Por que os módulos TOPCon de quatro cortes precisam de junção em duas partes
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Resposta rápida: Módulos TOPCon de quatro cortes precisam de uma caixa de junção em duas partes porque a arquitetura elétrica do módulo muda, e não apenas a sua carcaça plástica. Cortar as células em quatro tiras e organizá-las reduz a corrente por tira, e o circuito resultante do módulo tem mais ramos paralelos do que um layout de meio corte ou de célula inteira. Uma caixa em duas partes permite que o encaminhamento interno da barra coletora e a disposição dos diodos sejam divididos, de modo que cada parte lida com uma seção definida do circuito, o que mantém sensato o número de diodos de bypass e o caminho da corrente. As dimensões do módulo envolvidas giram em torno de 300 mm na direção relevante, e a caixa tem de se ajustar à parte traseira de um módulo cujo layout de strings mudou. Tratar a caixa de junção como um componente cosmético é o que leva a uma configuração de diodos que já não corresponde ao layout elétrico do módulo.
Fabricação de Módulos Fotovoltaicos · por Jerry, Ooitech
Introdução do Produto
Caixa de junção os designs 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 constante mudança. É um requisito rígido que acompanha cada etapa da tecnologia fotovoltaica. Aqui vamos percorrer a história da caixa de junção fotovoltaica e investigar por que TOPCon módulos de quatro cortes acabam usando uma caixa de junção de duas partes.
Parâmetros Técnicos
Caixa de Junção de Peça Única: A Primeira Correspondência para Módulos de Célula Inteira
2016 foi um ponto de virada para a estrutura dos módulos. Antes de 2016, o mercado operava 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 amenas em todos os aspectos. A indústria comumente os combinava com uma caixa de junção única de peça única, com todos os três diodos de bypass escondidos dentro da mesma carcaça.
Essa configuração se adequava às condições de produção da época: especificações de peças uniformes, estrutura extremamente 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 laterais mais barras coletoras trapezoidais. Fácil de construir, baixo custo geral. Era o plano de implementação 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 peça única |
| Contagem 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 Atual para Módulos Meio-Cortados
Após 2016, as células meio-cortadas se espalharam rapidamente, e a caixa de junção de três partes se tornou a configuração comum da indústria. Os módulos meio-cortados usam uma estrutura simétrica superior-inferior, onde a string de células superior e a string de células inferior são conectadas em paralelo. Uma vez mescladas, a tensão geral permanece a mesma e a corrente é combinada. Essa mudança na arquitetura do circuito tornou o design de três partes indispensável. Sua vantagem se resume a quatro pontos:
À medida que a potência do módulo aumentou, a corrente e a tensão de trabalho subiram juntas. O layout de três partes coloca um diodo em cada carcaça, então as fontes de calor são distribuídas. Melhor dissipação de calor, e evita o antigo problema da caixa única de calor se acumular em um só ponto e cozinhar os componentes com o tempo.
As três caixas ficam espalhadas ao longo do backsheet, dividindo e diluindo a área sombreada. Isso se encaixa perfeitamente em módulos bifaciais, já que eles dependem do backsheet captando luz refletida para gerar energia. Uma caixa única centralizada simplesmente não consegue fazer isso.
As zonas do circuito mapeiam uma a uma com as caixas de junção, então o roteamento das barras coletoras 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 precisa de apenas cerca de 300 mm de fio curto para completar a conexão. Na produção em massa, isso reduz o custo do cabo e se dá melhor com linhas totalmente automatizadas.
Caixa de junção de módulo meio-cortado
Aplicação do Produto
Caixa de Junção de Duas Partes: A Correspondência para Módulos TOPCon de Quatro Cortes de Alta Eficiência
Com as células de alta eficiência TOPCon atingindo a produção em massa, os módulos de quatro cortes entraram na corrente principal, a lógica do circuito foi reconstruída novamente, e a caixa de junção de duas partes se tornou a correspondência padrão.
A indústria segue a regra do meio-corte de "cortar ao meio, dois caminhos em paralelo". Uma vez que a célula é dividida em quatro partes iguais, ela deve ser feita em quatro caminhos paralelos para manter a faixa de corrente estável. O módulo ainda mantém o layout simétrico superior-inferior: as 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 células configuradas com polaridade positivo-negativo invertida, então os dois laços de bypass correspondentes precisam cada um de um diodo. Como esses dois pontos ficam muito próximos, os dois diodos são integrados no mesmo corpo da 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 os módulos de quatro cortes usam caixas de junção de duas partes. Além disso, o fio auxiliar extra adicionado pelo roteamento reverso deve ser emparelhado com uma camada de isolamento de PET transparente para isolamento adequado, mantendo as coisas eletricamente seguras.
Caixa de junção de módulo de quatro cortes
No fundo, o número de carcaças de caixas de junção é apenas a forma externa visível. De caixa única de célula inteira, para três caixas de meio-corte, para duas caixas de quatro cortes, o total de três diodos nunca mudou. Cada diodo ainda cobre duas strings de células para proteção de bypass, e a lógica subjacente de proteção por zonas permaneceu a mesma o tempo todo. A contagem de caixas se move com 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 polaridade reversa e quatro paralelos que os layouts de quatro cortes executam. Se você está construindo uma linha, isso importa no lado da montagem e do barramento, já que a posição da caixa, o roteamento reverso e aquela 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 meio-cortadas, MBB e TOPCon, e a etapa da caixa de junção é uma que silenciosamente decide seu rendimento. Vale a pena assistir a algumas execuções reais de linhas de fábrica no canal do Ooitech no YouTube www.youtube.com/ooitech se você quiser ver como o barramento e a colocação da caixa realmente se combinam.
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