Skrzynka przyłączeniowa panelu słonecznego to złącze pomiędzy panelem słonecznym a urządzeniem sterującym ładowaniem i stanowi ważną część panelu słonecznego.Jest to interdyscyplinarny, kompleksowy projekt, który łączy w sobie projekt elektryczny, mechaniczny i materiałoznawstwo, aby zapewnić użytkownikom połączony schemat połączeń paneli słonecznych.
Główną funkcją skrzynki przyłączeniowej instalacji solarnej jest odprowadzanie energii elektrycznej wytwarzanej przez panel słoneczny za pośrednictwem kabla.Ze względu na specyfikę i wysoką cenę ogniw słonecznych, puszki przyłączeniowe do instalacji fotowoltaicznych muszą być specjalnie zaprojektowane, aby spełniać wymagania paneli słonecznych.Do wyboru mamy pięć aspektów funkcji, charakterystyki, rodzaju, składu i parametrów użytkowych puszki przyłączeniowej.
1. Funkcja skrzynki przyłączeniowej panelu słonecznego
Podstawową funkcją skrzynki przyłączeniowej instalacji fotowoltaicznej jest połączenie panelu słonecznego z obciążeniem oraz pobranie prądu generowanego przez panel fotowoltaiczny w celu wytworzenia energii elektrycznej.Inną funkcją jest ochrona wychodzących przewodów przed efektami gorących punktów.
(1) Połączenie
Skrzynka przyłączeniowa instalacji solarnej pełni funkcję pomostu pomiędzy panelem fotowoltaicznym a falownikiem.Wewnątrz skrzynki przyłączeniowej prąd generowany przez panel słoneczny jest odprowadzany przez zaciski i złącza do sprzętu elektrycznego.
Aby w jak największym stopniu zmniejszyć straty mocy puszki przyłączeniowej do panelu słonecznego, rezystancja materiału przewodzącego zastosowanego w skrzynce przyłączeniowej panelu słonecznego powinna być mała, podobnie jak rezystancja styku z przewodem szyny zbiorczej powinna być mała .
(2) Funkcja zabezpieczająca skrzynki przyłączeniowej instalacji solarnej
Funkcja ochrony puszki przyłączeniowej do instalacji solarnej składa się z trzech części:
1. Dioda obejściowa zapobiega efektowi gorącego punktu i chroni akumulator oraz panel słoneczny;
2. Do uszczelnienia konstrukcji zastosowano specjalny materiał, który jest wodoodporny i ognioodporny;
3. Specjalna konstrukcja rozpraszania ciepła zmniejsza skrzynkę przyłączeniową, a temperatura robocza diody bocznikowej zmniejsza straty mocy panelu słonecznego z powodu upływu prądu.
2. Charakterystyka skrzynki przyłączeniowej PV
(1) Odporność na warunki atmosferyczne
Gdy materiał puszki przyłączeniowej fotowoltaicznej jest używany na zewnątrz, wytrzyma próbę klimatyczną, taką jak uszkodzenia spowodowane przez światło, ciepło, wiatr i deszcz.Odsłonięte części skrzynki przyłączeniowej fotowoltaicznej to korpus skrzynki, pokrywa skrzynki i złącze MC4, które są wykonane z materiałów odpornych na warunki atmosferyczne.Obecnie najczęściej stosowanym materiałem jest PPO, będący jednym z pięciu tworzyw sztucznych ogólnego przeznaczenia na świecie.Ma zalety wysokiej sztywności, wysokiej odporności na ciepło, ognioodporności, wysokiej wytrzymałości i doskonałych właściwości elektrycznych.
(2) Odporność na wysoką temperaturę i wilgoć
Środowisko pracy paneli słonecznych jest bardzo trudne.Niektóre działają na obszarach tropikalnych, a średnia dzienna temperatura jest bardzo wysoka;niektóre działają na obszarach o dużych wysokościach i dużych szerokościach geograficznych, a temperatura pracy jest bardzo niska;w niektórych miejscach różnica temperatur między dniem i nocą jest duża, np. na obszarach pustynnych.Dlatego od fotowoltaicznych puszek przyłączeniowych wymaga się doskonałej odporności na wysokie i niskie temperatury.
(3) Odporny na promieniowanie UV
Promienie ultrafioletowe powodują pewne uszkodzenia produktów z tworzyw sztucznych, zwłaszcza na obszarach płaskowyżu o rzadkim powietrzu i wysokim natężeniu promieniowania ultrafioletowego.
(4) Ognioodporność
Odnosi się do właściwości substancji lub obróbki materiału, która znacznie opóźnia rozprzestrzenianie się płomienia.
(5) Wodoodporny i pyłoszczelny
Ogólna fotowoltaiczna skrzynka przyłączeniowa jest wodoodporna i pyłoszczelna IP65, IP67, a Slocable fotowoltaiczna skrzynka przyłączeniowa może osiągnąć najwyższy poziom IP68.
(6) Funkcja rozpraszania ciepła
Diody i temperatura otoczenia podwyższają temperaturę w puszce fotowoltaicznej.Kiedy dioda przewodzi, wytwarza ciepło.Jednocześnie wytwarza się ciepło w wyniku rezystancji styku między diodą a zaciskiem.Ponadto wzrost temperatury otoczenia spowoduje również wzrost temperatury wewnątrz skrzynki przyłączeniowej.
Elementami wewnątrz puszki przyłączeniowej fotowoltaicznej wrażliwymi na wysoką temperaturę są pierścienie uszczelniające i diody.Wysoka temperatura przyspieszy starzenie się pierścienia uszczelniającego i wpłynie na skuteczność uszczelniania skrzynki przyłączeniowej;w diodzie występuje prąd wsteczny, który podwaja się przy każdym wzroście temperatury o 10°C.Prąd wsteczny zmniejsza prąd pobierany przez płytkę drukowaną, wpływając na moc płytki.Dlatego puszki fotowoltaiczne muszą charakteryzować się doskonałymi właściwościami odprowadzania ciepła.
Typowym projektem termicznym jest instalacja radiatora.Jednak zainstalowanie radiatorów nie rozwiązuje całkowicie problemu rozpraszania ciepła.Jeżeli w puszce fotowoltaicznej zamontowany jest radiator, temperatura diody chwilowo spadnie, ale temperatura puszki będzie nadal rosła, co wpłynie na żywotność gumowej uszczelki;Instalacja poza puszką przyłączeniową z jednej strony będzie miała wpływ na ogólne uszczelnienie puszki, z drugiej jednak strony może łatwo ulec korozji radiatora.
3. Rodzaje puszek przyłączeniowych do instalacji fotowoltaicznych
Istnieją dwa główne typy skrzynek przyłączeniowych: zwykłe i doniczkowe.
Zwykłe puszki odgałęźne uszczelniane są uszczelkami silikonowymi, natomiast puszki wypełnione gumą wypełnione są silikonem dwuskładnikowym.Zwykła puszka przyłączeniowa była używana wcześniej i jest łatwa w obsłudze, ale pierścień uszczelniający łatwo się starzeje przy długotrwałym użytkowaniu.Puszka przyłączeniowa typu zalewowego jest skomplikowana w obsłudze (należy ją wypełnić dwuskładnikowym żelem krzemionkowym i utwardzić), ale efekt uszczelniający jest dobry i jest odporny na starzenie, co może zapewnić długotrwałe skuteczne uszczelnienie skrzynka przyłączeniowa, a cena jest nieco tańsza.
4. Skład skrzynki przyłączeniowej instalacji solarnej
Puszka przyłączeniowa instalacji fotowoltaicznej składa się z korpusu skrzynki, pokrywy skrzynki, złączy, zacisków, diod itp. Niektórzy producenci skrzynek przyłączeniowych zaprojektowali radiatory w celu poprawy rozkładu temperatury w skrzynce, ale ogólna konstrukcja nie uległa zmianie.
(1) Korpus pudełka
Korpus puszki stanowi główną część puszki przyłączeniowej, zawierającą wbudowane zaciski i diody, złącza zewnętrzne oraz pokrywy puszki.Jest to część ramowa skrzynki przyłączeniowej instalacji solarnej i spełnia większość wymagań dotyczących odporności na warunki atmosferyczne.Korpus skrzyni jest zwykle wykonany z PPO, który ma zalety: wysoką sztywność, wysoką odporność na ciepło, ognioodporność i wysoką wytrzymałość.
(2) Pokrywa pudełka
Pokrywa pudełka może uszczelnić korpus pudełka, zapobiegając wodzie, kurzowi i zanieczyszczeniom.O szczelności świadczy przede wszystkim wbudowany gumowy pierścień uszczelniający, który zapobiega przedostawaniu się powietrza i wilgoci do puszki przyłączeniowej.Niektórzy producenci umieszczają mały otwór na środku pokrywy i instalują membranę dializacyjną w powietrzu.Membrana jest oddychająca i nieprzepuszczalna, a woda nie przenika do trzech metrów pod wodą, co odgrywa dobrą rolę w odprowadzaniu ciepła i uszczelnianiu.
Korpus skrzynki i pokrywa skrzynki są zazwyczaj formowane wtryskowo z materiałów o dobrej odporności na warunki atmosferyczne, które charakteryzują się dobrą elastycznością, odpornością na szok temperaturowy i odpornością na starzenie.
(3) Złącze
Złącza łączą zaciski i zewnętrzne urządzenia elektryczne, takie jak falowniki, sterowniki itp. Złącze jest wykonane z PC, ale PC łatwo ulega korozji pod wpływem wielu substancji.Starzenie się puszek przyłączeniowych instalacji fotowoltaicznych objawia się głównie: złącza łatwo ulegają korozji, a plastikowe nakrętki łatwo pękają pod wpływem niskich temperatur.Dlatego żywotność skrzynki przyłączeniowej jest żywotnością złącza.
(4) Zaciski
Różni producenci listew zaciskowych różnią się także rozstawem zacisków.Istnieją dwa rodzaje styków między zaciskiem a przewodem wychodzącym: jeden to kontakt fizyczny, taki jak typ dokręcania, a drugi to kontakt typu spawanie.
(5) Diody
Diody w puszkach przyłączeniowych PV służą jako diody obejściowe, aby zapobiec efektom gorących punktów i chronić panele słoneczne.
Gdy panel słoneczny działa normalnie, dioda obejściowa jest wyłączona i występuje prąd wsteczny, czyli prąd ciemny, który jest zwykle mniejszy niż 0,2 mikroampera.Ciemny prąd zmniejsza prąd wytwarzany przez panel słoneczny, aczkolwiek w bardzo małej ilości.
Idealnie byłoby, gdyby każde ogniwo słoneczne miało podłączoną diodę obejściową.Jest to jednak bardzo nieekonomiczne ze względu na takie czynniki, jak cena i koszt diod bocznikowych, straty prądu ciemnego i spadek napięcia w warunkach pracy.Ponadto lokalizacja panelu słonecznego jest stosunkowo skoncentrowana, a po podłączeniu diody należy zapewnić wystarczające warunki odprowadzania ciepła.
Dlatego ogólnie rozsądne jest stosowanie diod bocznikowych w celu ochrony wielu połączonych ze sobą ogniw słonecznych.Może to obniżyć koszty produkcji paneli słonecznych, ale może również niekorzystnie wpłynąć na ich wydajność.Jeżeli moc jednego ogniwa słonecznego w szeregu ogniw słonecznych zostanie zmniejszona, szereg ogniw słonecznych, łącznie z tymi, które działają prawidłowo, zostanie odizolowany od całego układu paneli słonecznych za pomocą diody bocznikującej.W ten sposób, z powodu awarii jednego panelu słonecznego, moc wyjściowa całego panelu słonecznego znacznie spadnie.
Oprócz powyższych kwestii należy również dokładnie rozważyć połączenie pomiędzy diodą bocznikującą a sąsiadującymi z nią diodami bocznikowymi.Połączenia te podlegają pewnym naprężeniom, które są wynikiem obciążeń mechanicznych i cyklicznych zmian temperatury.Dlatego w przypadku długotrwałego użytkowania panelu słonecznego powyższe połączenie może nie działać z powodu zmęczenia, powodując nieprawidłowe działanie panelu słonecznego.
Efekt gorącego punktu
W konfiguracji paneli słonecznych poszczególne ogniwa słoneczne są połączone szeregowo, aby uzyskać wyższe napięcia systemu.Gdy jedno z ogniw słonecznych zostanie zablokowane, uszkodzone ogniwo słoneczne nie będzie już działać jako źródło zasilania, ale stanie się konsumentem energii.Inne niezacienione ogniwa słoneczne w dalszym ciągu przewodzą przez nie prąd, powodując duże straty energii, tworząc „gorące punkty”, a nawet uszkadzając ogniwa słoneczne.
Aby uniknąć tego problemu, diody bocznikujące łączy się równolegle z jednym lub kilkoma ogniwami słonecznymi szeregowo.Prąd obejściowy omija ekranowane ogniwo słoneczne i przepływa przez diodę.
Gdy ogniwo słoneczne działa normalnie, dioda obejściowa jest wyłączana w odwrotnym kierunku, co nie ma wpływu na obwód;jeżeli równolegle z diodą bocznikową podłączone jest nieprawidłowe ogniwo słoneczne, prąd całej linii zostanie określony na podstawie minimalnego prądu ogniwa słonecznego, a prąd zostanie określony na podstawie powierzchni ekranującej ogniwa słonecznego.Decydować.Jeśli napięcie polaryzacji zaporowej jest wyższe niż minimalne napięcie ogniwa słonecznego, dioda obejściowa przewodzi, a nieprawidłowe ogniwo słoneczne zostanie zwarte.
Można zauważyć, że gorącym punktem jest ogrzewanie paneli słonecznych lub ogrzewanie lokalne, a panel słoneczny w tym gorącym punkcie jest uszkodzony, co zmniejsza moc wyjściową panelu słonecznego, a nawet prowadzi do złomowania panelu słonecznego, co poważnie skraca jego żywotność panelu słonecznego i stwarza ukryte zagrożenie dla bezpieczeństwa wytwarzania energii w elektrowni, a akumulacja ciepła doprowadzi do uszkodzenia panelu słonecznego.
Zasada wyboru diody
Wybór diody bocznikującej opiera się głównie na następujących zasadach: ① Napięcie wytrzymywane jest dwukrotnie większe od maksymalnego napięcia pracy wstecznej;② Obciążalność prądowa jest dwukrotnie większa od maksymalnego prądu pracy wstecznej;③ Temperatura złącza powinna być wyższa niż rzeczywista temperatura złącza;④ Mały opór cieplny;⑤ mały spadek ciśnienia.
5. Parametry działania skrzynki przyłączeniowej modułu fotowoltaicznego
(1) Właściwości elektryczne
Parametry elektryczne skrzynki przyłączeniowej modułu fotowoltaicznego obejmują głównie parametry, takie jak napięcie robocze, prąd roboczy i rezystancja.Aby zmierzyć, czy puszka przyłączeniowa jest kwalifikowana, kluczowym ogniwem są parametry elektryczne.
①Napięcie robocze
Kiedy napięcie wsteczne na diodzie osiągnie określoną wartość, dioda ulegnie uszkodzeniu i utraci przewodność jednokierunkową.W celu zapewnienia bezpieczeństwa użytkowania podano maksymalne napięcie pracy wstecznej, czyli maksymalne napięcie odpowiedniego urządzenia, gdy skrzynka przyłączeniowa pracuje w normalnych warunkach pracy.Aktualne napięcie robocze skrzynki przyłączeniowej PV wynosi 1000 V (DC).
②Prąd temperatury złącza
Znany również jako prąd roboczy, odnosi się do maksymalnej wartości prądu przewodzenia, która może przepływać przez diodę, gdy pracuje ona nieprzerwanie przez długi czas.Gdy prąd przepływa przez diodę, matryca nagrzewa się, a temperatura wzrasta.Gdy temperatura przekroczy dopuszczalną granicę (około 140°C dla rurek krzemowych i 90°C dla rurek germanowych), matryca ulegnie przegrzaniu i uszkodzeniu.Dlatego używana dioda nie powinna przekraczać wartości znamionowego prądu roboczego diody w kierunku przewodzenia.
Kiedy pojawia się efekt gorącego punktu, przez diodę przepływa prąd.Ogólnie rzecz biorąc, im większy prąd temperatury złącza, tym lepszy i większy zakres roboczy skrzynki przyłączeniowej.
③Rezystancja połączenia
Nie ma wyraźnych wymagań dotyczących zakresu rezystancji połączenia, odzwierciedla on jedynie jakość połączenia pomiędzy zaciskiem a szyną zbiorczą.Istnieją dwa sposoby łączenia zacisków, jeden to połączenie zaciskowe, drugi to spawanie.Obie metody mają zalety i wady:
Po pierwsze, zaciskanie jest szybkie, a konserwacja wygodna, ale powierzchnia z listwą zaciskową jest niewielka, a połączenie nie jest wystarczająco niezawodne, co skutkuje dużą rezystancją styku i łatwością nagrzewania.
Po drugie, obszar przewodzący metody spawania powinien być mały, rezystancja styku powinna być mała, a połączenie powinno być szczelne.Jednak ze względu na wysoką temperaturę lutowania dioda łatwo ulega przepaleniu podczas pracy.
(2) Szerokość paska zgrzewającego
Tak zwana szerokość elektrody odnosi się do szerokości linii odpływowej panelu słonecznego, czyli szyny zbiorczej i uwzględnia także odstęp między elektrodami.Biorąc pod uwagę rezystancję i odstępy szyn zbiorczych, istnieją trzy specyfikacje: 2,5 mm, 4 mm i 6 mm.
(3) Temperatura robocza
Skrzynka przyłączeniowa jest używana w połączeniu z panelem słonecznym i ma duże możliwości dostosowania do środowiska.Jeśli chodzi o temperaturę, obecny standard wynosi – 40 ℃ ~ 85 ℃.
(4) Temperatura złącza
Temperatura złącza diody wpływa na prąd upływowy w stanie wyłączonym.Ogólnie rzecz biorąc, prąd upływowy podwaja się przy każdym wzroście temperatury o 10 stopni.Dlatego znamionowa temperatura złącza diody musi być wyższa niż rzeczywista temperatura złącza.
Metoda badania temperatury złącza diody jest następująca:
Po nagrzaniu panelu słonecznego do 75(℃) przez 1 godzinę temperatura diody bocznikowej powinna być niższa niż maksymalna temperatura robocza.Następnie zwiększ prąd wsteczny do 1,25 razy ISC na 1 godzinę, dioda obejściowa nie powinna zawieść.
6. Środki ostrożności
(1) Test
Puszki przyłączeniowe instalacji solarnej należy przetestować przed użyciem.Główne elementy obejmują wygląd, uszczelnienie, klasę odporności ogniowej, kwalifikację diody itp.
(2) Jak korzystać ze skrzynki przyłączeniowej instalacji solarnej
① Przed użyciem upewnij się, że skrzynka przyłączeniowa instalacji solarnej została przetestowana i zakwalifikowana.
② Przed złożeniem zamówienia produkcyjnego prosimy o potwierdzenie odległości pomiędzy zaciskami i procesu układania.
③Podczas instalowania skrzynki przyłączeniowej równomiernie i dokładnie nałóż klej, aby upewnić się, że korpus skrzynki i płyta montażowa panelu słonecznego są całkowicie uszczelnione.
④Podczas instalowania skrzynki przyłączeniowej pamiętaj o rozróżnieniu biegunów dodatniego i ujemnego.
⑤ Podłączając szynę zbiorczą do zacisku stykowego, należy sprawdzić, czy napięcie pomiędzy szyną zbiorczą a zaciskiem jest wystarczające.
⑥ W przypadku stosowania końcówek spawalniczych czas zgrzewania nie powinien być zbyt długi, aby nie uszkodzić diody.
⑦Podczas instalowania pokrywy skrzynki pamiętaj o jej mocnym dociśnięciu.
2023-12-20
