Por que Módulos TOPCon de Quatro Cortes Precisam de Caixas de Junção de Duas Partes: Uma Olhada na Evolução das Caixas de Junção Fotovoltaicas
Índice
Introdução do Produto
Os designs das caixas de junção continuam mudando, mas nunca é apenas um ajuste cosmético na carcaça de plástico. Cada mudança estrutural é ajustada para corresponder ao layout do circuito interno do módulo e aos seus parâmetros elétricos em mudança. É um requisito rígido que acompanha cada passo da tecnologia fotovoltaica. Aqui vamos percorrer a história da caixa de junção fotovoltaica e aprofundar por que os módulos TOPCon de quatro cortes acabam usando uma caixa de junção de duas partes.
Parâmetros Técnicos
Caixa de Junção de Uma Peça: A Correspondência com os Módulos de Célula Inteira Antigos
2016 foi um ponto de virada para a estrutura dos módulos. Antes de 2016, o mercado funcionava principalmente com módulos de célula inteira, com o circuito interno construído como uma única string completa. Naquela época, a corrente de trabalho do módulo era baixa e a tensão era moderada, então as condições elétricas eram bastante suaves em geral. A indústria comumente os combinava com uma caixa de junção única de uma peça, com todos os três diodos de bypass alojados dentro da mesma carcaça.
Essa configuração se adequava às condições de produção da época: especificações de peças uniformes, estrutura simples, baixa barreira de habilidade para montagem manual e alta produtividade da linha. Os módulos de célula inteira lidavam com a fiação usando tiras de isolamento lateral e barramentos trapezoidais. Fácil de construir, baixo custo geral. Era o plano mais econômico para a rota tecnológica de célula inteira.
Caixa de junção de módulo de célula inteira
| Item | Detalhe |
|---|---|
| Era | Antes de 2016 |
| Tipo de módulo | Módulos de célula inteira |
| Layout do circuito | Uma única string completa |
| Caixa de junção | Caixa única de uma peça |
| Número de diodos | 3 diodos de bypass em uma carcaça |
| Corrente / tensão de trabalho | Baixa corrente, tensão moderada |
Vantagens Técnicas
Caixa de Junção de Três Partes: A Correspondência com os Módulos de Meia Célula Atuais
Após 2016, as células de meia fatia se espalharam rapidamente, e a caixa de junção de três partes tornou-se a configuração comum da indústria. Os módulos de meia fatia usam uma estrutura simétrica superior-inferior, onde a cadeia de células superior e a cadeia de células inferior são conectadas em paralelo. Uma vez fundidas, a tensão geral permanece a mesma e a corrente é combinada. Essa mudança na arquitetura do circuito tornou o design de três partes um item obrigatório. Sua vantagem se resume a quatro pontos:
À medida que a potência do módulo aumentou, a corrente de trabalho e a tensão subiram juntas. O layout de três partes coloca um diodo em cada invólucro, então as fontes de calor são distribuídas. Melhor dissipação de calor, e evita o antigo problema da caixa única de calor se acumulando em um ponto e cozinhando os componentes ao longo do tempo.
As três caixas ficam espalhadas pela parte traseira, dividindo e diluindo a área sombreada. Isso se encaixa perfeitamente em módulos bifaciais, já que eles dependem da parte traseira capturando luz refletida para gerar energia. Uma caixa única centralizada simplesmente não consegue fazer isso.
As zonas do circuito mapeiam um-para-um com as caixas de junção, então o roteamento do barramento fica muito mais curto. A resistência da linha cai, o fator de preenchimento do módulo aumenta, e a potência de saída do módulo inteiro melhora.
A fiação usa menos material. Um módulo montado verticalmente só precisa de cerca de 300 mm de fio curto para concluir a conexão. Na produção em massa, isso reduz o custo do cabo e funciona melhor com linhas totalmente automatizadas.
Caixa de junção de módulo de meia fatia
Aplicação do Produto
Caixa de Junção de Duas Partes: A Combinação de Módulo de Quatro Fatias TOPCon de Alta Eficiência
Com as células de alta eficiência TOPCon atingindo produção em massa, os módulos de quatro fatias entraram no mainstream, a lógica do circuito foi reconstruída novamente, e a caixa de junção de duas partes tornou-se o padrão correspondente.
A indústria segue a regra de meia fatia de "cortar ao meio, dois caminhos em paralelo." Uma vez que a célula é dividida em quatro partes iguais, ela tem que ser feita em quatro caminhos paralelos para manter a faixa de corrente estável. O módulo ainda mantém o layout simétrico superior-inferior: células de um lado se emparelham duas a duas em uma unidade independente, e três dessas unidades paralelas são então conectadas em série, mantendo as faixas de tensão e corrente estáveis.
Este layout de circuito precisa de duas unidades de célula configuradas com polaridade positiva-negativa invertida, então os dois loops de bypass correspondentes precisam de um diodo cada. Como esses dois pontos ficam muito próximos, os dois diodos são integrados no mesmo corpo de caixa. Todo o circuito se divide em duas grandes zonas de proteção e acaba emparelhado com duas caixas de junção. A caixa que contém o diodo duplo é maior em tamanho, e essa é a razão subjacente do circuito pela qual módulos de quatro cortes vêm com caixas de junção de duas partes. Além disso, o fio auxiliar extra adicionado pelo roteamento reverso precisa ser emparelhado com uma camada de isolamento de PET transparente para isolamento adequado, mantendo a segurança elétrica.
Caixa de junção de módulo de quatro cortes
No fundo, o número de invólucros de caixa de junção é apenas a forma externa visível. De célula inteira com caixa única, a meia célula com três caixas, a quatro cortes com duas caixas, o total de três diodos nunca mudou. Cada diodo ainda cobre duas cordas de células para proteção de bypass, e a lógica subjacente de proteção por zonas permaneceu a mesma o tempo todo. O número de caixas acompanha o circuito, o circuito segue a tecnologia de corte, e todo o conjunto de peças sempre serve à segurança elétrica e à eficiência de saída do módulo.
Visão da Ooitech
A caixa de junção de duas partes nos módulos TOPCon de quatro cortes não é um truque, é forçada pelo circuito de quatro paralelos com polaridade reversa que os layouts de quatro cortes usam. Se você está montando uma linha, isso importa no lado de layup e bussing, já que a posição da caixa, o roteamento reverso e a camada de isolamento de PET precisam ser tratados corretamente ou você terá defeitos de EL e dores de cabeça de segurança. Construímos linhas de módulos para configurações de meia célula, MBB e TOPCon, e a etapa da caixa de junção é uma que silenciosamente decide seu rendimento. Vale a pena assistir algumas execuções reais de fábrica no canal do YouTube da Ooitech www.youtube.com/ooitech se você quiser ver como o bussing e a colocação da caixa realmente se combinam.
