صندوق التوصيل الكهروضوئي هو نوع من الموصلات لوحدة الخلايا الشمسية. وتتمثل وظيفتها الأساسية في تصدير الطاقة الكهربائية الناتجة عن وحدة الخلايا الشمسية عبر الكابل. نظرا لخصوصية استخدام الخلايا الشمسية وقيمتها الباهظة الثمن ، يجب تصميم صناديق التوصيل الكهروضوئية خصيصا لتلبية متطلبات استخدام وحدات الخلايا الشمسية.
في نظام توليد الطاقة الكهروضوئية ، إذا تم تحديد صندوق التوصيل الكهروضوئي بشكل غير صحيح ، فقد يتم حرق الألواح الشمسية ، أو قد ينهار النظام الكهروضوئي. لكن المثل يقول ، "لا تخسر الكبير بسبب الصغار". فكيف نختار صندوق التوصيل؟
1. الاتصال
يعمل صندوق التوصيل كجسر بين الوحدات الشمسية وأجهزة التحكم مثل المحولات كموصل. داخل صندوق التوصيل ، يتم سحب التيار الناتج عن الوحدة الشمسية وإدخاله في المعدات الكهربائية من خلال الكتلة الطرفية والموصل.
لتقليل فقد الطاقة لصندوق التوصيل إلى المكون ، تتطلب المادة الموصلة المستخدمة في صندوق التوصيل مقاومة طفيفة ، ويجب أن تكون مقاومة التلامس لسلك الرصاص لشريط الناقل صغيرة.
2. الحماية
تتضمن وظيفة الحماية لصندوق التوصيل ثلاثة أجزاء ؛ أحدهما هو منع تأثير النقطة الساخنة من خلال الصمام الثنائي الجانبي وحماية الخلايا والمكونات ؛ والثاني هو ختم التصميم بمواد فريدة للماء ومقاومة للحريق ؛ والثالث هو تقليل درجة حرارة العمل لصندوق التوصيل من خلال تصميم فريد لتبديد الحرارة ، وتقليل درجة حرارة الصمام الثنائي الجانبي ، وبالتالي تقليل فقد الطاقة للمكون بسبب تيار التسرب.
3. مقاومة الطقس
تشير مقاومة الطقس إلى مواد مثل الطلاء والبلاستيك ومنتجات المطاط وما إلى ذلك ، والتي تستخدم في الهواء الطلق لتحمل اختبار المناخ ، مثل الأضرار الجسيمة الناجمة عن الضوء والبرودة والحرارة والرياح والأمطار والبكتيريا وما إلى ذلك ، ويسمى التسامح بمقاومة الطقس.
أجزاء صندوق التوصيل المعرضة للبيئة هي جسم الصندوق وغطاء الصندوق والموصل (PC). كلها مصنوعة من مواد ذات مقاومة صلبة للطقس. المواد الأكثر استخداما هي PPO (البولي فينيلين الأثير) ، وهي واحدة من أكبر خمس أنواع بلاستيكية هندسية عالمية في العالم. تتميز بمزايا الصلابة العالية ، ومقاومة الحرارة العالية ، ومثبطات اللهب ، والقوة العالية ، والخصائص الكهربائية الممتازة. بالإضافة إلى ذلك ، يتميز بولي بنزيل الأثير أيضا بمزايا مقاومة التآكل وعدم السمية ومقاومة التلوث. يعد ثابت العزل الكهربائي وفقدان العزل الكهربائي ل PPO أحد أكثر الأصناف المصغرة في اللدائن الهندسية ، ولا يكاد يتأثر بدرجة الحرارة والرطوبة. لذلك ، يمكن استخدامه في المجالات الكهربائية منخفضة ومتوسطة وعالية التردد. يمكن أن تصل درجة حرارة التشوه تحت حمل PPO إلى أعلى من 190 درجة مئوية ، ودرجة حرارة التقصف هي -170 درجة مئوية.
4. ارتفاع درجة الحرارة والرطوبة.
بيئة عمل المكونات قاسية للغاية - على سبيل المثال ، يعمل بعضها في المناطق الاستوائية. متوسط درجة الحرارة اليومية مرتفع جدا. يعمل البعض في درجات حرارة ضحلة ، مثل الارتفاعات العالية وخطوط العرض العالية. يعمل بعضها في اختلافات كبيرة في درجات الحرارة بين النهار والليل ، مثل المناطق الصحراوية. لذلك ، يجب أن يتمتع صندوق التوصيل بمقاومة ممتازة لدرجات الحرارة العالية ودرجات الحرارة المنخفضة.
5. مقاومة الأشعة فوق البنفسجية
تتلف الأشعة فوق البنفسجية المنتجات البلاستيكية ، خاصة في منطقة الهضبة حيث يكون الهواء رقيقا والأشعة فوق البنفسجية عالية جدا.
6. مثبطات اللهب
يشير مثبط اللهب إلى الخاصية التي تمتلكها مادة أو عن طريق معالجة مادة ما لتأخير انتشار اللهب بشكل كبير.
تزداد درجة مثبطات اللهب خطوة بخطوة من HB و V-2 و V-1 إلى V-0:
HB: أدنى تصنيف لمثبطات اللهب في معايير UL94 و CSA C22.2 No 0.17. بالنسبة للعينات التي يتراوح سمكها من 3 إلى 13 مم ، يكون معدل الاحتراق أقل من 40 مم في الدقيقة ؛ على سبيل المثال ، أقل من 3 مم سمكها ، سرعة الاشتعال أقل من 70 مم في الدقيقة ؛ أو يتم إطفاؤه قبل علامة 100 مم.
7. مقاوم للماء والغبار
معيار: IEC62852 /UL6703 يوفر "مستوى حماية الضميمة (رمز IP)" مستوى IP لمقاومة الغبار والماء ، ويحتوي صندوق التوصيل المتاح على مستوى مقاومة للماء والغبار يبلغ IP65.
8. تبديد الحرارة
العوامل الرئيسية التي تزيد من درجة الحرارة في صندوق التوصيل هي الصمام الثنائي ودرجة الحرارة المحيطة. تولد الثنائيات الحرارة عند توصيلها ، وفي الوقت نفسه ، تحدث الحرارة أيضا بسبب مقاومة التلامس بين الثنائيات والأطراف. بالإضافة إلى ذلك ، ستؤدي الزيادة في درجة الحرارة المحيطة أيضا إلى زيادة درجة الحرارة داخل صندوق التوصيل.
المكونات الموجودة في صندوق التوصيل التي تتأثر بسهولة بدرجات الحرارة المرتفعة هي حلقات مانعة للتسرب وثنائيات. ستعمل درجة الحرارة المرتفعة على تسريع سرعة شيخوخة حلقة الختم وتؤثر على أداء الختم لصندوق التوصيل ؛ يوجد تيار عكسي داخل الصمام الثنائي ، وسيتضاعف التيار العكسي لكل زيادة في درجة الحرارة بعشر درجات مئوية ، وسيقلل التيار العكسي من التيار الناتج عن المكون ، مما يؤثر على قوة العنصر. لذلك ، يجب أن يكون لصندوق التوصيل تبديد ممتاز للحرارة أو تصميم فريد لتبديد الحرارة.
التصميم الحراري النموذجي هو تركيب المشتت الحراري. لكن تركيب خافضات الحرارة لا يحل مشكلة تبديد الحرارة تماما. نظرا لأن المشتت الحراري مثبت داخل صندوق التوصيل ، على الرغم من انخفاض درجة حرارة أنبوب الصمام الثنائي مؤقتا ، إلا أنه سيستمر في زيادة درجة حرارة صندوق التوصيل ويؤثر على عمر خدمة حلقة الختم المطاطية ؛ إذا تم تثبيته خارج الصندوق ، فمن ناحية ، فسيؤثر ذلك على صندوق التوصيل الكلي. من ناحية أخرى ، فإن ضيق المشتت الحراري سيؤدي أيضا إلى تلف المشتت الحراري بسرعة.
بشكل عام ، يجب أن تكون المعلومات الأولية لاختيار صناديق التوصيل الكهروضوئية هي الحجم الحالي للمكونات ، أحدهما هو الحد الأقصى لتيار العمل ، والآخر هو تيار الدائرة القصيرة. أولا ، بالطبع ، يمكن إخراج الحد الأقصى لتيار الجزء أثناء تيار ماس كهربائى ، وفقا لتيار الدائرة القصيرة. لذلك ، يجب أن يكون للتيار المقنن عامل أمان مهم نسبيا. من ناحية أخرى ، يكون عامل الأمان أكثر طفيفة إذا تم حساب صندوق التوصيل وفقا للحد الأقصى لمسودة العمل.
يجب أن يعتمد الأساس العلمي لاختيار صناديق التوصيل الكهروضوئية على تغيير تيار وجهد الخلايا التي يجب إخراجها مع شدة الضوء. لذلك ، من الضروري معرفة الوحدات التي تنتجها ومقدار الضوء الأقوى في هذه المنطقة ، ثم قارن المنحنى الحالي للخلية مع شدة الضوء ، وتحقق من الحد الأقصى للتيار الممكن ، ثم حدد التيار المقنن لصندوق التوصيل الكهروضوئي.
في نظام توليد الطاقة الكهروضوئية ، إذا تم تحديد صندوق التوصيل الكهروضوئي بشكل غير صحيح ، فقد يتم حرق الألواح الشمسية ، أو قد ينهار النظام الكهروضوئي. لكن المثل يقول ، "لا تخسر الكبير بسبب الصغار". فكيف نختار صندوق التوصيل؟
1. الاتصال
يعمل صندوق التوصيل كجسر بين الوحدات الشمسية وأجهزة التحكم مثل المحولات كموصل. داخل صندوق التوصيل ، يتم سحب التيار الناتج عن الوحدة الشمسية وإدخاله في المعدات الكهربائية من خلال الكتلة الطرفية والموصل.
لتقليل فقد الطاقة لصندوق التوصيل إلى المكون ، تتطلب المادة الموصلة المستخدمة في صندوق التوصيل مقاومة طفيفة ، ويجب أن تكون مقاومة التلامس لسلك الرصاص لشريط الناقل صغيرة.
2. الحماية
تتضمن وظيفة الحماية لصندوق التوصيل ثلاثة أجزاء ؛ أحدهما هو منع تأثير النقطة الساخنة من خلال الصمام الثنائي الجانبي وحماية الخلايا والمكونات ؛ والثاني هو ختم التصميم بمواد فريدة للماء ومقاومة للحريق ؛ والثالث هو تقليل درجة حرارة العمل لصندوق التوصيل من خلال تصميم فريد لتبديد الحرارة ، وتقليل درجة حرارة الصمام الثنائي الجانبي ، وبالتالي تقليل فقد الطاقة للمكون بسبب تيار التسرب.
3. مقاومة الطقس
تشير مقاومة الطقس إلى مواد مثل الطلاء والبلاستيك ومنتجات المطاط وما إلى ذلك ، والتي تستخدم في الهواء الطلق لتحمل اختبار المناخ ، مثل الأضرار الجسيمة الناجمة عن الضوء والبرودة والحرارة والرياح والأمطار والبكتيريا وما إلى ذلك ، ويسمى التسامح بمقاومة الطقس.
أجزاء صندوق التوصيل المعرضة للبيئة هي جسم الصندوق وغطاء الصندوق والموصل (PC). كلها مصنوعة من مواد ذات مقاومة صلبة للطقس. المواد الأكثر استخداما هي PPO (البولي فينيلين الأثير) ، وهي واحدة من أكبر خمس أنواع بلاستيكية هندسية عالمية في العالم. تتميز بمزايا الصلابة العالية ، ومقاومة الحرارة العالية ، ومثبطات اللهب ، والقوة العالية ، والخصائص الكهربائية الممتازة. بالإضافة إلى ذلك ، يتميز بولي بنزيل الأثير أيضا بمزايا مقاومة التآكل وعدم السمية ومقاومة التلوث. يعد ثابت العزل الكهربائي وفقدان العزل الكهربائي ل PPO أحد أكثر الأصناف المصغرة في اللدائن الهندسية ، ولا يكاد يتأثر بدرجة الحرارة والرطوبة. لذلك ، يمكن استخدامه في المجالات الكهربائية منخفضة ومتوسطة وعالية التردد. يمكن أن تصل درجة حرارة التشوه تحت حمل PPO إلى أعلى من 190 درجة مئوية ، ودرجة حرارة التقصف هي -170 درجة مئوية.
4. ارتفاع درجة الحرارة والرطوبة.
بيئة عمل المكونات قاسية للغاية - على سبيل المثال ، يعمل بعضها في المناطق الاستوائية. متوسط درجة الحرارة اليومية مرتفع جدا. يعمل البعض في درجات حرارة ضحلة ، مثل الارتفاعات العالية وخطوط العرض العالية. يعمل بعضها في اختلافات كبيرة في درجات الحرارة بين النهار والليل ، مثل المناطق الصحراوية. لذلك ، يجب أن يتمتع صندوق التوصيل بمقاومة ممتازة لدرجات الحرارة العالية ودرجات الحرارة المنخفضة.
5. مقاومة الأشعة فوق البنفسجية
تتلف الأشعة فوق البنفسجية المنتجات البلاستيكية ، خاصة في منطقة الهضبة حيث يكون الهواء رقيقا والأشعة فوق البنفسجية عالية جدا.
6. مثبطات اللهب
يشير مثبط اللهب إلى الخاصية التي تمتلكها مادة أو عن طريق معالجة مادة ما لتأخير انتشار اللهب بشكل كبير.
تزداد درجة مثبطات اللهب خطوة بخطوة من HB و V-2 و V-1 إلى V-0:
HB: أدنى تصنيف لمثبطات اللهب في معايير UL94 و CSA C22.2 No 0.17. بالنسبة للعينات التي يتراوح سمكها من 3 إلى 13 مم ، يكون معدل الاحتراق أقل من 40 مم في الدقيقة ؛ على سبيل المثال ، أقل من 3 مم سمكها ، سرعة الاشتعال أقل من 70 مم في الدقيقة ؛ أو يتم إطفاؤه قبل علامة 100 مم.
7. مقاوم للماء والغبار
معيار: IEC62852 /UL6703 يوفر "مستوى حماية الضميمة (رمز IP)" مستوى IP لمقاومة الغبار والماء ، ويحتوي صندوق التوصيل المتاح على مستوى مقاومة للماء والغبار يبلغ IP65.
8. تبديد الحرارة
العوامل الرئيسية التي تزيد من درجة الحرارة في صندوق التوصيل هي الصمام الثنائي ودرجة الحرارة المحيطة. تولد الثنائيات الحرارة عند توصيلها ، وفي الوقت نفسه ، تحدث الحرارة أيضا بسبب مقاومة التلامس بين الثنائيات والأطراف. بالإضافة إلى ذلك ، ستؤدي الزيادة في درجة الحرارة المحيطة أيضا إلى زيادة درجة الحرارة داخل صندوق التوصيل.
المكونات الموجودة في صندوق التوصيل التي تتأثر بسهولة بدرجات الحرارة المرتفعة هي حلقات مانعة للتسرب وثنائيات. ستعمل درجة الحرارة المرتفعة على تسريع سرعة شيخوخة حلقة الختم وتؤثر على أداء الختم لصندوق التوصيل ؛ يوجد تيار عكسي داخل الصمام الثنائي ، وسيتضاعف التيار العكسي لكل زيادة في درجة الحرارة بعشر درجات مئوية ، وسيقلل التيار العكسي من التيار الناتج عن المكون ، مما يؤثر على قوة العنصر. لذلك ، يجب أن يكون لصندوق التوصيل تبديد ممتاز للحرارة أو تصميم فريد لتبديد الحرارة.
التصميم الحراري النموذجي هو تركيب المشتت الحراري. لكن تركيب خافضات الحرارة لا يحل مشكلة تبديد الحرارة تماما. نظرا لأن المشتت الحراري مثبت داخل صندوق التوصيل ، على الرغم من انخفاض درجة حرارة أنبوب الصمام الثنائي مؤقتا ، إلا أنه سيستمر في زيادة درجة حرارة صندوق التوصيل ويؤثر على عمر خدمة حلقة الختم المطاطية ؛ إذا تم تثبيته خارج الصندوق ، فمن ناحية ، فسيؤثر ذلك على صندوق التوصيل الكلي. من ناحية أخرى ، فإن ضيق المشتت الحراري سيؤدي أيضا إلى تلف المشتت الحراري بسرعة.
بشكل عام ، يجب أن تكون المعلومات الأولية لاختيار صناديق التوصيل الكهروضوئية هي الحجم الحالي للمكونات ، أحدهما هو الحد الأقصى لتيار العمل ، والآخر هو تيار الدائرة القصيرة. أولا ، بالطبع ، يمكن إخراج الحد الأقصى لتيار الجزء أثناء تيار ماس كهربائى ، وفقا لتيار الدائرة القصيرة. لذلك ، يجب أن يكون للتيار المقنن عامل أمان مهم نسبيا. من ناحية أخرى ، يكون عامل الأمان أكثر طفيفة إذا تم حساب صندوق التوصيل وفقا للحد الأقصى لمسودة العمل.
يجب أن يعتمد الأساس العلمي لاختيار صناديق التوصيل الكهروضوئية على تغيير تيار وجهد الخلايا التي يجب إخراجها مع شدة الضوء. لذلك ، من الضروري معرفة الوحدات التي تنتجها ومقدار الضوء الأقوى في هذه المنطقة ، ثم قارن المنحنى الحالي للخلية مع شدة الضوء ، وتحقق من الحد الأقصى للتيار الممكن ، ثم حدد التيار المقنن لصندوق التوصيل الكهروضوئي.