El principio de funcionamiento de la caja de conexiones fotovoltaica
La caja de conexiones de energía solar fotovoltaica (fotovoltaica) es un conector entre la matriz de células solares compuesta por módulos de células solares y el dispositivo de control de carga solar. Es un diseño integral de campo cruzado que integra diseño eléctrico, diseño mecánico y ciencia de materiales. La caja de conexiones del módulo de celda solar juega un papel importante en la composición del módulo solar, que conecta principalmente la energía generada por la celda solar con líneas externas. La caja de conexiones PV está pegada junto con el tablero de los componentes por gel de sílice, y los cables salientes en los componentes están conectados con los cables internos en la caja de conexiones, y los cables internos están conectados con los cables externos para hacer los componentes y los cables externos. conducta. El diodo en la caja de conexiones asegura que los componentes puedan funcionar normalmente cuando están bloqueados por la luz.
Función principal de PV Junction Box &
Las cajas de conexiones fotovoltaicas conectan y protegen los módulos fotovoltaicos solares, conectan la energía generada por las células solares a líneas externas y conducen la corriente generada por los módulos fotovoltaicos.
Caja de conexiones fotovoltaica' sPotencia nominal
La potencia de la caja de conexiones fotovoltaicas solar se prueba en condiciones estándar: 25 ℃, AM1.5, 1000W / M2. Suele ser WP, pero también puede ser W. La potencia medida según este estándar se denomina potencia nominal.
Diodo
La clave de la caja de conexiones es la elección del diodo, que varía según el tipo de celda del módulo. El diodo dentro de la caja de conexiones PV debe usarse como un diodo de derivación para proteger el módulo contra puntos calientes.
Diodo de derivación
Cuando el componente funciona normalmente, el diodo de derivación está en el estado de corte y hay una corriente inversa, es decir, corriente oscura, que generalmente es inferior a 0,2 μA. La corriente oscura reduce la corriente generada por el componente, aunque por un pequeño margen.
Idealmente, cada celda debe estar conectada a un diodo de derivación, pero no es económico debido al costo del diodo de derivación, la pérdida de corriente oscura y la caída de voltaje en el estado operativo. Además, las posiciones de los PVmodules' Las celdas están relativamente concentradas y los diodos correspondientes deben conectarse en condiciones de disipación de calor suficientes.
Por lo tanto, generalmente es razonable usar un diodo de derivación para proteger múltiples grupos de baterías interconectadas. Esto puede reducir el costo de producción de los módulos fotovoltaicos, pero también afectar negativamente a su rendimiento. De hecho, si la potencia de salida de una celda en una cadena de celdas cae, entonces esta cadena de celdas, incluidas las que funcionan correctamente, se aislaría del sistema de módulo PV mediante el diodo de derivación. El resultado es que la potencia de salida de todo el módulo fotovoltaico cae demasiado debido a la falla de una sola celda.
Además de los problemas anteriores, se debe considerar la conexión entre el diodo de derivación y su diodo de derivación adyacente. En realidad, estas conexiones se ven afectadas por tensiones que resultan de cambios periódicos en la carga mecánica y la temperatura. Por lo tanto, en el uso a largo plazo de módulos fotovoltaicos, las conexiones anteriores pueden fallar debido a la fatiga, dando como resultado módulos fotovoltaicos anormales.
Enmascarar una batería es diferente a enmascarar la mitad de cada batería, por lo que cuando el enmascaramiento sea inevitable, intente cubrir tantas baterías como sea posible, con la menor cantidad de sombras por batería como sea posible.
Efecto de punto caliente
En los módulos solares, las células individuales se conectan en serie, las llamadas series, para lograr voltajes de sistema más altos. Una vez que una de las celdas está bloqueada (por ejemplo, la rama de un árbol o una antena, etc.), la batería afectada deja de funcionar como fuente de energía y se convierte en un consumidor de energía. Otras baterías descubiertas continúan pasando corriente a través de ellas, causando altas pérdidas de energía,&"puntos calientes &" e incluso daños en la batería.
Para evitar este problema, los diodos de derivación se conectan en paralelo a una o más celdas en serie, por lo que la corriente de derivación pasa a través del diodo, sin pasar por la celda blindada.
Cuando la celda funciona normalmente, el diodo de derivación se cortará en sentido inverso, lo que no tendrá ningún efecto en el circuito. Si los grupos de baterías en paralelo del diodo de derivación tenían un segmento de batería de funcionamiento anormal, la corriente del circuito completo se decidirá por la celda de corriente mínima, el tamaño de la corriente se determina por el área cubierta de la celda, cuando la polarización inversa es mayor que el voltaje mínimo de la celda, la derivación conducción de diodos. En este punto, la celda de trabajo anormal está en cortocircuito.
La formación de puntos calientes de los componentes de la batería se debe principalmente a factores externos, como que los componentes o los componentes locales estén protegidos por objetos protectores. Los objetos de protección comunes incluyen: hojas, polvo, nubes, animales y heces de animales, nieve, etc. Los factores internos incluyen la resistencia interna de la célula solar y la corriente inversa de la célula solar. Esta conclusión se puede obtener del circuito equivalente real de la celda. La carga está en serie con la resistencia interna de la celda solar y la corriente que fluye a través de la carga se obtiene del diagrama de circuito equivalente: I=Iph-ID-ISh, y la potencia de trabajo de la resistencia en serie es P=I2Rs. Por lo tanto, para la batería, cuanto menor sea la resistencia interna, mejor.
La resistencia interna se refiere principalmente a la resistencia interna generada por el proceso de fabricación de la propia batería, y la resistencia interna generada por la correa de soldadura. Por lo tanto, se debe prestar suficiente atención al proceso de soldadura de la batería. La elección de la correa de soldadura también debe elegir la pequeña resistencia interna. En cuanto al factor de corriente inversa, es necesario analizar a partir del circuito equivalente real. Para diferentes celdas, la corriente oscura es diferente.
La resistencia interna se refiere principalmente a la resistencia interna generada por el proceso de fabricación de la propia batería, y la resistencia interna generada por la correa de soldadura. Por lo tanto, se debe prestar suficiente atención al proceso de soldadura de la batería. La elección de la correa de soldadura también debe elegir la pequeña resistencia interna. En cuanto al factor de corriente inversa, es necesario analizar a partir del circuito equivalente real. Para diferentes celdas, la corriente oscura es diferente.
La temperatura del conjunto de componentes T instalada en el entorno externo está relacionada con la intensidad de la luz solar L, la temperatura ambiental Ts del sistema y la temperatura Ti generada por la resistencia interna. La temperatura del componente se puede expresar como T=T ＋ αTs + βL ＋ Ti
El daño del punto caliente es enorme y el efecto del punto caliente es muy fácil de producir en el caso de que nadie esté manteniendo la central eléctrica del conjunto de módulos. Cómo evitar o reducir el efecto adverso de los puntos calientes en el módulo se convierte en un problema importante en el diseño del módulo.
Principio de selección de diodos
La selección del diodo de derivación sigue principalmente los siguientes principios:
1. La capacidad de tensión soportada es el doble de la tensión de trabajo inversa máxima.
2. La capacidad actual es el doble de la corriente de operación inversa máxima.
3. La temperatura de la unión debe ser más alta que la temperatura real de la unión.
4, pequeña resistencia térmica.
5.Pequeña caída de presión.
Selección de caja fotovoltaica
Para elegir una caja de conexiones fotovoltaicas, el tamaño actual del componente es la información principal, uno es la corriente máxima de trabajo, uno es la corriente de cortocircuito. Por supuesto, la corriente máxima que los componentes pueden emitir cuando la corriente de cortocircuito, de acuerdo con el cálculo de la corriente de cortocircuito de la corriente nominal de la caja de conexiones, debe ser un factor de seguridad relativamente grande, de acuerdo con el cálculo de la corriente de trabajo máxima del La caja de conexiones es un factor de seguridad menor.
La forma científica de seleccionar la caja de conexiones fotovoltaicas debe ser de acuerdo con la regla del voltaje de la celda y el cambio de corriente de la celda con la intensidad de la luz.Debe saber cuál es el pico de luz en su área, luego verifique la corriente máxima posible contra la curva de la corriente de la celda. con la intensidad de la luz y luego elija la corriente nominal de la caja de conexiones fotovoltaica.
