20.12.2023
Die Solarpanel-Anschlussbox ist die Verbindung zwischen Solarpanel und Ladesteuergerät und ein wichtiger Bestandteil des Solarpanels.Es handelt sich um ein interdisziplinäres, umfassendes Design, das elektrisches Design, mechanisches Design und Materialwissenschaft kombiniert, um Benutzern ein kombiniertes Anschlussschema für Solarmodule zu bieten.
Die Hauptfunktion der Solar-Anschlussbox besteht darin, die vom Solarpanel erzeugte elektrische Energie über das Kabel abzugeben.Aufgrund der Besonderheit und des hohen Preises von Solarzellen müssen Solaranschlusskästen speziell auf die Anforderungen von Solarmodulen ausgelegt sein.Wir können aus fünf Aspekten der Funktion, Eigenschaften, Art, Zusammensetzung und Leistungsparameter der Anschlussdose wählen.
Die Grundfunktion des Solaranschlusskastens besteht darin, das Solarpanel und die Last zu verbinden und den vom Photovoltaikpanel erzeugten Strom zur Stromerzeugung zu entnehmen.Eine weitere Funktion besteht darin, die abgehenden Leitungen vor Hot-Spot-Effekten zu schützen.
Die Solar-Anschlussdose fungiert als Brücke zwischen dem Solarpanel und dem Wechselrichter.Im Anschlusskasten wird der vom Solarpanel erzeugte Strom über Klemmen und Anschlüsse in die elektrischen Geräte abgeleitet.
Um den Leistungsverlust des Anschlusskastens zum Solarpanel so weit wie möglich zu reduzieren, sollte der Widerstand des im Solarpanel-Anschlusskasten verwendeten leitfähigen Materials gering sein, und der Kontaktwiderstand mit dem Anschlusskabel der Sammelschiene sollte ebenfalls gering sein .
Die Schutzfunktion der Solar-Anschlussdose umfasst drei Teile:
1. Durch die Bypass-Diode wird der Hot-Spot-Effekt verhindert und die Batterie und das Solarpanel geschützt.
2. Das spezielle Material wird verwendet, um das Design abzudichten, das wasserdicht und feuerfest ist.
3. Das spezielle Wärmeableitungsdesign reduziert die Anschlussdose und die Betriebstemperatur der Bypass-Diode reduziert den Verlust der Solarpanel-Leistung aufgrund von Stromlecks.
(1) Wetterbeständigkeit
Wenn das Material der Photovoltaik-Anschlussdose im Freien verwendet wird, hält es den klimatischen Belastungen wie Schäden durch Licht, Hitze, Wind und Regen stand.Die freiliegenden Teile des PV-Anschlusskastens sind der Kastenkörper, der Kastendeckel und der MC4-Stecker, die alle aus witterungsbeständigen Materialien bestehen.Das derzeit am häufigsten verwendete Material ist PPO, einer der fünf allgemeinen technischen Kunststoffe weltweit.Es bietet die Vorteile hoher Steifigkeit, hoher Hitzebeständigkeit, Feuerbeständigkeit, hoher Festigkeit und hervorragender elektrischer Eigenschaften.
(2) Hohe Temperatur- und Feuchtigkeitsbeständigkeit
Die Arbeitsumgebung von Solarmodulen ist sehr rau.Einige sind in tropischen Gebieten tätig, und die tägliche Durchschnittstemperatur ist sehr hoch;Einige werden in großen Höhen und Gebieten mit hohen Breitengraden betrieben und die Betriebstemperatur ist sehr niedrig.An manchen Orten ist der Temperaturunterschied zwischen Tag und Nacht groß, beispielsweise in Wüstengebieten.Daher müssen Photovoltaik-Anschlusskästen eine hervorragende Beständigkeit gegen hohe und niedrige Temperaturen aufweisen.
(3) UV-beständig
Ultraviolette Strahlen verursachen bestimmte Schäden an Kunststoffprodukten, insbesondere in Hochebenen mit dünner Luft und hoher ultravioletter Strahlungsintensität.
(4) Flammhemmung
Bezieht sich auf die Eigenschaft, die ein Stoff oder die Behandlung eines Materials besitzt und die die Ausbreitung von Flammen erheblich verzögert.
(5) Wasserdicht und staubdicht
Der allgemeine Photovoltaik-Anschlusskasten ist wasserdicht und staubdicht IP65, IP67, und der verschiebbare Photovoltaik-Anschlusskasten kann die höchste Schutzart IP68 erreichen.
(6) Wärmeableitungsfunktion
Dioden und Umgebungstemperatur erhöhen die Temperatur im PV-Anschlusskasten.Wenn die Diode leitet, erzeugt sie Wärme.Gleichzeitig entsteht durch den Kontaktwiderstand zwischen Diode und Anschluss auch Wärme.Darüber hinaus erhöht die Erhöhung der Umgebungstemperatur auch die Temperatur im Anschlusskasten.
Komponenten im PV-Anschlusskasten, die hohen Temperaturen ausgesetzt sind, sind Dichtungsringe und Dioden.Hohe Temperaturen beschleunigen die Alterung des Dichtungsrings und beeinträchtigen die Dichtungsleistung des Anschlusskastens.In der Diode fließt ein Sperrstrom, der sich bei jedem Temperaturanstieg um 10 °C verdoppelt.Rückstrom reduziert den von der Platine aufgenommenen Strom und wirkt sich dadurch auf die Leistung der Platine aus.Daher müssen Photovoltaik-Anschlusskästen über hervorragende Wärmeableitungseigenschaften verfügen.
Ein gängiges thermisches Design ist die Installation eines Kühlkörpers.Allerdings löst der Einbau von Kühlkörpern das Problem der Wärmeableitung nicht vollständig.Wenn in der Photovoltaik-Anschlussdose ein Kühlkörper installiert ist, sinkt die Temperatur der Diode vorübergehend, die Temperatur der Anschlussdose steigt jedoch immer noch an, was sich auf die Lebensdauer der Gummidichtung auswirkt;Bei einer Installation außerhalb des Anschlusskastens beeinträchtigt dies einerseits die Gesamtabdichtung des Anschlusskastens, andererseits kann es auch leicht zur Korrosion des Kühlkörpers kommen.
Es gibt zwei Haupttypen von Anschlusskästen: gewöhnliche und vergossene.
Herkömmliche Anschlussdosen werden mit Silikondichtungen abgedichtet, während gummigefüllte Anschlussdosen mit Zweikomponenten-Silikon gefüllt sind.Die gewöhnliche Anschlussdose wurde früher verwendet und ist einfach zu bedienen, der Dichtungsring altert jedoch bei längerem Gebrauch leicht.Der Anschlusskasten vom Vergusstyp ist kompliziert zu bedienen (er muss mit Zweikomponenten-Kieselgel gefüllt und ausgehärtet werden), aber die Dichtwirkung ist gut und er ist alterungsbeständig, was eine langfristig wirksame Abdichtung des Anschlusskastens gewährleisten kann Anschlussdose, und der Preis ist etwas günstiger.
Der Solaranschlusskasten besteht aus Kastenkörper, Kastendeckel, Anschlüssen, Anschlüssen, Dioden usw. Einige Hersteller von Anschlusskästen haben Kühlkörper entwickelt, um die Temperaturverteilung im Kasten zu verbessern, aber die Gesamtstruktur hat sich nicht geändert.
(1) Kofferaufbau
Der Gehäusekörper ist der Hauptteil der Anschlussdose mit integrierten Anschlüssen und Dioden, externen Anschlüssen und Gehäuseabdeckungen.Es ist das Rahmenteil des Solaranschlusskastens und erfüllt die meisten Anforderungen an die Witterungsbeständigkeit.Der Kofferaufbau besteht in der Regel aus PPO, das die Vorteile hoher Steifigkeit, hoher Hitzebeständigkeit, Feuerbeständigkeit und hoher Festigkeit bietet.
(2) Kastenabdeckung
Der Kastendeckel kann den Kastenkörper abdichten und so Wasser, Staub und Verschmutzung verhindern.Die Dichtheit spiegelt sich vor allem im eingebauten Gummidichtring wider, der das Eindringen von Luft und Feuchtigkeit in die Anschlussdose verhindert.Einige Hersteller bohren ein kleines Loch in die Mitte des Deckels und installieren die Dialysemembran an der Luft.Die Membran ist atmungsaktiv und undurchlässig, und drei Meter unter Wasser dringt kein Wasser ein, was eine gute Rolle bei der Wärmeableitung und Abdichtung spielt.
Der Kastenkörper und der Kastendeckel werden im Allgemeinen aus Materialien mit guter Witterungsbeständigkeit spritzgegossen, die sich durch gute Elastizität, Temperaturschockbeständigkeit und Alterungsbeständigkeit auszeichnen.
(3) Anschluss
Steckverbinder verbinden Endgeräte und externe elektrische Geräte wie Wechselrichter, Steuerungen usw. Der Steckverbinder besteht aus PC, PC kann jedoch durch viele Substanzen leicht korrodiert werden.Die Alterung von Solar-Anschlusskästen spiegelt sich hauptsächlich darin wider, dass Steckverbinder leicht korrodieren und Kunststoffmuttern bei niedrigen Temperaturen leicht reißen.Daher entspricht die Lebensdauer der Anschlussdose der Lebensdauer des Steckverbinders.
(4) Terminals
Auch die Klemmenabstände verschiedener Hersteller von Reihenklemmen sind unterschiedlich.Es gibt zwei Arten des Kontakts zwischen der Klemme und dem abgehenden Kabel: eine ist der physische Kontakt, wie z. B. der Anzugstyp, und die andere ist der Schweißtyp.
(5) Dioden
Dioden in PV-Anschlusskästen werden als Bypass-Dioden verwendet, um Hot-Spot-Effekte zu verhindern und Solarmodule zu schützen.
Wenn das Solarpanel normal funktioniert, ist die Bypass-Diode ausgeschaltet und es entsteht ein Rückstrom, also der Dunkelstrom, der im Allgemeinen weniger als 0,2 Mikroampere beträgt.Dunkelstrom reduziert den von einem Solarpanel erzeugten Strom, wenn auch um einen sehr geringen Betrag.
Idealerweise sollte jede Solarzelle über eine angeschlossene Bypass-Diode verfügen.Allerdings ist es aufgrund von Faktoren wie Preis und Kosten der Bypass-Dioden, Dunkelstromverlusten und Spannungsabfall unter Betriebsbedingungen sehr unwirtschaftlich.Darüber hinaus ist der Standort des Solarpanels relativ konzentriert und nach dem Anschluss der Diode sollten ausreichende Wärmeableitungsbedingungen gewährleistet sein.
Daher ist es im Allgemeinen sinnvoll, Bypass-Dioden zum Schutz mehrerer miteinander verbundener Solarzellen zu verwenden.Dies kann die Produktionskosten von Solarmodulen senken, sich aber auch negativ auf deren Leistung auswirken.Wenn die Leistung einer Solarzelle einer Solarzellenreihe reduziert wird, wird die Solarzellenreihe, auch die ordnungsgemäß funktionierenden, durch die Bypass-Diode vom gesamten Solarpanelsystem isoliert.Auf diese Weise wird aufgrund des Ausfalls eines Solarpanels die Ausgangsleistung des gesamten Solarpanels stark sinken.
Zusätzlich zu den oben genannten Problemen muss auch die Verbindung zwischen einer Bypass-Diode und ihren benachbarten Bypass-Dioden sorgfältig berücksichtigt werden.Diese Verbindungen unterliegen gewissen Belastungen, die auf mechanische Belastungen und zyklische Temperaturänderungen zurückzuführen sind.Daher kann es bei langfristiger Nutzung des Solarmoduls dazu kommen, dass die oben genannte Verbindung aufgrund von Ermüdungserscheinungen versagt und das Solarpanel dadurch abnormal wird.
Hot-Spot-Effekt
Bei einer Solarpanel-Konfiguration werden einzelne Solarzellen in Reihe geschaltet, um höhere Systemspannungen zu erreichen.Sobald eine der Solarzellen blockiert ist, fungiert die betroffene Solarzelle nicht mehr als Stromquelle, sondern wird zum Energieverbraucher.Andere nicht verschattete Solarzellen leiten weiterhin Strom, was zu hohen Energieverlusten, der Entstehung von „Hot Spots“ und sogar Schäden an den Solarzellen führt.
Um dieses Problem zu vermeiden, werden Bypass-Dioden parallel zu einer oder mehreren Solarzellen in Reihe geschaltet.Der Bypass-Strom umgeht die abgeschirmte Solarzelle und fließt durch die Diode.
Wenn die Solarzelle normal funktioniert, ist die Bypass-Diode umgekehrt ausgeschaltet, was keinen Einfluss auf die Schaltung hat;Wenn eine abnormale Solarzelle parallel zur Bypass-Diode geschaltet ist, wird der Strom der gesamten Leitung durch die Solarzelle mit minimalem Strom und der Strom durch den Abschirmbereich der Solarzelle bestimmt.Entscheiden.Wenn die Sperrspannung höher als die Mindestspannung der Solarzelle ist, leitet die Bypass-Diode und die fehlerhafte Solarzelle wird kurzgeschlossen.
Es ist ersichtlich, dass es sich bei dem Hot Spot um eine Solarpanelheizung oder Nahwärme handelt und das Solarpanel am Hot Spot beschädigt ist, was die Leistungsabgabe des Solarpanels verringert und sogar zur Verschrottung des Solarpanels führt, was die Lebensdauer erheblich verkürzt des Solarmoduls und birgt eine versteckte Gefahr für die Sicherheit der Stromerzeugung des Kraftwerks, und der Wärmestau führt zu einer Beschädigung des Solarmoduls.
Prinzip der Diodenauswahl
Die Auswahl der Bypass-Diode folgt hauptsächlich den folgenden Prinzipien: ① Die Spannungsfestigkeit beträgt das Doppelte der maximalen Sperrarbeitsspannung;② Die Stromkapazität beträgt das Doppelte des maximalen Rückwärtsarbeitsstroms;③ Die Sperrschichttemperatur sollte höher sein als die tatsächliche Sperrschichttemperatur.④ Wärmewiderstand klein;⑤ geringer Druckabfall.
(1) Elektrische Eigenschaften
Die elektrische Leistung des PV-Modul-Anschlusskastens umfasst hauptsächlich Parameter wie Arbeitsspannung, Arbeitsstrom und Widerstand.Um zu beurteilen, ob eine Anschlussdose geeignet ist, ist die elektrische Leistung ein entscheidender Faktor.
①Arbeitsspannung
Wenn die Sperrspannung an der Diode einen bestimmten Wert erreicht, bricht die Diode zusammen und verliert ihre unidirektionale Leitfähigkeit.Um die Nutzungssicherheit zu gewährleisten, wird die maximale Sperrarbeitsspannung angegeben, d. h. die maximale Spannung des entsprechenden Geräts, wenn die Anschlussdose unter normalen Arbeitsbedingungen arbeitet.Die aktuelle Betriebsspannung der PV-Anschlussdose beträgt 1000 V (DC).
②Übergangstemperaturstrom
Er wird auch als Arbeitsstrom bezeichnet und bezieht sich auf den maximalen Vorwärtsstromwert, der durch die Diode fließen darf, wenn diese über einen längeren Zeitraum ununterbrochen arbeitet.Wenn Strom durch die Diode fließt, erwärmt sich der Chip und die Temperatur steigt.Wenn die Temperatur den zulässigen Grenzwert überschreitet (ca. 140 °C für Siliziumröhren und 90 °C für Germaniumröhren), überhitzt der Chip und wird beschädigt.Daher sollte die verwendete Diode den Nenndurchlassstromwert der Diode nicht überschreiten.
Wenn der Hot-Spot-Effekt auftritt, fließt Strom durch die Diode.Im Allgemeinen gilt: Je höher der Sperrschichttemperaturstrom, desto besser und desto größer ist der Arbeitsbereich der Anschlussdose.
③Verbindungswiderstand
Für den Verbindungswiderstand gibt es keine eindeutige Bereichsanforderung, er spiegelt lediglich die Qualität der Verbindung zwischen Klemme und Sammelschiene wider.Es gibt zwei Möglichkeiten, die Anschlüsse anzuschließen: eine durch Klemmverbindung und eine durch Schweißen.Beide Methoden haben Vor- und Nachteile:
Erstens ist die Klemmung schnell und die Wartung bequem, aber der Bereich mit dem Klemmenblock ist klein und die Verbindung ist nicht zuverlässig genug, was zu einem hohen Kontaktwiderstand und einer leichten Erwärmung führt.
Zweitens sollte der leitende Bereich des Schweißverfahrens klein sein, der Kontaktwiderstand sollte klein sein und die Verbindung sollte dicht sein.Aufgrund der hohen Löttemperatur kann die Diode jedoch im Betrieb leicht durchbrennen.
(2) Breite des Schweißstreifens
Die sogenannte Elektrodenbreite bezieht sich auf die Breite der Abgangsleitung des Solarpanels, also der Stromschiene, und umfasst auch den Abstand zwischen den Elektroden.In Anbetracht des Widerstands und des Abstands der Sammelschiene gibt es drei Spezifikationen: 2,5 mm, 4 mm und 6 mm.
(3) Betriebstemperatur
Die Anschlussdose wird in Verbindung mit dem Solarpanel verwendet und weist eine starke Anpassungsfähigkeit an die Umgebung auf.In Bezug auf die Temperatur liegt der aktuelle Standard bei – 40 ℃ ~ 85 ℃.
(4) Sperrschichttemperatur
Die Sperrschichttemperatur der Diode beeinflusst den Leckstrom im ausgeschalteten Zustand.Im Allgemeinen verdoppelt sich der Leckstrom bei jedem Temperaturanstieg um 10 Grad.Daher muss die Nenn-Sperrschichttemperatur der Diode höher sein als die tatsächliche Sperrschichttemperatur.
Die Testmethode für die Diodenübergangstemperatur ist wie folgt:
Nachdem das Solarpanel eine Stunde lang auf 75 °C erhitzt wurde, sollte die Temperatur der Bypass-Diode unter ihrer maximalen Betriebstemperatur liegen.Erhöhen Sie dann den Sperrstrom für 1 Stunde auf das 1,25-fache ISC, die Bypass-Diode sollte nicht ausfallen.
(1) Testen
Solar-Anschlusskästen sollten vor der Verwendung getestet werden.Zu den Hauptpunkten gehören Aussehen, Abdichtung, Feuerwiderstandsklasse, Diodenqualifikation usw.
(2) So verwenden Sie die Solar-Anschlussdose
① Bitte stellen Sie vor der Verwendung sicher, dass die Solar-Anschlussdose getestet und qualifiziert wurde.
② Bevor Sie den Produktionsauftrag erteilen, überprüfen Sie bitte den Abstand zwischen den Anschlüssen und den Layoutprozess.
③Tragen Sie bei der Installation der Anschlussdose gleichmäßig und umfassend Kleber auf, um sicherzustellen, dass der Kastenkörper und die Solarpanel-Rückwandplatine vollständig abgedichtet sind.
④Achten Sie darauf, bei der Installation des Anschlusskastens zwischen Plus- und Minuspol zu unterscheiden.
⑤ Achten Sie beim Anschließen der Stromschiene an die Kontaktklemme unbedingt darauf, ob die Spannung zwischen Stromschiene und Klemme ausreichend ist.
⑥ Bei Verwendung von Schweißklemmen sollte die Schweißzeit nicht zu lang sein, um die Diode nicht zu beschädigen.
⑦ Achten Sie beim Anbringen des Kastendeckels darauf, ihn fest zu befestigen.
Dongguan Slocable Photovoltaic Technology Co., LTD.
Hinzufügen: Guangda Manufacturing Hongmei Science and Technology Park, Nr. 9-2, Hongmei Section, Wangsha Road, Hongmei Town, Dongguan, Guangdong, China
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