光伏接線盒的組成

接線盒無論怎么變化，基本結構都是基本不變的，及包括盒體、盒蓋、連接器、接線端子、二極管等，一些接線盒廠家設計了散熱片加強盒內溫度的散發(fā)，也有一些接線盒廠家做了其他方面細節(jié)的設計，但是總的結構沒有發(fā)生變化。

1. 盒體

盒體是接線盒的主體部分，內置接線端子和二極管，外接連接器和盒蓋，是接線盒的框架部分，承受大部分的耐候要求。盒體的制作材料一般為PPO（聚苯醚）。

2. 盒蓋

盒蓋起到密封盒體，防水防塵防污染的作用。密封性主要體現(xiàn)在內置橡膠密封圈，阻止空氣及水分等進入接線盒內部。有的廠家在盒蓋中心部位設置小孔，孔中裝有透析膜，該膜透氣不透水，水下三米無水滲入，起到非常好的散熱和密封的作用。

盒體及盒蓋一般有耐候性好的材料注塑而成，彈性好，抗溫度沖擊，耐老化性能強。

3. 連接器

連接器連接接線端子和外部用電設備如逆變器，控制器等。連接器采用PC（聚碳酸酯）材質，但PC容易被多種物質腐蝕。接線盒老化主要體現(xiàn)在連接器易被腐蝕，塑料螺母低溫沖擊容易出現(xiàn)破裂。因此，接線盒的使用壽命體現(xiàn)為連接器的壽命。

4. 接線端子

接線端子連接組件引出線與連接器，數(shù)量有2、3、4、5、6等多種規(guī)格，端子本身寬度根據(jù)引出線的不同有2.5mm、4mm、6mm三種，不同廠家的接線盒，端子間距也不同。

接線端子與引出線的接觸方式有兩種：一種為壓緊或加緊型等物理接觸式，一種為焊接方式。兩種方式的優(yōu)缺點前面已有論述。

5. 二極管

光伏接線盒內的二極管是作為旁路二極管使用，起到防止熱斑效應，保護組件的作用。

組件正常工作時，旁路二極管處于截止狀態(tài)，這時存在反向電流，即暗電流，一般小于0.2微安。暗電流會減小組件產生的電流，雖然幅度很小。

從最理想的角度來說，每一個光電池都應連上一個旁路二極管，但因為旁路二極管價格成本的影響和暗電流損耗以及工作狀態(tài)下壓降的存在，這樣就很不經濟了。此外，光伏組件各電池片的位置比較集中，接上相應的二極管之后，還得為這些二極管提供充分的散熱條件。

因此，實際運用時一般比較合理的方法是使用一個旁路二極管為多個相互連接的電池分組提供保護。這樣可以降低光伏組件的生產成本，但也會使其性能受到不利的影響。其實，若某串電池片中某一電池片的輸出功率下降，那么這個串電池片，其中包括那些工作正常的電池片，便會因旁路二極管的作用而與整個光伏組件系統(tǒng)隔離。結果就會是整個光伏組件的輸出功率因某一個電池片的失效而出現(xiàn)過多的下降。

除上述問題之外，旁路二極管與其相鄰的旁路二極管之間的連接必須考慮周全。實際上，這些連接要受到一些應力的影響，這些應力是機械負荷和溫度周期性變化的產物。因此，在光伏組件的長期使用過程中，上述連接就可能因疲勞而失效，使光伏組件產生異常。

另外，遮蔽一個電池片與遮蔽兩塊電池片各一半的效果不同，所以遮蔽不可避免時，盡量使遮蔽盡可能多的電池，每個電池盡可能少的陰影。

6. 熱斑效應

在太陽能組件的構造中，單個電池片被串聯(lián)在一起，就是所謂的串聯(lián)以達到更高的系統(tǒng)電壓。一旦其中一個電池片被遮擋（例如：樹枝或者天線等等），受影響的電池就不再作為電源工作，而是變成能量消耗者，其他未遮擋的電池將繼續(xù)通過它們傳遞電流造成高的能量損耗，“熱斑”就會出現(xiàn)，甚至電池損毀。

為了避免這個問題，旁路二極管被并聯(lián)在一個或者幾個串聯(lián)在一起的電池上。旁路電流繞過被遮擋的電池片，經二極管而傳遞下去。

當電池片正常工作時，旁路二極管反向截止，對電路不產生任何作用；若與旁路二極管并聯(lián)的電池片組存在一個非正常工作的電池片時，整個線路電流將由最小電流電池片決定，而電流大小由電池片遮蔽面積決定，若反偏壓高于電池片最小電壓時，旁路二極管導通，此時，非正常工作電池片被短路。

可見，熱斑即組件發(fā)熱或局部發(fā)熱，熱斑處電池片受到損傷，降低組件功率輸出甚至導致組件報廢，嚴重降低組件的使用壽命，對電站發(fā)電等安全造成隱患。熱量聚集導致組件不良或損壞。

電池組件熱斑的形成，外部因素主要是組件或局部組件受到遮擋物遮擋，常見的遮擋物有：樹葉、塵土、云層、動物及動物糞便、積雪等；內在因素有太陽電池內阻和太陽電池自身逆電流大小。從電池片的實際等效電路即可分析到此結論。負載與太陽能電池內阻串聯(lián)，由等效電路圖得到流過負載的電流：

I= Iph–ID–ISh

則串聯(lián)電阻工作功率：

P= I2Rs，故Rs對電池片溫度的影響是肯定的，對于電池片來講，內阻越小越好。內阻主要是電池片自身由于制作工藝產生的內阻，還有就是焊帶產生的內阻，因此，對于電池片的焊接工藝應該引起充分重視，對焊帶的選擇也應該選擇內阻小的為好；至于逆電流因素，還是要從實際等效電路分析，對于不同的電池片，其暗電流有差異。組件短路，遮擋組件上的某片電池片無法正常工作，相對于組件來說其是個內阻，消耗：

P = I2 R (R：被遮擋電池片的等效內阻)。

被遮擋的電池片的生熱電流為 I = ID + ISh（I :逆電流，ID :暗電流，Ish: 漏電流），故逆電流較大的太陽電池硅片，在外界環(huán)境相同的條件下，其產生熱斑的可能性較大。

安裝在外部環(huán)境下的組件陣列溫度T與日照強度L、系統(tǒng)環(huán)境溫度Ts、內阻產生的溫度Ti相關。組件溫度可表示為：

T = T0＋αTs +βL＋Ti

（T0、α、β是根據(jù)實驗數(shù)據(jù)按最小二乘法處理后所得的系數(shù)，系數(shù)值與所使用的太陽電池的類型、安裝地點、支架形式等因素都有關系 ）

熱斑的危害是巨大的，而且組件陣列電站如在無人維護的情況下，熱斑效應也極易發(fā)生，怎么才能避免或減輕熱斑對組件的不利影響成為組件設計的重要問題。

7. 二極管的選擇原則

旁路二極管的選擇主要遵循一下原則：

１.耐壓容量為最大反向工作電壓的兩倍；

２.電流容量為最大反向工作電流的兩倍；

３.結溫溫度應高于實際結溫溫度；

４.熱阻小；

５.壓降小。