¿Qué es una caja combinadora fotovoltaica y su función?
2024-09-04
Con la construcción de cada vez más centrales fotovoltaicas, el uso de cajas combinadoras fotovoltaicas se ha vuelto popular. Mucha gente no sabe qué es una caja combinadora fotovoltaica, su función, cómo elegir una caja combinadora, etc.
La caja combinadora es un componente muy importante en todo el sistema fotovoltaico. Se encarga de recoger la corriente fotovoltaica. Sin embargo, creemos que la tasa de fallas también es alta en este componente, por lo que lo compartiré como un tema especial en el artículo.
La definición y composición de la caja combinadora fotovoltaica.
La caja combinadora es un dispositivo de cableado que garantiza la conexión ordenada y la función combinadora de los módulos fotovoltaicos en el sistema de generación de energía fotovoltaica. Este dispositivo puede garantizar que sea fácil cortar el circuito del sistema fotovoltaico durante el mantenimiento y la inspección, y reducir el alcance del corte de energía cuando falla el sistema fotovoltaico.
Composición de la caja combinadora fotovoltaica:
Caja: La caja generalmente está hecha de placa de acero rociada con plástico, acero inoxidable y otros materiales. Es resistente y duradero, fácil de instalar y tiene un nivel de protección IP 54 o superior. Es resistente al agua y al polvo, y cumple con los requisitos de uso prolongado en exteriores.
disyuntor de DC
La energía generada por los paneles solares es corriente continua. El disyuntor de CC es el dispositivo de control de salida de toda la caja de conexiones, utilizado principalmente para la apertura/cierre de la línea. Su voltaje de funcionamiento es tan alto como DC1 500 V.
Fusible DC
Cuando se produce un reflujo de corriente, el fusible de CC elimina rápidamente la cadena defectuosa del funcionamiento del sistema sin afectar otras cadenas que funcionan normalmente y puede proteger de forma segura la cadena fotovoltaica y sus conductores de la amenaza de corriente de sobrecarga inversa.
Diodo antirretroceso
La función del diodo en la caja de conexiones es diferente a la del diodo en la caja de conexiones del módulo. El diodo en la caja de conexiones del módulo proporciona principalmente un canal de libre circulación cuando la celda de la batería está bloqueada, mientras que el diodo en la caja de conexiones evita principalmente la generación de corriente circulante entre las cadenas.
Módulo de adquisición de datos
Para facilitar el monitoreo del estado de funcionamiento de toda la central eléctrica, generalmente se agrega un módulo de adquisición de datos a la caja de conexiones primaria. Utilizando sensores de corriente Hall y tecnología de microcomputadora de un solo chip, se muestrea la señal actual (cantidad analógica) de cada conjunto fotovoltaico, se convierte en cantidad digital mediante conversión A/D y luego se convierte en una salida de señal de cantidad digital estándar RS-485, por lo que que los usuarios puedan conocer el estado de funcionamiento de toda la central eléctrica en tiempo real.
Unidad de protección Protector contra sobretensiones
La unidad de protección contra sobretensiones de CC de alto voltaje es un producto de protección contra rayos dedicado a sistemas de generación de energía fotovoltaica. Dado que la caja combinadora fotovoltaica se instala en un ambiente exterior, debemos considerar la protección contra rayos para la caja combinadora. Para este fin, conectamos un protector contra sobretensiones fotovoltaico específico para CC (es decir, un pararrayos) en paralelo a la parte de salida de CC de la caja combinadora. Una vez que ocurre un rayo, el protector contra sobretensiones descargará rápidamente el exceso de energía eléctrica para garantizar una salida estable de energía eléctrica y proteger la caja combinadora contra daños por rayos.
Las cajas combinadoras se pueden dividir en cajas combinadoras de CC y cajas combinadoras de CA según el escenario de aplicación.
Dado que las cajas combinadoras de CC se utilizan más ampliamente, este artículo analiza principalmente el principio de funcionamiento de las cajas combinadoras de CC.
La caja combinadora fotovoltaica es en realidad un circuito paralelo que reúne todas las corrientes y luego las transmite al siguiente nivel.
En un circuito paralelo, habrá superposición de corriente y pérdida de voltaje. Entonces, ¿cómo se debería evitar esta pérdida? Estos son también algunos problemas potenciales a los que se debe prestar atención durante la operación y mantenimiento de las centrales fotovoltaicas.
Primero: el papel de la caja combinadora de CC fotovoltaica.
La aparición de accidentes de seguridad en cajas combinadoras, como incendios, se debe a la quema de componentes, la rotura de fusibles, la quema de dispositivos de protección contra rayos o la quema de bloques de terminales, etc.
Por tanto, debemos prestar especial atención a cómo mejorar la seguridad y fiabilidad de las cajas combinadoras fotovoltaicas.
La función de la caja combinadora es combinar y superponer la corriente de todas las ramas.
Hay muchos tipos de cajas combinadoras, como 6 en 1, 8 en 1, 16 en 1, 12 en 1, etc.
¿Qué significa el modelo 16 en 1 de caja combinadora? Por ejemplo, si esta caja combinadora es 16 en 1, significa que esta caja combinadora tiene 16 entradas y 1 salida, es decir, 16 entradas y 1 salida.
Sin embargo, si se combinan las cadenas fotovoltaicas de 8 entradas, dado que están conectadas en paralelo, el voltaje de la cadena de cada cadena también debe seleccionarse para que sea consistente cuando se conecta a la caja combinadora; de lo contrario, habrá una pérdida de voltaje.
Por lo tanto, en el proceso de conexión de la caja combinadora, prestar atención al voltaje del sistema de cada cadena fotovoltaica es un medio necesario para mejorar la eficiencia de conversión de la caja combinadora.
Por ejemplo:Sistema de paneles solares de 15 kilovatios., utilizando paneles fotovoltaicos de 550W, se requiere un total de 15000W/550w=27,2PCS. Considerando la consistencia de cada voltaje, podemos dividirlo en series 4*7 = series 28PCS, de modo que el voltaje de cada línea sea el mismo. Así podemos elegir una caja combinadora fotovoltaica de 4 entradas y 1 salida o de 4 entradas y 2 salidas.
En definitiva, se requiere que el número de paneles fotovoltaicos de cada serie sea el mismo. Finalmente se conectan en paralelo y entran en la caja combinadora.
Además de recolectar corriente, la caja combinadora también puede mejorar la eficiencia de todo el sistema.
Pero ¿cómo podemos mejorar su eficiencia en la operación y mantenimiento fotovoltaico?
El objetivo es garantizar la coherencia de la tensión de cada string y la corriente de cada string fotovoltaico. Si se logran estas dos consistencias, la eficiencia de conversión del sistema fotovoltaico se puede aumentar al menos entre un 3% y un 5%.
La salida de la caja combinadora finalmente ingresa al inversor fotovoltaico.
Tomando elpanel solar de 15 kilovatios
Como ejemplo del sistema, elegimos una caja combinadora de 4 entradas y 1 salida con una potencia total de 15000W. Finalmente, ingresa al inversor para invertirlo en energía CA con un voltaje y corriente específicos para conexión a red o uso para cargar aparatos eléctricos.
Resumamos el papel de la caja combinadora de CC fotovoltaica.
La primera función es:
En el sistema de generación de energía fotovoltaica, es un dispositivo de cableado que garantiza la conexión ordenada y la función de convergencia de los componentes fotovoltaicos. Este dispositivo puede garantizar que el sistema fotovoltaico sea fácil de cambiar de circuito durante el mantenimiento y la inspección, y reducir el alcance de los cortes de energía cuando falla el sistema fotovoltaico.
La segunda función es:
En el sistema de generación de energía solar fotovoltaica, para reducir la conexión entre el conjunto de células solares fotovoltaicas y el inversor, el usuario puede conectar una cierta cantidad de células fotovoltaicas de las mismas especificaciones en serie para formar una cadena fotovoltaica y luego conectar varias cadenas fotovoltaicas en paralelo a la caja de conexiones fotovoltaica inteligente. Después de la convergencia en la caja de conexiones fotovoltaica inteligente, la salida del disyuntor de CC se utiliza junto con el inversor fotovoltaico para formar un sistema completo de generación de energía fotovoltaica y lograr la conexión a la red.
La tercera función es:
Para mejorar la confiabilidad y practicidad del sistema, se pueden configurar módulos de protección contra rayos de CC, fusibles de CC y disyuntores de CC específicos para fotovoltaicos en la caja de conexiones fotovoltaica inteligente, y se pueden configurar luces indicadoras de estado de funcionamiento, contadores de rayos, etc. facilitar a los usuarios comprender las condiciones de trabajo de las células fotovoltaicas de manera oportuna y precisa, y garantizar que el sistema de generación de energía solar fotovoltaica pueda lograr el máximo efecto.
Para sistemas de generación de energía fotovoltaicos a gran escala conectados a la red, para reducir las líneas de conexión entre módulos fotovoltaicos e inversores, facilitar el mantenimiento y mejorar la confiabilidad, generalmente es necesario agregar un dispositivo como una caja combinadora de CC entre módulos fotovoltaicos y inversores.
Cuando se utiliza una caja combinadora fotovoltaica, los usuarios pueden conectar una cierta cantidad de módulos fotovoltaicos con las mismas especificaciones en una cadena de módulos fotovoltaicos de acuerdo con el rango de entrada de voltaje de CC del inversor y luego conectar varias cadenas a la caja combinadora de CC del conjunto fotovoltaico, y salida a través del pararrayos y disyuntor para facilitar la posterior conexión del inversor.
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