Nos últimos 10 anos, os produtos de geração de energia fotovoltaica tornaram-se cada vez mais populares em todo o mundo, e inovações em torno da indústria fotovoltaica surgem indefinidamente.Estas medidas inovadoras têm promovido a melhoria contínua da eficiência dos sistemas de geração de energia fotovoltaica, reduzindo custos e tornando o sistema fotovoltaico mais aterrado e mais próximo da vida dos moradores.
Entre estas medidas inovadoras, a I&D inteligente de sistemas de geração de energia fotovoltaica tornou-se uma das principais preocupações da inovação tecnológica global.Algumas empresas fotovoltaicas pioneiras e instituições de pesquisa usam tecnologia de Internet, tecnologia de sensores, análise de big data, etc. para interconectar os sistemas isolados de usinas fotovoltaicas para ajudar os investidores a tomar decisões mais convenientes sobre manutenção diária de segurança e análise de rendimentos de investimento.
Formando o núcleo do sistema de energia solar – painéis solares, tem a função básica de receber luz e converter energia luminosa em energia elétrica.No entanto, ao longo dos anos, a maioria das chamadas centrais fotovoltaicas inteligentes que alegaram ter instalado uma plataforma de gestão inteligente ainda não viram quaisquer vestígios de “inteligência” no nível básico dos módulos centrais de geração de energia (painéis).Os painéis solares são simplesmente conectados em série pelo instalador para formar uma sequência, e várias sequências são conectadas para formar um conjunto fotovoltaico, que finalmente forma um sistema de usina de energia.
Então, há algum problema com esse arranjo?
Primeiro, a tensão de cada painel fotovoltaico não é alta, apenas algumas dezenas de volts, mas a tensão em série chega a cerca de 1000V.Quando o sistema de geração de energia encontra um incêndio, mesmo que os bombeiros consigam desconectar a chave do circuito de retorno do circuito principal, todo o sistema ainda é muito perigoso, pois é apenas a corrente do circuito de retorno que é desligada.Como os painéis solares estão conectados entre si por conectores, a tensão do sistema ao terra ainda é de 1000V.Quando bombeiros inexperientes usam pistolas de água de alta pressão para borrifar água nessas placas de geração de energia de 1000 V, porque a água é condutiva, a enorme diferença de tensão é carregada diretamente nos bombeiros através da coluna de água, e um desastre ocorrerá.
Em segundo lugar, as características de saída de cada painel fotovoltaico são inconsistentes, como corrente, tensão e ponto operacional ideal.Com o uso a longo prazo e o envelhecimento natural dos sistemas fotovoltaicos ao ar livre, esta inconsistência tornar-se-á cada vez mais óbvia.As características da geração de energia tandem estão em conformidade com o “efeito barril”.Em outras palavras, a geração total de energia de uma série de painéis solares depende mais das características de saída do painel mais fraco da série.
Terceiro, os painéis solares têm mais medo da oclusão de sombra (os fatores de oclusão são muitas vezes sombra de árvores, excrementos de pássaros, poeira, chaminés, objetos estranhos, etc.), por isso são geralmente instalados em locais ensolarados, mas em sistemas distribuídos de geração de energia em telhados. Para considerar a beleza e a coordenação da estrutura geral da casa e do pátio, os proprietários geralmente espalham os painéis da bateria uniformemente por todo o telhado.Embora algumas partes destes telhados possam causar oclusão de sombra, por vezes, os proprietários não compreendem completamente o grave impacto e dano da oclusão de sombra nos painéis eléctricos.Como o painel da bateria está sombreado por sombras, o elemento de proteção de bypass (geralmente um diodo) na caixa de junção do painel fotovoltaico atrás do painel será induzido e a corrente CC de até cerca de 9A na cadeia de baterias será instantaneamente carregada no bypass dispositivo, fazendo a caixa de junção fotovoltaica Haverá uma alta temperatura de mais de 100 graus no interior.Esta alta temperatura terá pouco efeito na placa da bateria e na caixa de junção a curto prazo, mas se o efeito de sombra não for eliminado e existir por um longo tempo, afetará seriamente a vida útil da caixa de junção e da placa da bateria .
Além disso, algumas sombras pertencem à blindagem repetida de alta frequência (por exemplo, os ramos em frente ao telhado fotovoltaico da casa bloquearão repetidamente o painel da bateria com o vento. Esta blindagem alternada de alta frequência faz com que o dispositivo de desvio seja um ciclo: desconexão - condução – desconexão).O diodo é ligado e aquecido pela corrente de alta potência e então a polarização é invertida instantaneamente para cancelar a corrente e aumentar a tensão reversa.Neste ciclo repetido, a vida útil do diodo é bastante reduzida.Assim que o diodo na caixa de junção do painel fotovoltaico queimar, a saída do sistema de todo o painel solar falhará.
Então, existe uma solução que possa resolver os três problemas acima ao mesmo tempo?Os engenheiros inventaram ocaixa de junção fotovoltaica inteligentedepois de anos de trabalho duro e prática.
Esta caixa de junção fotovoltaica Slocable usa um chip de gerenciamento de energia fotovoltaica DC dedicado para projetar e construir uma placa de circuito de controle, que pode ser instalada diretamente na caixa de junção fotovoltaica.Para facilitar a instalação dos fabricantes de painéis solares, o projeto reservou quatro saídas de fiação de banda de barramento, para que a caixa de junção possa ser facilmente conectada ao painel solar, e a saídacaboseconectoressão pré-instalados antes de saírem da fábrica.Esta caixa de junção é atualmente a caixa de junção inteligente fotovoltaica mais conveniente para instalação e manutenção na indústria fotovoltaica.Ele fornece principalmente soluções para os três principais problemas acima que assolam a indústria fotovoltaica.Possui as seguintes funções:
1) Função MPPT: Através da cooperação de software e hardware, cada painel é equipado com tecnologia de rastreamento de potência máxima e dispositivos de controle.Esta tecnologia pode maximizar a redução da eficiência de geração de energia causada por diferentes características do painel no conjunto de painéis e reduzir o “efeito barril” na eficiência da usina de energia pode melhorar significativamente a eficiência de geração de energia da usina.A partir dos resultados dos testes, a eficiência de geração de energia do sistema pode até ser aumentada em 47,5%, o que aumenta o rendimento do investimento e reduz significativamente o período de retorno do investimento.
2) Função de desligamento inteligente para condições anormais, como incêndio: No caso de um incêndio, o algoritmo de software integrado da caixa de junção do painel fotovoltaico e o circuito de hardware podem determinar se uma anormalidade ocorreu dentro de 10 milissegundos e cortar ativamente a conexão entre cada painel de bateria.A tensão de 1000V é reduzida para uma tensão aceitável ao corpo humano em torno de 40V para garantir a segurança dos bombeiros.
3) A tecnologia de controle integrado do tiristor MOSFET é usada em vez do diodo Schottky tradicional.Quando a sombra é bloqueada, a corrente de desvio do MOSFET pode ser iniciada instantaneamente para proteger a segurança do painel da bateria.Ao mesmo tempo, devido às características únicas de baixo VF do MOSFET, o calor gerado na caixa de junção geral é apenas um décimo daquele da caixa de junção comum.Esta tecnologia aumenta muito a vida útil da caixa de junção fotovoltaica e a vida útil do painel solar é melhor garantida.
Atualmente, soluções técnicas para caixas de junção fotovoltaicas inteligentes estão surgindo uma após a outra, principalmente em torno da otimização e melhoria da eficiência da geração de energia da cadeia fotovoltaica e da melhoria dos mecanismos de resposta a incêndios do sistema fotovoltaico, como funções de desligamento.
Desenvolver e projetar uma “caixa de junção fotovoltaica inteligente” não é necessariamente um trabalho complexo e profundo.No entanto, como a caixa de junção inteligente pode realmente atender aos problemas e dificuldades do mercado fotovoltaico?É necessário encontrar o melhor equilíbrio em termos de função elétrica da caixa de junção, vida útil dos dispositivos eletrônicos, custo e rendimento de investimento da caixa de junção inteligente.Acredita-se que nos próximos anos a caixa de junção fotovoltaica inteligente terá mais aplicações no sistema fotovoltaico e criará mais valor para os investidores.
08/03/2023
