

جسم الصندوق هو الجزء الرئيسي من صندوق التوصيل، مع أطراف توصيل وثنائيات مدمجة وموصلات خارجية وأغطية الصندوق.وهو جزء الإطار من صندوق توصيل الطاقة الشمسية ويتحمل معظم متطلبات مقاومة الطقس.عادةً ما يكون جسم الصندوق مصنوعًا من مادة PPO، والتي تتميز بمزايا الصلابة العالية، ومقاومة الحرارة العالية، ومقاومة الحريق، والقوة العالية.

(2) غطاء الصندوق

يمكن لغطاء الصندوق أن يغلق جسم الصندوق، ويمنع الماء والغبار والتلوث.ينعكس الضيق بشكل أساسي في حلقة الختم المطاطية المدمجة، والتي تمنع دخول الهواء والرطوبة إلى صندوق التوصيل.تقوم بعض الشركات المصنعة بوضع ثقب صغير في وسط الغطاء، وتثبيت غشاء غسيل الكلى في الهواء.الغشاء جيد التهوية وغير منفذ، ولا يوجد تسرب للمياه لمسافة ثلاثة أمتار تحت الماء، مما يلعب دورًا جيدًا في تبديد الحرارة والإغلاق.

جسم الصندوق وغطاء الصندوق بشكل عام مصبوبان بالحقن من مواد ذات مقاومة جيدة للطقس، والتي تتميز بخصائص المرونة الجيدة، ومقاومة الصدمات الحرارية، ومقاومة الشيخوخة.

(3) موصل

تقوم الموصلات بتوصيل الأجهزة الطرفية والمعدات الكهربائية الخارجية مثل العاكسات وأجهزة التحكم وما إلى ذلك. الموصل مصنوع من جهاز الكمبيوتر، ولكن جهاز الكمبيوتر يتآكل بسهولة بسبب العديد من المواد.ينعكس تقادم صناديق التوصيل الشمسية بشكل رئيسي في: الموصلات تتآكل بسهولة، وتتشقق الصواميل البلاستيكية بسهولة تحت تأثير درجات الحرارة المنخفضة.ولذلك، فإن عمر صندوق التوصيل هو عمر الموصل.

(4) المحطات

تختلف أيضًا الشركات المصنعة المختلفة للكتل الطرفية.هناك نوعان من الاتصال بين الجهاز والسلك الصادر: أحدهما هو الاتصال الجسدي، مثل نوع الشد، والآخر هو نوع اللحام.

(5) الثنائيات

تُستخدم الثنائيات الموجودة في صناديق الوصلات الكهروضوئية كثنائيات جانبية لمنع تأثيرات النقاط الساخنة وحماية الألواح الشمسية.

عندما تعمل اللوحة الشمسية بشكل طبيعي، يكون الصمام الثنائي الالتفافي في حالة إيقاف التشغيل، ويوجد تيار عكسي، أي التيار المظلم، والذي يكون بشكل عام أقل من 0.2 ميكرو أمبير.يعمل التيار المظلم على تقليل التيار الناتج عن الألواح الشمسية، ولو بكمية صغيرة جدًا.

من الناحية المثالية، يجب أن يكون لكل خلية شمسية صمام ثنائي متصل.ومع ذلك، فهو غير اقتصادي للغاية بسبب عوامل مثل سعر وتكلفة الثنائيات الالتفافية، وفقدان التيار المظلم وانخفاض الجهد في ظل ظروف التشغيل.بالإضافة إلى ذلك، موقع اللوحة الشمسية مركز نسبيًا، ويجب توفير ظروف كافية لتبديد الحرارة بعد توصيل الصمام الثنائي.

لذلك، من المعقول عمومًا استخدام الثنائيات الالتفافية لحماية الخلايا الشمسية المتعددة المترابطة.وهذا يمكن أن يقلل من تكلفة إنتاج الألواح الشمسية، ولكنه يمكن أن يؤثر أيضًا سلبًا على أدائها.إذا تم تقليل إنتاج خلية شمسية واحدة في سلسلة من الخلايا الشمسية، فسيتم عزل سلسلة الخلايا الشمسية، بما في ذلك تلك التي تعمل بشكل صحيح، عن نظام الألواح الشمسية بأكمله بواسطة الصمام الثنائي الالتفافي.بهذه الطريقة، بسبب فشل لوحة شمسية واحدة، فإن الطاقة الناتجة للوحة الشمسية بأكملها ستنخفض كثيرًا.

بالإضافة إلى المشكلات المذكورة أعلاه، يجب أيضًا دراسة العلاقة بين الصمام الثنائي الالتفافي والثنائيات الالتفافية المجاورة له بعناية.تخضع هذه الوصلات لبعض الضغوطات الناتجة عن الأحمال الميكانيكية والتغيرات الدورية في درجات الحرارة.ولذلك، في الاستخدام طويل الأمد للوحة الشمسية، قد يفشل الاتصال المذكور أعلاه بسبب التعب، مما يجعل اللوحة الشمسية غير طبيعية.

تأثير النقطة الساخنة

في تكوين الألواح الشمسية، يتم توصيل الخلايا الشمسية الفردية في سلسلة لتحقيق جهد أعلى للنظام.بمجرد حظر إحدى الخلايا الشمسية، لن تعمل الخلية الشمسية المتضررة كمصدر للطاقة، بل تصبح مستهلكة للطاقة.وتستمر الخلايا الشمسية الأخرى غير المظللة في حمل التيار من خلالها، مما يتسبب في فقدان قدر كبير من الطاقة، وتطوير "نقاط ساخنة" وحتى إتلاف الخلايا الشمسية.

لتجنب هذه المشكلة، يتم توصيل الثنائيات الالتفافية على التوازي مع خلية شمسية واحدة أو أكثر على التوالي.يتجاوز التيار الالتفافي الخلية الشمسية المحمية ويمر عبر الصمام الثنائي.

عندما تعمل الخلية الشمسية بشكل طبيعي، يتم إيقاف تشغيل الصمام الثنائي الالتفافي في الاتجاه المعاكس، مما لا يؤثر على الدائرة؛إذا كانت هناك خلية شمسية غير طبيعية متصلة بالتوازي مع الصمام الثنائي الالتفافي، فسيتم تحديد تيار الخط بأكمله بواسطة الحد الأدنى للخلية الشمسية الحالية، وسيتم تحديد التيار من خلال منطقة التدريع للخلية الشمسية.يقرر.إذا كان جهد الانحياز العكسي أعلى من الحد الأدنى من جهد الخلية الشمسية، فسوف يتم توصيل الصمام الثنائي الالتفافي وسيتم قصر الخلية الشمسية غير الطبيعية.

يمكن ملاحظة أن النقطة الساخنة هي تسخين الألواح الشمسية أو التدفئة المحلية، واللوحة الشمسية في النقطة الساخنة تالفة، مما يقلل من خرج الطاقة للوحة الشمسية ويؤدي حتى إلى إلغاء الألواح الشمسية، مما يقلل بشكل خطير من عمر الخدمة من الألواح الشمسية ويجلب خطرًا خفيًا على سلامة توليد الطاقة في محطة الطاقة، وسيؤدي تراكم الحرارة إلى تلف الألواح الشمسية.

مبدأ اختيار الصمام الثنائي

يتبع اختيار الصمام الثنائي الالتفافي بشكل أساسي المبادئ التالية: ① جهد التحمل هو ضعف الحد الأقصى لجهد العمل العكسي؛② السعة الحالية هي ضعف الحد الأقصى لتيار العمل العكسي؛③ يجب أن تكون درجة حرارة الوصلة أعلى من درجة حرارة الوصلة الفعلية؛④ المقاومة الحرارية صغيرة؛⑤ انخفاض طفيف في الضغط.

5. معلمات أداء صندوق التوصيل للوحدة الكهروضوئية

(1) الخواص الكهربائية

يتضمن الأداء الكهربائي لصندوق توصيل الوحدة الكهروضوئية بشكل أساسي معلمات مثل جهد التشغيل وتيار العمل والمقاومة.لقياس ما إذا كان صندوق التوصيل مؤهلاً، يعد الأداء الكهربائي رابطًا حاسمًا.

①جهد العمل

عندما يصل الجهد العكسي عبر الصمام الثنائي إلى قيمة معينة، سوف ينهار الصمام الثنائي ويفقد الموصلية أحادية الاتجاه.من أجل ضمان سلامة الاستخدام، تم تحديد الحد الأقصى لجهد العمل العكسي، أي الحد الأقصى لجهد الجهاز المقابل عندما يعمل صندوق التوصيل في ظروف العمل العادية.جهد العمل الحالي لصندوق التوصيل الكهروضوئي هو 1000 فولت (تيار مستمر).

②تقاطع درجة الحرارة الحالية

يُعرف أيضًا باسم تيار العمل، ويشير إلى الحد الأقصى لقيمة التيار الأمامي المسموح بالمرور عبر الصمام الثنائي عندما يعمل بشكل مستمر لفترة طويلة.عندما يتدفق التيار عبر الصمام الثنائي، يتم تسخين القالب وترتفع درجة الحرارة.عندما تتجاوز درجة الحرارة الحد المسموح به (حوالي 140 درجة مئوية لأنابيب السيليكون و90 درجة مئوية لأنابيب الجرمانيوم)، سوف يسخن القالب ويتلف.لذلك، يجب ألا يتجاوز الصمام الثنائي المستخدم قيمة تيار التشغيل الأمامي المقدر للصمام الثنائي.

عندما يحدث تأثير النقطة الساخنة، يتدفق التيار عبر الصمام الثنائي.بشكل عام، كلما كانت درجة حرارة الوصلة أكبر، كلما كان نطاق العمل لصندوق الوصلات أفضل، وأكبر.

③مقاومة الاتصال

لا توجد متطلبات نطاق واضحة لمقاومة الاتصال، فهي تعكس فقط جودة الاتصال بين الجهاز وقضيب التوصيل.هناك طريقتان لتوصيل الأطراف، إحداهما هي وصلة التثبيت والأخرى هي اللحام.كلتا الطريقتين لها مزايا وعيوب:

بادئ ذي بدء، يكون التثبيت سريعًا والصيانة مريحة، ولكن مساحة الكتلة الطرفية صغيرة، والاتصال غير موثوق بما فيه الكفاية، مما يؤدي إلى مقاومة اتصال عالية وسهولة التسخين.

ثانيا، يجب أن تكون المنطقة الموصلة لطريقة اللحام صغيرة، ويجب أن تكون مقاومة التلامس صغيرة، ويجب أن يكون الاتصال محكمًا.ومع ذلك، بسبب ارتفاع درجة حرارة اللحام، من السهل حرق الصمام الثنائي أثناء التشغيل.

(2) عرض شريط اللحام

يشير ما يسمى بعرض القطب إلى عرض الخط الصادر للوحة الشمسية، أي شريط التوصيل، ويتضمن أيضًا التباعد بين الأقطاب الكهربائية.بالنظر إلى المقاومة والتباعد بين قضبان التوصيل، هناك ثلاثة مواصفات: 2.5 مم، 4 مم، و6 مم.

(3) درجة حرارة التشغيل

يتم استخدام صندوق التوصيل جنبًا إلى جنب مع اللوحة الشمسية ويتمتع بقدرة قوية على التكيف مع البيئة.من حيث درجة الحرارة، المعيار الحالي هو – 40 درجة مئوية ~ 85 درجة مئوية.

(4) درجة حرارة الوصلة

تؤثر درجة حرارة تقاطع الصمام الثنائي على تيار التسرب في حالة إيقاف التشغيل.بشكل عام، يتضاعف تيار التسرب مع كل زيادة بمقدار 10 درجات في درجة الحرارة.ولذلك، يجب أن تكون درجة حرارة الوصلة المقدرة للصمام الثنائي أعلى من درجة حرارة الوصلة الفعلية.

طريقة اختبار درجة حرارة تقاطع الصمام الثنائي هي كما يلي:

بعد تسخين اللوحة الشمسية إلى 75 (درجة مئوية) لمدة ساعة واحدة، يجب أن تكون درجة حرارة الصمام الثنائي الالتفافي أقل من درجة حرارة التشغيل القصوى.ثم قم بزيادة التيار العكسي إلى 1.25 مرة من تكاليف الدعم غير المباشر لمدة ساعة واحدة، ويجب ألا يفشل الصمام الثنائي الالتفافي.

6. الاحتياطات

(1) اختبار

يجب اختبار صناديق التوصيل الشمسية قبل الاستخدام.تشمل العناصر الرئيسية المظهر، والختم، وتصنيف مقاومة الحريق، وتأهيل الصمام الثنائي، وما إلى ذلك.

(2) كيفية استخدام صندوق توصيل الطاقة الشمسية

① يرجى التأكد من أن صندوق التوصيل الشمسي قد تم اختباره وتأهيله قبل الاستخدام.
② قبل تقديم طلب الإنتاج، يرجى التأكد من المسافة بين المحطات وعملية التخطيط.
③عند تثبيت صندوق التوصيل، ضع الغراء بشكل متساوٍ وشامل لضمان إغلاق جسم الصندوق واللوحة الشمسية المعززة تمامًا.
④تأكد من التمييز بين الأقطاب الموجبة والسالبة عند تثبيت صندوق التوصيل.
⑤ عند توصيل شريط الناقل بمحطة الاتصال، تأكد من التحقق مما إذا كان التوتر بين شريط الناقل والمحطة كافيا.
⑥ عند استخدام أطراف اللحام، يجب ألا يكون وقت اللحام طويلاً جدًا، حتى لا يتلف الصمام الثنائي.
⑦عند تثبيت غطاء الصندوق، تأكد من تثبيته بإحكام.