接線盒在光伏中的應用及發(fā)展趨勢

張　宇（陜西黃河集團電訊工程分公司,西安 710043）

接線盒在光伏中的應用及發(fā)展趨勢

張宇
（陜西黃河集團電訊工程分公司,西安 710043）

文章主要闡述了接線盒的組成構造、技術指標、檢驗規(guī)范、發(fā)展趨勢。

接線盒；功能特點；性能指標；發(fā)展趨勢

1　光伏接線盒介紹

1.1光伏接線盒的定義及分類

光伏接線盒是介于太陽能電池組件構成的太陽能電池方陣和太陽能充電控制裝置之間的連接器。是一門集電氣設計、機械設計與材料科學相結合的跨領域的綜合性設計。太陽能電池組件接線盒在太陽能組件的組成中非常重要，主要作用是將太陽能電池產(chǎn)生的電力與外部線路連接。太陽能光伏接線盒分晶體硅接線盒、非晶硅接線盒、幕墻接線盒、防爆接線盒等。

1.2光伏接線盒的構成

光伏接線盒由盒體、線纜及連接器三部分構成。

盒體包括：盒底(含銅接線柱或塑料接線柱)、盒蓋、二極管；

線纜分為：1.5MM2、2.5MM2、4MM2及6MM2等這幾種常用的線纜；連接器分為兩種：MC3與MC4兩種；

二極管型號：10A10、10SQ050、12SQ045、PV1545、PV1645、SR20200等；

二極管封裝有兩種：R-6SR263

1.3光伏接線盒的技術指標

最大工作電流16A

最大耐壓1000V

使用溫度-40～90℃

最大工作濕度5%～95%(無凝結)

防水等級IP65

連接線規(guī)格4mm

1.4光伏接線盒的主要功能特點

光伏接線盒的功率是在標準條件：溫度25度，AM1.5,1000W/M2下測試出來的。一般用WP表示，也可以用W表示。在這個標準下測試出來的功率稱為標稱功率。（1）外殼采用進口高級原料生產(chǎn)，具有極高的抗老化，耐紫外線能力；（2）適用于室外產(chǎn)時間惡劣環(huán)境條件下的使用，使用實效長達25年以上；（3）根據(jù)需要可以任意內置2～6個接線端子；（4）所有的連接方式采用快接插入式方式連接。

2　接線盒的應用

（1）接線盒的性能。接線盒的選擇主要看的信息應該是組件的電流大小，一個是工作的最大電流，一個是短路電流，當然短路電流時組件能夠輸出的最大電流，按照短路電流核算接線盒的額定電流應該是安全系數(shù)比較大的，按照最大工作電流算接線盒的話就是安全系數(shù)小一點。首先確立一個條件，不論是短路電流也好，還是最大工作電流也好，組件所標稱的數(shù)據(jù)都是在標準的測試條件下的數(shù)值即環(huán)境溫度25℃，標準的光照強度1000W/m2，AM1.5條件下的測試數(shù)據(jù)。但是必須明確一點，組件發(fā)到不同地區(qū)，不同地區(qū)的光照強度會產(chǎn)生變化的，像西藏、寧夏及新疆等部分地區(qū)部分時間段的光照強度可能會達到1700W/m2左右，那么這個時候電池片的電流和電壓將會隨著光照強度的變化而變化，當光照強度1000-1300W/m2時，電流成線性上升的趨勢。晶體硅電池的發(fā)電原理是低電壓高電流。

光伏接線盒的選擇主要看的信息應該是組件的電流大小，一個是工作的最大電流，一個是短路電流，當然短路電流時組件能夠輸出的最大電流，按照短路電流核算接線盒的額定電流應該是安全系數(shù)比較大的，按照最大工作電流算接線盒的話就是安全系數(shù)小一點。

最科學的選擇依據(jù)應該根據(jù)應該拿出電池片的電流電壓隨光照強度的變化規(guī)律，必須了解你所生產(chǎn)的組件用在那個地區(qū)，在這個區(qū)域內的光照最強的時候是多大，然后對照電池片的電流隨光照強度的變化曲線，查處可能的最大電流，然后選擇接線盒的額定電流，應該比較科學。

1)根據(jù)光伏組件的功率，150w、180w，還是230w，310w？

2)組件的其他規(guī)格

3)二極管的參數(shù),10amp、12amp、15amp或者25amp？

4)最重要的一點,短路電流是多大?對于這個測試,選擇二極管要看以下幾個量：電流（大的好），最大結溫（大的好），熱阻（小的好），壓降（小的好），反向擊穿電壓（一般40V就遠遠夠了）(據(jù)energytrend)

（2）接線盒的選擇。由于接線盒對于組件的重要性，選擇一個合適的接線盒顯得尤為重要；對于一個優(yōu)秀的太陽能電池組件用接線盒必須要具備以下幾點性能要求：1）滿足于室外惡劣環(huán)境條件下的使用要求；2）外殼有強烈的抗老化、耐紫外線能力；3）優(yōu)秀的散熱模式和合理的內腔容積來有效降低內部溫度，以滿足電氣安全要求；4）良好的防水、防塵保護為用戶提供安全的連接方案；5）較低的體電阻，以盡可能的減小接線盒帶來的功率損耗；

（3）接線盒的性能測試。合格的接線盒要經(jīng)過多方測試（需要通過TUVUL認證等）包括二極管結溫實驗、熱循環(huán)實驗、濕熱實驗、濕冷實驗、放水試驗、沖擊試驗、鹽霧試驗、二極管檢驗（正向壓降、反向漏電流、雪崩電壓）。

3　接線盒未來發(fā)現(xiàn)方向

（1）工藝方面。體積小巧：充分考慮到材料節(jié)省，包括接線盒本身材料的節(jié)省和用戶材料（密封硅膠）的節(jié)省。

高電流承載能力：目前接線盒的最大電流最高的可達到30A，常規(guī)的為16A、10A、8A……

更加優(yōu)良的散熱性：從最初的通過殼體空腔內輻射及對流方式使空氣膨脹，由導氣閥導出的散熱方式，到后來的采用薄片狀金屬端子、增加散熱片、散熱突起……

更加優(yōu)良的結構密封性：從盒體、盒蓋分體由密封圈密封，到盒體、盒蓋壓接一體式密封……

更加優(yōu)良的安全可靠性：從夾緊與螺釘?shù)摹半p保險”到內鼓形簧片接插的連接插頭式……

用戶安裝使用的更加靈活性：根據(jù)需要預留有擴展連接座；裝配不同規(guī)格的二極管會改變接線盒的最大工作電流；根據(jù)需要選用封膠和不封膠兩種安裝方式……

（2）技術方面。另一方面，傳統(tǒng)的太陽能組件隨著年月而退化（一般來說組件的性能會以每年0.5%至1.0%的速度逐漸退化），導致這個現(xiàn)象的原因可能包括光伏組件之間的失配、旁路二極管的熱能耗散令組件性能加速退化、以及各種的環(huán)境因素如浮云、污垢及碎片等等；大大降低了單個組件以及整個系統(tǒng)的發(fā)電量，人們?yōu)榱私鉀Q或盡可能減小這個問題，在接線盒內部進行改造，并對改造后的接接線盒稱為"SmartBox"，而應用這種接線盒的組件則稱之為"SmartModule"。

而"SmartBox"通常利用的技術有MOS集成電路基礎的智能光伏組件、旁路電路集成無線發(fā)射接收數(shù)據(jù)系統(tǒng)、MPPT+DCtoDC/ DCtoAC轉換方式等其他新技術。下圖為采用新技術的接線盒。

4　總結

隨著太陽能光伏發(fā)電的不斷發(fā)展進步，作為其中重要組件的接線盒也有了不多的發(fā)現(xiàn)創(chuàng)新，隨著時間的漂移，一些更為先進、實用的接線盒會源源不斷的涌現(xiàn)出來。

[1]http://www.china-pv.net/[Z].

[2]www.solarzoom.com[Z].

[3]wenku.baidu.com[Z].