¿Qué es una caja de conexiones de cables fotovoltaicos?
La caja de conexiones fotovoltaica sirve para proteger el cable de impactos físicos y picaduras de insectos; los electricistas suelen utilizar el tubo del cable en el exterior del cable como protección. Y en la unión de un cable eléctrico (la conexión de dos cables o la esquina de un tubo de alambre), a menudo se utiliza una caja de conexiones como transición. Tubería de dos cables y caja de conexiones conectadas, el cable dentro de la tubería en la caja de conexiones está conectado. La caja de conexiones desempeña la función de proteger y conectar cables.
La función de una caja de conexiones fotovoltaica.
La función de la caja de conexiones fotovoltaica es conectar la energía generada por el módulo fotovoltaico al cableado externo. Dado que los módulos fotovoltaicos a menudo deben usarse en entornos exteriores hostiles y la garantía es de hasta 25 años, los módulos fotovoltaicos también tienen altos requisitos para las cajas de conexiones fotovoltaicas.
Además de garantizar la fiabilidad de la conexión, para garantizar la seguridad de las líneas internas, las cajas de conexiones fotovoltaicas también deben tener una altísima resistencia al envejecimiento y a los rayos UV; tiene un nivel muy alto de resistencia al agua y al polvo, generalmente puede alcanzar IP67; resistencia por más de 25 años; ser capaz de soportar corrientes elevadas (que generalmente requieren más de 20 A).
También tienen que soportar alto voltaje (generalmente es de 1000 voltios, muchos productos pueden llegar a 1500 voltios); utilice un amplio rango de temperatura (-40 ℃ ~ 85 ℃), baja temperatura de trabajo y una variedad de requisitos. Al mismo tiempo, para debilitar y evitar el efecto de punto caliente, la integración interna de diodos en la caja de conexiones fotovoltaica.
De hecho, una caja de conexiones es una caja equipada con diodos de derivación que mantienen la corriente fluyendo en una dirección y evitan que regrese a los paneles fotovoltaicos. Por tanto, la caja de conexiones es la parte más importante de un panel fotovoltaico.
Cada cadena está protegida por un diodo en la caja de conexiones. El diodo es la puerta de entrada que permite un flujo infinito de energía. Si parte de un panel solar está a la sombra, esa cadena querrá consumir energía, invirtiendo el flujo de electricidad. Los diodos dentro de la caja de conexiones evitan que esto suceda.
A medida que los módulos cambiaron, la caja de conexiones conservó la misma funcionalidad. Pero ahora que la energía y los voltajes han aumentado, las cajas de conexiones han tenido que mejorar su capacidad para proteger esa energía.
La función general de la caja de conexiones siguió siendo la misma. Lo que ha cambiado es que los módulos siguen volviéndose más potentes. A medida que aumenta la salida del módulo, esos diodos de derivación tienen que trabajar más. La forma en que absorben esa energía es desprendendo calor. Tienes que gestionar ese calor de los diodos.
Interruptores de derivación
Los diodos de derivación son tecnología de los años 50. Es muy sencillo. Son resistentes y fiables, pero la generación de calor siempre ha sido un problema. Los interruptores de derivación en frío resuelven el problema del calor, pero son mucho más caros que un diodo de 20 centavos. Y todo el mundo quiere que los módulos sean lo más baratos posible.
Los interruptores de derivación en frío están reemplazando a los diodos tradicionales en algunas cajas de conexiones para mitigar el calor excesivo generado por salidas de módulo más altas. Cuando los paneles sombreados quieren instintivamente consumir energía, un diodo tradicional evita que esto suceda, pero en el proceso se genera calor.
Un interruptor de derivación en frío funciona como un interruptor de encendido/apagado y abre el circuito cuando los paneles intentan consumir energía, evitando la acumulación de calor.
Las funciones de una caja de conexiones fotovoltaica
La caja de conexiones fotovoltaica tiene tres funciones principales:
- Función MPPT : a través del hardware y software para cada configuración de panel de la tecnología de seguimiento de máxima potencia y los dispositivos de control, la tecnología puede maximizar la posibilidad de mejorar la serie de paneles de diferentes características del panel determinadas por la reducción de la eficiencia de generación de energía de la planta de energía. , reducir el "efecto barril" en la eficiencia de la central eléctrica, puede mejorar en gran medida la producción de energía de la central, lo que acorta en gran medida el período de recuperación de la inversión.
- Función de extinción inteligente de incendios y otras condiciones anormales : en caso de incendio, el algoritmo de software integrado en la caja de conexiones con el circuito de hardware en 10 milisegundos para determinar si se produce una anomalía y tomar la iniciativa de romper la conexión entre cada bloque de paneles, el voltaje de 1000 V se reducirá a aproximadamente 40 V de voltaje humano aceptable para garantizar la seguridad de los bomberos.
- El uso de tecnología de control integrado de tiristores MOSFET , en lugar del diodo Schottky tradicional. Cuando se produce un bloqueo de sombra, puede iniciar inmediatamente la corriente de derivación del MOSFET para proteger la seguridad del panel, mientras que el MOSFET debido a sus características únicas de bajo VF, de modo que la generación de calor general en la unión de la caja es solo una décima parte de En comparación con la caja de conexiones ordinaria, la tecnología extiende en gran medida la vida útil de la caja de conexiones para proteger mejor la vida útil de la batería.
Las cajas de conexiones de los paneles de doble cara.
Para aprovechar al máximo su inversión, muchos propietarios de sistemas están recurriendo a paneles de doble cara. La energía todavía se suministra a través de una caja de conexiones aunque se produzca energía en los lados frontal y posterior del módulo. Los fabricantes de cajas de conexiones han tenido que ser creativos con sus diseños.
En un panel de doble cara, debe colocar las cajas de conexiones en el borde donde esté absolutamente seguro de que la parte posterior no esté sombreada. Cuando esté en el borde, la caja de conexiones ya no puede ser un rectángulo, debe ser pequeña.
El rápido aumento de la popularidad de los módulos bifaciales significó que los diseños de las cajas de conexiones debían actualizarse sobre la marcha. Otras actualizaciones repentinas de los sistemas solares incluyen el apagado rápido y varias funciones a nivel de módulo, y la caja de conexiones debe mantenerse al día.
Algunos optimizadores de energía reemplazan la caja de conexiones.
La mayoría de los microinversores y optimizadores se agregan en la parte posterior del módulo además de la caja de conexiones. Pero el optimizador de energía de SolarEdge puede reemplazar la caja de conexiones de los módulos inteligentes ensamblados en fábrica. El optimizador de energía integrado proporciona funcionalidad inteligente al realizar las funciones de energía básicas de una caja de conexiones.
Tiene un diseño térmico avanzado para permitir la disipación de calor para mantener bajas las temperaturas de las celdas y evitar puntos calientes”, dijo Lior Handelsman, fundador de SolarEdge y vicepresidente de marketing y estrategia de producto.
“Diseñamos específicamente nuestro optimizador de energía integrado para permitir la flexibilidad de fabricación para que los fabricantes de módulos puedan adaptar rápidamente la producción según la demanda. Diseñamos una base fija con diodos de derivación y luego dos cubiertas separadas. Una cubierta contiene un optimizador de energía, mientras que la otra es para una caja de conexiones estándar con un conector de derivación.