Por qué los módulos TOPCon de cuatro cortes necesitan una unión de dos partes
Índice
Respuesta rápida: Los módulos TOPCon de cuatro cortes necesitan una caja de conexiones de dos partes porque la arquitectura eléctrica del módulo cambia, no solo su carcasa de plástico. Cortar las células en cuatro tiras y organizarlas reduce la corriente por tira, y el circuito resultante del módulo tiene más ramas en paralelo que una disposición de medio corte o de célula completa. Una caja de dos partes permite dividir el enrutamiento interno de las barras colectoras y la disposición de los diodos, de modo que cada parte maneja una sección definida del circuito, lo que mantiene sensato el número de diodos de derivación y la trayectoria de la corriente. Las dimensiones del módulo implicadas rondan los 300 mm en la dirección relevante, y la caja tiene que encajar en la parte trasera de un módulo cuyo diseño de cadenas ha cambiado. Tratar la caja de conexiones como un componente cosmético es lo que lleva a una configuración de diodos que ya no coincide con la disposición eléctrica del módulo.
Fabricación de módulos fotovoltaicos · por Jerry, Ooitech
Introducción del producto
Ensamblaje de los diseños siguen cambiando, pero nunca es solo un ajuste cosmético de la carcasa de plástico. Cada cambio estructural se ajusta para coincidir con la disposición del circuito interno del módulo y sus parámetros eléctricos cambiantes. Es un requisito estricto que acompaña a cada paso de la tecnología fotovoltaica. Aquí repasaremos la historia de la caja de conexiones fotovoltaica y profundizaremos en por qué los TOPCon módulos de cuatro cortes terminan usando una caja de conexiones de dos partes.
Parámetros técnicos
Caja de conexiones de una pieza: la primera coincidencia con el módulo de célula completa
2016 fue un punto de inflexión para la estructura de los módulos. Antes de 2016, el mercado funcionaba principalmente con módulos de célula completa, con el circuito interno construido como una sola cadena completa. En aquel entonces, la corriente de trabajo del módulo era más bien baja y el voltaje moderado, así que las condiciones eléctricas eran bastante suaves en general. La industria solía combinarlos con una caja de conexiones única de una pieza, con los tres diodos de derivación metidos dentro de la misma carcasa.
Esa configuración encajaba con las condiciones de producción de la época: especificaciones de piezas uniformes, estructura sencillísima, bajo nivel de habilidad para el montaje manual y alto rendimiento de línea. Los módulos de célula completa manejaban el cableado con tiras de aislamiento laterales más barras colectoras trapezoidales. Fáciles de construir, bajo costo general. Era el plan de implementación más rentable para la ruta tecnológica de célula completa.
Caja de conexiones para módulo de célula completa
| Elemento | Detalle |
|---|---|
| Época | Antes de 2016 |
| Tipo de módulo | Módulos de célula completa |
| Disposición del circuito | Una sola cadena completa |
| Ensamblaje de | Caja única de una pieza |
| Número de diodos | 3 diodos de derivación en una carcasa |
| Corriente / voltaje de trabajo | Corriente baja, voltaje moderado |
Ventajas técnicas
Caja de conexiones de tres partes: la actual coincidencia con el módulo de medio corte
Después de 2016, las células de medio corte se extendieron rápidamente y la caja de conexiones de tres partes se convirtió en la configuración común de la industria. Los módulos de medio corte usan una estructura simétrica superior-inferior, donde la cadena de células superior y la cadena de células inferior están conectadas en paralelo. Una vez fusionadas, el voltaje general se mantiene igual y la corriente se combina. Ese cambio en la arquitectura del circuito hizo que el diseño de tres partes fuera imprescindible. Su ventaja se reduce a cuatro puntos:
A medida que la potencia del módulo aumentaba, la corriente y el voltaje de trabajo subían juntos. La disposición de tres partes coloca un diodo en cada carcasa, así que las fuentes de calor se reparten. Mejor disipación de calor, y evita el antiguo problema de la caja única de que el calor se acumule en un punto y cocine los componentes con el tiempo.
Las tres cajas quedan repartidas por el backsheet, dividiendo y diluyendo el área sombreada. Eso encaja perfectamente con los módulos bifaciales, ya que dependen de que la lámina posterior capture la luz reflejada para generar energía. Una caja única centralizada simplemente no puede hacer esto.
Las zonas del circuito se corresponden uno a uno con las cajas de conexiones, así que el enrutamiento de las barras colectoras se acorta mucho. La resistencia de línea baja, el factor de llenado del módulo sube y la potencia de salida de todo el módulo mejora.
El cableado usa menos material. Un módulo montado verticalmente solo necesita unos 300 mm de cable corto para completar la conexión. En producción en masa, eso recorta el costo de cable y se lleva mejor con líneas totalmente automatizadas.
Caja de conexiones para módulo de medio corte
Aplicación del producto
Caja de conexiones de dos partes: la coincidencia con el módulo TOPCon de cuatro cortes de alta eficiencia
Con las células TOPCon de alta eficiencia alcanzando la producción en masa, los módulos de cuatro cortes pasaron a la corriente principal, la lógica del circuito se reconstruyó de nuevo y la caja de conexiones de dos partes se convirtió en la coincidencia estándar.
La industria sigue la regla del medio corte de "cortar por la mitad, dos caminos en paralelo". Una vez que la célula se divide en cuatro partes iguales, hay que convertirla en cuatro caminos en paralelo para mantener estable el rango de corriente. El módulo aún conserva la disposición simétrica superior-inferior: las células de un lado se emparejan de dos en dos en una unidad independiente, y tres de estas unidades en paralelo se conectan luego en serie, manteniendo estables los rangos de voltaje y corriente.
Esta disposición del circuito necesita dos unidades de células configuradas con polaridad positivo-negativo invertida, así que los dos bucles de derivación correspondientes necesitan cada uno un diodo. Como esos dos puntos quedan muy cerca, los dos diodos se integran en el mismo cuerpo de caja. Todo el circuito se divide en dos grandes zonas de protección y termina emparejado con dos cajas de conexiones. La caja que contiene el diodo doble es más larga de tamaño, y esa es la razón subyacente del circuito por la que los módulos de cuatro cortes van con cajas de conexiones de dos partes. Además, el cable auxiliar extra añadido por el enrutamiento inverso tiene que emparejarse con una capa de aislamiento de PET transparente para un aislamiento adecuado, manteniendo la seguridad eléctrica.
Caja de conexiones para módulo de cuatro cortes
En el fondo, el número de carcasas de cajas de conexiones es solo la forma exterior visible. De la caja única de célula completa, a las tres cajas de medio corte, a las dos cajas de cuatro cortes, el total de tres diodos nunca cambió. Cada diodo sigue cubriendo dos cadenas de células para la protección de derivación, y la lógica subyacente de protección por zonas se mantuvo todo el tiempo. El número de cajas se mueve con el circuito, el circuito sigue a la tecnología de corte, y todo el conjunto de piezas siempre sirve a la seguridad eléctrica y la eficiencia de salida del módulo.
Ooitech cree: las uniones de recombinación de nanocristales de In₂O₃ con ingeniería de superficie combinadas con la ingeniería de HSM en volumen/interfaz han llevado los módulos tándem totalmente de perovskita de gran área a una eficiencia certificada del 26,2 %, acercando decisivamente esta tecnología a la comercialización.
La caja de conexiones de dos partes en los módulos TOPCon de cuatro cortes no es un truco, está forzada por el circuito de polaridad invertida y cuatro en paralelo que ejecutan las disposiciones de cuatro cortes. Si estás montando una línea, esto importa en el lado del apilado y el conexionado, ya que la posición de la caja, el enrutamiento inverso y esa capa de aislamiento de PET tienen que manejarse bien o tendrás defectos EL y dolores de cabeza de seguridad. Hemos construido líneas de módulos para configuraciones de medio corte, MBB y TOPCon, y el paso de la caja de conexiones es uno que decide silenciosamente tu rendimiento. Vale la pena ver algunas corridas reales de líneas de fábrica en el canal de YouTube de Ooitech www.youtube.com/ooitech si quieres ver cómo se combinan realmente el bussing y la colocación de la caja.
