כיצד לבחור קופסת חיבור לפאנל סולארי?

קופסת החיבור של הפאנלים הסולאריים היא המחבר בין הפנל הסולארי למכשיר בקרת הטעינה, ומהווה חלק חשוב מהפאנל הסולארי.זהו עיצוב מקיף חוצה-תחומי המשלב עיצוב חשמלי, עיצוב מכני ומדעי החומר כדי לספק למשתמשים תוכנית חיבור משולבת לפאנלים סולאריים.

התפקיד העיקרי של תיבת החיבור הסולארי הוא להפיק את האנרגיה החשמלית שנוצרת מהפאנל הסולארי דרך הכבל.בשל הייחודיות והמחיר הגבוה של תאים סולאריים, תיבות חיבור סולאריות חייבות להיות מתוכננות במיוחד כדי לעמוד בדרישות של פאנלים סולאריים.אנו יכולים לבחור מתוך חמישה היבטים של הפונקציה, המאפיינים, הסוג, ההרכב ופרמטרי הביצועים של תיבת החיבורים.

1. הפונקציה של תיבת חיבור פאנל סולארי

התפקיד הבסיסי של קופסת החיבור הסולרית הוא לחבר את הפאנל הסולארי ואת העומס, ולשאוב את הזרם שנוצר מהפאנל הפוטו-וולטאי לייצור חשמל.פונקציה נוספת היא להגן על החוטים היוצאים מפני השפעות של נקודות חמות.

(1) חיבור

קופסת החיבורים הסולארית משמשת כגשר בין הפאנל הסולארי למהפך.בתוך תיבת החיבורים, הזרם שנוצר מהפאנל הסולארי נמשך החוצה דרך מסופים ומחברים ואל הציוד החשמלי.

על מנת לצמצם ככל האפשר את אובדן החשמל של תיבת החיבור לפאנל הסולארי, ההתנגדות של החומר המוליך המשמש בקופסת החיבור של הפאנל הסולארי צריכה להיות קטנה, והתנגדות המגע עם חוט המוט צריכה להיות קטנה. .

(2) פונקציית הגנה של תיבת חיבור סולארית

פונקציית ההגנה של תיבת החיבורים הסולארית כוללת שלושה חלקים:

1. דרך דיודה מעקף משמשת למניעת אפקט הנקודה החמה ולהגן על הסוללה והפאנל הסולארי;
2. החומר המיוחד משמש לאיטום העיצוב, שהוא עמיד למים ואש;
3. עיצוב פיזור החום המיוחד מפחית את תיבת החיבורים ואת טמפרטורת ההפעלה של דיודת המעקף מפחיתה את אובדן החשמל של פאנל סולארי עקב דליפת זרם.

2. המאפיינים של תיבת צומת PV

(1) עמידות בפני מזג אוויר

כאשר נעשה שימוש בחומר תיבת החיבור הפוטו-וולטאית בחוץ, הוא יעמוד במבחן האקלים, כגון נזקים הנגרמים מאור, חום, רוח וגשם.החלקים החשופים של קופסת החיבורים PV הם גוף התיבה, מכסה הקופסה ומחבר MC4, שכולם עשויים מחומרים עמידים בפני מזג אוויר.כיום, החומר הנפוץ ביותר הוא PPO, שהוא אחד מחמשת הפלסטיקה ההנדסית הכללית בעולם.יש לו את היתרונות של קשיחות גבוהה, עמידות בחום גבוהה, עמידות באש, חוזק גבוה ותכונות חשמליות מצוינות.

(2) עמידות בטמפרטורה ולחות גבוהה

סביבת העבודה של פאנלים סולאריים היא קשה מאוד.חלקם פועלים באזורים טרופיים, והטמפרטורה הממוצעת היומית גבוהה מאוד;חלקם פועלים בגובה רב ובאזורי רוחב גבוהים, וטמפרטורת הפעולה נמוכה מאוד;במקומות מסוימים, הפרש הטמפרטורות בין היום ללילה גדול, כמו אזורים מדבריים.לכן, תיבות חיבור פוטו-וולטאיות נדרשות להיות בעלות תכונות עמידות מצוינות בטמפרטורה גבוהה ובטמפרטורה נמוכה.

(3) עמיד בפני UV

לקרניים האולטרה סגולות יש נזק מסוים למוצרי פלסטיק, במיוחד באזורי רמה עם אוויר דליל וקרינה אולטרה סגולה גבוהה.

(4) מעכב בעירה

הכוונה לנכס המוחזק על ידי חומר או על ידי טיפול בחומר המעכב באופן משמעותי את התפשטות הלהבה.

(5) עמיד למים ואבק

קופסת החיבורים הפוטו-וולטאית הכללית עמידה למים ואבק IP65, IP67, ותיבה פוטו-וולטאית Slocable יכולה להגיע לרמה הגבוהה ביותר של IP68.

(6) פונקציית פיזור חום

דיודות וטמפרטורת הסביבה מעלים את הטמפרטורה בקופסת החיבורים PV.כאשר הדיודה מוליכה, היא מייצרת חום.במקביל, נוצר חום גם עקב התנגדות המגע בין הדיודה למסוף.בנוסף, העלייה בטמפרטורת הסביבה תגביר גם את הטמפרטורה בתוך תיבת החיבורים.

רכיבים בתוך תיבת החיבורים PV הרגישים לטמפרטורה גבוהה הם טבעות איטום ודיודות.טמפרטורה גבוהה תאיץ את מהירות ההזדקנות של טבעת האיטום ותשפיע על ביצועי האיטום של תיבת הצומת;יש זרם הפוך בדיודה, והזרם ההפוך יכפיל את עצמו עבור כל עלייה של 10 מעלות צלזיוס בטמפרטורה.זרם הפוך מפחית את הזרם הנמשך על ידי המעגל, ומשפיע על כוחו של הלוח.לכן, קופסאות צומת פוטו-וולטאיות חייבות להיות בעלות תכונות פיזור חום מצוינות.

עיצוב תרמי נפוץ הוא התקנת גוף קירור.עם זאת, התקנת גופי קירור אינה פותרת לחלוטין את בעיית פיזור החום.אם מותקן גוף קירור בקופסת החיבורים הפוטו-וולטאית, טמפרטורת הדיודה תרד זמנית, אך הטמפרטורה של תיבת הצומת עדיין תגדל, מה שישפיע על חיי השירות של אטם הגומי;אם מותקן מחוץ לקופסת החיבורים, מצד אחד, זה ישפיע על האיטום הכללי של קופסת החיבורים, מצד שני, קל גם לגוף הקירור להחליד.

3. סוגי קופסאות צומת סולאריות

ישנם שני סוגים עיקריים של קופסאות חיבור: רגילות ועציצים.

קופסאות חיבור רגילות אטומות באטמי סיליקון, ואילו קופסאות חיבור במילוי גומי ממולאות בסיליקון דו-רכיבי.קופסת החיבורים הרגילה הייתה בשימוש מוקדם יותר והיא קלה לתפעול, אך קלה ליישן טבעת האיטום כאשר משתמשים בה לאורך זמן.קופסת החיבורים מסוג השתילה מסובכת לתפעול (צריך למלא אותה בסיליקה ג'ל דו-רכיבי ולרפא אותה), אך אפקט האיטום טוב, והיא עמידה בפני הזדקנות, מה שיכול להבטיח איטום יעיל לטווח ארוך של תיבת צומת, והמחיר מעט זול יותר.

4. ההרכב של תיבת חיבור סולארית

תיבת צומת החיבור הסולרית מורכבת מגוף קופסה, מכסה קופסה, מחברים, מסופים, דיודות וכו'. חלק מיצרני קופסאות החיבור תכננו גופי קירור כדי לשפר את חלוקת הטמפרטורה בקופסה, אך המבנה הכללי לא השתנה.

(1) גוף קופסה

גוף התיבה הוא החלק העיקרי של תיבת החיבורים, עם מסופים ודיודות מובנים, מחברים חיצוניים וכיסויי קופסאות.זהו חלק המסגרת של תיבת החיבור הסולארי ונושא את רוב דרישות העמידות בפני מזג האוויר.גוף הקופסה עשוי בדרך כלל מ-PPO, בעל היתרונות של קשיחות גבוהה, עמידות גבוהה בחום, עמידות בפני אש וחוזק גבוה.

(2) כיסוי קופסה

כיסוי הקופסה יכול לאטום את גוף הקופסה, ולמנוע מים, אבק וזיהום.האטימות באה לידי ביטוי בעיקר בטבעת האיטום הגומי המובנית, המונעת כניסת אוויר ולחות לקופסת החיבורים.חלק מהיצרנים מגדירים חור קטן במרכז המכסה, ומתקינים את קרום הדיאליזה באוויר.הממברנה נושמת ואטומה, ואין חלחול מים במשך שלושה מטרים מתחת למים, מה שמשחק תפקיד טוב בפיזור חום ובאיטום.

גוף הקופסה וכיסוי הקופסה מעוצבים בדרך כלל מחומרים בעלי עמידות טובה במזג האוויר, בעלי מאפיינים של גמישות טובה, עמידות בפני זעזועים בטמפרטורה ועמידות בפני הזדקנות.

(3) מחבר

מחברים מחברים טרמינלים וציוד חשמלי חיצוני כגון ממירים, בקרים וכו'. המחבר עשוי מ-PC, אך PC נשחק בקלות על ידי חומרים רבים.ההזדקנות של קופסאות צומת סולאריות באה לידי ביטוי בעיקר ב: מחברים נפגעים בקלות, ואגוזים מפלסטיק נסדקים בקלות תחת השפעה בטמפרטורה נמוכה.לכן, חיי תיבת החיבורים הם חיי המחבר.

(4) טרמינלים

יצרנים שונים של מרווחי טרמינלים של בלוקים טרמינלים גם הם שונים.ישנם שני סוגים של מגע בין המסוף לחוט היוצא: האחד הוא מגע פיזי, כגון סוג הידוק, והשני הוא סוג ריתוך.

(5) דיודות

דיודות בתיבות חיבור PV משמשות כדיודות עוקפות כדי למנוע השפעות של נקודות חמות ולהגן על פאנלים סולאריים.

כאשר הפאנל הסולארי פועל כרגיל, דיודת המעקף נמצאת במצב כבוי, ויש זרם הפוך, כלומר, הזרם הכהה, שהוא בדרך כלל פחות מ-0.2 מיקרואמפר.זרם כהה מפחית את הזרם המופק על ידי פאנל סולארי, אם כי בכמות קטנה מאוד.

באופן אידיאלי, לכל תא סולארי צריכה להיות מחוברת דיודה עוקפת.עם זאת, זה מאוד לא חסכוני בגלל גורמים כמו מחיר ועלות של דיודות עוקפות, הפסדי זרם כהה וירידת מתח בתנאי הפעלה.בנוסף, מיקום הפאנל הסולארי מרוכז יחסית, ויש לספק תנאי פיזור חום מספקים לאחר חיבור הדיודה.

לכן, בדרך כלל סביר להשתמש בדיודות עוקפות כדי להגן על מספר תאים סולאריים מחוברים.זה יכול להפחית את עלות הייצור של פאנלים סולאריים, אבל יכול גם להשפיע לרעה על הביצועים שלהם.אם תפוקה של תא סולארי אחד בסדרה של תאים סולאריים מצטמצמת, סדרת התאים הסולאריים, לרבות אלה שפועלים כהלכה, מבודדות מכל מערכת הפאנלים הסולאריים על ידי דיודה עוקפת.באופן זה, עקב תקלה של פאנל סולארי אחד, הספק המוצא של הפאנל הסולארי כולו ירד מאוד.

בנוסף לנושאים לעיל, יש לשקול היטב את הקשר בין דיודה עוקפת לבין דיודות עוקפות הסמוכות לה.חיבורים אלה נתונים ללחצים מסוימים שהם תוצר של עומסים מכניים ושינויים מחזוריים בטמפרטורה.לכן, בשימוש ארוך טווח בלוח הסולארי, החיבור הנ"ל עלול להיכשל עקב עייפות ובכך להפוך את הפאנל הסולארי לא תקין.

אפקט נקודה חמה

בתצורת פאנל סולארי, תאים סולאריים בודדים מחוברים בסדרה כדי להשיג מתחי מערכת גבוהים יותר.ברגע שאחד התאים הסולאריים נחסם, התא הסולארי המושפע לא יעבוד עוד כמקור כוח, אלא יהפוך לצרכן אנרגיה.תאים סולאריים אחרים שאינם מוצלים ממשיכים להעביר דרכם זרם, וגורמים לאובדי אנרגיה גבוהים, מפתחים "נקודות חמות" ואף פוגעים בתאים הסולאריים.

כדי למנוע בעיה זו, דיודות עוקפות מחוברות במקביל לתא סולארי אחד או כמה בסדרה.זרם מעקף עוקף את התא הסולארי הממוגן ועובר דרך הדיודה.

כאשר התא הסולארי פועל כרגיל, דיודת המעקף כבויה לאחור, דבר שאינו משפיע על המעגל;אם יש תא סולארי לא תקין המחובר במקביל לדיודה המעקפת, הזרם של הקו כולו ייקבע לפי תא השמש המינימלי בזרם, והזרם ייקבע לפי שטח המיגון של התא הסולארי.לְהַחלִיט.אם מתח ההטיה ההפוכה גבוה מהמתח המינימלי של התא הסולארי, דיודת המעקף תוביל והתא הסולארי החריג יקצר.

ניתן לראות שהנקודה החמה היא חימום פאנל סולארי או הסקה מקומית, והפאנל הסולארי במקום החם ניזוק, מה שמפחית את תפוקת הכוח של הפאנל הסולארי ואף מוביל לגריטה של ​​פאנל סולארי, מה שמפחית מאוד את חיי השירות של הפאנל הסולארי ומביאה סכנה נסתרת לבטיחות ייצור החשמל של תחנת הכוח, והצטברות החום תוביל לנזק לפאנל הסולארי.

עיקרון בחירת דיודה

הבחירה בדיודה המעקפת עוקבת בעיקר אחר העקרונות הבאים: ① מתח העמידות הוא פי שניים ממתח העבודה ההפוך המרבי;② קיבולת הזרם היא פי שניים מזרם העבודה ההפוך המרבי;③ טמפרטורת הצומת צריכה להיות גבוהה מטמפרטורת הצומת בפועל;④ התנגדות תרמית קטנה;⑤ ירידת לחץ קטנה.

5. פרמטרים של ביצועי תיבת צומת מודול PV

(1) תכונות חשמל

הביצועים החשמליים של תיבת החיבורים של מודול ה-PV כוללים בעיקר פרמטרים כמו מתח עבודה, זרם עבודה והתנגדות.כדי למדוד אם תיבת צומת כשירה, ביצועים חשמליים הם חוליה מכרעת.

①מתח עבודה

כאשר המתח ההפוך על פני הדיודה מגיע לערך מסוים, הדיודה תתקלקל ותאבד מוליכות חד כיוונית.על מנת להבטיח את בטיחות השימוש, צוין מתח העבודה ההפוך המרבי, כלומר המתח המרבי של המכשיר המתאים כאשר תיבת החיבורים פועלת בתנאי עבודה רגילים.מתח העבודה הנוכחי של תיבת צומת PV הוא 1000V (DC).

② זרם טמפרטורת צומת

ידוע גם בשם זרם עבודה, הוא מתייחס לערך הזרם המרבי המותר לעבור דרך הדיודה כאשר היא פועלת ברציפות במשך זמן רב.כאשר זרם זורם דרך הדיודה, התבנית מתחממת והטמפרטורה עולה.כאשר הטמפרטורה חורגת מהמגבלה המותרת (כ-140 מעלות צלזיוס עבור צינורות סיליקון ו-90 מעלות צלזיוס עבור צינורות גרמניום), התבנית תתחמם יתר על המידה ותינזק.לכן, הדיודה בשימוש לא תעלה על ערך זרם ההפעלה המדורג של הדיודה.

כאשר אפקט הנקודה החמה מתרחשת, זרם זורם דרך הדיודה.באופן כללי, ככל שזרם טמפרטורת הצומת גדול יותר, כך טוב יותר וטווח העבודה של תיבת הצומת גדול יותר.

③התנגדות לחיבור

אין דרישת טווח ברורה להתנגדות החיבור, היא רק משקפת את איכות החיבור בין המסוף לפס.ישנן שתי דרכים לחבר את המסופים, האחת היא חיבור הידוק והשניה היא ריתוך.לשתי השיטות יש יתרונות וחסרונות:

קודם כל, ההידוק מהיר והתחזוקה נוחה, אבל השטח עם בלוק המסוף קטן, והחיבור לא מספיק אמין, וכתוצאה מכך התנגדות מגע גבוהה וקל לחימום.

שנית, השטח המוליך של שיטת הריתוך צריך להיות קטן, התנגדות המגע צריכה להיות קטנה והחיבור צריך להיות הדוק.עם זאת, בשל טמפרטורת ההלחמה הגבוהה, הדיודה קלה להישרף במהלך הפעולה.

(2) רוחב רצועת ריתוך

מה שנקרא רוחב האלקטרודה מתייחס לרוחב הקו היוצא של הפאנל הסולארי, כלומר פס האוטובוס, וכולל גם את המרווח בין האלקטרודות.בהתחשב בהתנגדות ובריווח של הפס, ישנם שלושה מפרטים: 2.5 מ"מ, 4 מ"מ ו-6 מ"מ.

(3) טמפרטורת הפעלה

קופסת החיבורים משמשת בשילוב עם הפאנל הסולארי ובעלת התאמה חזקה לסביבה.מבחינת טמפרטורה, התקן הנוכחי הוא – 40 ℃ ~ 85 ℃.

(4) טמפרטורת צומת

טמפרטורת צומת הדיודה משפיעה על זרם הדליפה במצב כבוי.באופן כללי, זרם הזליגה מכפיל את עצמו עבור כל עלייה של 10 מעלות בטמפרטורה.לכן, טמפרטורת הצומת המדורגת של הדיודה חייבת להיות גבוהה יותר מטמפרטורת הצומת בפועל.

שיטת הבדיקה של טמפרטורת צומת דיודה היא כדלקמן:

לאחר חימום הפאנל הסולארי ל-75(℃) למשך שעה אחת, הטמפרטורה של דיודה המעקפת צריכה להיות נמוכה מטמפרטורת הפעולה המרבית שלה.לאחר מכן הגדל את הזרם ההפוך ל-1.25 פעמים ISC למשך שעה אחת, דיודת המעקף לא אמורה להיכשל.

6. אמצעי זהירות

(1) מבחן

יש לבדוק את קופסאות ה-Solar Junction לפני השימוש.הפריטים העיקריים כוללים מראה, איטום, דירוג עמידות בפני אש, הסמכת דיודה וכו'.

(2) כיצד להשתמש בתיבת צומת השמש

① אנא ודא כי תיבת החיבורים הסולארית נבדקה והוסמכה לפני השימוש.
② לפני ביצוע הזמנת הייצור, נא לאשר את המרחק בין המסופים לתהליך הפריסה.
③ בעת התקנת תיבת החיבורים, מרחו דבק באופן שווה ומקיף כדי להבטיח שגוף הקופסה והלוח האחורי של הפנל הסולארי אטומים לחלוטין.
④ הקפד להבחין בין הקטבים החיובי והשלילי בעת התקנת תיבת החיבורים.
⑤ בעת חיבור פס האוטובוס למסוף המגע, הקפד לבדוק אם המתח בין הפס למסוף מספיק.
⑥ בעת שימוש במסופי ריתוך, זמן הריתוך לא צריך להיות ארוך מדי, כדי לא לפגוע בדיודה.
⑦ בעת התקנת כיסוי הקופסה, הקפד להדק אותו בחוזקה.