Cosa è una scatola di giunzione per cavi fotovoltaici?

La scatola di giunzione fotovoltaica è quella di proteggere il filo dall’impatto fisico, dalle punture di insetti, gli elettricisti usano spesso il tubo per cavo all’esterno del cavo per protezione. E nella giunzione del cavo elettrico (la connessione di due fili o l’angolo del tubo del filo), spesso usano la scatola di giunzione come transizione. Tubo a due fili e scatola di giunzione collegati, il filo all’interno del tubo nella scatola di giunzione è collegato. La scatola di giunzione svolge il ruolo di protezione e collegamento dei fili.

La funzione di una scatola di giunzione fotovoltaica

Il ruolo della scatola di giunzione fotovoltaica è quello di collegare la potenza generata dal modulo fotovoltaico al cablaggio esterno. Poiché i moduli fotovoltaici spesso devono essere utilizzati in ambienti esterni difficili e la garanzia è fino a 25 anni, i moduli fotovoltaici hanno anche requisiti elevati per le scatole di giunzione fotovoltaiche.

Oltre a garantire l’affidabilità della connessione, per garantire la sicurezza delle linee interne, le scatole di derivazione fotovoltaiche devono anche avere un’altissima resistenza anti-invecchiamento, UV; avere un altissimo livello di impermeabilità e antipolvere, generalmente può raggiungere IP67; resistenza per più di 25 anni; poter sopportare correnti elevate (generalmente richiedono più di 20 A).

Inoltre devono sopportare alta tensione (generalmente è 1000 volt, molti prodotti possono raggiungere 1500 volt); utilizzare un’ampia gamma di temperature (-40 ℃ ~ 85 ℃), bassa temperatura di lavoro e una serie di requisiti. Allo stesso tempo, al fine di indebolire ed evitare l’effetto hot spot, l’integrazione interna nella scatola di giunzione fotovoltaica dei diodi.

Una scatola di giunzione è infatti una scatola dotata di diodi di bypass che mantengono il flusso di corrente in una direzione e ne impediscono il ritorno ai pannelli fotovoltaici. Perciò, la scatola di giunzione è la parte più importante di un pannello fotovoltaico.

Ogni stringa è protetta da un diodo nella scatola di giunzione. Il diodo è il gateway che consente un flusso infinito di energia. Se parte di un pannello solare è in ombra, quella stringa vorrà consumare energia, invertendo il flusso di elettricità. I diodi all’interno della scatola di giunzione impediscono che ciò accada.

Poiché i moduli sono cambiati, la scatola di giunzione ha mantenuto la stessa funzionalità. Ma ora con l’aumento della potenza e dei voltaggi, le scatole di giunzione hanno dovuto migliorare la loro capacità di proteggere quella potenza.

Il ruolo generale della scatola di giunzione è rimasto lo stesso. Ciò che è cambiato è che i moduli continuano a diventare più potenti. Man mano che l’uscita del modulo aumenta, quei diodi di bypass devono fare più lavoro. Il modo in cui assorbono quell’energia è spargendo calore. Devi gestire quel calore dei diodi.

Gli interruttori di bypass

I diodi di bypass sono la tecnologia degli anni ’50. È molto semplice. Sono robusti e affidabili, ma la generazione di calore è sempre stata un problema. I fantastici interruttori di bypass risolvono il problema del calore, ma sono molto più costosi di un diodo da 20 centesimi. E tutti vogliono che i moduli siano il più economici possibile.

Gli interruttori di bypass freddi stanno sostituendo i diodi tradizionali in alcune scatole di giunzione per mitigare il calore eccessivo generato dalle uscite dei moduli più elevate. Quando i pannelli ombreggiati vogliono istintivamente consumare energia, un diodo tradizionale impedisce che ciò accada, ma nel processo viene generato calore.

Un interruttore di bypass freddo funziona come un interruttore di accensione/spegnimento e apre il circuito quando i pannelli cercano di estrarre energia, impedendo l’accumulo di calore.

Le funzioni di una scatola di giunzione FV

La scatola di giunzione fotovoltaica ha tre funzioni principali:

1. Funzione MPPT: attraverso l’hardware e il software per ogni configurazione del pannello della tecnologia di tracciamento della massima potenza e dei dispositivi di controllo, la tecnologia può massimizzare la possibilità di migliorare la serie di pannelli di diverse caratteristiche del pannello determinate dalla riduzione dell’efficienza della generazione di energia della centrale elettrica, ridurre “l’effetto barile” sull’efficienza della centrale elettrica, può migliorare notevolmente la produzione di energia della centrale elettrica, il che riduce notevolmente il periodo di ritorno dell’investimento.
2. Funzione di spegnimento intelligente di incendi e altre condizioni anomale: in caso di incendio, l’algoritmo software integrato nella scatola di giunzione con il circuito hardware in 10 millisecondi per determinare se si verifica un’anomalia e prendere l’iniziativa per interrompere la connessione tra ogni blocco di pannelli, la tensione di 1000 V sarà ridotta a circa 40 V di tensione accettabile per l’uomo per garantire la sicurezza dei vigili del fuoco.
3. L’uso della tecnologia di controllo integrato a tiristori MOSFET, invece del tradizionale diodo Schottky. Quando si verifica il blocco dell’ombra, è possibile avviare immediatamente la corrente di bypass del MOSFET per proteggere la sicurezza del pannello, mentre il MOSFET a causa delle sue caratteristiche uniche di basso VF, in modo che la generazione di calore complessiva nella scatola di giunzione sia solo un decimo dell’ordinario scatola di giunzione, la tecnologia estende notevolmente la vita della scatola di giunzione, per proteggere meglio la durata della batteria.

Le scatole di giunzione dei pannelli bifacciali

Per ottenere il massimo dal loro investimento, molti proprietari di sistemi si stanno rivolgendo ai pannelli bifacciali. L’energia viene ancora alimentata attraverso una scatola di giunzione anche se l’energia viene prodotta sia sul lato anteriore che su quello posteriore del modulo. I produttori di scatole di giunzione hanno dovuto essere creativi con i loro progetti.

Su un pannello bifacciale, devi posizionare le scatole di giunzione sul bordo dove sei assolutamente sicuro che il retro non sia ombreggiato. Quando è sul bordo, la scatola di giunzione non può più essere un rettangolo, deve essere piccola.

Il rapido aumento di popolarità dei moduli bifacciali significava che i progetti delle scatole di giunzione dovevano essere aggiornati al volo. Altri aggiornamenti improvvisi ai sistemi solari includono lo spegnimento rapido e varie funzionalità a livello di modulo, e la scatola di giunzione deve tenere il passo.

Alcuni ottimizzatori di potenza sostituiscono la scatola di giunzione

La maggior parte dei microinverter e degli ottimizzatori viene aggiunta sul retro del modulo oltre alla scatola di giunzione. Ma l’ottimizzatore di potenza di SolarEdge può sostituire la scatola di giunzione sui moduli intelligenti assemblati in fabbrica. L’ottimizzatore di potenza integrato fornisce funzionalità intelligenti durante l’esecuzione delle funzioni di alimentazione di base di una scatola di giunzione.

Ha un design termico avanzato per consentire la dissipazione del calore per mantenere la temperatura delle celle più bassa ed evitare punti caldi”, ha affermato Lior Handelsman, fondatore di SolarEdge e vicepresidente del marketing e della strategia di prodotto.

“Abbiamo progettato specificamente il nostro ottimizzatore di potenza integrato per consentire la flessibilità di produzione in modo che i produttori di moduli possano adattare rapidamente la produzione in base alla domanda. Abbiamo progettato una base fissa con diodi di bypass e poi due coperture separate. Un coperchio contiene un ottimizzatore di potenza, mentre l’altro è per una scatola di giunzione standard con un connettore di bypass.