A caixa de conexión do panel solar é o conector entre o panel solar e o dispositivo de control de carga, e é unha parte importante do panel solar.É un deseño integral interdisciplinar que combina deseño eléctrico, deseño mecánico e ciencia dos materiais para ofrecer aos usuarios un esquema de conexión combinado para paneis solares.
A función principal da caixa de conexión solar é producir a enerxía eléctrica xerada polo panel solar a través do cable.Debido á particularidade e ao alto prezo das células solares, as caixas de unión solar deben estar especialmente deseñadas para satisfacer os requisitos dos paneis solares.Podemos escoller entre cinco aspectos da función, características, tipo, composición e parámetros de rendemento da caixa de unión.
1. A función da caixa de conexión do panel solar
A función básica da caixa de conexión solar é conectar o panel solar e a carga, e extraer a corrente xerada polo panel fotovoltaico para xerar electricidade.Outra función é protexer os cables de saída dos efectos de puntos quentes.
(1) Conexión
A caixa de unión solar actúa como ponte entre o panel solar e o inversor.Dentro da caixa de unión, a corrente xerada polo panel solar é extraída a través de terminais e conectores e ata o equipo eléctrico.
Para reducir o máximo posible a perda de enerxía da caixa de unión ao panel solar, a resistencia do material condutor utilizado na caixa de unión do panel solar debe ser pequena e a resistencia de contacto co cable de conexión da barra colectora tamén debe ser pequena. .
(2) Función de protección da caixa de conexión solar
A función de protección da caixa de unión solar inclúe tres partes:
1. A través do díodo de derivación úsase para evitar o efecto de punto quente e protexer a batería e o panel solar;
2. O material especial úsase para selar o deseño, que é impermeable e ignífugo;
3. O deseño especial de disipación de calor reduce a caixa de conexión e A temperatura de funcionamento do díodo de derivación reduce a perda de enerxía do panel solar debido á fuga de corrente.
2. As características da caixa de unión fotovoltaica
(1) Resistencia á intemperie
Cando o material da caixa de unión fotovoltaica se usa ao aire libre, resistirá a proba do clima, como os danos causados pola luz, a calor, o vento e a choiva.As partes expostas da caixa de unión fotovoltaica son o corpo da caixa, a tapa da caixa e o conector MC4, que están feitos de materiais resistentes á intemperie.Na actualidade, o material máis utilizado é o PPO, que é un dos cinco plásticos xerais de enxeñería do mundo.Ten as vantaxes de alta rixidez, alta resistencia á calor, resistencia ao lume, alta resistencia e excelentes propiedades eléctricas.
(2) Resistencia á alta temperatura e humidade
O ambiente de traballo dos paneis solares é moi duro.Algúns operan en zonas tropicais, e a temperatura media diaria é moi alta;algúns operan en zonas de gran altitude e latitudes altas, e a temperatura de funcionamento é moi baixa;nalgúns lugares, a diferenza de temperatura entre o día e a noite é grande, como as zonas desérticas.Polo tanto, as caixas de unión fotovoltaica deben ter excelentes propiedades de resistencia a altas temperaturas e baixas temperaturas.
(3) Resistente aos UV
Os raios ultravioleta teñen certo dano aos produtos plásticos, especialmente en áreas mesetas con aire escaso e alta irradiación ultravioleta.
(4) Retardancia de chama
Refírese á propiedade que posúe unha substancia ou polo tratamento dun material que retarda significativamente a propagación da chama.
(5) Impermeable e a proba de po
A caixa de unión fotovoltaica xeral é impermeable e a proba de po IP65, IP67, e a caixa de unión fotovoltaica Slocable pode alcanzar o nivel máis alto de IP68.
(6) Función de disipación de calor
Os diodos e a temperatura ambiente aumentan a temperatura na caixa de unión fotovoltaica.Cando o díodo conduce, xera calor.Ao mesmo tempo, tamén se xera calor debido á resistencia de contacto entre o díodo e o terminal.Ademais, o aumento da temperatura ambiente tamén aumentará a temperatura no interior da caixa de unión.
Os compoñentes da caixa de unión fotovoltaica que son susceptibles a altas temperaturas son aneis de selado e díodos.A alta temperatura acelerará a velocidade de envellecemento do anel de selado e afectará o rendemento de selado da caixa de unión;hai unha corrente inversa no díodo, e a corrente inversa duplicarase por cada 10 °C de aumento da temperatura.A corrente inversa reduce a corrente absorbida pola placa de circuíto, afectando a potencia da placa.Polo tanto, as caixas de unión fotovoltaica deben ter excelentes propiedades de disipación de calor.
Un deseño térmico común é instalar un disipador de calor.Non obstante, a instalación de disipadores de calor non resolve completamente o problema de disipación de calor.Se se instala un disipador de calor na caixa de unión fotovoltaica, a temperatura do díodo diminuirá temporalmente, pero a temperatura da caixa de unión aínda aumentará, o que afectará a vida útil do selo de goma;Se se instala fóra da caixa de unión, por unha banda, afectará o selado xeral da caixa de unión, por outra banda, tamén é fácil que o disipador de calor se corroa.
3. Tipos de caixas de unión solar
Hai dous tipos principais de caixas de unión: comúns e en maceta.
As caixas de conexión comúns están seladas con selos de silicona, mentres que as caixas de conexión cheas de goma están cheas de silicona de dous compoñentes.A caixa de unión común utilizouse anteriormente e é fácil de operar, pero o anel de selado é fácil de envellecer cando se usa durante moito tempo.A caixa de conexión de tipo envasado é complicada de operar (necesita encherse con xel de sílice de dous compoñentes e curarse), pero o efecto de selado é bo e é resistente ao envellecemento, o que pode garantir o selado eficaz a longo prazo do caixa de conexión, e o prezo é un pouco máis barato.
4. A composición da caixa de conexión solar
A caixa de conexión solar está composta de corpo da caixa, tapa da caixa, conectores, terminais, díodos, etc. Algúns fabricantes de caixas de conexión deseñaron disipadores de calor para mellorar a distribución da temperatura na caixa, pero a estrutura xeral non cambiou.
(1) Corpo da caixa
O corpo da caixa é a parte principal da caixa de unión, con terminais e díodos incorporados, conectores externos e tapas da caixa.É a parte do cadro da caixa de conexión solar e soporta a maioría dos requisitos de resistencia á intemperie.O corpo da caixa adoita estar feito de PPO, que ten as vantaxes de alta rixidez, alta resistencia á calor, resistencia ao lume e alta resistencia.
(2) Cuberta da caixa
A tapa da caixa pode selar o corpo da caixa, evitando a auga, o po e a contaminación.A estanquidade reflíctese principalmente no anel de selado de goma incorporado, que impide que o aire e a humidade entren na caixa de conexión.Algúns fabricantes establecen un pequeno burato no centro da tapa e instalan a membrana de diálise no aire.A membrana é transpirable e impermeable, e non hai filtracións de auga durante tres metros baixo a auga, o que xoga un bo papel na disipación da calor e no selado.
O corpo da caixa e a tapa da caixa son xeralmente moldeados por inxección de materiais con boa resistencia á intemperie, que teñen as características de boa elasticidade, resistencia aos choques de temperatura e resistencia ao envellecemento.
(3) Conector
Os conectores conectan terminais e equipos eléctricos externos, como inversores, controladores, etc. O conector está feito de PC, pero o PC é facilmente corroído por moitas substancias.O envellecemento das caixas de unión solar reflíctese principalmente en: os conectores corroídanse facilmente e as porcas de plástico rachan facilmente a baixa temperatura.Polo tanto, a vida útil da caixa de unión é a vida útil do conector.
(4) Terminais
Os diferentes fabricantes de bloques de terminais tamén son diferentes.Hai dous tipos de contacto entre o terminal e o fío de saída: un é de contacto físico, como o tipo de apriete, e o outro é de tipo de soldadura.
(5) Diodos
Os díodos das caixas de unión fotovoltaica úsanse como díodos de derivación para evitar os efectos de puntos quentes e protexer os paneis solares.
Cando o panel solar funciona normalmente, o díodo de derivación está en estado apagado e hai unha corrente inversa, é dicir, a corrente escura, que xeralmente é inferior a 0,2 microamperios.A corrente escura reduce a corrente producida por un panel solar, aínda que nunha cantidade moi pequena.
O ideal é que cada célula solar teña un diodo de derivación conectado.Non obstante, é moi antieconómico debido a factores como o prezo e o custo dos díodos de derivación, as perdas de corrente escura e a caída de tensión nas condicións de funcionamento.Ademais, a localización do panel solar está relativamente concentrada e deben proporcionarse condicións suficientes de disipación de calor despois de conectar o díodo.
Polo tanto, é xeralmente razoable utilizar díodos de derivación para protexer varias células solares interconectadas.Isto pode reducir o custo de produción dos paneis solares, pero tamén pode afectar negativamente o seu rendemento.Se se reduce a produción dunha célula solar nunha serie de células solares, a serie de células solares, incluídas as que funcionan correctamente, están illadas de todo o sistema de paneis solares mediante o díodo de derivación.Deste xeito, debido á falla dun panel solar, a potencia de saída de todo o panel solar baixará moito.
Ademais dos problemas anteriores, tamén se debe considerar coidadosamente a conexión entre un díodo de derivación e os seus díodos de derivación adxacentes.Estas conexións están suxeitas a algunhas tensións que son produto de cargas mecánicas e cambios cíclicos de temperatura.Polo tanto, no uso a longo prazo do panel solar, a conexión mencionada anteriormente pode fallar debido á fatiga, facendo que o panel solar sexa anormal.
Efecto punto quente
Nunha configuración de paneis solares, as células solares individuais conéctanse en serie para acadar voltaxes máis altas do sistema.Unha vez que unha das células solares está bloqueada, a célula solar afectada xa non funcionará como fonte de enerxía, senón que se converterá nun consumidor de enerxía.Outras células solares sen sombra seguen transportando corrente a través delas, causando grandes perdas de enerxía, desenvolvendo "puntos quentes" e mesmo danando as células solares.
Para evitar este problema, os díodos de derivación conéctanse en paralelo cunha ou varias células solares en serie.A corrente de derivación evita a célula solar apantallada e pasa a través do díodo.
Cando a célula solar funciona normalmente, o díodo de derivación apágase ao revés, o que non afecta o circuíto;se hai unha célula solar anormal conectada en paralelo co díodo de derivación, a corrente de toda a liña estará determinada pola célula solar de corrente mínima e a corrente estará determinada pola área de blindaxe da célula solar.Decídete.Se a tensión de polarización inversa é superior á tensión mínima da célula solar, o díodo de derivación conducirá e a célula solar anormal encortarase.
Pódese ver que o punto quente é a calefacción do panel solar ou a calefacción local, e o panel solar no punto quente está danado, o que reduce a produción de enerxía do panel solar e mesmo leva ao desguace do panel solar, o que reduce seriamente a vida útil. do panel solar e trae perigo oculto para a seguridade da xeración de enerxía da central eléctrica, e a acumulación de calor provocará danos no panel solar.
Principio de selección de diodos
A selección do díodo de derivación segue principalmente os seguintes principios: ① A tensión de resistencia é o dobre da tensión de traballo inversa máxima;② A capacidade actual é o dobre da corrente de traballo inversa máxima;③ A temperatura da unión debe ser superior á temperatura real da unión;④ Resistencia térmica pequena;⑤ pequena caída de presión.
5. Parámetros de rendemento da caixa de unión do módulo fotovoltaico
(1) Propiedades eléctricas
O rendemento eléctrico da caixa de unión do módulo fotovoltaico inclúe principalmente parámetros como a tensión de traballo, a corrente de traballo e a resistencia.Para medir se unha caixa de unión está cualificada, o rendemento eléctrico é un vínculo crucial.
① Tensión de traballo
Cando a tensión inversa a través do díodo alcanza un determinado valor, o díodo romperase e perderá condutividade unidireccional.Para garantir a seguridade de uso, especifícase a tensión de traballo inversa máxima, é dicir, a tensión máxima do dispositivo correspondente cando a caixa de conexión funciona en condicións normais de traballo.A tensión de traballo actual da caixa de unión fotovoltaica é de 1000 V (DC).
②Corrente de temperatura da unión
Tamén coñecida como corrente de traballo, refírese ao valor máximo de corrente directa que se permite atravesar o díodo cando funciona continuamente durante moito tempo.Cando a corrente circula polo díodo, a matriz quéntase e a temperatura aumenta.Cando a temperatura supera o límite permitido (uns 140 °C para tubos de silicio e 90 °C para tubos de xermanio), a matriz sobrequentarase e danarase.Polo tanto, o díodo en uso non debe exceder o valor nominal de corrente de funcionamento directo do díodo.
Cando se produce o efecto de punto quente, a corrente flúe polo díodo.En xeral, canto maior sexa a temperatura da corrente de unión, mellor, e canto maior sexa o rango de traballo da caixa de unión.
③Resistencia de conexión
Non hai un requisito claro de rango para a resistencia de conexión, só reflicte a calidade da conexión entre o terminal e a barra colectora.Hai dúas formas de conectar os terminais, unha é a conexión de suxeición e a outra é a soldadura.Ambos métodos teñen vantaxes e desvantaxes:
En primeiro lugar, a suxeición é rápida e o mantemento é conveniente, pero a área co bloque de terminales é pequena e a conexión non é o suficientemente fiable, o que resulta nunha alta resistencia de contacto e fácil de quentar.
En segundo lugar, a área condutora do método de soldadura debe ser pequena, a resistencia de contacto debe ser pequena e a conexión debe ser axustada.Non obstante, debido á alta temperatura de soldadura, o díodo é fácil de queimar durante o funcionamento.
(2) Ancho da tira de soldadura
O chamado ancho do electrodo refírese ao ancho da liña de saída do panel solar, é dicir, a barra colectora, e tamén inclúe o espazo entre os electrodos.Tendo en conta a resistencia e a separación da barra colectora, hai tres especificacións: 2,5 mm, 4 mm e 6 mm.
(3) Temperatura de funcionamento
A caixa de conexión úsase xunto co panel solar e ten unha forte adaptabilidade ao medio ambiente.En termos de temperatura, o estándar actual é de -40 ℃ ~ 85 ℃.
(4) Temperatura de unión
A temperatura da unión do díodo afecta a corrente de fuga no estado apagado.En xeral, a corrente de fuga duplícase por cada 10 graos de aumento da temperatura.Polo tanto, a temperatura nominal de unión do díodo debe ser superior á temperatura real da unión.
O método de proba da temperatura de unión do diodo é o seguinte:
Despois de quentar o panel solar a 75 (℃) durante 1 hora, a temperatura do díodo de derivación debe ser inferior á súa temperatura máxima de funcionamento.A continuación, aumente a corrente inversa a 1,25 veces ISC durante 1 hora, o díodo de derivación non debería fallar.
6. Precaucións
(1) Proba
As caixas de conexión solar deben ser probadas antes de usalas.Os principais elementos inclúen o aspecto, o selado, a clasificación de resistencia ao lume, a cualificación do díodo, etc.
(2) Como usar a caixa de conexión solar
① Asegúrese de que a caixa de unión solar foi probada e cualificada antes de usala.
② Antes de realizar a orde de produción, confirme a distancia entre os terminais e o proceso de deseño.
③Ao instalar a caixa de unión, aplique cola de forma uniforme e completa para asegurarse de que o corpo da caixa e a placa posterior do panel solar estean completamente selados.
④Asegúrate de distinguir os polos positivo e negativo ao instalar a caixa de conexión.
⑤ Cando conecte a barra colectora ao terminal de contacto, asegúrese de comprobar se a tensión entre a barra colectora e o terminal é suficiente.
⑥ Cando se usan terminais de soldadura, o tempo de soldeo non debe ser demasiado longo para non danar o díodo.
⑦Ao instalar a tapa da caixa, asegúrese de suxeitala firmemente.
20-12-2023
