תיבת החיבורים הפוטו-וולטאית עם זרם גבוה עמדה במלואה בדרישות מודול PV 210

עם ייצור המוני של 166, 182 ו-210 מודולים פוטו-וולטאיים, התעשייה ממשיכה לדון ביתרונות ובחסרונות של שינויים בגודל פרוסות סיליקון.מוקד הדיון כולל את הפרמטרים והממדים החשמליים של המודולים, ההובלה ואספקת חומרי הגלם.כמובן, יש גם כמה דיונים על אמינות ובחירת החומר של קופסאות צומת פוטו-וולטאיות.כספק חומר העוסק במחקר ופיתוח ובייצור של קופסאות חיבור במשך זמן רב, אנו מנתחים את הקשר בין קופסאות חיבור לבין פרוסות סיליקון בגודל גדול ומודולים בעלי הספק גבוה מנקודת מבט חומרית.

עקרון העבודה של תיבת צומת פוטו-וולטאית

הפונקציה העיקרית של התיבת צומת פוטו-וולטאיתהיא להוציא את הכוח שנוצר על ידי המודול הפוטו-וולטאי למעגל החיצוני, כולל המעטפת, הדיודה, מחבר ה-mc4, הכבל הפוטו-וולטאי ורכיבים אחרים, ביניהם הדיודה היא התקן הליבה.כאשר המודול פועל כרגיל, הדיודה בתיבת החיבורים PV נמצאת במצב חסימה הפוך;כאשר תא המודול חסום או פגום, דיודת המעקף מופעלת כדי להגן על המודול הפוטו-וולטאי כולו.

הטבלה לעיל מציגה את פרמטרי הביצועים החשמליים האופייניים של 166, 182 ו-210 מודולים ואת בחירת הזרם הנקוב של תיבת החיבור הפוטו-וולטאית של מפעל המודול הפוטו-וולטאי.פרמטרי המודול מציגים זרם נמוך, מתח גבוה וזרם גבוה ומתח נמוך בהתאמה.

תיבת צומת פוטו-וולטאית ודיודה

האינדיקטורים העיקריים של קופסת צומת פוטו-וולטאית כוללים זרם נקוב של תיבת צומת, זרם נקוב של דיודה ומתח עמידה הפוכה וכו', בהתאם לתכנון המבנה של קופסת החיבורים ולבחירת מפרטי הדיודה.

בדרך כלל, ההסמכה והבדיקה של מודולים פוטו-וולטאיים ותיבות חיבור מבוססות על: הזרם הנקוב של תיבות חיבור סולאריות ≥ 1.25 פעמים Isc לבחירה ובדיקה, ויישמר מרווח מסוים.בתנאי עבודה רגילים, דיודת תיבת החיבור נמצאת במצב ניתוק הפוך.ללא קשר לרכיבים 166 ו-182 או 210 רכיבים, הדיודות לא מוליכות או יחממו.בהשוואה ל-210 הרכיבים, דיודות תיבת החיבור של רכיבי 182 ו-166 ישאו מתח הטיה הפוכה מעט גבוה.

כאשר מתרחשת נקודה חמה במודול פוטו-וולטאי, הדיודה תוביל קדימה ותייצר חום.קח את מודול ה-210 ואת תיבת החיבורים של 25A כדוגמה, כאשר זרם המוצא Isc=18.6A (הזרם כאשר המודול בפועל עובד הוא Imp≈17.5A), טמפרטורת הצומת היא בערך 120°C.אפילו בהתחשב בחלק מהסביבה עם מספיק אור, במקרה של 1.25 פעמים Isc (23.2A), טמפרטורת הצומת של קופסת החיבורים הפוטו-וולטאית בזמן זה היא כ-160 מעלות צלזיוס, שהיא נמוכה בהרבה מהצומת של 200 מעלות צלזיוס. הגבול העליון של הטמפרטורה של תקן IEC62790.כמובן, ה-Isc עבור מודולים 182 ו-166 מעט נמוך יותר, ולתיבת החיבורים עם אותה תצורה יש ייצור חום נמוך יותר, ותיבות החיבור נמצאות במצב עבודה בטוח כך שאין סיכון.

הניתוח לעיל הוא פעולת קופסת החיבורים הפוטו-וולטאית במקרה של נקודות חמות במודול הפוטו-וולטאי.באשר למודולים, כאשר ציפורים או עלים חוסמים את הנקודות החמות ונעלמים במהירות, תתרחש בריחה תרמית של הדיודה.מחרוזת המודול תביא לדיודה מתח הטיה הפוכה וזרם דליפה מיידי, ומתח מיתר גבוה יותר יביא אתגרים גדולים יותר לקופסת החיבורים והדיודה.מנקודת המבט של עיצוב תיבת צומת PV, עיצוב מבנה קופסא סביר, אריזת דיודות פיזור חום קלה ובחירת שבבים טובה יותר יכולים לפתור את הבעיות הללו.

עבור מודולים דו-צדדיים ומודולים של חצי חלק, מכיוון שכל צד של יחידה מחובר זה לזה במקביל, כפי שמוצג באיור למטה, כאשר מתרחשים אפקט נקודה חמה מקומית ובריחה של חום, ניתן לעקוף את החלק המקביל, ואת שולי הבטיחות השמורה על ידי תיבת הצומת גדולה עוד יותר.לפי חישובים, ההסתברות שהצדדים המקבילים, הצדדים הקדמיים והאחוריים של מודול חצי תא דו-צדדי נחסמים בו-זמנית היא נמוכה ביותר, שהיא בערך השכיחות של מודול 1 ב-10GW.לכן, בתנאים בפועל, זה כמעט בלתי אפשרי שתבת החיבורים תעבוד בעומס מלא, וניתן להבטיח אמינות.

מחברים וכבלים פוטו-וולטאיים

כאחד ממרכיבי העברת הכוח, המחבר פוטו-וולטאיאחראי לחיבור מוצלח של תחנת הכוח.נכון לעכשיו, הזרם הנקוב של מחברים מיינסטרים הנפוצים בשוק כולם גבוה מ-30A, והמקסימום יכול להגיע ל-55A, וזה מספיק כדי לעמוד בדרישות העברת הכוח של רכיבים קיימים בעלי הספק גבוה.אומת כי בבדיקת עומס זרם הפוך של מודול 55A של מחבר פוטו-וולטאי עם זרם נקוב של 41A מיצרן, הטמפרטורה המנוטרת היא 76°C, שהיא נמוכה בהרבה מערך 105°C RTI של חומר הגלם של המחבר.עם זאת, בסביבת היישום עם זרם גבוה, קצה המחבר צריך גם לנסות למנוע בעיות פוטנציאליות כגון הגבלת זרם הנגרמת על ידי התנגדות גבוהה מקומית והתחממות יתר של נקודת המגע המקומית.פתרונות יעילים, כגון: ייעול ביצועי המגע של טבעת המוליכה, שיפור המבנה הכללי של המחבר, שיפור איכות כיווץ הכבל בקצה המחבר והוספת טכנולוגיית ביטוח כפול פח לחלק המחבר.

לכבלים פוטו-וולטאיים, הזרם הנקוב של כבלים התואמים לתקני EN או IEC (כבלים של 4 מ"מ, הזרם הנקוב הוא 44A כאשר המשטחים צמודים זה לזה) גבוה בהרבה מהזרם הנקוב של תיבת החיבור הפוטו-וולטאית, כך שאין צורך לדאוג לאמינותו.

תהליך ייצור PV Junction Box וסקירת שוק

עם השיפור המתמיד של רמת הייצור ויכולות בקרת האיכות של קופסאות צומת פוטו-וולטאיות, הביצועים והאמינות של קופסאות צומת הובטחו היטב, שיכולות לעמוד בדרישות של פרוסות סיליקון בגודל גדול ורכיבים בעלי הספק גבוה.

1. בתהליך התכנון והייצור של קופסת צומת פוטו-וולטאית, מוצגים מספר רב של תהליכים חדשים וטכנולוגיות חדשות אשר אומתו בתחומי מוליכים למחצה, רכב, תעופה וחלל וכו', כגון טכנולוגיית אריזת מודולים, ריתוך בתדר ביניים טכנולוגיה וכו ', כדי לשפר את הביצועים החשמליים ופיזור החום של יכולת מוצרי תיבת צומת.

2. בתהליך ייצור תיבת צומת פאנל PV, הגדלת המחקר והפיתוח וההשקעה של ציוד אוטומציה יכולה להבטיח את דיוק העיבוד, האיכות והשליטה בתהליך, ולהשיג אוטומציה של תהליכים ואוטומציה של בקרת איכות.

3. בהתבסס על הניסיון בייצור תיבת צומת PV, התמקד בחיזוק השליטה באמינות החיבור בין האביזרים של קופסת החיבורים וניהול נקודות בקרת איכות מרכזיות, כגון בקרת יחס הדחיסה בנקודת החיבור, דרישות תהליך ביטוח כפול לפחחות, ובקרת תהליך ריתוך קולי, טיפול בקורונה וניטור פרמטרים חשובים.

בנוסף לשיפור היכולות של יצרני קופסאות צומת פוטו-וולטאיות, יצרני רכיבים וארגוני צד שלישי משפרים כל העת את הבדיקות, ההערכה ובקרת האיכות של קופסאות צומת ורכיבים, מה שקידם עוד יותר את שיפור יכולות בקרת האיכות והמו"פ. של יצרני תיבות צומת.

החל מהמחצית הראשונה של 2020, גופי הסמכה כגון TUV הנפיקו תעודות הסמכה של קופסאות צומת 25A ו-30A ליצרני תיבות צומת PV רבים.קבוצות של קופסאות חיבור עם זרם גדול עברו את ההסמכה והבדיקה של סוכנויות צד שלישי, מה שחיזק עוד יותר את האמון של יצרני תיבות חיבור ויצרני מודולים פוטו-וולטאיים.עם שחרורו של כושר הייצור של 182 ו-210 מודולים של פרוסות סיליקון גדולות, כושר הייצור התומך של קופסאות צומת זרם גדולות גם יוקם ותורחב בהדרגה.

לסיכום, הביצועים, הבטחת האמינות ויכולות הייצור של קופסאות ורכיבים פוטו-וולטאיים בעלי זרם גבוה בשלים, והם יכולים לעמוד במלוא הדרישות של סוגים שונים של פרוסות סיליקון בגודל גדול ורכיבים בעלי הספק גבוה.