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        ZPB090型分體式光伏接線盒的設(shè)計(jì)

        2014-03-05 07:49:36燦,趙
        機(jī)電元件 2014年6期
        關(guān)鍵詞:盒體接線盒防塵

        張 燦,趙 輝

        (中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第四十研究所,安徽蚌埠,233010)

        1 引言

        取之不盡,用之不竭的太陽(yáng)能,因其安全、干凈、環(huán)保而越來(lái)越受到人們的青睞。太陽(yáng)能光伏產(chǎn)業(yè)成為全球競(jìng)相追逐的朝陽(yáng)產(chǎn)業(yè)。在中國(guó),越來(lái)越多的企業(yè)加入這個(gè)“逐日企業(yè)”當(dāng)中,中國(guó)已經(jīng)成為全球第三大光伏制造基地,僅次于日本、德國(guó)。同時(shí),也促進(jìn)了太陽(yáng)能相關(guān)零部件產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,如太陽(yáng)能光伏接線盒、光伏連接器、控制器、逆變器、蓄電池等。

        太陽(yáng)能光伏接線盒作為太陽(yáng)能電池組件的一個(gè)重要部件,是介于太陽(yáng)能電池組件構(gòu)成的太陽(yáng)能電池方陣和太陽(yáng)能電池充電控制裝置之間的連接器,是一門(mén)集電氣設(shè)計(jì)、機(jī)械設(shè)計(jì)和材料科學(xué)相結(jié)合的跨領(lǐng)域的綜合性設(shè)計(jì),為用戶提供了太陽(yáng)能電池板的組合連接方案。作為太陽(yáng)能電池組件的一種連接器,太陽(yáng)能光伏接線盒主要的作用就是將太陽(yáng)能電池模塊產(chǎn)生的電能經(jīng)電纜傳輸?shù)叫铍姵刭A存起來(lái)。由于太陽(yáng)能電池使用場(chǎng)合的特殊性和其本身的昂貴價(jià)值,太陽(yáng)能光伏接線盒必須具有以下幾個(gè)主要特征:①外殼有強(qiáng)烈的抗老化、耐紫外線能力;②符合于室外惡劣環(huán)境條件下的使用要求;③優(yōu)秀的散熱模式和合理的內(nèi)腔容積來(lái)有效降低內(nèi)部溫度,以滿足電氣安全要求;④良好的防水、防塵保護(hù)為用戶提供安全的連接方案。隨著太陽(yáng)能光伏電站的功率越來(lái)越大,光伏接線盒的功率也越來(lái)越大,并且還應(yīng)朝著體積小、電流承載能力大、散熱性號(hào)、結(jié)構(gòu)密封性號(hào)、安全可靠性高、用戶安裝使用的靈活等特點(diǎn)的趨勢(shì)發(fā)展。

        太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)是發(fā)電、傳輸、儲(chǔ)電、控制、逆變及輸出的工作系統(tǒng),接線盒就是其中的傳輸部分。接線盒的其他作用還有:光伏板引出線的連接固定及對(duì)光伏板孤島效應(yīng)的保護(hù),光伏板孤島效應(yīng)的保護(hù)是通過(guò)旁路二極管來(lái)實(shí)現(xiàn)的。

        2 主要技術(shù)參數(shù)

        ZPB090型光伏接線盒的主要技術(shù)參數(shù)如下:

        額定電壓:1000V;

        額定電流:13A;

        使用溫度:-40~90℃;

        安全等級(jí):ClassⅡ;

        防護(hù)等級(jí):IP67;

        連接線規(guī)格:4mm2;

        金屬端子材料:銅、鍍錫;

        阻燃等級(jí):UL94-V0;

        接觸電阻:<0.3mΩ;

        接線座:7個(gè);

        二極管數(shù)量:4個(gè)。

        3 設(shè)計(jì)

        本項(xiàng)目由左盒體組件、中盒體組件和右盒體組件組成。所述的左盒體組件、右盒體組件均包括負(fù)/正連接器、密封塞、連接線、壓塊、密封膠、左/右盒體、金屬件二極管和邊盒蓋組成,中盒體組件由密封膠、金屬件、二極管、中盒蓋和中盒體組成,并且盒體的一側(cè)都設(shè)置有開(kāi)口向外的開(kāi)口夾。所述的左、右盒體組件內(nèi)分別橫向設(shè)置一個(gè)二極管,中盒體組件設(shè)置兩個(gè)二極管,二極管的兩端分別連接在金屬件上,盒體的兩端分別開(kāi)設(shè)有用于穿設(shè)鋁箔導(dǎo)線的開(kāi)孔,左盒體組件連接光伏負(fù)極連接器,右盒體組件連接光伏正極連接器。本實(shí)用新型將接線盒設(shè)計(jì)成分體式,還可以節(jié)約材料,降低內(nèi)阻,減少電路在傳輸過(guò)程中的損耗。

        3.1 左盒體組件的設(shè)計(jì)

        左盒體組件圖紙如圖1所示。

        圖1 左殼體組件圖紙

        左盒體組件由負(fù)極連接器⑴、密封塞⑵、連接線⑶、壓塊⑷、密封膠⑸、左盒體⑹、金屬件⑺二極管⑻和邊盒蓋⑼組成,連接線的長(zhǎng)度由傳統(tǒng)接線盒的0.9m降低到分體式接線盒的0.5m,節(jié)約成本的同時(shí)降低傳輸回路的內(nèi)阻,從而降低電流在傳輸回路中的損耗;左盒體組件內(nèi)部采用灌封膠密封,增強(qiáng)接線盒的防塵、防水及耐腐蝕性能,從而延長(zhǎng)接線盒的使用壽命;連接線堵頭與盒體之間用超聲波焊接,固定連接線的同時(shí),增強(qiáng)接線盒的防塵、防水及耐腐蝕性能;連接器與連接線的連接處采用密封塞密封,增強(qiáng)傳輸回路中連接時(shí)的防水、防塵及耐腐蝕性能;連接線引出端采用先鉚接后焊接的方式實(shí)現(xiàn),增強(qiáng)引出端強(qiáng)度的同時(shí)也降低了回路電子,從而實(shí)現(xiàn)減小電流在傳輸過(guò)程中的損耗。

        3.2 中殼體組件的設(shè)計(jì)

        所述中盒體組件圖紙如圖2所示。

        中盒體組件由密封膠⑸、金屬件⑺、二極管⑻、中盒蓋⑽和中盒體⑾組成,中盒體內(nèi)部采用灌封膠密封,增強(qiáng)接線盒的防塵、防水及耐腐蝕性能,從而延長(zhǎng)接線盒的使用壽命;連接線堵頭與盒體之間用超聲波焊接,固定連接線的同時(shí),增強(qiáng)接線盒的防塵、防水及耐腐蝕性能;連接器與連接線的連接處采用密封塞密封,增強(qiáng)傳輸回路中連接時(shí)的防水、防塵及耐腐蝕性能。

        圖2 中殼體組件圖紙

        圖3 右殼體組件圖紙

        3.3 右殼體組件的設(shè)計(jì)

        所述右殼體組件圖紙如圖3所示。

        右盒體組件由邊盒蓋⑼、右盒體⑿、二極管⑻、金屬件⑺、密封膠⑸、壓塊⑷、連接線⑶、密封塞⑵和正極連接器⒀組成,單根接線的長(zhǎng)度由傳統(tǒng)接線盒的0.9m降低到分體式接線盒的0.5m,節(jié)約成本的同時(shí)降低傳輸回路的內(nèi)阻,從而降低電流在傳輸回路中的損耗;右盒體內(nèi)部采用灌封膠密封,增強(qiáng)接線盒的防塵、防水及耐腐蝕性能,從而延長(zhǎng)接線盒的使用壽命;連接線堵頭與盒體之間用超聲波焊接,固定連接線的同時(shí),增強(qiáng)接線盒的防塵、防水及耐腐蝕性能;連接器與連接線的連接處采用密封塞密封,增強(qiáng)傳輸回路中連接時(shí)的防水、防塵及耐腐蝕性能;連接線引出端采用先鉚接后焊接的方式實(shí)現(xiàn),增強(qiáng)引出端強(qiáng)度的同時(shí)也降低了回路電子,從而實(shí)現(xiàn)減小電流在傳輸過(guò)程中的損耗。

        3.4 右殼體組件的設(shè)計(jì)

        ZPB090型光伏接線盒由左殼體組件、中殼體組件和右殼體組件組成,其總裝圖如圖4所示。

        圖4 ZPB090型光伏接線盒總裝圖

        4 結(jié)束語(yǔ)

        ZPB090型光伏接線盒作為光伏組件中不可缺少的關(guān)鍵部件之一,它的設(shè)計(jì)直接影響到光伏組件的性能和用戶的使用、安裝和維護(hù)。機(jī)械性能設(shè)計(jì)需要滿足電氣性能和環(huán)境性能的要求,電氣性能和環(huán)境性能需要靠機(jī)械性能來(lái)保障,ZPB090型光伏接線盒綜合考慮了上述設(shè)計(jì)要點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計(jì)。

        [1]肖慧杰,王凱,劉欣穎.淺析太陽(yáng)能發(fā)電技術(shù)[J].內(nèi)蒙古石油化工,2010(3):93-94.

        [2]宋澤新,李新偉,趙成軍.增安型高壓電機(jī)接線盒的設(shè)計(jì)[J],2004(2):22 -23.

        [3]徐宏偉.船用太陽(yáng)能光伏接線盒設(shè)計(jì)[J],灝訊通訊傳送產(chǎn)品制造有限公司2010(5):18-19.

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