什麼是太陽能匯流箱

什麼是太陽能匯流箱?

創作者:Glen Zhu |更新日期:14月XNUMX日th,2024

什麼是太陽能匯流箱?

光電發電系統中的太陽能匯流箱是確保光電模組有序連接、匯流的接線裝置。該裝置可確保光電系統在維護檢查時輕鬆斷開,並減少光電系統故障時停電的範圍。

太陽能匯流箱是指用戶可以將一定數量的相同規格的光伏電池串聯起來,形成單一的光伏串,然後將多個串並聯成一個太陽能匯流箱。匯聚到太陽能匯流箱內後,經過控制器、直流配電櫃、光伏逆變器、交流配電櫃協同使用,構成完整的太陽能發電系統,實現併網運作。

太陽能匯流箱如何運作? (目的和功能)

它收集並分配太陽能電池板發出的電能。

太陽能匯流箱主要包括匯流器、電子元件、繼電器、熔斷器等零件。太陽能匯流箱的主要作用是將多路太陽能板電流集中並聯,形成直流匯流。然後透過交流輸入,將電能傳輸到電網。

太陽能匯流箱具體工作原理如下:

  1. 多個太陽能板產生直流電。
  1. 直流電集中匯聚,經電子元件濾波及控制。
  1. 在繼電器和熔斷器的保護下,將直流電轉換為交流電輸出。
  1. 將交流電輸送到電網進行電能的分配和利用。

太陽能匯流箱還具有過電流保護、過壓保護、漏電保護等多種保護措施,確保系統安全運作。在實際應用中,匯流箱通常需要與站內監控系統聯網,以實現系統運作狀態的即時監控和遠端控制。

太陽能匯流箱是直流還是交流?

答:直流電

太陽能匯流箱主要用於收集光伏組件產生的直流電,並分配給後續的逆變器或其他設備。

在光伏發電系統中,光伏電池組件透過組串形成串聯,然後透過電纜將這些串聯連接到光伏匯流箱。

太陽能匯流箱內部透過控制器和直流配電櫃對直流電進行匯流和分配。最終透過光伏逆變器轉換成交流電用於併網或供給其他交流負載。

因此,太陽能匯流箱處理的電是直流電,而不是交流電。

太陽能匯流箱分類

太陽能匯流箱依其功能分為三種。

  • 第一類為基本型,不具備防反轉和監控功能;
  • 第二種有防反功能但無監控功能;
  • 第三種兼具防反接和監控功能,是功能最齊全、成本和價格最高的匯流箱。

太陽能匯流箱的組成部分

箱體/外殼(用於太陽能匯流箱)

箱體通常採用鋼板噴塑、不鏽鋼、工程塑膠等材質製成,具有美觀大方、堅固耐用的特性。安裝方便,防護等級達IP54以上,防水防塵,滿足長期戶外使用要求。

直流斷路器(用於太陽能匯流箱)

直流斷路器作為整個匯流箱的輸出控制器,主要用於線路切換。其工作電壓可達直流1000V。必須選擇光伏專用直流斷路器。

直流熔斷器(用於太陽能匯流箱)

當組件出現反向電流時,光電專用直流熔斷器可及時切斷故障組件串,額定工作電壓可達直流1000V。光電模組使用的保險絲是專為光電系統設計的(外形尺寸:Φ15mm×10mm),採用專用封閉底座安裝,防止串間反向電流燒壞組件。

直流隔離開關(用於太陽能匯流箱)

直流隔離開關的主要功能是隔離電源,確保用電設備達到安全隔離狀態。隔離開關與斷路器或熔斷器配合使用,可依系統運作方式的需求進行切換操作,以改變系統的接線方式。隔離開關沒有專用的滅弧裝置,因此不能用來接通或斷開負載電流和短路電流;它只能在電線斷開時運行。

防反二極體(用於太陽能匯流箱)

在匯流箱中,二極體的用途與組件接線盒中的二極體的用途不同。組件接線盒中的二極體主要在電池芯被覆蓋時提供連續的流動通道,而匯流箱中的二極管主要防止電池組之間的環路電流。

數據採集模組(用於太陽能匯流箱)

為了方便監控整個電站的工作狀態,一般會在一次匯流箱上增加資料擷取模組。採用霍爾電流感測器和單晶片技術,對每個光伏陣列的電流訊號(類比量)進行取樣,透過A/D轉換成數位量,再轉換成標準RS-485數位訊號輸出,方便用戶掌握整體電量站點即時工作狀態。

保護單元(用於太陽能匯流箱)

直流高壓突波保護器是專為光伏發電系統設計的防雷產品,具有過熱、過流雙重自我保護功能。採用模組化設計,可帶電更換,並設有降級顯示窗口;利用數據採集模組可以實現遠端監控。

人機介面(用於太陽能匯流箱)

資料擷取單元配有人機介面,可查看裝置的即時運作狀態,並透過鍵盤輸入設定本機參數。

防雷設計

由於太陽能匯流箱安裝在室外,必須考慮對其進行防雷保護。為此,我們在匯流箱的直流輸出部分並聯了光伏專用直流湧保護器(即避雷器)。

當發生雷擊時,突波保護器會快速洩放多餘的電能,確保能量穩定輸出,保護匯流箱免受雷擊損壞。裝有防雷組件的匯流箱稱為光電防雷匯流箱。

歷史更新

第一代太陽能匯流箱

第一代太陽能匯流箱只有匯流和防雷功能。

第二代太陽能匯流箱

先前的版本僅具有匯聚和防雷功能,第二代型號可以監控每條路徑的電壓和電流,同時還可以檢測其自身外殼內的溫度和濕度水平。

第三代太陽能匯流箱

Sola 匯流箱現已發展到第三代。除了前幾代產品的優點外,這些型號還可以在故障時向使用者發出警報、收集資料並進行無線傳輸。

存在的問題

在應用運作過程中出現了各種問題,例如RS485匯流排與組合器監控單元的接線問題、位址表示問題、接線問題、防水端子問題和極性反轉問題等。

許多太陽能匯流箱只能監控組串電流,但無法自動控制電池板部分被覆蓋的情況,導致電池組件出現反向電流,嚴重情況下可能會燒毀保險絲,甚至損壞電池組件。這個問題限制了光電系統自動控制的實現,必須解決。

最新發展

最近設計了一種基於單晶片控制的新型太陽能光電組串電流監測系統。透過霍爾感測器測量串電流並讓微控制器讀取這些電流的向量值,我們可以確定它們的大小和方向。然後透過微控制器控制固態繼電器(其接點連接匯流箱母線和光伏組串)的輸出,即可實現光伏組串的投入或切割。

智慧型太陽能匯流箱除具有普通匯流箱的一般功能/性能外,還採用了電子開關,保留了防反接功能,同時增加了電流切換控制功能;箱內添加溫度感測器,設置多個監控點,當溫度異常時,單晶片控制板發出訊號,及時斷開輸入電流,防止箱體燒毀。

太陽能匯流箱安裝位置及環境

太陽能匯流箱應位於太陽能電池組件和逆變器之間。當它處於陣列內的最佳位置時,可以限制功率損耗。

長期暴露在陽光下會增加太陽能匯流箱內部組件的溫度,降低其效能和使用壽命。因此,在朝北且有遮蔭的牆上安裝太陽能匯流箱有助於限制陽光直射。

太陽能匯流箱的尺寸確實很重要。較大的外殼可容納更多的空氣量和表面積。這對於冷卻內部部件非常方便。此外,透過在安裝和維護過程中留出更多的工作空間,更大的外殼使現場接線更加容易。

選擇太陽能匯流箱時應考慮哪些電氣參數?

對於住宅系統,選擇標準化解決方案可以節省時間和成本。小型住宅系統(2-3串)可能不需要使用太陽能匯流箱。

對於複雜的商業或工業電站項目,需要使用太陽能匯流箱或客製化的光電匯流箱。

選擇太陽能匯流箱時要考慮的主要技術參數:

  1. 輸入電源參數

太陽能匯流箱的輸入功率是選擇過程中重點考慮的因素之一。此參數是指太陽能匯流箱所能承受的最大輸入功率。選擇時,需要根據光電站的總裝置容量和預計發電量來確定太陽能匯流箱的輸入功率參數。

  1. 輸入電壓參數

輸入電壓參數是選擇太陽能匯流箱的另一個重要考量。此參數是指太陽能匯流箱所能承受的最大輸入電壓。

  1. 電路數

決定輸入電路的數量,通常等於串數;

確定輸出路數,該參數主要取決於系統功率和所使用的逆變器;

  1. 最大電流

確定光伏組串的額定峰值,常見電流為15A和20A以下;

根據太陽能板的數量和規格選擇合適的迴路數和最大電流。

  1. 防雷

光伏(PV)太陽能匯流箱應具有突波保護功能,以避免雷暴對整個太陽能係統的影響。

  1. 逆流保護

在併網系統中,太陽能匯流箱應具備逆流保護功能,防止電流回流至電網造成危害。

  1. 過載保護和短路保護

為了保護系統免受過載或短路損壞,請選擇具有這些功能的太陽能匯流箱。

  1. 通訊功能

現代太陽能係統通常採用遠端監控,透過主控制器將運行資料上傳到雲端以進行管理/控制。

  1. 監控功能

監控功能對於即時追蹤效能至關重要;

通常包括直流電壓/電流以及開關狀態/溫度/濕度等。

  1. 防護等級

防護等級是選擇防護等級的重要指標 光伏匯流箱。此參數評估太陽能匯流箱的防護性能,包括防塵、防水、防腐等面向。

  1. 溫度範圍及工作環境

考慮太陽能匯流箱的工作溫度範圍和條件;

選擇一個符合要求的。例如,如果在高溫下工作,則應選擇散熱性能好、能承受高溫工作的產品。

根據輸入電壓的不同,常用的光電太陽能匯流箱可分為以下三種:

  • 1500V直流太陽能匯流箱
  • 1000V直流太陽能匯流箱
  • 600V直流太陽能匯流箱

依電路數量分類,常用的光伏太陽能匯流箱包括以下類型:

  • 1串太陽能匯流箱
  • 2串太陽能匯流箱
  • 3串太陽能匯流箱
  • 4串太陽能匯流箱
  • 5串太陽能匯流箱
  • 6串太陽能匯流箱
  • 7串太陽能匯流箱
  • 8串太陽能匯流箱
  • 9串太陽能匯流箱
  • 10串太陽能匯流箱
  • 11串太陽能匯流箱
  • 12串太陽能匯流箱
  • 13串太陽能匯流箱
  • 14串太陽能匯流箱
  • 15串太陽能匯流箱
  • 16串太陽能匯流箱

或者,按輸入輸出電路數量分類,常用的光伏太陽能匯流箱包括以下類型:

  • 1進1出光伏直流太陽能匯流箱
  • 2進1出光伏直流太陽能匯流箱
  • 2進2出光伏直流太陽能匯流箱
  • 3進1出光伏直流太陽能匯流箱
  • 3進3出光伏直流太陽能匯流箱
  • 4進1出光伏直流太陽能匯流箱
  • 4進2出光伏直流太陽能匯流箱
  • 5進1出光伏直流太陽能匯流箱
  • 5進2出光伏直流太陽能匯流箱
  • 6進1出光伏直流太陽能匯流箱
  • 6進2出光伏直流太陽能匯流箱
  • 12進1出光伏直流太陽能匯流箱
  • 16進1出光伏直流太陽能匯流箱

不同光電應用如何選擇太陽能匯流箱?

從使用情境來看,光伏太陽能匯流箱適用於各種類型的光伏發電系統,如離網光伏電站、屋頂光伏電站、地面光伏電站、分散式光伏發電系統、太陽能路燈等。

在選擇合適的光伏太陽能匯流箱時,需要根據實際應用場景和使用需求來選擇。

例如在惡劣環境下,需要選擇具有較高防雷浪湧、過載保護和短路保護能力的光伏太陽能匯流箱;

在分散式光電發電系統中,需要選擇效率更高、體積更小、成本更低的光電太陽能匯流箱。

列出一些視頻,幫助您選擇適合不同光伏應用的太陽能匯流箱

用於離網光伏太陽能係統的直流光伏太陽能匯流箱

農業光伏直流光伏太陽能匯流箱和太陽能水泵逆變器

直流光伏太陽能匯流箱,適用於光伏太陽能係統、工業、公共建築、停車場遮陽簾

太陽能板應用突波保護安裝指南

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