Kan kalla lödställen i en PV-kopplingsdosa orsaka utbränning?
Innehållsförteckning
Snabbt svar: Kalla lödställen vid kopplingsdosan är en defektklass som processingenjörer vid modulfabriker känner igen omedelbart, eftersom lödstället görs i slutet av linjen där ett fel innebär att hela modulen går förlorad. Orsaken är vanligtvis termisk snarare än mekanisk: lödkolven eller -huvudet har rätt inställd temperatur, men lödstället når den inte tillräckligt länge för att lodet ska väta och legera ordentligt, så anslutningen ser komplett ut och mäter acceptabelt i en kontinuitetskontroll trots att den har en bråkdel av den avsedda kontaktytan. Den typen av lödställe klarar sluttesterna men fallerar i fält under termisk cykling. Inspektionssvaret är inte visuellt – det är en kontrollerad lödningsprofil med verifierad tid och temperatur vid lödstället, plus drag- eller skaltest på urvalsbasis.
PV-modultillverkning · av Jerry, Ooitech
Produktintroduktion
Många processtekniker på modulfabriker säger samma sak. På kopplingsdosa -sidan löder du bara bussbaren och kopparremmen, så även en kall lödning kommer inte att bryta ner eller bränna ut dioden.
Låter rimligt vid första anblicken, eller hur? Men de missar en viktig kedjereaktion. Låt mig gå igenom det.
Först, vad är exakt ett kallt lödställe i en kopplingsbox?
Ett kallt lödställe i en kopplingsbox (virtuell lödning) är en defekt där den interna elektriska anslutningen inte är ordentligt lödd och har dålig kontakt. Fogen är inte helt öppen. Kontaktytan krymper bara, så lokal kontaktresistans ökar kraftigt. När ström passerar genom denna högresistanspunkt genererar den mycket Joule-värme, och den lokala temperaturen stiger snabbt.
Tekniska parametrar
Kalla lödställen i en kopplingsbox uppträder vanligtvis på en av fyra platser: anslutningen mellan diodledare och kopparledare, anslutningen mellan busbar och kopparledare, lödstället för utgångsledningen, och lödställena mellan interna kopparledare, tennblock och andra ledande moduler. Dessa fyra faller i två grupper: kallt lödställe i diodgren (plats ett) och kallt lödställe i huvudkretsen (plats två, tre, fyra).
| Feltyp | Plats | Driftförhållande | Resultat |
|---|---|---|---|
| Kallt lödställe i diodgren | Diodledare till kopparledare (plats 1) | Ingen skuggning, ingen hotspot | Ingen ström genom grenen, fogen förblir kall, diod normal |
| Kallt lödställe i diodgren | Diodledare till kopparledare (plats 1) | Skuggning, spricka eller degradering | Bypass-diod leder, hög ström genom fogen, kraftig uppvärmning, diod termisk nedbrytning |
| Kallt lödställe i huvudkretsen | Busbar / utgång / interna ledare (plats 2,3,4) | Fullströmsdrift | Fogen värms kontinuerligt, bränner dioden, omvänd läckström och överströmningskapacitet sjunker |
Tekniska fördelar
Kallödning i diodgrenen: Vid stabil drift utan skuggning och utan hotspot finns ingen effektiv arbetsström i grenen, så fogen värms inte och dioden förblir normal. Men när en del av cellerna skuggas (fågelspillning, fallna löv, snö) eller du får mikrosprickor och prestandaförsämring, aktiveras bypass-dioden och förblir i drift under lång tid. Stor ström går genom den högohmiga kalla fogen, fogen värms kraftigt och diodtemperaturen skjuter i höjden. När den passerar diodens pn-övergångstemperaturgräns drabbas bypass-dioden av termiskt genombrott, och kopplingsboxen kan till och med brinna.
Kallödning i huvudkretsen: Modulen arbetar med full ström hela tiden den genererar, så den kalla fogen värms kontinuerligt. Utrymmet inuti kopplingsboxen är trångt, och den värmen baktar direkt på bypass-dioden, vilket sänker dess omvända läckresistans och överströmningskapacitet. Dessutom, om skuggning och hotspots inträffar samtidigt, blir dioden framspänd. En diod som redan är försvagad av värme måste nu bära hela kretsens bypass-ström, vilket lätt utlöser termisk rusning och slutar i total utbränning och kortslutning.
Produkttillämpning
När dioden väl är nedbruten och bränd kan den gå ett steg längre och utlösa DC-ljusbågar, med temperaturer upp till 3000°C. Det slutligen antänder kopplingsboxen och kan starta en modulbrand.
Så under drift av solcellsparken är det verkligen viktigt att kontrollera kalla lödningar i kopplingsboxen i tid. Du kan skanna kopplingsboxområdet med en infraröd värmekamera. En kallödning eller en onormalt varm diod visas som en onormal hög temperaturpunkt på den termiska bilden. Reparera eller byt ut den omedelbart så stoppar du att felet sprider sig och håller modulen stabil.
Ooitechs syn
Vad detta verkligen visar är att kopplingsboxens tillförlitlighet bestäms långt innan anläggningen tas i drift, direkt på produktionslinjen där diod- och busbarskarvar löds. Svag lödning här misslyckas inte idag, den misslyckas år senare under den första dåliga hotspoten, vilket är varför kontroll av lödningskvalitet på modulutrustning är lika viktig som någon cellteknik. På våra egna nyckelfärdiga modullinjer behandlar vi kopplingsbox- och busbarslödning som en hård kontrollpunkt, inte en eftertanke. Om du vill se hur korrekt modulmontering och lödning görs, har YouTube-kanalen www.youtube.com/ooitech gott om riktiga fabriksbilder värda att titta på.
Vidare läsning och bakgrundsdata
Offentligt referensmaterial om detta ämne, publicerat av de organisationer som underhåller branschens teknikfärdplan och marknadsdata:
