光伏接線盒的組成及選型原則
作為光伏組件的配套產(chǎn)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(dāng),可使電池板燒毀從而影響整個光伏系統(tǒng)性能。
圖1 接線盒燒毀引發(fā)背板燒焦從而導(dǎo)致組件破碎
目前,市場上接線盒的品牌較多,產(chǎn)品質(zhì)量也是參差不齊,接線盒在系統(tǒng)應(yīng)用中出現(xiàn)的問題也是越來越多。今天就從接線盒的組成、作用、測試標(biāo)準(zhǔn)、選型、接線盒的質(zhì)量改進建議及發(fā)展方向五個方面帶大家全面了解一下接線盒。
1 接線盒的組成及材料
接線盒樣式多種多樣,但基本結(jié)構(gòu)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(shè)計了散熱片加強盒內(nèi)溫度的散發(fā),也有一些接線盒廠家做了其他方面細節(jié)的設(shè)計,但是總的結(jié)構(gòu)沒有發(fā)生變化。
卡接式接線盒具體結(jié)構(gòu)如下圖所示:
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(guān)乎著接線盒本身的質(zhì)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(guān)注,表1例舉了接線盒原材料的材質(zhì):
表1 接線盒原材料材質(zhì)
2 接線盒的作用
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(chǎn)生的電流引出并產(chǎn)生功率。附加功能為保護組件引出線,防止熱斑效應(yīng)。
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(nèi)部通過接線端子和連接器將太陽能組件產(chǎn)生的電流引出并導(dǎo)入到用電設(shè)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(dǎo)電材料要求電阻小,比匯流帶引出線的接觸電阻要小。
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(yīng),保護電池片及組件;二是通過特殊材料密封設(shè)計防水防火;三是通過特殊的散熱設(shè)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。
3 接線盒的測試標(biāo)準(zhǔn)
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。測試的明細如下表:
4 接線盒選型注意事項
1.耐候性
耐候性是指:材料經(jīng)受室外氣候的耐受能力。(室外氣候如光照、冷熱、風(fēng)雨、細菌等。)
接線盒暴露在環(huán)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(yōu)良等優(yōu)點。另外,聚本醚還具有耐磨、無毒、耐污染等優(yōu)點。PPO的介電常數(shù)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(lǐng)域。
1.1耐高溫高濕
組件的工作環(huán)境非常惡劣,有的工作在熱帶地區(qū),日平均溫度非常高;有的工作溫度非常低,如高海拔地區(qū)、高緯度地區(qū);有的晝夜溫差非常大,如沙漠地區(qū)。因此要求接線盒要有優(yōu)良的耐高溫,耐低溫性能。
耐候性測試如下表所示:
表3 耐候性測試條件
1.2耐紫外線
紫外線對塑料產(chǎn)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。
2.阻燃性
阻燃性是指物質(zhì)具有的或材料經(jīng)處理后具有的明顯推遲火焰蔓延的性質(zhì)。
阻燃等級由HB,V-2,V-1向V-0逐級遞增:
HB:UL94和CSA C22.2 No 0.17標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)志前熄滅。
V-2:對樣品進行兩次10秒的燃燒測試后,火焰在60秒內(nèi)熄滅??梢杂腥紵锏粝隆?/p>
V-1:對樣品進行兩次10秒的燃燒測試后,火焰在60秒內(nèi)熄滅。不能有燃燒物掉下。
V-0:對樣品進行兩次10秒的燃燒測試后,火焰在30秒內(nèi)熄滅。不能有燃燒物掉下。
3. 防水防塵
標(biāo)準(zhǔn):GB 4208 2008《外殼防護等級(IP代碼)》中規(guī)定的防塵防水等級IP等級,表示為:第一個X表示防塵等級;第二個X表示防水等級。
一般接線盒的防水防塵等級為IP65。
4.散熱性
使接線盒內(nèi)溫度升高的因素主要為二極管和環(huán)境溫度。二極管在導(dǎo)通時會產(chǎn)生熱量,同時,由于二極管和接線端子存在接觸電阻,也會產(chǎn)生熱量。另外,環(huán)境溫度升高也會使接線盒內(nèi)部溫度升高。
接線盒內(nèi)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(nèi)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(chǎn)生的電流,影響組件的功率。所以,接線盒必須具備優(yōu)良的散熱性,或作特殊的散熱設(shè)計。
常見的散熱設(shè)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(nèi)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。
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