Cutia de conectare a panoului solar este conectorul dintre panoul solar și dispozitivul de control al încărcării și este o parte importantă a panoului solar.Este un design cuprinzător interdisciplinar care combină designul electric, designul mecanic și știința materialelor pentru a oferi utilizatorilor o schemă de conectare combinată pentru panourile solare.
Funcția principală a cutiei de conectare solară este de a scoate prin cablu energia electrică generată de panoul solar.Datorită particularității și prețului ridicat al celulelor solare, cutiile solare de joncțiune trebuie să fie special concepute pentru a satisface cerințele panourilor solare.Putem alege dintre cinci aspecte ale funcției, caracteristicilor, tipului, compoziției și parametrilor de performanță ai cutiei de joncțiune.
1. Funcția casetei de conectare a panoului solar
Funcția de bază a cutiei de conectare solară este de a conecta panoul solar și sarcina și de a extrage curentul generat de panoul fotovoltaic pentru a genera electricitate.O altă funcție este de a proteja firele de ieșire de efectele punctelor fierbinți.
(1) Conexiune
Cutia de joncțiune solară acționează ca o punte între panoul solar și invertor.În interiorul cutiei de joncțiune, curentul generat de panoul solar este extras prin terminale și conectori și în echipamentul electric.
Pentru a reduce cât mai mult posibil pierderea de putere a cutiei de joncțiune la panoul solar, rezistența materialului conductor utilizat în cutia de joncțiune a panoului solar ar trebui să fie mică, iar rezistența de contact cu cablul barei colectoare ar trebui să fie, de asemenea, mică. .
(2) Funcția de protecție a casetei de conectare solară
Funcția de protecție a cutiei de joncțiune solară include trei părți:
1. Prin dioda de bypass se folosește pentru a preveni efectul de punct fierbinte și pentru a proteja bateria și panoul solar;
2. Materialul special este folosit pentru a sigila designul, care este impermeabil și ignifug;
3. Designul special de disipare a căldurii reduce cutia de joncțiune și temperatura de funcționare a diodei de bypass reduce pierderea de putere a panoului solar din cauza scurgerilor de curent.
2. Caracteristicile cutiei de joncțiune PV
(1) Rezistență la intemperii
Când materialul pentru cutia de joncțiune fotovoltaică este utilizat în aer liber, acesta va rezista testelor climatice, cum ar fi daunele cauzate de lumină, căldură, vânt și ploaie.Părțile expuse ale cutiei de joncțiune PV sunt corpul cutiei, capacul cutiei și conectorul MC4, care sunt toate realizate din materiale rezistente la intemperii.În prezent, cel mai des folosit material este PPO, care este unul dintre cele cinci materiale plastice de inginerie generală din lume.Are avantajele unei rigidități ridicate, rezistență ridicată la căldură, rezistență la foc, rezistență ridicată și proprietăți electrice excelente.
(2) Rezistență ridicată la temperatură și umiditate
Mediul de lucru al panourilor solare este foarte dur.Unele operează în zone tropicale, iar temperatura medie zilnică este foarte ridicată;unele operează în zone de mare altitudine și latitudine mare, iar temperatura de funcționare este foarte scăzută;în unele locuri, diferența de temperatură între zi și noapte este mare, cum ar fi zonele deșertice.Prin urmare, cutiile de joncțiune fotovoltaice trebuie să aibă proprietăți excelente de rezistență la temperaturi ridicate și la temperaturi scăzute.
(3) Rezistent UV
Razele ultraviolete au anumite daune produselor din plastic, în special în zonele de platou cu aer subțire și iradiere ultravioletă ridicată.
(4) Ignifugare
Se referă la proprietatea deținută de o substanță sau de tratarea unui material care întârzie semnificativ răspândirea flăcării.
(5) Impermeabil și rezistent la praf
Cutia de joncțiune generală fotovoltaică este impermeabilă și rezistentă la praf IP65, IP67, iar cutia de joncțiune fotovoltaică Slocabilă poate atinge cel mai înalt nivel de IP68.
(6) Funcția de disipare a căldurii
Diodele și temperatura ambiantă cresc temperatura în cutia de joncțiune PV.Când dioda conduce, generează căldură.În același timp, se generează și căldură datorită rezistenței de contact dintre diodă și bornă.În plus, creșterea temperaturii ambientale va crește și temperatura din interiorul cutiei de joncțiune.
Componentele din interiorul cutiei de joncțiune PV care sunt susceptibile la temperaturi ridicate sunt inelele de etanșare și diodele.Temperatura ridicată va accelera viteza de îmbătrânire a inelului de etanșare și va afecta performanța de etanșare a cutiei de joncțiune;există un curent invers în diodă, iar curentul invers se va dubla pentru fiecare creștere cu 10 °C a temperaturii.Curentul invers reduce curentul absorbit de placa de circuit, afectând puterea plăcii.Prin urmare, cutiile de joncțiune fotovoltaice trebuie să aibă proprietăți excelente de disipare a căldurii.
Un design termic comun este instalarea unui radiator.Cu toate acestea, instalarea radiatoarelor nu rezolvă complet problema disipării căldurii.Dacă în cutia de joncțiune fotovoltaică este instalat un radiator, temperatura diodei va scădea temporar, dar temperatura cutiei de joncțiune va crește în continuare, ceea ce va afecta durata de viață a garniturii de cauciuc;Dacă este instalat în afara cutiei de joncțiune, pe de o parte, va afecta etanșarea generală a cutiei de joncțiune, pe de altă parte, este, de asemenea, ușor ca radiatorul să fie corodat.
3. Tipuri de cutii de joncțiune solare
Există două tipuri principale de cutii de joncțiune: obișnuite și în ghivece.
Cutiile de joncțiune obișnuite sunt sigilate cu etanșări din silicon, în timp ce cutiile de joncțiune umplute cu cauciuc sunt umplute cu silicon bicomponent.Cutia de joncțiune obișnuită a fost folosită mai devreme și este ușor de utilizat, dar inelul de etanșare este ușor de îmbătrânit atunci când este folosit pentru o lungă perioadă de timp.Cutia de joncțiune de tip ghiveci este complicat de operat (trebuie umplută cu gel de silice bicomponent și întărită), dar efectul de etanșare este bun și este rezistent la îmbătrânire, ceea ce poate asigura etanșarea eficientă pe termen lung a cutie de joncțiune, iar prețul este puțin mai ieftin.
4. Compoziția casetei de conectare solară
Cutia de conexiune solară este compusă din corpul cutiei, capacul cutiei, conectori, terminale, diode etc. Unii producători de cutii de joncțiune au proiectat radiatoare pentru a îmbunătăți distribuția temperaturii în cutie, dar structura generală nu s-a schimbat.
(1) Corpul cutiei
Corpul cutiei este partea principală a cutiei de joncțiune, cu terminale și diode încorporate, conectori externi și capace de cutie.Este partea cadrului a cutiei de conectare solară și suportă majoritatea cerințelor de rezistență la intemperii.Corpul cutiei este de obicei realizat din PPO, care are avantajele unei rigidități ridicate, rezistență ridicată la căldură, rezistență la foc și rezistență ridicată.
(2) Capac cutie
Capacul cutiei poate etanșa corpul cutiei, prevenind apa, praful și poluarea.Etanșeitatea se reflectă în principal în inelul de etanșare din cauciuc încorporat, care împiedică intrarea aerului și a umezelii în cutia de joncțiune.Unii producători pun un mic orificiu în centrul capacului și instalează membrana de dializă în aer.Membrana este respirabilă și impermeabilă și nu există infiltrații de apă timp de trei metri sub apă, ceea ce joacă un rol bun în disiparea căldurii și etanșare.
Corpul cutiei și capacul cutiei sunt în general turnate prin injecție din materiale cu rezistență bună la intemperii, care au caracteristicile unei bune elasticități, rezistență la șocuri la temperatură și rezistență la îmbătrânire.
(3) Conector
Conectorii conectează terminale și echipamente electrice externe, cum ar fi invertoare, controlere, etc. Conectorul este realizat din PC, dar PC-ul este ușor corodat de multe substanțe.Îmbătrânirea cutiilor de joncțiune solară se reflectă în principal în: conectorii sunt ușor corodați, iar piulițele din plastic sunt ușor crăpate la impactul la temperaturi scăzute.Prin urmare, durata de viață a cutiei de joncțiune este durata de viață a conectorului.
(4) Terminale
Diferiți producători de blocuri terminale distanța dintre terminale este, de asemenea, diferită.Există două tipuri de contact între terminal și firul de ieșire: unul este contact fizic, cum ar fi tipul de strângere, iar celălalt este tipul de sudare.
(5) Diode
Diodele din cutiile de joncțiune PV sunt utilizate ca diode de bypass pentru a preveni efectele punctelor fierbinți și pentru a proteja panourile solare.
Când panoul solar funcționează normal, dioda de bypass este în starea oprită și există un curent invers, adică curentul de întuneric, care este în general mai mic de 0,2 microamperi.Curentul întunecat reduce curentul produs de un panou solar, deși cu o cantitate foarte mică.
În mod ideal, fiecare celulă solară ar trebui să aibă conectată o diodă de bypass.Cu toate acestea, este foarte neeconomic din cauza unor factori precum prețul și costul diodelor de bypass, pierderile de curent întunecat și căderea de tensiune în condiții de funcționare.În plus, locația panoului solar este relativ concentrată și trebuie asigurate condiții suficiente de disipare a căldurii după conectarea diodei.
Prin urmare, este, în general, rezonabil să folosiți diode de bypass pentru a proteja mai multe celule solare interconectate.Acest lucru poate reduce costul de producție al panourilor solare, dar poate afecta negativ și performanța acestora.Dacă puterea unei celule solare dintr-o serie de celule solare este redusă, seria de celule solare, inclusiv cele care funcționează corect, sunt izolate de întregul sistem de panouri solare prin dioda de bypass.În acest fel, din cauza defecțiunii unui panou solar, puterea de ieșire a întregului panou solar va scădea foarte mult.
Pe lângă problemele de mai sus, conexiunea dintre o diodă de bypass și diodele de bypass adiacente trebuie, de asemenea, luată în considerare cu atenție.Aceste conexiuni sunt supuse unor solicitări care sunt produsul sarcinilor mecanice și modificărilor ciclice ale temperaturii.Prin urmare, în cazul utilizării pe termen lung a panoului solar, conexiunea menționată mai sus poate eșua din cauza oboselii, făcând astfel panoul solar anormal.
Efect Hot Spot
Într-o configurație de panou solar, celulele solare individuale sunt conectate în serie pentru a obține tensiuni mai mari ale sistemului.Odată ce una dintre celulele solare este blocată, celula solară afectată nu va mai funcționa ca sursă de energie, ci va deveni un consumator de energie.Alte celule solare neumbrite continuă să transporte curent prin ele, provocând pierderi mari de energie, dezvoltând „puncte fierbinți” și chiar deteriorând celulele solare.
Pentru a evita această problemă, diodele de bypass sunt conectate în paralel cu una sau mai multe celule solare în serie.Curentul de bypass ocolește celula solară ecranată și trece prin diodă.
Când celula solară funcționează normal, dioda de bypass este oprită în sens invers, ceea ce nu afectează circuitul;dacă există o celulă solară anormală conectată în paralel cu dioda de bypass, curentul întregii linii va fi determinat de celula solară de curent minim, iar curentul va fi determinat de zona de ecranare a celulei solare.Decide.Dacă tensiunea de polarizare inversă este mai mare decât tensiunea minimă a celulei solare, dioda de bypass va conduce și celula solară anormală va fi scurtcircuitată.
Se poate observa că punctul fierbinte este încălzirea cu panouri solare sau încălzirea locală, iar panoul solar de la punctul fierbinte este deteriorat, ceea ce reduce puterea de ieșire a panoului solar și chiar duce la casarea panoului solar, ceea ce reduce serios durata de viață. a panoului solar și aduce un pericol ascuns pentru siguranța generației de energie a centralei electrice, iar acumularea de căldură va duce la deteriorarea panoului solar.
Principiul de selecție a diodei
Selectarea diodei de bypass urmează în principal următoarele principii: ① Tensiunea de rezistență este de două ori tensiunea maximă de lucru inversă;② Capacitatea curentului este de două ori mai mare decât curentul de lucru invers maxim;③ Temperatura joncțiunii ar trebui să fie mai mare decât temperatura reală a joncțiunii;④ Rezistenta termica mica;⑤ scădere mică de presiune.
5. Parametrii de performanță al cutiei de joncțiune a modulului fotovoltaic
(1) Proprietăți electrice
Performanța electrică a cutiei de joncțiune a modulului fotovoltaic include în principal parametri precum tensiunea de lucru, curentul de lucru și rezistența.Pentru a măsura dacă o cutie de joncțiune este calificată, performanța electrică este o verigă crucială.
① Tensiune de lucru
Când tensiunea inversă pe diodă atinge o anumită valoare, dioda se va rupe și va pierde conductivitatea unidirecțională.Pentru a asigura siguranța utilizării, este specificată tensiunea maximă de lucru inversă, adică tensiunea maximă a dispozitivului corespunzător atunci când cutia de joncțiune funcționează în condiții normale de lucru.Tensiunea curentă de lucru a cutiei de joncțiune PV este de 1000 V (DC).
② Curent de temperatură de joncțiune
Cunoscut și ca curent de lucru, se referă la valoarea maximă a curentului direct care poate trece prin diodă atunci când funcționează continuu pentru o lungă perioadă de timp.Când curentul trece prin diodă, matrița este încălzită și temperatura crește.Când temperatura depășește limita admisă (aproximativ 140°C pentru tuburile din silicon și 90°C pentru tuburile cu germaniu), matrița se va supraîncălzi și va fi deteriorată.Prin urmare, dioda utilizată nu trebuie să depășească valoarea nominală a curentului de funcționare direct al diodei.
Când apare efectul punctului fierbinte, curentul trece prin diodă.În general, cu cât curentul de temperatură de joncțiune este mai mare, cu atât este mai bine și cu atât intervalul de lucru al cutiei de joncțiune este mai mare.
③Rezistența conexiunii
Nu există o cerință clară de gamă pentru rezistența de conectare, aceasta reflectă doar calitatea conexiunii dintre terminal și bara.Există două moduri de a conecta bornele, una este conexiunea de prindere și cealaltă este sudarea.Ambele metode au avantaje și dezavantaje:
În primul rând, prinderea este rapidă și întreținerea este convenabilă, dar zona cu blocul de borne este mică, iar conexiunea nu este suficient de fiabilă, rezultând o rezistență mare de contact și ușor de încălzit.
În al doilea rând, aria conductivă a metodei de sudare ar trebui să fie mică, rezistența de contact ar trebui să fie mică și conexiunea ar trebui să fie strânsă.Cu toate acestea, datorită temperaturii ridicate de lipire, dioda este ușor de ars în timpul funcționării.
(2) Lățimea benzii de sudură
Așa-numita lățime a electrodului se referă la lățimea liniei de ieșire a panoului solar, adică a barei colectoare, și include, de asemenea, distanța dintre electrozi.Având în vedere rezistența și distanța dintre barele colectoare, există trei specificații: 2,5 mm, 4 mm și 6 mm.
(3) Temperatura de funcționare
Cutia de joncțiune este utilizată împreună cu panoul solar și are o adaptabilitate puternică la mediu.În ceea ce privește temperatura, standardul actual este de – 40 ℃ ~ 85 ℃.
(4) Temperatura joncțiunii
Temperatura joncțiunii diodei afectează curentul de scurgere în starea oprită.În general, curentul de scurgere se dublează pentru fiecare creștere cu 10 grade a temperaturii.Prin urmare, temperatura nominală a joncțiunii a diodei trebuie să fie mai mare decât temperatura reală a joncțiunii.
Metoda de testare a temperaturii joncțiunii diodei este următoarea:
După încălzirea panoului solar la 75 (℃) timp de 1 oră, temperatura diodei de bypass ar trebui să fie mai mică decât temperatura maximă de funcționare.Apoi creșteți curentul invers la 1,25 ori ISC timp de 1 oră, dioda de bypass nu ar trebui să cedeze.
6. Precauții
(1) Test
Cutiile de joncțiuni solare trebuie testate înainte de utilizare.Elementele principale includ aspectul, etanșarea, evaluarea rezistenței la foc, calificarea diodei etc.
(2) Cum se utilizează cutia de joncțiune solară
① Vă rugăm să vă asigurați că cutia de joncțiune solară a fost testată și calificată înainte de utilizare.
② Înainte de a plasa comanda de producție, vă rugăm să confirmați distanța dintre terminale și procesul de layout.
③ Când instalați cutia de joncțiune, aplicați adeziv uniform și complet pentru a vă asigura că corpul cutiei și panoul de fundal al panoului solar sunt complet etanșate.
④ Asigurați-vă că distingeți polii pozitivi și negativi atunci când instalați cutia de joncțiune.
⑤ Când conectați bara de distribuție la terminalul de contact, asigurați-vă că verificați dacă tensiunea dintre bara de distribuție și terminal este suficientă.
⑥ Când utilizați terminale de sudură, timpul de sudare nu trebuie să fie prea lung, pentru a nu deteriora dioda.
⑦ Când instalați capacul cutiei, asigurați-vă că îl prindeți ferm.
2023-12-20
