Le saldature fredde in una junction box fotovoltaica possono causare bruciature?
Indice
Risposta rapida: Le giunzioni fredde nella scatola di giunzione sono una classe di difetti che gli ingegneri di processo nelle fabbriche di moduli riconoscono immediatamente, perché la giunzione viene realizzata proprio alla fine della linea, dove un guasto significa che l'intero modulo è perso. La causa è solitamente termica piuttosto che meccanica: il saldatore o la testa sono alla temperatura impostata corretta, ma la giunzione non la raggiunge abbastanza a lungo perché il metallo d'apporto bagni e si leghi correttamente, quindi la connessione sembra completa e misura in modo accettabile in un controllo di continuità pur avendo una frazione dell'area di contatto prevista. Quel tipo di giunzione supera il test finale e fallisce sul campo sotto cicli termici. La risposta dell'ispezione non è visiva — è un profilo di saldatura controllato con tempo e temperatura verificati sulla giunzione, più test di trazione o pelatura su base campionaria.
Produzione di moduli fotovoltaici · di Jerry, Ooitech
Introduzione al prodotto
Molti ingegneri di processo nelle fabbriche di moduli ti diranno la stessa cosa. Sul junction box lato, si salda solo la barra collettrice e la striscia di rame, quindi anche una saldatura fredda non si romperà né brucerà il diodo.
Sembra ragionevole all'inizio, vero? Ma manca un'importante reazione a catena. Lascia che ti spieghi.
Prima di tutto, cos'è esattamente una saldatura fredda in una scatola di giunzione?
Una saldatura fredda nella scatola di giunzione (saldatura virtuale) è un difetto in cui la connessione elettrica interna non è saldata solidamente e ha un contatto scarso. Il giunto non è completamente aperto. L'area di contatto si riduce, quindi la resistenza di contatto locale aumenta bruscamente. Quando la corrente passa attraverso questo punto ad alta resistenza, genera molto calore Joule e la temperatura locale sale rapidamente.
Parametri tecnici
Le saldature fredde in una scatola di giunzione di solito compaiono in quattro punti: la connessione tra il conduttore del diodo e il conduttore di rame, la connessione tra la barra collettrice e il conduttore di rame, il punto di saldatura del filo di uscita e i punti di saldatura tra i conduttori di rame interni, i blocchi di stagno e altri moduli conduttivi. Questi quattro rientrano in due gruppi: saldatura fredda del ramo del diodo (punto uno) e saldatura fredda del circuito principale (punti due, tre, quattro).
| Tipo di guasto | Località | Condizione di lavoro | Risultato |
|---|---|---|---|
| Saldatura fredda del ramo del diodo | Conduttore del diodo al conduttore di rame (punto 1) | Nessun ombreggiamento, nessun punto caldo | Nessuna corrente attraverso il ramo, giunto rimane freddo, diodo normale |
| Saldatura fredda del ramo del diodo | Conduttore del diodo al conduttore di rame (punto 1) | Ombreggiamento, crepa o degrado | Il diodo di bypass conduce, alta corrente attraverso il giunto, riscaldamento violento, guasto termico del diodo |
| Saldatura fredda del circuito principale | Barra collettrice / filo di uscita / conduttori interni (punti 2,3,4) | Funzionamento a piena corrente | La giunzione si riscalda continuamente, cuoce il diodo, la corrente di dispersione inversa e la capacità di sovracorrente diminuiscono |
Vantaggi Tecnici
Giunzione fredda del ramo del diodo: In condizioni di funzionamento stabile senza ombreggiamento e senza punti caldi, non c'è corrente di lavoro effettiva nel ramo, quindi la giunzione non si riscalda e il diodo rimane normale. Ma una volta che parte delle celle viene ombreggiata (escrementi di uccelli, foglie cadute, neve) o si verificano microcricche e decadimento delle prestazioni, il diodo di bypass si attiva e rimane in funzione per molto tempo. Una grande corrente attraversa la giunzione fredda ad alta resistenza, la giunzione si riscalda violentemente e la temperatura del diodo sale rapidamente. Una volta superato il limite di temperatura della giunzione del diodo, il diodo di bypass subisce un guasto termico e la scatola di giunzione può persino bruciare.
Giunzione fredda del circuito principale: Il modulo lavora a piena corrente per tutto il tempo in cui genera, quindi la giunzione fredda continua a riscaldarsi. Lo spazio all'interno della scatola di giunzione è ridotto e quel calore cuoce direttamente il diodo di bypass, riducendo la sua resistenza di dispersione inversa e la capacità di sovracorrente. Inoltre, se ombreggiamento e punti caldi si verificano contemporaneamente, il diodo viene polarizzato direttamente. Un diodo già indebolito dal calore deve ora sopportare la corrente di bypass dell'intero circuito, il che può facilmente innescare una fuga termica e terminare in un esaurimento totale e un cortocircuito.
Applicazione del prodotto
Una volta che il diodo si rompe e brucia, può fare un ulteriore passo e innescare un arco elettrico in corrente continua, con temperature che raggiungono fino a 3000°C. Questo alla fine incendia la scatola di giunzione e può provocare un incendio del modulo.
Quindi durante il funzionamento dell'impianto fotovoltaico, controllare tempestivamente le giunzioni fredde della scatola di giunzione è davvero importante. Puoi scansionare l'area della scatola di giunzione con una termocamera a infrarossi. Una giunzione fredda o un diodo anormalmente caldo apparirà come un punto di alta temperatura anormale nell'immagine termica. Riparalo o sostituiscilo subito e fermerai la diffusione del guasto, mantenendo il modulo stabile.
Il Punto di Vista di Ooitech
Ciò che questo mostra davvero è che l'affidabilità della scatola di giunzione viene decisa molto prima che l'impianto entri in funzione, proprio sulla linea di produzione dove vengono saldati quei giunti di diodi e barre collettrici. Una saldatura debole qui non fallisce oggi, fallisce anni dopo sotto il primo brutto punto caldo, ed è per questo che controllare la qualità della saldatura sulle apparecchiature dei moduli conta quanto qualsiasi tecnologia delle celle. Sulle nostre linee chiavi in mano per moduli trattiamo la saldatura della scatola di giunzione e delle barre come un punto di controllo rigido, non un ripensamento. Se vuoi vedere come si fanno correttamente assemblaggio e saldatura dei moduli, il canale YouTube www.youtube.com/ooitech ha un sacco di filmati reali di fabbrica che vale la pena guardare.
Approfondimenti e dati di contesto
Materiale di riferimento pubblico su questo argomento, pubblicato dalle organizzazioni che mantengono la roadmap tecnologica e i dati di mercato del settore:
