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俞老师课堂第三课 | 光伏接线盒

发布日期: 2017-10-20

俞老师课堂第三课

光伏接线盒




一、什么是光伏接线盒



光伏接线盒是太阳能发电系统(或称光伏发电系统)中的一个重要配件,它的作用是连接太阳能电池组件(或称太阳能电池板),并将太阳能电池组件产生的电能经电缆导出。

由于太阳能电池组件使用场合的特殊性和其本身的昂贵价值,光伏接线盒必须经过特殊设计才能满足太阳能电池组件的使用,在光伏发电系统中,如果光伏接线盒选取不当,可能使电池板烧毁甚至整个光伏系统崩溃,所以了解光伏接线盒的工作原理和选用方法显得特别重要。

下图是太阳能系统的一张背面照片,红色圈内黑色的部分就是光伏接线盒,每块太阳板上都有一个接线盒。



二、光伏接线盒的功能


2.1
连接功能

接线盒作为连接器,起到连接太阳能组件与逆变器等控制装置的桥梁作用。接线盒内部通过接线端子和连接器将太阳能组件产生的电流引出并导入到用电设备中。为了尽量减小接线盒对组件功率的损耗,接线盒所用的导电材料要求电阻小,和汇流带引出线的接触电阻要小。


2.2
保护功能

接线盒的保护作用包括三部分:

一是通过旁路二极管防止热斑效应,保护电池片及组件;

二是通过特殊材料密封设计防水防火;

三是通过特殊的散热设计降低接线盒的工作温度,减小旁路二极管的温度,进而降低其漏电流对组件功率的损耗。



三、光伏接线盒的性能


3.1
光伏接线盒的耐候性

耐候性是指:材料如涂料、塑料、橡胶制品等,应用于室外经受气候的考验,如光照、冷热、风雨、细菌等造成的综合破坏,其耐受能力叫耐候性。

接线盒暴露在环境中的部分为盒体、盒盖及连接器(PC),它们都是由耐候性强的材料制作,目前最常用的材料为PPO(聚苯醚),它是世界五大通用工程塑料之一。具有刚性大、耐热性高、难燃、强度较高、电性能优良等优点。另外,聚本醚还具有耐磨、无毒、耐污染等优点。PPO的介电常数和介电损耗在工程塑料中是最小的品种之一,几乎不受温度、湿度的影响,可用于低、中、高频电场领域。PPO的负荷变形温度可达190℃以上,脆化温度为-170℃。


3.1.1
耐高温高湿

组件的工作环境非常恶劣,有的工作在热带地区,日平均温度非常高;有的工作温度非常低,如高海拔地区、高纬度地区;有的昼夜温差非常大,如沙漠地区。因此要求接线盒要有优良的耐高温,耐低温性能。

耐候性测试如下表所示:

试验项目条件
温度85°
湿度85%RH
冷热循环-40° --- 85°
湿气冻结85° --- -40° w/RH



3.1.2
耐紫外线

紫外线对塑料产品都有一定的破坏,尤其是高原地带空气稀薄,紫外线辐照度很高。


3.2
阻燃性

阻燃性是指物质具有的或材料经处理后具有的明显推迟火焰蔓延的性质。

阻燃等级由HB,V-2,V-1向V-0逐级递增:

HB: UL94和CSA C22.2 No 0.17标准中最底的阻燃等级。要求对于3到13 毫米厚的样品,燃烧速度小于40毫米每分钟;小于3毫米厚的样品,燃烧速度小于70毫米每分钟;或者在100毫米的标志前熄灭。

V-2:对样品进行两次10秒的燃烧测试后,火焰在60秒内熄灭。可以有燃烧物掉下。

V-1:对样品进行两次10秒的燃烧测试后,火焰在60秒内熄灭。不能有燃烧物掉下。

V-0:对样品进行两次10秒的燃烧测试后,火焰在30秒内熄灭。不能有燃烧物掉下 。


3.3
防水防尘

标准:GB 4208 2008 《外壳防护等级(IP代码)》中规定的防尘防水等级IP等级,表示为IPxx:

第一个x表示防尘等级

0:没有保护

1:防止大的固体侵入

2:防止中等大小的固体侵入

3:防止小固体进入侵入

4:防止物体大于1mm的固体进入

5:防止有害的粉尘堆积

6:完全防止粉尘进入

第二个x表示防水等级

0:没有保护

1:水滴滴入到外壳无影响

2:当外壳倾斜到15度时,水滴滴入到外壳无影响

3:水或雨水从60度角落到外壳上无影响

4:液体由任何方向泼到外壳没有伤害影响

5:用水冲洗无任何伤害

6:可用于船舱内的环境

7:可在短时间内耐浸水(1m)

8:在一定压力下长时间浸水


一般接线盒的防水防尘等级为IP65。


3.4
散热性

使接线盒内温度升高的因素主要为二极管和环境温度。二极管在导通时会产生热量,同时,由于二极管和接线端子存在接触电阻,也会产生热量。另外,环境温度升高也会使接线盒内部温度升高。

接线盒内容易受高温影响的部件为密封圈和二极管。高温会加速密封圈的老化速度,影响接线盒的密封性;二极管内部存在反向电流,温度每升高10℃,反向电流就会增大一倍,反向电流会减小组件产生的电流,影响组件的功率。所以,接线盒必须具备优良的散热性,或作特殊的散热设计。

常见的散热设计为安装散热片

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