נקודת הכאב של התקנת מחברי mc4 פוטו-וולטאיים: כיווץ

עם ההתפתחות המהירה של שוק הפוטו-וולטאים המבוזר, בייחוד ביתי, בשנים האחרונות, בעיות האיכות של מערכות פוטו-וולטאיות הפכו יותר ויותר בולטות.שריפה במערכת פוטו-וולטאית לא רק תסכן את הבטיחות האישית, אלא גם תשפיע לרעה על התעשייה.על פי דוחות מחקר זרים, הכנסת מחברים הדדית והתקנת מחברים לא סדירה מדרגים את הגורם הראשון והשלישי לשריפה.מאמר זה מתמקד בניתוח של התקנה לא סדירה של מחברים, במיוחד כיווץ הכבל הפוטו-וולטאי וליבה המתכתית של המחבר, על מנת לספק למשתמשים התייחסות מסוימת, לשמור על המערכת הפוטו-וולטאית ולהגן על היתרונות של המשתמשים.

מצב השוק

במערכת ייצור חשמל פוטו-וולטאית משתמשים בעיקר במחברים פוטו-וולטאיים ברכיבים, קופסאות קומבינרים, ממירים והחיבורים ביניהם, שרובם מותקנים במפעל ואיכות הקרמפ אמינה יחסית.כ-10% מהמחברים הנותרים צריכים להיות מותקנים ידנית באתר הפרויקט, בעיקר בצורך להתקין מחברים בשני קצוות הכבל הפוטו-וולטאי המחבר כל מכשיר.על פי הניסיון של שנים רבות של ביקורי לקוחות, עקב היעדר הכשרה של עובדי התקנה במקום ושימוש בכלי כיווץ מקצועיים, חריגות כיווץ נפוצות, כפי שמוצג להלן.

[איור 1: מארז כיווץ לא סדיר]

סוגים ומאפיינים של ליבות מתכת

ליבת המתכת היא הגוף הראשי של המחבר ונתיב הזרימה החשוב ביותר.כיום, הרוב המכריע של המחברים הפוטו-וולטאיים בשוק משתמשים בליבת מתכת בצורת "U", המוטבעת ויוצרה מיריעת נחושת, המכונה גם ליבת מתכת מוטבעת.הודות לתהליך ההחתמה, ליבת המתכת בצורת "U" לא רק בעלת יעילות ייצור גבוהה, אלא גם ניתנת לסדרה בשרשרת, המתאימה מאוד לייצור רתמות תיל אוטומטיות.

חלק מהמחברים הפוטו-וולטאיים משתמשים בליבת מתכת בצורת "O", שנוצרת על ידי קידוח חורים בשני הקצוות של מוט נחושת דק, הנקרא גם ליבת מתכת מעובדת.ניתן לכווץ את ליבת המתכת בצורת "O" רק בנפרד, דבר שאינו מתאים לשימוש בציוד אוטומטי.

【תמונה 2: סוג ליבת מתכת】

ישנה גם ליבת מתכת נדירה ביותר, נטולת כיווץ, המחוברת לכבל באמצעות יריעת קפיצים.מכיוון שלא נדרשים כלי כיווץ, ההתקנה פשוטה ונוחה יחסית.עם זאת, חיבור עלה הקפיץ יגרום להתנגדות מגע גדולה, ולא ניתן להבטיח אמינות ארוכת טווח.חלק מגופי הסמכה גם לא מאשרים סוג זה של ליבת מתכת.

[טבלה 1: תכונות של ליבות מתכת שונות]

ידע בסיסי בכיווץ

כיווץ היא אחת מטכניקות החיבור הבסיסיות והנפוצות ביותר.אינספור כיווץ מתרחש מדי יום.יחד עם זאת, כיווץ הוכח כטכנולוגיית חיבור בוגרת ואמינה.

תהליך כיווץ

האמינות של הכיווץ תלויה במידה רבה בכלים ובפעולות, שניהם קובעים אם אפקט הכיווץ הסופי עומד בדרישות התקן.קח את ליבת המתכת בצורת "U" כדוגמה.זה בעצם חומר מצופה פח נחושת וצריך לחבר אותו לכבל הפוטו-וולטאי על ידי כיווץ.תהליך הכיווץ הוא כדלקמן:

【תמונה 3: תהליך כיווץ】

לא קשה לראות כי כיווץ ליבת המתכת בצורת "U" הוא תהליך שבו ככל שגובה הכיווץ יורד בהדרגה (בעוד שכוח הכיווץ גדל בהדרגה), יריעת הנחושת העטופה בחוט הנחושת של הכבל נדחסת בהדרגה.בתהליך זה, בקרת גובה ההתכווצות קובעת ישירות את איכות הכיווץ.השליטה על רוחב הלחיצה אינה חשובה במיוחד, מכיוון שקוביית הקרימפ קובעת את ערך הרוחב.

גובה לחיצה

אנשים רבים יודעים שכיווץ רופף מדי או חזק מדי זה לא טוב, אז ככל שהכיווץ מתקדם, עד כמה צריך לשלוט בגובה הכיווץ?בנוסף, כיצד משתנים במהלך תהליך זה שני מדדי איכות חשובים, כלומר כוח משיכה ומוליכות חשמלית?

[איור 4: כוח משיכה וגובה כיווץ]

ככל שגובה הכיווץ יורד בהדרגה, כוח המשיכה בין הכבל לליבה המתכת יגדל בהדרגה עד שיגיע לנקודת "X" באיור שלמעלה.אם גובה הכיווץ ימשיך לרדת, כוח המשיכה ימשיך לרדת עקב הרס הדרגתי של מבנה חוט הנחושת.

[איור 5: מוליכות וגובה לחיצה]

האיור שלמעלה מתאר את המאפיינים החשמליים ארוכי הטווח של כיווץ.ככל שהערך גדול יותר, כך המוליכות החשמלית טובה יותר, והמאפיינים החשמליים של הכבל וחיבור ליבת המתכת טובים יותר."X" מייצג את הנקודה הטובה ביותר.

אם שתי העקומות שלעיל משולבות זו לזו, נוכל להגיע למסקנה בקלות:

        הגובה הכיווץ הטוב ביותר יכול להיות רק שיקול מקיף של כוח משיכה ומוליכות, וערך באזור שבין שתי הנקודות הטובות ביותר, כפי שמוצג מטה.

[איור 6: גובה כיווץ, תכונות מכניות וחשמליות]

הערכת איכות לחיצה

שיטות השיפוט הנפוצות בתעשייה הן כדלקמן:

■ ניתן למדוד את גובה/רוחב הכיווץ בעזרת קליפר ורנייה בטווח המוגדר;

■ כוח משיכה, כלומר, הכוח הנדרש כדי למשוך או לשבור את חוט הנחושת ממקום הכיווץ, כגון כבל 4 מ"מ, IEC 60352-2 דורש לפחות 310N;

■ התנגדות, בהתייחס לכבל 4 מ"מ כדוגמה, IEC 60352-2 דורש שההתנגדות בקרימפ תהיה פחות מ-135 מיקרואוהם;

■ניתוח חתך, חיתוך לא הרסני של אזור הכיווץ, ניתוח רוחב, גובה, קצב דחיסה, סימטריה, סדקים וקוצצים וכו'.

אם זה לשחרר מכשיר חדש או תבנית לחיצה חדשה, בנוסף לנקודות לעיל, יש צורך גם לנטר את יציבות ההתנגדות בתנאי מחזור טמפרטורה, עיין בתקן IEC 60352-2.

כלי כיווץ

הרוב המכריע של המחברים הפוטו-וולטאיים מותקנים במפעל באמצעות ציוד אוטומטי, ואיכות הקרמפ גבוהה.עם זאת, עבור מחברים שיש להתקין באתר הפרויקט, כיווץ יכול להתבצע רק עם צבת כיווץ.יש להשתמש בצבת הקרמפינג המקצועית המקורית לצורך הכיווץ.לא ניתן להשתמש בלחצים רגילים או בצבת עם חוטם מחט לצורך כיווץ.מצד אחד, איכות הכיווץ נמוכה, וזו גם שיטה שאינה מוכרת על ידי יצרני מחברים וסוכנויות הסמכה.

【תמונה 7: כלי כיווץ】

סכנות כיווץ לא סדירות

כיווץ לקוי עלול להוביל לאי עמידה במפרטים, להתנגדות מגע לא יציבה ולכשל באיטום.זוהי נקודת סיכון גדולה המשפיעה על התפקוד הכולל והרווחיות של תחנות כוח פוטו-וולטאיות.

סיכום

■ המחבר הוא חלק קטן, אך הוא ישפיע על היעילות התפעולית של הפרויקט הפוטו-וולטאי.פשרה עם איכות פירושה בדרך כלל הפסדים וסיכונים גבוהים לאחר מכן, שהיו יכולים להימנע;

■ להתקנת מחברים פוטו-וולטאיים, חוליית ההתכווצות היא החשובה ביותר, ומומלץ להשתמש בכלי כיווץ מקצועיים.עבור מתקינים הנדסיים, הכשרת לחיצה היא חוליה הכרחית.