Waarom TOPCon vierkante modules twee-delige aansluitdozen nodig hebben: een blik op de evolutie van PV-aansluitdozen
Inhoudsopgave
Productintroductie
Aansluitdoosontwerpen veranderen voortdurend, maar het is nooit alleen een cosmetische aanpassing aan de kunststof behuizing. Elke structurele verandering is afgestemd op de interne circuitindeling van de module en de veranderende elektrische parameters. Het is een harde vereiste die bij elke stap van de PV-technologie hoort. Hier bespreken we de geschiedenis van de PV-aansluitdoos en duiken we in waarom TOPCon vier-gesneden modules uiteindelijk een twee-delige aansluitdoos gebruiken.
Technische Parameters
Eén-delige aansluitdoos: de vroege match voor volledige celmodules
2016 was een keerpunt voor de modulestructuur. Vóór 2016 draaide de markt voornamelijk op volledige celmodules, met het interne circuit opgebouwd als één complete string. Toen was de werkstroom van de module aan de lage kant en de spanning gematigd, dus de elektrische omstandigheden waren over de hele linie vrij mild. De industrie combineerde deze doorgaans met een één-delige enkele aansluitdoos, met alle drie de bypass-diodes in dezelfde behuizing.
Die opstelling paste bij de productieomstandigheden van die tijd: uniforme specificaties, doodsimpele structuur, lage vaardigheidsdrempel voor handmatige montage en hoge lijnproductiviteit. Volledige celmodules gebruikten zij-isolatiestroken plus trapeziumvormige busbars voor de bedrading. Makkelijk te bouwen, lage totale kosten. Het was het meest kosteneffectieve plan voor de volledige celtechnologieroute.
Aansluitdoos voor volledige celmodule
| Item | Detail |
|---|---|
| Tijdperk | Vóór 2016 |
| Moduletype | Volledige celmodules |
| Circuitindeling | Eén complete enkele string |
| Aansluitdoos | Eén-delige enkele doos |
| Aantal diodes | 3 bypass-diodes in één behuizing |
| Werkstroom / spanning | Lage stroom, gematigde spanning |
Technische voordelen
Drie-delige aansluitdoos: de huidige match voor half-gesneden modules
Na 2016 verspreidden half-cut cellen zich snel, en de driedelige aansluitdoos werd de gangbare industrieconfiguratie. Half-cut modules gebruiken een boven-onder symmetrische structuur, waarbij de bovenste celstring en de onderste celstring parallel zijn geschakeld. Eenmaal samengevoegd blijft de totale spanning gelijk en wordt de stroom gecombineerd. Die verandering in de circuitarchitectuur maakte het driedelige ontwerp een must-have. Het voordeel komt neer op vier punten:
Naarmate het modulevermogen steeg, namen werkstroom en werkspanning samen toe. De driedelige opstelling plaatst één diode in elke behuizing, zodat warmtebronnen verspreid zijn. Betere warmteafvoer, en het vermijdt het oude probleem van de enkele doos waarbij warmte zich op één plek ophoopte en de componenten na verloop van tijd verbrandde.
De drie dozen liggen verspreid over de achterplaat, waardoor het beschaduwde gebied wordt opgesplitst en verdund. Dat past perfect bij bifaciale modules, omdat die afhankelijk zijn van de achterplaat die gereflecteerd licht opvangt om stroom op te wekken. Een gecentraliseerde enkele doos kan dit gewoon niet.
Circuitzones komen één-op-één overeen met aansluitdozen, waardoor de busbar-routing veel korter wordt. De lijnweerstand daalt, de vulfactor van de module gaat omhoog en het totale uitgangsvermogen van de module verbetert.
Bedrading gebruikt minder materiaal. Een verticaal gemonteerde module heeft slechts ongeveer 300 mm korte draad nodig om de verbinding te voltooien. In massaproductie verlaagt dat de kabelkosten, en het werkt beter met volledig geautomatiseerde lijnen.
Aansluitdoos voor half-cut module
Producttoepassing
Tweedelige aansluitdoos: de match voor de hoogrendement TOPCon vier-cut module
Nu TOPCon-hoogrendementscellen in massaproductie gaan, zijn vier-cut modules mainstream geworden, is de circuitlogica opnieuw opgebouwd en is de tweedelige aansluitdoos de standaardmatch geworden.
De industrie volgt de half-cut regel van "in tweeën snijden, twee paden parallel." Zodra de cel in vier gelijke delen is gesplitst, moet deze in vier parallelle paden worden gemaakt om het stroombereik stabiel te houden. De module behoudt nog steeds de boven-onder symmetrische opstelling: cellen aan één kant worden twee aan twee gekoppeld tot een onafhankelijke eenheid, en drie van deze parallelle eenheden worden vervolgens in serie geschakeld, waardoor de spannings- en stroombereiken stabiel blijven.
Deze circuitlay-out heeft twee celunits nodig die zijn ingesteld met omgekeerde positief-negatieve polariteit, dus de twee bijpassende bypass-lussen hebben elk één diode nodig. Omdat die twee punten heel dicht bij elkaar liggen, worden de twee diodes in dezelfde behuizing geïntegreerd. Het hele circuit splitst zich in twee grote beschermingszones en wordt uiteindelijk gekoppeld aan twee aansluitdozen. De doos met de dubbele diode is langer van formaat, en dat is de onderliggende circuitreden waarom viergesneden modules worden geleverd met tweedelige aansluitdozen. Daarnaast moet de extra hulpdraad die door de omgekeerde routing wordt toegevoegd, worden gecombineerd met een transparante PET-isolatielaag voor een goede isolatie, om elektrische veiligheid te waarborgen.
Aansluitdoos voor viergesneden module
Aan de onderkant is het aantal aansluitdoosbehuizingen slechts de zichtbare uiterlijke vorm. Van volle cel met één doos, tot halfgesneden met drie dozen, tot viergesneden met twee dozen, het totaal van drie diodes is nooit veranderd. Elke diode dekt nog steeds twee celstrings voor bypass-bescherming, en de onderliggende logica van zonebescherming is de hele weg gebleven. Het aantal dozen beweegt mee met het circuit, het circuit volgt de snijtechnologie, en de hele set onderdelen dient altijd de elektrische veiligheid en outputefficiëntie van de module.
Ooitech's Visie
De tweedelige aansluitdoos op TOPCon viergesneden modules is geen gimmick, het wordt afgedwongen door het omgekeerde polariteit, vier parallelle circuit dat viergesneden lay-outs gebruiken. Als je een productielijn bouwt, is dit belangrijk aan de lay-up- en bussing-kant, omdat de doospositie, de omgekeerde routing en die PET-isolatielaag allemaal correct moeten worden afgehandeld, anders krijg je EL-defecten en veiligheidsproblemen. We hebben modulelijnen gebouwd voor halfgesneden, MBB en TOPCon-opstellingen, en de aansluitdoosstap is er één die stilletjes je opbrengst bepaalt. Het is de moeite waard om een paar echte fabriekslijnruns te bekijken op het Ooitech YouTube-kanaal www.youtube.com/ooitech als je wilt zien hoe de bussing en doosplaatsing daadwerkelijk samenkomen.
