Hvordan vælger man en tilslutningsboks til solpaneler?

Solpanelets tilslutningsboks er forbindelsen mellem solpanelet og opladningskontrolenheden og er en vigtig del af solpanelet.Det er et tværfagligt omfattende design, der kombinerer elektrisk design, mekanisk design og materialevidenskab for at give brugerne en kombineret tilslutningsordning for solpaneler.

Solcelleboksens hovedfunktion er at udsende den elektriske energi, der genereres af solpanelet, gennem kablet.På grund af solcellernes særlige karakter og høje pris, skal solcellebokse være specielt designet til at opfylde kravene til solpaneler.Vi kan vælge mellem fem aspekter af forbindelsesboksens funktion, egenskaber, type, sammensætning og ydeevneparametre.

1. Funktionen af ​​Solar Panel Connection Box

Den grundlæggende funktion af solcelle-tilslutningsboksen er at forbinde solpanelet og belastningen og trække strømmen genereret af solcellepanelet for at generere elektricitet.En anden funktion er at beskytte de udgående ledninger mod hot spot-effekter.

(1) Tilslutning

Solfangerboksen fungerer som en bro mellem solpanelet og inverteren.Inde i samledåsen trækkes den strøm, der genereres af solpanelet, ud gennem terminaler og stik og ind i det elektriske udstyr.

For at reducere strømtabet fra samledåsen til solpanelet så meget som muligt, skal modstanden af ​​det ledende materiale, der anvendes i solpanelets samledåse, være lille, og kontaktmodstanden med samleskinnens ledningsledning skal også være lille. .

(2) Beskyttelsesfunktion af Solar Connection Box

Beskyttelsesfunktionen af ​​solcelleboksen omfatter tre dele:

1. Gennem bypass-dioden bruges til at forhindre hot spot-effekten og beskytte batteriet og solpanelet;
2. Det specielle materiale bruges til at forsegle designet, som er vandtæt og brandsikkert;
3. Det specielle varmeafledningsdesign reducerer forbindelsesboksen og bypassdiodens driftstemperatur reducerer tabet af solpanelstrøm på grund af strømlækage.

2. Karakteristika af PV Junction Box

(1) Vejrbestandighed

Når solcelleboksens materiale bruges udendørs, vil det modstå klimatesten, såsom skader forårsaget af lys, varme, vind og regn.De udsatte dele af PV-koblingsboksen er bokskroppen, boksdækslet og MC4-stikket, som alle er lavet af vejrbestandige materialer.På nuværende tidspunkt er det mest almindeligt anvendte materiale PPO, som er en af ​​de fem generelle ingeniørplaster i verden.Det har fordelene ved høj stivhed, høj varmebestandighed, brandmodstand, høj styrke og fremragende elektriske egenskaber.

(2) Høj temperatur og fugtighedsmodstand

Arbejdsmiljøet for solpaneler er meget barskt.Nogle opererer i tropiske områder, og den daglige gennemsnitstemperatur er meget høj;nogle opererer i områder med stor højde og høj breddegrad, og driftstemperaturen er meget lav;nogle steder er temperaturforskellen mellem dag og nat stor, fx ørkenområder.Derfor skal solcellebokse have fremragende højtemperatur- og lavtemperaturmodstandsegenskaber.

(3) UV-bestandig

Ultraviolette stråler har visse skader på plastprodukter, især i plateauområder med tynd luft og høj ultraviolet stråling.

(4) Flammehæmning

Henviser til den egenskab, som et stof besidder eller ved behandling af et materiale, der væsentligt forsinker spredningen af ​​flammer.

(5) Vandtæt og støvtæt

Den generelle fotovoltaiske koblingsboks er vandtæt og støvtæt IP65, IP67, og den Slocable fotovoltaiske koblingsdåse kan nå det højeste niveau af IP68.

(6) Varmeafledningsfunktion

Dioder og omgivelsestemperatur øger temperaturen i PV-koblingsboksen.Når dioden leder, genererer den varme.Samtidig genereres der også varme på grund af kontaktmodstanden mellem dioden og terminalen.Derudover vil stigningen i den omgivende temperatur også øge temperaturen inde i samledåsen.

Komponenter inde i PV-koblingsboksen, der er modtagelige for høje temperaturer, er tætningsringe og dioder.Høj temperatur vil accelerere ældningshastigheden af ​​tætningsringen og påvirke forseglingsydelsen af ​​samleboksen;der er en omvendt strøm i dioden, og den omvendte strøm vil fordobles for hver 10 °C temperaturstigning.Omvendt strøm reducerer strømmen, som trækkes af printkortet, hvilket påvirker printets effekt.Derfor skal solcellebokse have fremragende varmeafledningsegenskaber.

Et almindeligt termisk design er at installere en køleplade.Installation af køleplader løser dog ikke fuldstændigt varmeafledningsproblemet.Hvis en køleplade er installeret i den fotovoltaiske koblingsdåse, vil temperaturen på dioden midlertidigt falde, men koblingsboksens temperatur vil stadig stige, hvilket vil påvirke levetiden af ​​gummitætningen;Hvis det monteres uden for samledåsen, vil det på den ene side påvirke den samlede tætning af samledåsen, på den anden side er det også nemt for kølepladen at blive korroderet.

3. Typer af Solar Junction Boxes

Der er to hovedtyper af samledåser: almindelige og potte.

Almindelige samledåser er tætnet med silikonetætninger, mens gummifyldte samledåser er fyldt med to-komponent silikone.Den almindelige samledåse er brugt tidligere og er nem at betjene, men tætningsringen er nem at ælde, når den bruges i længere tid.Forgreningsboksen af ​​indkapslingstypen er kompliceret at betjene (den skal fyldes med to-komponent silicagel og hærdes), men tætningseffekten er god, og den er modstandsdygtig over for ældning, hvilket kan sikre en langsigtet effektiv tætning af samledåse, og prisen er lidt billigere.

4. Sammensætningen af ​​Solar Connection Box

Solar tilslutningsforgreningsdåsen er sammensat af bokshus, boksdæksel, stik, terminaler, dioder osv. Nogle samledåseproducenter har designet køleplader til at forbedre temperaturfordelingen i boksen, men den overordnede struktur har ikke ændret sig.

(1) Kasse

Bokskroppen er hoveddelen af ​​samledåsen med indbyggede terminaler og dioder, eksterne stik og boksdæksler.Det er rammedelen af ​​solcelleboksen og opfylder de fleste krav til vejrbestandighed.Kassen er normalt lavet af PPO, som har fordelene ved høj stivhed, høj varmebestandighed, brandmodstand og høj styrke.

(2) Æskedæksel

Kassedækslet kan forsegle kassekroppen og forhindre vand, støv og forurening.Tætheden afspejles hovedsageligt i den indbyggede gummitætningsring, som forhindrer luft og fugt i at komme ind i samledåsen.Nogle producenter sætter et lille hul i midten af ​​låget og installerer dialysemembranen i luften.Membranen er åndbar og uigennemtrængelig, og der er ingen vandudsivning tre meter under vandet, hvilket spiller en god rolle i varmeafledning og tætning.

Kassen og kassedækslet er generelt sprøjtestøbt af materialer med god vejrbestandighed, som har egenskaberne god elasticitet, temperaturchokbestandighed og ældningsmodstand.

(3) Stik

Stik forbinder terminaler og eksternt elektrisk udstyr såsom invertere, controllere osv. Stikstikket er lavet af PC, men PC bliver let tæret af mange stoffer.Aldringen af ​​solcellebokse afspejles hovedsageligt i: konnektorer korroderes let, og plastmøtrikker knækkes let ved lav temperaturpåvirkning.Derfor er samledåsens levetid levetiden for stikket.

(4) Terminaler

Forskellige producenter af klemrækkers klemmeafstand er også forskellig.Der er to typer kontakt mellem terminalen og den udgående ledning: den ene er fysisk kontakt, såsom stramningstype, og den anden er svejsetypen.

(5) Dioder

Dioder i PV-koblingsbokse bruges som bypass-dioder for at forhindre hot spot-effekter og beskytte solpaneler.

Når solpanelet fungerer normalt, er bypass-dioden i slukket tilstand, og der er en omvendt strøm, det vil sige den mørke strøm, som generelt er mindre end 0,2 mikroampere.Mørk strøm reducerer strømmen produceret af et solpanel, omend med en meget lille mængde.

Ideelt set bør hver solcelle have en bypass-diode tilsluttet.Det er dog meget uøkonomisk på grund af faktorer som pris og omkostninger til bypass-dioder, mørkestrømstab og spændingsfald under driftsforhold.Derudover er placeringen af ​​solpanelet relativt koncentreret, og der bør sørges for tilstrækkelig varmeafledning, efter at dioden er tilsluttet.

Derfor er det generelt rimeligt at bruge bypass-dioder til at beskytte flere sammenkoblede solceller.Dette kan reducere produktionsomkostningerne for solpaneler, men kan også påvirke deres ydeevne negativt.Hvis ydelsen fra én solcelle i en serie af solceller reduceres, isoleres rækken af ​​solceller, inklusive dem, der fungerer korrekt, fra hele solcelleanlægget af bypass-dioden.På denne måde vil udgangseffekten af ​​hele solpanelet falde meget på grund af svigt af et solpanel.

Ud over ovenstående spørgsmål skal forbindelsen mellem en bypass-diode og dens tilstødende bypass-dioder også overvejes nøje.Disse forbindelser er udsat for nogle belastninger, der er produktet af mekaniske belastninger og cykliske ændringer i temperaturen.Derfor kan ovennævnte forbindelse ved langvarig brug af solpanelet svigte på grund af træthed, hvilket gør solpanelet unormalt.

Hot Spot-effekt

I en solpanelkonfiguration er individuelle solceller forbundet i serie for at opnå højere systemspændinger.Når en af ​​solcellerne er blokeret, vil den berørte solcelle ikke længere fungere som strømkilde, men blive en energiforbruger.Andre uskyggede solceller fortsætter med at føre strøm gennem dem, hvilket forårsager store energitab, udvikler "hot spots" og endda beskadiger solcellerne.

For at undgå dette problem er bypass-dioder forbundet parallelt med en eller flere solceller i serie.Bypassstrøm går uden om den afskærmede solcelle og går gennem dioden.

Når solcellen fungerer normalt, slukkes bypass-dioden omvendt, hvilket ikke påvirker kredsløbet;hvis der er en unormal solcelle forbundet parallelt med bypass-dioden, vil strømmen af ​​hele ledningen blive bestemt af den mindste strøm solcelle, og strømmen vil blive bestemt af solcellens afskærmningsareal.Beslutte.Hvis den omvendte forspænding er højere end minimumsspændingen for solcellen, vil bypass-dioden lede, og den unormale solcelle vil blive kortsluttet.

Det kan ses, at hotspottet er solpanelopvarmning eller lokal opvarmning, og solpanelet på hotspottet er beskadiget, hvilket reducerer solpanelets effektudtag og endda fører til skrotning af solpaneler, hvilket i høj grad reducerer levetiden af solpanelet og bringer skjult fare for kraftværkets elproduktionssikkerhed, og varmeakkumuleringen vil føre til beskadigelse af solpanelet.

Diodevalgsprincip

Valget af bypass-diode følger hovedsageligt følgende principper: ① Modstandsspændingen er to gange den maksimale omvendte arbejdsspænding;② Strømkapaciteten er to gange den maksimale omvendte arbejdsstrøm;③ Koblingstemperaturen skal være højere end den faktiske overgangstemperatur;④ Termisk modstand lille;⑤ lille tryktab.

5. Parametre for ydeevne for PV-modulkoblingsboks

(1) Elektriske egenskaber

Den elektriske ydeevne af PV-modulets samledåse inkluderer hovedsageligt parametre som arbejdsspænding, arbejdsstrøm og modstand.For at måle, om en samledåse er kvalificeret, er elektrisk ydeevne et afgørende led.

①Arbejdsspænding

Når den omvendte spænding over dioden når en vis værdi, vil dioden bryde sammen og miste ensrettet ledningsevne.For at sikre sikkerheden ved brug er den maksimale omvendte arbejdsspænding specificeret, det vil sige den maksimale spænding for den tilsvarende enhed, når samleboksen fungerer under normale arbejdsforhold.Den aktuelle arbejdsspænding for PV-koblingsboksen er 1000V (DC).

②Forbindelsestemperaturstrøm

Også kendt som arbejdsstrøm, det refererer til den maksimale fremadgående strømværdi, der får lov til at passere gennem dioden, når den arbejder kontinuerligt i lang tid.Når der løber strøm gennem dioden, opvarmes matricen, og temperaturen stiger.Når temperaturen overstiger den tilladte grænse (ca. 140°C for siliciumrør og 90°C for germaniumrør), vil matricen overophedes og blive beskadiget.Dioden i brug bør derfor ikke overstige den nominelle fremadgående driftsstrømværdi for dioden.

Når hot spot-effekten opstår, løber der strøm gennem dioden.Generelt gælder det, at jo større koblingstemperaturstrømmen er, jo bedre og jo større er koblingsboksens arbejdsområde.

③Forbindelsesmodstand

Der er ikke noget klart områdekrav til tilslutningsmodstanden, det afspejler kun kvaliteten af ​​forbindelsen mellem klemmen og samleskinnen.Der er to måder at forbinde terminalerne på, den ene er klemforbindelse og den anden er svejsning.Begge metoder har fordele og ulemper:

Først og fremmest er fastspændingen hurtig, og vedligeholdelsen er praktisk, men området med klemrækken er lille, og forbindelsen er ikke pålidelig nok, hvilket resulterer i høj kontaktmodstand og let at opvarme.

For det andet skal det ledende område af svejsemetoden være lille, kontaktmodstanden skal være lille, og forbindelsen skal være tæt.På grund af den høje loddetemperatur er dioden dog let at brænde ud under drift.

(2) Bredde af svejsebånd

Den såkaldte elektrodebredde refererer til bredden af ​​solpanelets udgående linje, det vil sige samleskinnen, og inkluderer også afstanden mellem elektroderne.I betragtning af samleskinnens modstand og afstand er der tre specifikationer: 2,5 mm, 4 mm og 6 mm.

(3) Driftstemperatur

Forgreningsboksen bruges sammen med solpanelet og har en stærk tilpasningsevne til miljøet.Med hensyn til temperatur er den nuværende standard – 40 ℃ ~ 85 ℃.

(4) Junction Temperatur

Diodeforbindelsestemperaturen påvirker lækstrømmen i slukket tilstand.Generelt fordobles lækstrømmen for hver 10 graders stigning i temperaturen.Derfor skal diodens nominelle overgangstemperatur være højere end den faktiske overgangstemperatur.

Testmetoden for diodeforbindelsestemperatur er som følger:

Efter opvarmning af solpanelet til 75(℃) i 1 time, bør temperaturen på bypass-dioden være lavere end dens maksimale driftstemperatur.Øg derefter den omvendte strøm til 1,25 gange ISC i 1 time, bypass-dioden bør ikke svigte.

6. Forholdsregler

(1) Test

Solar Junction-dåser bør testes før brug.De vigtigste elementer omfatter udseende, tætning, brandmodstandsvurdering, diodekvalifikation osv.

(2) Sådan bruges Solar Junction Box

① Sørg for, at solcelleboksen er blevet testet og kvalificeret før brug.
② Før du afgiver produktionsordren, bekræft venligst afstanden mellem terminalerne og layoutprocessen.
③Når du installerer samledåsen, skal du påføre lim jævnt og omfattende for at sikre, at boksen og solpanelets bagplade er fuldstændig forseglet.
④Sørg for at skelne de positive og negative poler, når du installerer samledåsen.
⑤ Ved tilslutning af samleskinnen til kontaktklemmen skal du sørge for at kontrollere, om spændingen mellem samleskinnen og klemmen er tilstrækkelig.
⑥ Ved brug af svejseterminaler bør svejsetiden ikke være for lang, for ikke at beskadige dioden.
⑦Når du installerer kassedækslet, skal du sørge for at klemme det fast.