2023-12-20
Solpanelens anslutningsbox är kontakten mellan solpanelen och laddningskontrollenheten och är en viktig del av solpanelen.Det är en tvärvetenskaplig omfattande design som kombinerar elektrisk design, mekanisk design och materialvetenskap för att ge användarna ett kombinerat anslutningssystem för solpaneler.
Huvudfunktionen hos solcellsboxen är att mata ut den elektriska energin som genereras av solpanelen genom kabeln.På grund av solcellernas speciella egenskaper och höga pris måste kopplingslådor för solceller vara speciellt utformade för att uppfylla kraven för solpaneler.Vi kan välja mellan fem aspekter av kopplingsboxens funktion, egenskaper, typ, sammansättning och prestandaparametrar.
Den grundläggande funktionen hos solcellsboxen är att ansluta solpanelen och lasten och dra strömmen som genereras av solcellspanelen för att generera elektricitet.En annan funktion är att skydda de utgående ledningarna från hot spot-effekter.
Solcellsboxen fungerar som en brygga mellan solpanelen och växelriktaren.Inuti kopplingsdosan dras strömmen som genereras av solpanelen ut genom plintar och kontakter och in i den elektriska utrustningen.
För att minska strömförlusten från kopplingsboxen till solpanelen så mycket som möjligt, bör motståndet hos det ledande materialet som används i solpanelens kopplingsbox vara litet, och kontaktresistansen med samlingsskenans ledning ska också vara liten .
Skyddsfunktionen för solcellsboxen innehåller tre delar:
1. Genom bypass-dioden används för att förhindra hot spot-effekten och skydda batteriet och solpanelen;
2. Det speciella materialet används för att försegla designen, som är vattentät och brandsäker;
3. Den speciella värmeavledningsdesignen minskar kopplingsdosan och bypassdiodens driftstemperatur minskar förlusten av solpanelsström på grund av strömläckage.
(1) Väderbeständighet
När solcellsdosans material används utomhus kommer det att klara klimatets prövning, såsom skador orsakade av ljus, värme, vind och regn.De exponerade delarna av PV-kopplingsdosan är boxkroppen, boxkåpan och MC4-kontakten, som alla är gjorda av väderbeständiga material.För närvarande är det mest använda materialet PPO, som är en av de fem allmänna tekniska plasterna i världen.Det har fördelarna med hög styvhet, hög värmebeständighet, brandbeständighet, hög hållfasthet och utmärkta elektriska egenskaper.
(2) Beständighet mot hög temperatur och fuktighet
Arbetsmiljön för solpaneler är mycket hård.Vissa verkar i tropiska områden, och den dagliga medeltemperaturen är mycket hög;vissa arbetar i områden på hög höjd och hög latitud, och driftstemperaturen är mycket låg;på vissa ställen är temperaturskillnaden mellan dag och natt stor, som ökenområden.Därför krävs att fotovoltaiska kopplingslådor har utmärkta egenskaper för hög temperatur och låg temperatur.
(3) UV-beständig
Ultravioletta strålar har vissa skador på plastprodukter, särskilt i platåområden med tunn luft och hög ultraviolett bestrålning.
(4) Flamskydd
Avser den egenskap som innehas av ett ämne eller genom behandling av ett material som avsevärt försenar spridningen av lågor.
(5) Vattentät och dammtät
Den allmänna solcellsboxen är vattentät och dammtät IP65, IP67, och den förskjutbara solcellsboxen kan nå den högsta nivån av IP68.
(6) Värmeavledningsfunktion
Dioder och omgivningstemperatur ökar temperaturen i PV-kopplingsdosan.När dioden leder genererar den värme.Samtidigt genereras också värme på grund av kontaktresistansen mellan dioden och terminalen.Dessutom kommer ökningen av omgivningstemperaturen också att öka temperaturen inuti kopplingsdosan.
Komponenter inuti PV-kopplingsdosan som är känsliga för höga temperaturer är tätningsringar och dioder.Hög temperatur kommer att påskynda åldringshastigheten för tätningsringen och påverka tätningsprestandan hos kopplingsboxen;det finns en omvänd ström i dioden, och den omvända strömmen kommer att fördubblas för varje 10 °C ökning av temperaturen.Omvänd ström minskar strömmen som dras av kretskortet, vilket påverkar kortets effekt.Därför måste solcellsdosor ha utmärkta värmeavledningsegenskaper.
En vanlig termisk design är att installera en kylfläns.Att installera kylflänsar löser dock inte problemet med värmeavledning helt.Om en kylfläns är installerad i solcellsboxen kommer diodens temperatur tillfälligt att minska, men temperaturen på kopplingsboxen kommer fortfarande att öka, vilket kommer att påverka livslängden på gummitätningen;Om det installeras utanför kopplingsdosan kommer det å ena sidan att påverka den totala tätningen av kopplingsdosan, å andra sidan är det också lätt att kylflänsen korroderas.
Det finns två huvudtyper av kopplingslådor: vanliga och krukade.
Vanliga kopplingsdosor tätas med silikontätningar medan gummifyllda kopplingsdosor är fyllda med tvåkomponents silikon.Den ordinarie kopplingsdosan har använts tidigare och är lätt att använda, men tätningsringen är lätt att åldras när den används under lång tid.Kopplingsboxen av ingjutningstyp är komplicerad att använda (den måste fyllas med tvåkomponents kiselgel och härdas), men tätningseffekten är bra och den är resistent mot åldring, vilket kan säkerställa en långsiktig effektiv tätning av kopplingsdosa, och priset är något billigare.
Kopplingsdosan för solenergi är sammansatt av boxkropp, boxkåpa, kontakter, terminaler, dioder etc. Vissa kopplingsboxtillverkare har designat kylflänsar för att förbättra temperaturfördelningen i boxen, men den övergripande strukturen har inte förändrats.
(1) Boxkropp
Boxkroppen är huvuddelen av kopplingsdosan, med inbyggda terminaler och dioder, externa kontakter och boxkåpor.Det är ramdelen av solcellsboxen och klarar de flesta kraven på väderbeständighet.Boxkroppen är vanligtvis gjord av PPO, vilket har fördelarna med hög styvhet, hög värmebeständighet, brandbeständighet och hög hållfasthet.
(2) Boxlock
Lådlocket kan försegla lådkroppen och förhindra vatten, damm och föroreningar.Tätheten återspeglas främst i den inbyggda gummitätningsringen, som hindrar luft och fukt från att komma in i kopplingsdosan.Vissa tillverkare sätter ett litet hål i mitten av locket och installerar dialysmembranet i luften.Membranet är andningsbart och ogenomträngligt, och det finns inget vattenläckage på tre meter under vattnet, vilket spelar en bra roll för värmeavledning och tätning.
Lådan och lådlocket är i allmänhet formsprutade av material med god väderbeständighet, som har egenskaperna god elasticitet, temperaturchockbeständighet och åldringsbeständighet.
(3) Anslutning
Kontakter ansluter plintar och extern elektrisk utrustning som växelriktare, styrenheter etc. Kontakten är gjord av PC, men PC korroderas lätt av många ämnen.Åldrandet av solcellsdosor återspeglas främst i: kopplingar är lätta att korrodera och plastmuttrar spricker lätt vid låga temperaturer.Därför är kopplingsdosans livslängd kontaktens livslängd.
(4) Terminaler
Olika tillverkare av kopplingsplintar är också olika.Det finns två typer av kontakt mellan terminalen och den utgående ledningen: en är fysisk kontakt, såsom åtdragningstyp, och den andra är svetstyp.
(5) Dioder
Dioder i PV-kopplingsdosor används som bypass-dioder för att förhindra hot spot-effekter och skydda solpaneler.
När solpanelen fungerar normalt är bypass-dioden i avstängt läge, och det finns en omvänd ström, det vill säga den mörka strömmen, som vanligtvis är mindre än 0,2 mikroampere.Mörk ström minskar strömmen som produceras av en solpanel, om än med en mycket liten mängd.
Helst bör varje solcell ha en bypass-diod ansluten.Det är dock mycket oekonomiskt på grund av faktorer som pris och kostnad för bypass-dioder, mörkströmsförluster och spänningsfall under driftförhållanden.Dessutom är placeringen av solpanelen relativt koncentrerad, och tillräckliga värmeavledningsförhållanden bör tillhandahållas efter att dioden har anslutits.
Därför är det i allmänhet rimligt att använda bypass-dioder för att skydda flera sammankopplade solceller.Detta kan minska produktionskostnaden för solpaneler, men kan också påverka deras prestanda negativt.Om uteffekten av en solcell i en serie solceller minskar, isoleras serien av solceller, inklusive de som fungerar korrekt, från hela solpanelssystemet av bypass-dioden.På så sätt, på grund av fel på en solpanel, kommer uteffekten från hela solpanelen att sjunka mycket.
Förutom ovanstående frågor måste kopplingen mellan en bypass-diod och dess intilliggande bypass-dioder också noggrant övervägas.Dessa anslutningar är föremål för vissa påfrestningar som är produkten av mekaniska belastningar och cykliska temperaturförändringar.Därför, vid långvarig användning av solpanelen, kan ovan nämnda anslutning misslyckas på grund av trötthet, vilket gör solpanelen onormal.
Hot Spot-effekt
I en solpanelskonfiguration kopplas enskilda solceller i serie för att uppnå högre systemspänningar.När en av solcellerna väl är blockerad kommer den drabbade solcellen inte längre att fungera som strömkälla, utan bli en energikonsument.Andra oskuggade solceller fortsätter att leda ström genom dem, vilket orsakar höga energiförluster, utvecklar "hot spots" och till och med skadar solcellerna.
För att undvika detta problem kopplas bypass-dioder parallellt med en eller flera solceller i serie.Bypassström går förbi den skärmade solcellen och passerar genom dioden.
När solcellen fungerar normalt stängs bypass-dioden av i omvänd riktning, vilket inte påverkar kretsen;om det finns en onormal solcell parallellkopplad med bypass-dioden, kommer hela ledningens ström att bestämmas av den lägsta strömstyrkan av solcellen och strömmen avgörs av solcellens skärmningsarea.Besluta.Om den omvända förspänningen är högre än den lägsta spänningen för solcellen kommer bypass-dioden att leda och den onormala solcellen kortsluts.
Det kan ses att den heta platsen är solpanelsuppvärmning eller lokal uppvärmning, och solpanelen vid den heta platsen är skadad, vilket minskar solpanelens effekt och till och med leder till skrotning av solpaneler, vilket allvarligt minskar livslängden. av solpanelen och medför dolda fara för kraftverkets elproduktionssäkerhet, och värmeackumuleringen kommer att leda till skador på solpanelen.
Diodvalsprincip
Valet av bypass-diod följer huvudsakligen följande principer: ① Motståndsspänningen är två gånger den maximala omvända arbetsspänningen;② Strömkapaciteten är två gånger den maximala omvända arbetsströmmen;③ Korsningstemperaturen bör vara högre än den faktiska korsningstemperaturen;④ Termiskt motstånd liten;⑤ litet tryckfall.
(1) Elektriska egenskaper
Den elektriska prestandan hos PV-modulens kopplingsdosa inkluderar huvudsakligen parametrar som arbetsspänning, arbetsström och resistans.För att mäta om en kopplingsdosa är kvalificerad är elektrisk prestanda en avgörande länk.
①Arbetsspänning
När den omvända spänningen över dioden når ett visst värde kommer dioden att gå sönder och förlora enkelriktad ledningsförmåga.För att säkerställa användningssäkerheten specificeras den maximala omvända arbetsspänningen, det vill säga den maximala spänningen för motsvarande enhet när kopplingsdosan fungerar under normala arbetsförhållanden.Den aktuella arbetsspänningen för PV-kopplingsdosan är 1000V (DC).
②Kopplingstemperaturström
Även känd som arbetsström, det hänvisar till det maximala framåtströmvärde som tillåts passera genom dioden när den arbetar kontinuerligt under en längre tid.När ström flyter genom dioden värms formen upp och temperaturen stiger.När temperaturen överskrider den tillåtna gränsen (cirka 140°C för kiselrör och 90°C för germaniumrör), kommer formen att överhettas och skadas.Därför bör dioden som används inte överstiga diodens nominella framdriftsströmvärde.
När hot spot-effekten uppstår flyter ström genom dioden.Generellt sett gäller att ju större kopplingstemperaturströmmen är, desto bättre och desto större arbetsområde för kopplingsdosan.
③Anslutningsmotstånd
Det finns inget tydligt räckviddskrav på anslutningsmotståndet, det återspeglar endast kvaliteten på anslutningen mellan plint och samlingsskena.Det finns två sätt att ansluta terminalerna, det ena är klämkoppling och det andra är svetsning.Båda metoderna har fördelar och nackdelar:
Först och främst är fastspänningen snabb och underhållet är bekvämt, men området med anslutningsblocket är litet och anslutningen är inte tillräckligt tillförlitlig, vilket resulterar i hög kontaktmotstånd och lätt att värma.
För det andra bör svetsmetodens ledande yta vara liten, kontaktmotståndet ska vara litet och anslutningen ska vara tät.Men på grund av den höga lödtemperaturen är dioden lätt att bränna ut under drift.
(2) Bredd på svetsremsan
Den så kallade elektrodbredden avser bredden på solpanelens utgående linje, det vill säga samlingsskenan, och inkluderar även avståndet mellan elektroderna.Med tanke på skenans motstånd och avstånd finns det tre specifikationer: 2,5 mm, 4 mm och 6 mm.
(3) Driftstemperatur
Kopplingsdosan används i kombination med solpanelen och har en stark anpassningsförmåga till miljön.När det gäller temperatur är den nuvarande standarden – 40 ℃ ~ 85 ℃.
(4) Kopplingstemperatur
Diodövergångstemperaturen påverkar läckströmmen i avstängt tillstånd.Generellt sett fördubblas läckströmmen för varje 10 graders temperaturökning.Därför måste den nominella kopplingstemperaturen för dioden vara högre än den faktiska kopplingstemperaturen.
Testmetoden för diodövergångstemperatur är som följer:
Efter att ha värmt upp solpanelen till 75(℃) i 1 timme, bör temperaturen på bypass-dioden vara lägre än dess maximala driftstemperatur.Öka sedan backströmmen till 1,25 gånger ISC i 1 timme, bypassdioden ska inte misslyckas.
(1) Test
Solar kopplingsdosor bör testas före användning.De viktigaste punkterna inkluderar utseende, tätning, brandbeständighet, diodkvalifikation, etc.
(2) Hur man använder Solar Junction Box
① Se till att solcellsboxen har testats och kvalificerats före användning.
② Innan du lägger produktionsordern, bekräfta avståndet mellan terminalerna och layoutprocessen.
③När du installerar kopplingsdosan, applicera lim jämnt och heltäckande för att säkerställa att boxkroppen och solpanelens bakplan är helt förseglade.
④Se till att skilja de positiva och negativa polerna när du installerar kopplingsdosan.
⑤ Vid anslutning av samlingsskenan till kontaktplinten, se till att kontrollera om spänningen mellan samlingsskenan och plinten är tillräcklig.
⑥ Vid användning av svetsterminaler bör svetstiden inte vara för lång för att inte skada dioden.
⑦När du installerar lådans lock, se till att klämma fast det ordentligt.
Dongguan Slocable Photovoltaic Technology Co., LTD.
Lägg till: Guangda Manufacturing Hongmei Science and Technology Park, nr. 9-2, Hongmei-sektionen, Wangsha Road, Hongmei Town, Dongguan, Guangdong, Kina
TEL:0769-22010201
