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接线盒在光伏中的应用及发展趋势
作者：张宇
来源：《山东工业技术》2015年第05期
摘 要：文章主要阐述了接线盒的组成构造、技术指标、检验规范、发展趋势。 关键词：接线盒；功能特点；性能指标；发展趋势 1 光伏接线盒介绍
1.1 光伏接线盒的定义及分类
光伏接线盒是介于太阳能电池组件构成的太阳能电池方阵和太阳能充电控制装置之间的连接器。是一门集电气设计、机械设计与材料科学相结合的跨领域的综合性设计。太阳能电池组件接线盒在太阳能组件的组成中非常重要，主要作用是将太阳能电池产生的电力与外部线路连接。太阳能光伏接线盒分晶体硅接线盒、非晶硅接线盒、幕墙接线盒、防爆接线盒等。 1.2 光伏接线盒的构成
光伏接线盒由盒体、线缆及连接器三部分构成。
盒体包括：盒底（含铜接线柱或塑料接线柱）、盒盖、二极管； 线缆分为：1.5MM2、2.5MM2、4MM2及6MM2等这几种常用的线缆； 连接器分为两种：MC3与MC4两种；
二极管型号：10A10、10SQ050、12SQ045、PV1545、PV15、SR20200等； 二极管封装有两种：R-6 SR 263 1.3 光伏接线盒的技术指标 最大工作电流 16A 最大耐压 1000V 使用温度 -40～90℃
最大工作湿度 5%～95%（无凝结）
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防水等级 IP65 连接线规格 4mm
1.4 光伏接线盒的主要功能特点
光伏接线盒的功率是在标准条件：温度25度，AM1.5， 1000W/M2下测试出来的。一般用WP表示，也可以用W表示。在这个标准下测试出来的功率称为标称功率。（1）外壳采用进口高级原料生产，具有极高的抗老化，耐紫外线能力；（2）适用于室外产时间恶劣环境条件下的使用，使用实效长达25年以上；（3）根据需要可以任意内置2～6个接线端子；（4）所有的连接方式采用快接插入式方式连接。 2 接线盒的应用
（1）接线盒的性能。接线盒的选择主要看的信息应该是组件的电流大小，一个是工作的最大电流，一个是短路电流，当然短路电流时组件能够输出的最大电流，按照短路电流核算接线盒的额定电流应该是安全系数比较大的，按照最大工作电流算接线盒的话就是安全系数小一点。首先确立一个条件，不论是短路电流也好，还是最大工作电流也好，组件所标称的数据都是在标准的测试条件下的数值即环境温度 25℃，标准的光照强度1000W/m2，AM1.5条件下的测试数据。但是必须明确一点，组件发到不同地区，不同地区的光照强度会产生变化的，像、宁夏及等部分地区部分时间段的光照强度可能会达到1700W/m2左右，那么这个时候电池片的电流和电压将会随着光照强度的变化而变化，当光照强度1000-1300W/m2时，电流成线性上升的趋势。晶体硅电池的发电原理是低电压高电流。
光伏接线盒的选择主要看的信息应该是组件的电流大小，一个是工作的最大电流，一个是短路电流，当然短路电流时组件能够输出的最大电流，按照短路电流核算接线盒的额定电流应该是安全系数比较大的，按照最大工作电流算接线盒的话就是安全系数小一点。
最科学的选择依据应该根据应该拿出电池片的电流电压随光照强度的变化规律，必须了解你所生产的组件用在那个地区，在这个区域内的光照最强的时候是多大，然后对照电池片的电流随光照强度的变化曲线，查处可能的最大电流，然后选择接线盒的额定电流，应该比较科学。
1）根据光伏组件的功率，150w、180w，还是230w，310w？ 2）组件的其他规格
3）二极管的参数，10amp、12amp、15amp或者25amp？
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4）最重要的一点，短路电流是多大？对于这个测试，选择二极管要看以下几个量：电流（大的好），最大结温（大的好），热阻（小的好），压降（小的好），反向击穿电压（一般40V就远远够了）（据energytrend）
（2）接线盒的选择。由于接线盒对于组件的重要性，选择一个合适的接线盒显得尤为重要；对于一个优秀的太阳能电池组件用接线盒必须要具备以下几点性能要求：1）满足于室外恶劣环境条件下的使用要求；2）外壳有强烈的抗老化、耐紫外线能力；3）优秀的散热模式和合理的内腔容积来有效降低内部温度，以满足电气安全要求；4）良好的防水、防尘保护为用户提供安全的连接方案；5）较低的体电阻，以尽可能的减小接线盒带来的功率损耗； （3）接线盒的性能测试。合格的接线盒要经过多方测试（需要通过TUV UL认证等）包括二极管结温实验、热循环实验、湿热实验、湿冷实验、放水试验、冲击试验、盐雾试验、二极管检验（正向压降、反向漏电流、雪崩电压）。 3 接线盒未来发现方向
（1）工艺方面。体积小巧：充分考虑到材料节省，包括接线盒本身材料的节省和用户材料（密封硅胶）的节省。
高电流承载能力：目前接线盒的最大电流最高的可达到30A，常规的为16A、10A、8A……
更加优良的散热性：从最初的通过壳体空腔内辐射及对流方式使空气膨胀，由导气阀导出的散热方式，到后来的采用薄片状金属端子、增加散热片、散热突起……
更加优良的结构密封性：从盒体、盒盖分体由密封圈密封，到盒体、盒盖压接一体式密封……
更加优良的安全可靠性：从夹紧与螺钉的“双保险”到内鼓形簧片接插的连接插头式…… 用户安装使用的更加灵活性：根据需要预留有扩展连接座；装配不同规格的二极管会改变接线盒的最大工作电流；根据需要选用封胶和不封胶两种安装方式……
（2）技术方面。另一方面，传统的太阳能组件随着年月而退化（一般来说组件的性能会以每年0.5%至1.0%的速度逐渐退化），导致这个现象的原因可能包括光伏组件之间的失配、旁路二极管的热能耗散令组件性能加速退化、以及各种的环境因素如浮云、污垢及碎片等等；大大降低了单个组件以及整个系统的发电量，人们为了解决或尽可能减小这个问题，在接线盒内部进行改造，并对改造后的接接线盒称为\"SmartBox\"，而应用这种接线盒的组件则称之为\"SmartModule\"。
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而\"SmartBox\"通常利用的技术有MOS集成电路基础的智能光伏组件、旁路电路集成无线发射接收数据系统、MPPT+DCtoDC/DCtoAC转换方式等其他新技术。下图为采用新技术的接线盒。 4 总结
随着太阳能光伏发电的不断发展进步，作为其中重要组件的接线盒也有了不多的发现创新，随着时间的漂移，一些更为先进、实用的接线盒会源源不断的涌现出来。 参考文献：
[1]http：//www.china-pv.net/[Z]. [2]www.solarzoom.com[Z]. [3]wenku.baidu.com[Z].
