Varför TOPCon fyrskurna moduler behöver tvådelad korsning

Snabbt svar: Fyrdelade TOPCon-moduler behöver en tvådelad kopplingsdosa eftersom modulens elektriska arkitektur förändras och inte bara dess plasthölje. Genom att skära celler i fyra remsor och arrangera dem minskar strömmen per remsa, och den resulterande modulkretsen har fler parallella grenar än en halvskuren eller fullcellslayout. En tvådelad dosa gör att den interna bussningsdragningen och diodarrangemanget kan delas upp så att varje del hanterar en definierad sektion av kretsen, vilket håller antalet bypass-dioder och strömvägen förnuftig. De modulmått som är inblandade ligger runt 300 mm i den relevanta riktningen, och dosan måste passa baksidan av en modul vars stränglayout har ändrats. Att behandla kopplingsdosan som en kosmetisk komponent är vad som leder till en diodkonfiguration som inte längre matchar modulens elektriska layout.

PV-modultillverkning · av Jerry, Ooitech

Produktintroduktion

Kopplingsbox designen förändras ständigt, men det är aldrig bara en kosmetisk justering av plasthöljet. Varje strukturell förändring är anpassad för att matcha modulens interna kretslayout och dess föränderliga elektriska parametrar. Det är ett hårt krav som följer med varje steg i PV-tekniken. Här går vi igenom historien för PV-kopplingsdosan och gräver i varför TOPCon fyrskurna moduler till slut använder en tvådelad kopplingsdosa.

Tekniska parametrar

Endelad kopplingsbox: Den tidiga helcellsmodulens matchning

2016 var en vändpunkt för modulstrukturen. Före 2016 dominerades marknaden mest av helcellsmoduler, med den interna kretsen byggd som en komplett sträng. Då var modulens arbetsström låg och spänningen måttlig, så de elektriska förhållandena var ganska milda över hela linjen. Industrin parade vanligtvis dessa med en endelad enkel kopplingsbox, med alla tre bypass-dioder gömda i samma hölje.

Den installationen passade tidens produktionsförhållanden: enhetliga delspecificeringar, död-enkel struktur, låg kompetensnivå för manuell montering och hög linjekapacitet. Helcellsmoduler hanterade kablage med sidoisoleringsremsor plus trapetsformade busbars. Lätt att bygga, låg total kostnad. Det var den mest kostnadseffektiva landningsplanen för helcellsteknikens väg.

Helcellsmodulens kopplingsbox

Tekniska fördelar

Tredelad kopplingsbox: Den nuvarande halvklippta modulens matchning

Efter 2016 spreds halvceller snabbt, och den tredelade kopplingsboxen blev den vanliga industristandarden. Halvcellsmoduler använder en övre-nedre symmetrisk struktur, där den övre cellsträngen och den nedre cellsträngen är parallellkopplade. När de väl är sammanfogade förblir den totala spänningen densamma och strömmen kombineras. Den förändringen i kretsarkitekturen gjorde tredelningen till ett måste. Dess fördel handlar om fyra punkter:

• När moduleffekten ökade, steg arbetsström och spänning tillsammans. Tredelningen placerar en diod i varje kapsel, så värmekällorna sprids ut. Bättre värmeavledning, och den undviker det gamla enkelboxproblemet med värme som samlas på en plats och tillagar komponenterna över tid.

• De tre dosorna sitter utspridda över bakplåt, delar upp och späder ut det skuggade området. Det passar bifaciala moduler perfekt, eftersom de förlitar sig på att baksidesarket fångar reflekterat ljus för att generera el. En centraliserad enkel dosa klarar bara inte detta.

• Kretszoner mappas en-till-en med kopplingsboxar, så bussningsdragningen blir mycket kortare. Linjeresistansen sjunker, modulens fyllnadsfaktor ökar, och hela modulens uteffekt förbättras.

• Ledningsdragningen använder mindre material. En vertikalt monterad modul behöver bara cirka 300 mm kort ledning för att slutföra anslutningen. I massproduktion minskar det kabelkostnaden, och det fungerar bättre med helautomatiska linjer.

Halvcellsmodulens kopplingsbox

Produkttillämpning

Tvådelad kopplingsbox: Den högpresterande TOPCon-fyrdelade modulmatchningen

Med TOPCon-högpresterande celler i massproduktion gick fyrdelade moduler in i huvudströmmen, kretslogiken byggdes om igen, och den tvådelade kopplingsboxen blev standardmatchningen.

Industrin följer halvcellsregeln "klipp i hälften, två vägar parallellt." När cellen väl är delad i fyra lika delar, måste den göras till fyra parallella vägar för att hålla strömområdet stabilt. Modulen behåller fortfarande den övre-nedre symmetriska layouten: celler på ena sidan paras ihop två och två till en oberoende enhet, och tre av dessa parallella enheter kopplas sedan i serie, vilket håller spännings- och strömområdena stabila.

Denna kretslayout kräver två cellenheter med omvänd positiv-negativ polaritet, så de två matchande bypass-slingorna behöver vardera en diod. Eftersom dessa två punkter sitter mycket nära varandra, integreras de två dioderna i samma kapslingskropp. Hela kretsen delas upp i två stora skyddszoner och paras slutligen ihop med två kopplingsboxar. Boxen som håller dubbeldioden är längre i storlek, och det är den underliggande kretsanledningen till att fyrklippta moduler går med tvådelade kopplingsboxar. Dessutom måste den extra hjälpledningen som tillförs av den omvända dragningen paras med ett transparent PET-isoleringsskikt för korrekt isolering, vilket håller det elektriskt säkert.

Kopplingsbox för fyrklippt modul

I grunden är antalet kopplingsboxskal bara den synliga yttre formen. Från helcellsmodul med en box, till halvklippt med tre boxar, till fyrklippt med två boxar, har totalen av tre dioder aldrig ändrats. Varje diod täcker fortfarande två cellsträngar för bypass-skydd, och den underliggande logiken med zonindelat skydd har hållits genom hela processen. Antalet boxar följer kretsen, kretsen följer klipptekniken, och hela uppsättningen komponenter tjänar alltid modulens elsäkerhet och uteffekt.

Ooitechs syn

Den tvådelade kopplingsboxen på TOPCon fyrklippta moduler är inte ett trick, den är påtvingad av den omvända polaritets-, fyrparallella kretsen som fyrklippta layouter använder. Om du bygger en produktionslinje spelar detta roll på uppläggnings- och bussningssidan, eftersom boxpositionen, den omvända dragningen och det PET-isoleringsskiktet alla måste hanteras korrekt annars får du EL-defekter och säkerhetsproblem. Vi har byggt modullinjer för halvklippta, MBB- och TOPCon-upplägg, och kopplingsboxsteget är ett som tyst avgör ditt utbyte. Värt att titta på några riktiga fabrikslinjekörningar på Ooitech YouTube-kanal www.youtube.com/ooitech om du vill se hur bussningen och boxplaceringen faktiskt går ihop.

Relaterat: Laserskurna kanter i TOPCon: passivering av tvärsnittet är den elektriska motsvarigheten, på ytan öppnar snittet inuti cellen.