A caixa de junção fotovoltaica de alta corrente atendeu totalmente aos requisitos do módulo fotovoltaico 210

Com a produção em massa de 166, 182 e 210 módulos fotovoltaicos, a indústria continua a discutir as vantagens e desvantagens das mudanças no tamanho do wafer de silício.O foco da discussão inclui os parâmetros elétricos e dimensões dos módulos, transporte e fornecimento de matéria-prima.Claro, também existem algumas discussões sobre a confiabilidade e seleção de materiais das caixas de junção fotovoltaicas.Como fornecedor de materiais engajado na pesquisa, desenvolvimento e fabricação de caixas de junção há muito tempo, analisamos a relação entre caixas de junção e wafers de silício de grande porte e módulos de alta potência do ponto de vista do material.

Princípio de funcionamento da caixa de junção fotovoltaica

A principal função docaixa de junção fotovoltaicaé enviar a energia gerada pelo módulo fotovoltaico para o circuito externo, incluindo o invólucro, o diodo, o conector mc4, o cabo fotovoltaico e outros componentes, entre os quais o diodo é o dispositivo central.Quando o módulo está funcionando normalmente, o diodo na caixa de junção fotovoltaica está no estado de bloqueio reverso;quando a célula do módulo está bloqueada ou danificada, o diodo de bypass é ligado para proteger todo o módulo fotovoltaico.

A tabela acima mostra os parâmetros típicos de desempenho elétrico dos módulos 166, 182 e 210 e a seleção da corrente nominal da caixa de junção fotovoltaica da fábrica de módulos fotovoltaicos.Os parâmetros do módulo mostram baixa corrente, alta tensão e alta corrente e baixa tensão, respectivamente.

Caixa de junção fotovoltaica e diodo

Os principais indicadores da caixa de junção fotovoltaica incluem corrente nominal da caixa de junção, corrente nominal do diodo e tensão suportável reversa, etc., dependendo do projeto da estrutura da caixa de junção e da seleção das especificações do diodo.

Geralmente, a certificação e teste de módulos fotovoltaicos e caixas de junção são baseados em: a corrente nominal das caixas de junção solares ≥ 1,25 vezes Isc para seleção e teste, e uma certa margem será reservada.Sob condições normais de trabalho, o diodo da caixa de junção está no estado de corte reverso.Independentemente dos componentes 166 e 182 ou 210 componentes, os diodos não conduzirão nem aquecerão.Em comparação com os componentes 210, os diodos da caixa de junção dos componentes 182 e 166 suportarão uma tensão de polarização reversa ligeiramente alta.

Quando ocorre um ponto quente em um módulo fotovoltaico, o diodo conduz para frente e gera calor.Tomemos o módulo 210 e a caixa de junção 25A como exemplo, quando a corrente de saída Isc=18,6A (a corrente quando o módulo real está funcionando é Imp≈17,5A), a temperatura da junção é de cerca de 120°C.Mesmo considerando uma parte do ambiente com luz suficiente, no caso de 1,25 vezes Isc (23,2A), a temperatura de junção da caixa de junção fotovoltaica neste momento é de cerca de 160°C, o que é muito inferior à junção de 200°C. limite superior de temperatura do padrão IEC62790.É claro que o Isc para os módulos 182 e 166 é um pouco menor, e a caixa de junção com a mesma configuração tem menor geração de calor, e as caixas de junção estão em estado de funcionamento seguro, portanto não há risco.

A análise acima é o funcionamento da caixa de junção fotovoltaica no caso de pontos quentes no módulo fotovoltaico.Já nos módulos, quando pássaros ou folhas bloquearem os pontos quentes e desaparecerem rapidamente, ocorrerá o escape térmico do diodo.A sequência do módulo trará tensão de polarização reversa instantânea e corrente de fuga para o diodo, e uma tensão mais alta da sequência trará maiores desafios para a caixa de junção e o diodo.Do ponto de vista do design da caixa de junção fotovoltaica, o design razoável da estrutura da caixa, o empacotamento fácil do diodo de dissipação de calor e a melhor seleção de chips podem resolver esses problemas.

Para módulos de dupla face e módulos de meia peça, como cada lado da unidade está conectado em paralelo entre si, conforme mostrado na figura abaixo, quando ocorre efeito de ponto quente local e escape de calor, a parte paralela pode ser desviada e a margem de segurança reservado pela caixa de junção é ainda maior.De acordo com os cálculos, a probabilidade de que os lados paralelos, frontal e traseiro do módulo de meia célula dupla face sejam bloqueados simultaneamente é extremamente baixa, o que equivale a cerca de 1 módulo em 10GW.Portanto, em condições reais, é quase impossível ter a caixa de junção funcionando em plena carga e a confiabilidade pode ser garantida.

Conectores e cabos fotovoltaicos

Como um dos componentes de transmissão de energia, oconector fotovoltaicoé responsável pela conexão bem-sucedida da usina.Atualmente, a corrente nominal dos conectores convencionais comumente usados ​​no mercado é superior a 30A, e o máximo pode chegar a 55A, o que é suficiente para atender aos requisitos de transmissão de energia dos componentes de alta potência existentes.Foi verificado que em um teste de sobrecarga de corrente reversa de módulo 55A de um conector fotovoltaico com corrente nominal de 41A de um fabricante, a temperatura monitorada é de 76°C, muito inferior ao valor RTI de 105°C da matéria-prima. do conector.No entanto, no ambiente de aplicação de alta corrente, a extremidade do conector também deve tentar evitar problemas potenciais, como limitação de corrente causada por alta resistência local e superaquecimento do ponto de contato local.Soluções eficazes, como: otimizar o desempenho de contato do anel condutor, melhorar a estrutura geral do conector, melhorar a qualidade da crimpagem do cabo na extremidade do conector e adicionar tecnologia de seguro duplo de estanho à peça de conexão.

Paracabos fotovoltaicos, a corrente nominal dos cabos que cumprem as normas EN ou IEC (cabos de 4mm2, a corrente nominal é 44A quando as superfícies são adjacentes umas às outras) é muito superior à corrente nominal da caixa de junção fotovoltaica, pelo que não há necessidade de preocupe-se com sua confiabilidade.

Processo de fabricação de caixa de junção fotovoltaica e visão geral do mercado

Com a melhoria constante do nível de fabricação e das capacidades de controle de qualidade das caixas de junção fotovoltaicas, o desempenho e a confiabilidade das caixas de junção foram bem garantidos, o que pode atender aos requisitos de wafers de silício de grande porte e componentes de alta potência.

1. No processo de projeto e fabricação de caixas de junção fotovoltaicas, um grande número de novos processos e novas tecnologias que foram verificados nas áreas de semicondutores, automotivo, aeroespacial, etc. são introduzidos, como tecnologia de embalagem de módulos, soldagem de frequência intermediária tecnologia, etc., para melhorar o desempenho elétrico e a capacidade de dissipação de calor dos produtos da caixa de junção.

2. No processo de fabricação da caixa de junção do painel fotovoltaico, aumentar a pesquisa, desenvolvimento e investimento em equipamentos de automação pode garantir a precisão do processamento, qualidade e controlabilidade do processo, e alcançar automação de processos e automação de controle de qualidade.

3. Com base na experiência de fabricação de caixas de junção fotovoltaicas, concentre-se no fortalecimento do controle da confiabilidade da conexão entre os acessórios da caixa de junção e no gerenciamento dos principais pontos de controle de qualidade, como o controle da taxa de compressão no ponto de conexão, o requisitos de processo de seguro duplo para estanhagem e controle do processo de soldagem ultrassônica, tratamento Corona e monitoramento de parâmetros importantes.

Além da melhoria das capacidades dos próprios fabricantes de caixas de junção fotovoltaicas, os fabricantes de componentes e organizações terceirizadas estão constantemente melhorando os testes, avaliação e controle de qualidade de caixas de junção e componentes, o que promoveu ainda mais a melhoria do controle de qualidade e das capacidades de P&D. dos fabricantes de caixas de junção.

A partir do primeiro semestre de 2020, organismos de certificação como a TUV emitiram certificados de certificação de caixas de junção 25A e 30A para muitos fabricantes de caixas de junção fotovoltaicas.Lotes de caixas de junção de grande corrente foram aprovados na certificação e testes de agências terceirizadas, o que fortaleceu ainda mais a confiança dos fabricantes de caixas de junção e fabricantes de módulos fotovoltaicos.Com a liberação da capacidade de produção de 182 e 210 grandes módulos de wafer de silício, a capacidade de produção de suporte de grandes caixas de junção de corrente também será gradualmente estabelecida e expandida.

Em resumo, o desempenho, a garantia de confiabilidade e as capacidades de fabricação de caixas de junção e componentes fotovoltaicos de alta corrente estão maduros e podem atender totalmente aos requisitos de diferentes tipos de wafers de silício de grande porte e componentes de alta potência.