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      2. 影響電站安全的“元兇”—— 接線盒

         作為光伏組件的配套產品,接線盒所占成本不及電池成本十分之一,但卻是決定光伏組件最終能否正常工作的重要部件。如果接線盒選取不當,可使電池板燒毀從而影響整個光伏系統性能。Shk山東宏昇機械科技有限公司

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        圖1 接線盒燒毀引發背板燒焦從而導致組件破碎Shk山東宏昇機械科技有限公司

        目前,市場上接線盒的品牌較多,產品質量也是參差不齊,接線盒在系統應用中出現的問題也是越來越多。今天就從接線盒的組成、作用、測試標準、選型、接線盒的質量改進建議及發展方向五個方面帶大家全面了解一下接線盒。Shk山東宏昇機械科技有限公司

        1 接線盒的組成及材料Shk山東宏昇機械科技有限公司

        接線盒樣式多種多樣,但基本結構都是不變的,包括盒體、盒蓋、連接器、接線端子、二極管等,一些接線盒廠家設計了散熱片加強盒內溫度的散發,也有一些接線盒廠家做了其他方面細節的設計,但是總的結構沒有發生變化。Shk山東宏昇機械科技有限公司

        卡接式接線盒具體結構如下圖所示:Shk山東宏昇機械科技有限公司

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        簡單的接線盒所需要的材料最少十多種,原材料的性能及使用壽命關乎著接線盒本身的質量,所以接線盒的材料一直受到廠商及光伏運維者的高度關注,表1例舉了接線盒原材料的材質:Shk山東宏昇機械科技有限公司

        表1 接線盒原材料材質Shk山東宏昇機械科技有限公司

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        2 接線盒的作用Shk山東宏昇機械科技有限公司

        光伏接線盒主要具有兩種功能:基本功能為連接光伏組件和負載,將組件產生的電流引出并產生功率。附加功能為保護組件引出線,防止熱斑效應。Shk山東宏昇機械科技有限公司

        2.1連接

        接線盒作為連接器件,起到連接太陽能組件與逆變器等控制裝置的橋梁作用。接線盒內部通過接線端子和連接器將太陽能組件產生的電流引出并導入到用電設備中。為了盡量減小接線盒對組件功率的損耗,接線盒所用的導電材料要求電阻小,比匯流帶引出線的接觸電阻要小。Shk山東宏昇機械科技有限公司

        2.2保護

        接線盒的保護作用包括三部分,一是通過旁路二極管防止熱斑效應,保護電池片及組件;二是通過特殊材料密封設計防水防火;三是通過特殊的散熱設計降低接線盒的工作溫度,減小旁路二極管的溫度,進而降低其漏電流對組件功率的損耗。Shk山東宏昇機械科技有限公司

        3 接線盒的測試標準Shk山東宏昇機械科技有限公司

        接線盒在使用之前要進行測試,主要檢查外觀、密封性、防火等級、二極管等方面。Shk山東宏昇機械科技有限公司

        測試的明細如下表:Shk山東宏昇機械科技有限公司

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        4 接線盒的選型注意事項Shk山東宏昇機械科技有限公司

        4.1耐候性

         

        耐候性是指:材料經受室外氣候的耐受能力。(室外氣候如光照、冷熱、風雨、細菌等。)Shk山東宏昇機械科技有限公司

        接線盒暴露在環境中的部分為盒體、盒蓋及連接器(PC),它們都是由耐候性強的材料制作,目前最常用的材料為PPO(聚苯醚),它的負荷變形溫度可達190℃以上,脆化溫度為-170℃,是世界五大通用工程塑料之一,具有剛性大、耐熱性高、阻燃性高、強度較高、電性能優良等優點。另外,聚本醚還具有耐磨、無毒、耐污染等優點。PPO的介電常數和介電損耗在工程塑料中是最小的品種之一,幾乎不受溫度、濕度的影響,可用于低、中、高頻電場領域。Shk山東宏昇機械科技有限公司

        4.1.1耐高溫高濕

        組件的工作環境非常惡劣,有的工作在熱帶地區,日平均溫度非常高;有的工作溫度非常低,如高海拔地區、高緯度地區;有的晝夜溫差非常大,如沙漠地區。因此要求接線盒要有優良的耐高溫,耐低溫性能。Shk山東宏昇機械科技有限公司

        耐候性測試如下表所示:Shk山東宏昇機械科技有限公司

        表3 耐候性測試條件Shk山東宏昇機械科技有限公司

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        4.1.2耐紫外線Shk山東宏昇機械科技有限公司

        紫外線對塑料產品都有一定的破壞,尤其是高原地帶空氣稀薄,紫外線輻照度很高。Shk山東宏昇機械科技有限公司

        4.2阻燃性

        阻燃性是指物質具有的或材料經處理后具有的明顯推遲火焰蔓延的性質。Shk山東宏昇機械科技有限公司

        阻燃等級由HB,V-2,V-1向V-0逐級遞增:Shk山東宏昇機械科技有限公司

        HB:UL94和CSA C22.2 No 0.17標準中最低的阻燃等級。要求對于3到13毫米厚的樣品,燃燒速度小于40毫米每分鐘;小于3毫米厚的樣品,燃燒速度小于70毫米每分鐘;或者在100毫米的標志前熄滅。Shk山東宏昇機械科技有限公司

        V-2:對樣品進行兩次10秒的燃燒測試后,火焰在60秒內熄滅??梢杂腥紵锏粝?。Shk山東宏昇機械科技有限公司

        V-1:對樣品進行兩次10秒的燃燒測試后,火焰在60秒內熄滅。不能有燃燒物掉下。Shk山東宏昇機械科技有限公司

        V-0:對樣品進行兩次10秒的燃燒測試后,火焰在30秒內熄滅。不能有燃燒物掉下。Shk山東宏昇機械科技有限公司

        4.3防水防塵

        標準:GB 4208 2008《外殼防護等級(IP代碼)》中規定的防塵防水等級IP等級,表示為:Shk山東宏昇機械科技有限公司

        第一個X表示防塵等級;第二個X表示防水等級。Shk山東宏昇機械科技有限公司

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        一般接線盒的防水防塵等級為IP65。Shk山東宏昇機械科技有限公司

        4.4散熱性Shk山東宏昇機械科技有限公司

        使接線盒內溫度升高的因素主要為二極管和環境溫度。二極管在導通時會產生熱量,同時,由于二極管和接線端子存在接觸電阻,也會產生熱量。另外,環境溫度升高也會使接線盒內部溫度升高。Shk山東宏昇機械科技有限公司

        接線盒內容易受高溫影響的部件為密封圈,二極管。高溫會加速密封圈的老化速度,影響接線盒的密封性;二極管內部存在反向電流,溫度每升高10℃,反向電流就會增大一倍,反向電流會減小組件產生的電流,影響組件的功率。所以,接線盒必須具備優良的散熱性,或作特殊的散熱設計。Shk山東宏昇機械科技有限公司

        常見的散熱設計為安裝散熱片。但是安裝散熱片并沒有徹底解決散熱問題。因為如果在接線盒內部安裝散熱片,雖然暫時降低了二極管的管溫,但是仍然會使接線盒溫度升高,影響橡膠密封圈的使用壽命;如果安裝在盒外面,一方面會影響接線盒整體的密封性,也會容易使散熱片被腐蝕。Shk山東宏昇機械科技有限公司

        5 接線盒的質量改進建議及發展方向Shk山東宏昇機械科技有限公司

        5.1接線盒質量改進要點

        作為光伏組件的配套產品,接線盒所占成本不及電池成本十分之一,但卻是決定光伏組件最終能否正常工作的重要部件。因此,接線盒質量應從以下幾個方面來改進:Shk山東宏昇機械科技有限公司

        • 將盒體、盒蓋分體,由密封圈密封的設計,改進為盒體、盒蓋壓接一體式密封處理,加強整個接線盒結構密封性和密封強度。Shk山東宏昇機械科技有限公司

        • 根據目前組件認證、制造、使用的需要,建議接線盒內預留擴展連接座;裝配不同規格的二極管可以隨時改變接線盒的最大工作電流;根據組件生產工藝在接線盒裝配中保留密封膠和灌封膠兩種安裝方式。Shk山東宏昇機械科技有限公司

        • 考慮在接線盒盒蓋設置導氣閥以導出盒體內部熱量,或在接線盒內部采用薄片狀金屬端子,增加散熱片,以達到降溫的作用。Shk山東宏昇機械科技有限公司

        • 通過系列測試,研究不同類型硅膠和不同材質背板材料的相互匹配性,為光伏組件制造商提供接線盒安裝、使用、匹配的整套解決方案。Shk山東宏昇機械科技有限公司

        5.2接線盒的發展方向

        接線盒對太陽能電池組件起著非常重要的作用,隨著整個光伏市場的應用,各大接線盒廠商都在朝著提供更高質量接線盒的方向努力,比如設計出高額定電流、高防水性、優良的散熱性、低電阻等的接線盒。Shk山東宏昇機械科技有限公司

        同時,隨著光伏智能化監控的不斷發展,智能接線盒也是未來接線盒發展的大趨勢。這種智能接線盒可以隨時監控到每一塊組件的運行狀態,具備組件最大輸出點跟蹤功能,可以最大化發電量,同時滿足組件級監控的要求。Shk山東宏昇機械科技有限公司

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