La scatola di giunzione fotovoltaica ad alta corrente ha soddisfatto pienamente i requisiti di 210 moduli fotovoltaici

Con la produzione di massa di 166, 182 e 210 moduli fotovoltaici, l'industria continua a discutere i vantaggi e gli svantaggi delle modifiche alle dimensioni dei wafer di silicio.Al centro della discussione rientrano i parametri elettrici e le dimensioni dei moduli, il trasporto e l'approvvigionamento delle materie prime.Naturalmente ci sono anche alcune discussioni sull'affidabilità e sulla scelta dei materiali delle scatole di giunzione fotovoltaiche.In qualità di fornitore di materiali impegnato da molto tempo nella ricerca, nello sviluppo e nella produzione di scatole di giunzione, analizziamo la relazione tra scatole di giunzione e wafer di silicio di grandi dimensioni e moduli ad alta potenza dal punto di vista dei materiali.

Principio di funzionamento della scatola di giunzione fotovoltaica

La funzione principale delscatola di giunzione fotovoltaicaè quello di trasmettere la potenza generata dal modulo fotovoltaico al circuito esterno, incluso il guscio, il diodo, il connettore mc4, il cavo fotovoltaico e altri componenti, tra cui il diodo è il dispositivo principale.Quando il modulo funziona normalmente, il diodo nella scatola di giunzione FV è nello stato di blocco inverso;quando la cella del modulo è bloccata o danneggiata, il diodo di bypass si accende per proteggere l'intero modulo fotovoltaico.

La tabella sopra mostra i parametri di prestazione elettrica tipici dei moduli 166, 182 e 210 e la selezione della corrente nominale della scatola di giunzione fotovoltaica della fabbrica di moduli fotovoltaici.I parametri del modulo mostrano rispettivamente bassa corrente, alta tensione e alta corrente e bassa tensione.

Scatola di giunzione e diodo fotovoltaico

Gli indicatori chiave della scatola di giunzione fotovoltaica includono la corrente nominale della scatola di giunzione, la corrente nominale del diodo e la tensione di tenuta inversa, ecc., a seconda del design della struttura della scatola di giunzione e della selezione delle specifiche del diodo.

Generalmente, la certificazione e il test dei moduli fotovoltaici e delle scatole di giunzione si basano su: la corrente nominale delle scatole di giunzione solare ≥ 1,25 volte Isc per la selezione e il test e verrà riservato un certo margine.In condizioni di funzionamento normali, il diodo della scatola di giunzione è nello stato di interruzione inversa.Indipendentemente dai componenti 166 e 182 o dai componenti 210, i diodi non conducono né si riscaldano.Rispetto ai componenti 210, i diodi della scatola di giunzione dei componenti 182 e 166 sopporteranno una tensione di polarizzazione inversa leggermente elevata.

Quando si verifica un punto caldo in un modulo fotovoltaico, il diodo conduce in avanti e genera calore.Prendiamo come esempio il modulo 210 e la scatola di giunzione da 25 A, quando la corrente di uscita Isc=18,6 A (la corrente quando il modulo effettivo è in funzione è Imp≈17,5 A), la temperatura di giunzione è di circa 120°C.Anche considerando una parte dell'ambiente con luce sufficiente, nel caso di 1,25 volte Isc (23,2 A), la temperatura di giunzione della scatola di giunzione fotovoltaica in questo momento è di circa 160°C, che è di gran lunga inferiore alla giunzione di 200°C limite superiore di temperatura dello standard IEC62790.Naturalmente, l'Isc per i moduli 182 e 166 è leggermente inferiore e la scatola di giunzione con la stessa configurazione genera una generazione di calore inferiore e le scatole di giunzione sono in uno stato di funzionamento sicuro, quindi non vi sono rischi.

L'analisi di cui sopra riguarda il funzionamento della scatola di giunzione fotovoltaica in caso di punti caldi nel modulo fotovoltaico.Per quanto riguarda i moduli, quando gli uccelli o le foglie bloccano i punti caldi e scompaiono rapidamente, si verifica la fuga termica dei diodi.La stringa di moduli porterà una tensione di polarizzazione inversa istantanea e una corrente di dispersione al diodo, mentre una tensione di stringa più elevata comporterà maggiori sfide per la scatola di giunzione e il diodo.Dal punto di vista della progettazione della scatola di giunzione FV, un design ragionevole della struttura della scatola, un facile confezionamento dei diodi per la dissipazione del calore e una migliore selezione dei chip possono risolvere questi problemi.

Per i moduli a doppia faccia e i moduli a metà pezzo, poiché ciascun lato dell'unità è collegato in parallelo tra loro, come mostrato nella figura seguente, quando si verificano l'effetto punto caldo locale e la fuga di calore, la parte parallela può essere deviata e il margine di sicurezza riservato dalla scatola di giunzione è ancora maggiore.Secondo i calcoli, la probabilità che i lati paralleli, anteriore e posteriore del modulo a mezza cella a due lati vengano bloccati contemporaneamente è estremamente bassa, che corrisponde all'incirca all'incidenza di 1 modulo su 10 GW.Pertanto, in condizioni reali, è quasi impossibile far funzionare la scatola di giunzione a pieno carico e l'affidabilità può essere garantita.

Connettori e cavi fotovoltaici

Essendo uno dei componenti della trasmissione di potenza, ilconnettore fotovoltaicoè responsabile del corretto collegamento della centrale elettrica.Al momento, la corrente nominale dei connettori tradizionali comunemente utilizzati sul mercato è superiore a 30 A e il massimo può raggiungere 55 A, sufficiente a soddisfare i requisiti di trasmissione di potenza dei componenti ad alta potenza esistenti.È stato verificato che in un test di sovraccarico di corrente inversa del modulo da 55 A di un connettore fotovoltaico con corrente nominale di 41 A di un produttore, la temperatura monitorata è di 76°C, che è molto inferiore al valore RTI di 105°C della materia prima del connettore.Tuttavia, nell'ambiente applicativo ad alta corrente, l'estremità del connettore dovrebbe anche cercare di evitare potenziali problemi come la limitazione di corrente causata dall'elevata resistenza locale e dal surriscaldamento del punto di contatto locale.Soluzioni efficaci, come: ottimizzazione delle prestazioni di contatto dell'anello conduttore, miglioramento della struttura complessiva del connettore, miglioramento della qualità della crimpatura del cavo all'estremità del connettore e aggiunta della tecnologia a doppia assicurazione dello stagno alla parte di connessione.

Percavi fotovoltaici, la corrente nominale dei cavi conformi alle norme EN o IEC (cavi da 4mm2, la corrente nominale è 44A quando le superfici sono adiacenti tra loro) è molto superiore alla corrente nominale della scatola di giunzione fotovoltaica, quindi non è necessario preoccuparsi della sua affidabilità.

Processo di produzione delle scatole di giunzione fotovoltaiche e panoramica del mercato

Con il costante miglioramento del livello di produzione e delle capacità di controllo qualità delle scatole di giunzione fotovoltaiche, le prestazioni e l'affidabilità delle scatole di giunzione sono state ben garantite, in grado di soddisfare i requisiti di wafer di silicio di grandi dimensioni e componenti ad alta potenza.

1. Nel processo di progettazione e produzione della scatola di giunzione fotovoltaica, vengono introdotti un gran numero di nuovi processi e nuove tecnologie che sono state verificate nei settori dei semiconduttori, automobilistico, aerospaziale, ecc., come la tecnologia di imballaggio dei moduli, la saldatura a frequenza intermedia tecnologia, ecc., per migliorare le prestazioni elettriche e la capacità di dissipazione del calore dei prodotti della scatola di giunzione.

2. Nel processo di produzione delle scatole di giunzione dei pannelli fotovoltaici, l'aumento della ricerca, dello sviluppo e degli investimenti nelle apparecchiature di automazione può garantire l'accuratezza dell'elaborazione, la qualità e la controllabilità del processo e ottenere l'automazione dei processi e l'automazione del controllo qualità.

3. Sulla base dell'esperienza nella produzione di scatole di giunzione FV, concentrarsi sul rafforzamento del controllo dell'affidabilità della connessione tra gli accessori della scatola di giunzione e sulla gestione dei punti chiave di controllo della qualità, come il controllo del rapporto di compressione nel punto di connessione, il doppi requisiti del processo assicurativo per la stagnatura e il controllo del processo di saldatura ad ultrasuoni, il trattamento Corona e il monitoraggio di parametri importanti.

Oltre al miglioramento delle capacità dei produttori di scatole di giunzione fotovoltaiche, i produttori di componenti e le organizzazioni terze migliorano costantemente i test, la valutazione e il controllo di qualità delle scatole di giunzione e dei componenti, il che ha ulteriormente promosso il miglioramento del controllo di qualità e delle capacità di ricerca e sviluppo dei produttori di scatole di giunzione.

A partire dalla prima metà del 2020, enti di certificazione come il TUV hanno rilasciato certificati di certificazione delle scatole di giunzione 25A e 30A a molti produttori di scatole di giunzione fotovoltaiche.Lotti di scatole di giunzione ad alta corrente hanno superato la certificazione e i test di agenzie terze, il che ha ulteriormente rafforzato la fiducia dei produttori di scatole di giunzione e dei produttori di moduli fotovoltaici.Con il rilascio della capacità produttiva di 182 e 210 moduli wafer di silicio di grandi dimensioni, verrà gradualmente stabilita e ampliata anche la capacità produttiva di supporto di grandi scatole di giunzione per corrente.

In sintesi, le prestazioni, la garanzia di affidabilità e le capacità produttive delle scatole di giunzione e dei componenti fotovoltaici ad alta corrente sono mature e possono soddisfare pienamente i requisiti di diversi tipi di wafer di silicio di grandi dimensioni e componenti ad alta potenza.