Соединительная коробка солнечной панели представляет собой соединитель между солнечной панелью и устройством управления зарядкой и является важной частью солнечной панели.Это междисциплинарный комплексный проект, который сочетает в себе электрическое проектирование, механическое проектирование и материаловедение, чтобы предоставить пользователям комбинированную схему подключения солнечных панелей.
Основная функция соединительной коробки солнечной батареи — выводить по кабелю электрическую энергию, генерируемую солнечной панелью.Из-за особенностей и высокой цены солнечных элементов распределительные коробки солнечных батарей должны быть специально разработаны с учетом требований, предъявляемых к солнечным панелям.Мы можем выбрать один из пяти аспектов функции, характеристик, типа, состава и рабочих параметров распределительной коробки.
1. Функция соединительной коробки солнечной панели
Основная функция коробки подключения солнечной батареи заключается в соединении солнечной панели и нагрузки и использовании тока, генерируемого фотоэлектрической панелью, для выработки электроэнергии.Другая функция — защита отходящих проводов от воздействия горячих точек.
(1) Соединение
Распределительная коробка солнечной батареи действует как мост между солнечной панелью и инвертором.Внутри распределительной коробки ток, генерируемый солнечной панелью, через клеммы и разъемы поступает в электрооборудование.
Чтобы максимально снизить потери мощности распределительной коробки на солнечной панели, сопротивление проводящего материала, используемого в распределительной коробке солнечной панели, должно быть небольшим, а контактное сопротивление с подводящим проводом шины также должно быть небольшим. .
(2) Функция защиты коробки подключения солнечной батареи
Защитная функция распределительной коробки солнечных батарей состоит из трех частей:
1. Обходной диод используется для предотвращения эффекта горячей точки и защиты аккумулятора и солнечной панели;
2. Для герметизации конструкции используется специальный материал, который является водонепроницаемым и огнестойким;
3. Специальная конструкция рассеивания тепла уменьшает размер распределительной коробки, а рабочая температура байпасного диода снижает потери мощности солнечной панели из-за утечки тока.
2. Характеристики фотоэлектрической распределительной коробки
(1) Устойчивость к атмосферным воздействиям
Когда материал фотоэлектрической распределительной коробки используется на открытом воздухе, он выдерживает климатические испытания, такие как повреждения, вызванные светом, жарой, ветром и дождем.Открытыми частями фотоэлектрической распределительной коробки являются корпус коробки, крышка коробки и разъем MC4, которые изготовлены из устойчивых к атмосферным воздействиям материалов.В настоящее время наиболее часто используемым материалом является ППО, который входит в пятерку общеинженерных пластиков в мире.Он обладает такими преимуществами, как высокая жесткость, высокая термостойкость, огнестойкость, высокая прочность и отличные электрические свойства.
(2) Устойчивость к высокой температуре и влажности
Рабочая среда солнечных панелей очень суровая.Некоторые работают в тропических районах, где среднесуточная температура очень высока;некоторые работают на большой высоте и в высоких широтах, а рабочая температура очень низкая;в некоторых местах разница температур днем и ночью велика, например, в пустынных районах.Поэтому фотоэлектрические распределительные коробки должны обладать превосходными свойствами устойчивости к высоким и низким температурам.
(3) Устойчивость к ультрафиолетовому излучению
Ультрафиолетовые лучи наносят определенный вред пластиковым изделиям, особенно на плато с разреженным воздухом и высоким уровнем ультрафиолетового излучения.
(4) огнестойкость
Относится к свойству вещества или обработки материала, которое значительно задерживает распространение пламени.
(5) Водонепроницаемый и пылезащитный
Общая фотоэлектрическая распределительная коробка является водонепроницаемой и пыленепроницаемой по классу IP65, IP67, а фотоэлектрическая распределительная коробка Slocable может достигать самого высокого уровня IP68.
(6) Функция рассеивания тепла
Диоды и температура окружающей среды повышают температуру в распределительной коробке фотоэлектрической батареи.Когда диод проводит ток, он выделяет тепло.В то же время из-за контактного сопротивления между диодом и клеммой также выделяется тепло.Кроме того, повышение температуры окружающей среды также приведет к повышению температуры внутри распределительной коробки.
Компонентами внутри фотоэлектрической распределительной коробки, чувствительными к высоким температурам, являются уплотнительные кольца и диоды.Высокая температура ускорит скорость старения уплотнительного кольца и повлияет на герметичность распределительной коробки;В диоде существует обратный ток, и обратный ток будет удваиваться при повышении температуры на каждые 10 °C.Обратный ток уменьшает ток, потребляемый платой, влияя на мощность платы.Поэтому фотоэлектрические распределительные коробки должны иметь отличные свойства рассеивания тепла.
Распространенной тепловой схемой является установка радиатора.Однако установка радиаторов не решает полностью проблему отвода тепла.Если в фотоэлектрической распределительной коробке установлен радиатор, температура диода временно снизится, но температура распределительной коробки все равно увеличится, что повлияет на срок службы резинового уплотнения;При установке вне распределительной коробки, с одной стороны, это повлияет на общую герметизацию распределительной коробки, с другой стороны, радиатор легко подвергнется коррозии.
3. Типы солнечных распределительных коробок
Существует два основных типа распределительных коробок: обычные и герметизированные.
Обычные распределительные коробки герметизируются силиконовыми уплотнителями, а коробки с резиновым наполнением заполняются двухкомпонентным силиконом.Обычная распределительная коробка использовалась ранее и проста в эксплуатации, однако уплотнительное кольцо легко состаривается при длительном использовании.Распределительная коробка заливочного типа сложна в эксплуатации (ее необходимо заполнить двухкомпонентным силикагелем и отвердить), но эффект герметизации хороший, и она устойчива к старению, что может обеспечить долгосрочную эффективную герметизацию. распределительная коробка, да и цена немного дешевле.
4. Состав коробки подключения солнечной батареи
Распределительная коробка для подключения солнечных батарей состоит из корпуса коробки, крышки коробки, разъемов, клемм, диодов и т. д. Некоторые производители распределительных коробок разработали радиаторы для улучшения распределения температуры в коробке, но общая конструкция не изменилась.
(1) Коробчатый корпус
Корпус коробки является основной частью распределительной коробки со встроенными клеммами и диодами, внешними разъемами и крышками коробки.Это каркасная часть соединительной коробки солнечной батареи, отвечающая большинству требований по устойчивости к атмосферным воздействиям.Корпус коробки обычно изготавливается из ППО, который обладает преимуществами высокой жесткости, высокой термостойкости, огнестойкости и высокой прочности.
(2) Крышка коробки
Крышка коробки может герметизировать корпус коробки, предотвращая попадание воды, пыли и загрязнения.Герметичность в основном отражается на встроенном резиновом уплотнительном кольце, которое предотвращает попадание воздуха и влаги в распределительную коробку.Некоторые производители делают небольшое отверстие в центре крышки и устанавливают диализную мембрану на воздухе.Мембрана воздухопроницаема и непроницаема, вода не просачивается на глубину трех метров под водой, что играет хорошую роль в отводе тепла и герметизации.
Корпус и крышка коробки обычно изготавливаются литьем под давлением из материалов с хорошей устойчивостью к атмосферным воздействиям, которые обладают характеристиками хорошей эластичности, устойчивости к температурным ударам и устойчивости к старению.
(3) Разъем
Разъемы соединяют клеммы и внешнее электрооборудование, такое как инверторы, контроллеры и т. д. Разъем изготовлен из ПК, но ПК легко подвергается коррозии под действием многих веществ.Старение распределительных коробок солнечных батарей в основном проявляется в том, что разъемы легко подвергаются коррозии, а пластиковые гайки легко трескаются под воздействием низких температур.Следовательно, срок службы распределительной коробки равен сроку службы разъема.
(4) Терминалы
У разных производителей клеммников расстояние между клеммами также различно.Между клеммой и отходящим проводом существует два типа контакта: физический контакт, например, затяжной, а другой — сварочный.
(5) Диоды
Диоды в распределительных коробках фотоэлектрических модулей используются в качестве байпасных диодов для предотвращения эффектов перегрева и защиты солнечных панелей.
Когда солнечная панель работает нормально, байпасный диод находится в выключенном состоянии и существует обратный ток, то есть темновой ток, который обычно составляет менее 0,2 микроампера.Темновой ток уменьшает ток, производимый солнечной панелью, хотя и на очень небольшую величину.
В идеале к каждому солнечному элементу должен быть подключен байпасный диод.Однако это очень неэкономично из-за таких факторов, как цена и стоимость байпасных диодов, темновые потери тока и падение напряжения в рабочих условиях.Кроме того, расположение солнечной панели относительно сконцентрировано, и после подключения диода должны быть обеспечены достаточные условия отвода тепла.
Поэтому обычно разумно использовать обходные диоды для защиты нескольких соединенных между собой солнечных элементов.Это может снизить стоимость производства солнечных панелей, но также может отрицательно повлиять на их производительность.Если мощность одного солнечного элемента в серии солнечных элементов снижается, ряд солнечных элементов, включая те, которые работают правильно, изолируются от всей системы солнечных панелей с помощью байпасного диода.Таким образом, из-за выхода из строя одной солнечной панели выходная мощность всей солнечной панели сильно упадет.
Помимо вышеперечисленных проблем, необходимо также тщательно продумать соединение между байпасным диодом и соседними с ним байпасными диодами.Эти соединения подвергаются некоторым напряжениям, возникающим в результате механических нагрузок и циклических изменений температуры.Следовательно, при длительном использовании солнечной панели вышеупомянутое соединение может выйти из строя из-за усталости, что приведет к неисправности солнечной панели.
Эффект горячей точки
В конфигурации солнечной панели отдельные солнечные элементы соединены последовательно для достижения более высокого напряжения в системе.Как только один из солнечных элементов блокируется, затронутый солнечный элемент больше не будет работать как источник энергии, а станет потребителем энергии.Другие незатененные солнечные элементы продолжают пропускать через себя ток, вызывая большие потери энергии, создавая «горячие точки» и даже повреждая солнечные элементы.
Чтобы избежать этой проблемы, байпасные диоды подключаются параллельно с одним или несколькими солнечными элементами последовательно.Ток байпаса обходит экранированный солнечный элемент и проходит через диод.
Когда солнечный элемент работает нормально, байпасный диод выключается в обратном направлении, что не влияет на схему;Если параллельно байпасному диоду подключен ненормальный солнечный элемент, ток всей линии будет определяться минимальным током солнечного элемента, а ток будет определяться площадью экранирования солнечного элемента.Решать.Если напряжение обратного смещения выше минимального напряжения солнечного элемента, байпасный диод будет проводить ток и аномальный солнечный элемент закоротится.
Видно, что горячая точка - это нагрев солнечной панели или локальное отопление, а солнечная панель в горячей точке повреждается, что снижает выходную мощность солнечной панели и даже приводит к списанию солнечной панели, что серьезно сокращает срок службы. солнечной панели и создает скрытую опасность для безопасности производства электроэнергии на электростанции, а накопление тепла приведет к повреждению солнечной панели.
Принцип выбора диода
Выбор байпасного диода в основном следует следующим принципам: ① Выдерживаемое напряжение в два раза превышает максимальное обратное рабочее напряжение;② Текущая мощность в два раза превышает максимальный обратный рабочий ток;③ Температура перехода должна быть выше фактической температуры перехода;④ Термическое сопротивление небольшое;⑤ небольшое падение давления.
5. Рабочие параметры распределительной коробки фотоэлектрического модуля
(1) Электрические свойства
Электрические характеристики распределительной коробки фотоэлектрического модуля в основном включают такие параметры, как рабочее напряжение, рабочий ток и сопротивление.Чтобы определить, соответствует ли распределительная коробка требованиям, решающим фактором являются электрические характеристики.
①Рабочее напряжение
Когда обратное напряжение на диоде достигнет определенного значения, диод выйдет из строя и потеряет однонаправленную проводимость.В целях обеспечения безопасности использования указано максимальное обратное рабочее напряжение, то есть максимальное напряжение соответствующего устройства, когда распределительная коробка работает в нормальных условиях работы.Текущее рабочее напряжение фотоэлектрической распределительной коробки составляет 1000 В (постоянный ток).
②Ток температуры перехода
Также известный как рабочий ток, он относится к максимальному значению прямого тока, который может проходить через диод, когда он работает непрерывно в течение длительного времени.Когда ток протекает через диод, кристалл нагревается и температура повышается.Когда температура превышает допустимый предел (около 140°C для кремниевых трубок и 90°C для германиевых трубок), матрица перегревается и выходит из строя.Следовательно, используемый диод не должен превышать номинального значения прямого рабочего тока диода.
Когда возникает эффект горячей точки, через диод течет ток.Вообще говоря, чем больше ток температуры перехода, тем лучше и больше рабочий диапазон распределительной коробки.
③Сопротивление соединения
Не существует четких требований к диапазону сопротивления соединения, оно отражает только качество соединения между клеммой и шиной.Существует два способа соединения клемм: зажимное соединение и сварка.Оба метода имеют преимущества и недостатки:
Прежде всего, зажим быстрый и обслуживание удобное, но площадь с клеммником небольшая, а соединение недостаточно надежное, в результате чего получается высокое контактное сопротивление и легкость нагрева.
Во-вторых, проводящая площадь метода сварки должна быть небольшой, контактное сопротивление должно быть небольшим, а соединение должно быть герметичным.Однако из-за высокой температуры пайки диод легко сгореть в процессе работы.
(2) Ширина сварочной полосы
Так называемая ширина электрода относится к ширине отходящей линии солнечной панели, то есть шины, а также включает в себя расстояние между электродами.Учитывая сопротивление и расстояние между шинами, существует три спецификации: 2,5 мм, 4 мм и 6 мм.
(3) Рабочая температура
Распределительная коробка используется вместе с солнечной панелью и обладает высокой адаптируемостью к окружающей среде.Что касается температуры, текущий стандарт составляет – 40 ℃ ~ 85 ℃.
(4) Температура перехода
Температура диодного перехода влияет на ток утечки в выключенном состоянии.Вообще говоря, ток утечки удваивается при повышении температуры на каждые 10 градусов.Следовательно, номинальная температура перехода диода должна быть выше фактической температуры перехода.
Метод испытания температуры диодного перехода следующий:
После нагрева солнечной панели до 75°С в течение 1 часа температура байпасного диода должна быть ниже его максимальной рабочей температуры.Затем увеличьте обратный ток в 1,25 раза ISC на 1 час, обходной диод не должен выйти из строя.
6. Меры предосторожности
(1) Тест
Перед использованием солнечные распределительные коробки должны быть проверены.К основным параметрам относятся внешний вид, герметизация, класс огнестойкости, квалификация диода и т. д.
(2) Как использовать распределительную коробку солнечной батареи
① Перед использованием убедитесь, что распределительная коробка солнечной батареи проверена и сертифицирована.
② Перед размещением производственного заказа подтвердите расстояние между клеммами и процесс компоновки.
③При установке распределительной коробки равномерно и тщательно нанесите клей, чтобы обеспечить полную герметичность корпуса коробки и объединительной панели солнечной панели.
④При установке распределительной коробки обязательно различайте положительный и отрицательный полюса.
⑤ При подключении шины к контактной клемме обязательно проверьте, достаточно ли натяжение между шиной и клеммой.
⑥ При использовании сварочных клемм время сварки не должно быть слишком большим, чтобы не повредить диод.
⑦При установке крышки коробки обязательно надежно зафиксируйте ее.
20 декабря 2023 г.
