Perché i moduli a quattro tagli TOPCon necessitano di scatole di giunzione in due parti: uno sguardo all'evoluzione delle scatole di giunzione fotovoltaiche

Introduzione al prodotto

I design delle scatole di giunzione cambiano continuamente, ma non è mai solo un ritocco estetico all'involucro di plastica. Ogni modifica strutturale è calibrata per adattarsi alla disposizione circuitale interna del modulo e ai suoi parametri elettrici in evoluzione. È un requisito imprescindibile che accompagna ogni passo della tecnologia fotovoltaica. Qui esamineremo la storia della scatola di giunzione fotovoltaica e approfondiremo perché i moduli TOPCon a quattro tagli finiscono per utilizzare una scatola di giunzione a due parti.

Parametri tecnici

Scatola di giunzione a una parte: la corrispondenza con i primi moduli a cella intera

Il 2016 è stato un punto di svolta per la struttura dei moduli. Prima del 2016, il mercato era dominato da moduli a cella intera, con il circuito interno costruito come una singola stringa completa. Allora la corrente di lavoro del modulo era piuttosto bassa e la tensione moderata, quindi le condizioni elettriche erano generalmente miti. L'industria abbinava comunemente questi moduli a una scatola di giunzione singola a una parte, con tutti e tre i diodi di bypass alloggiati nello stesso involucro.

Questa configurazione si adattava alle condizioni di produzione dell'epoca: specifiche dei componenti uniformi, struttura semplicissima, bassa competenza richiesta per l'assemblaggio manuale e alta produttività di linea. I moduli a cella intera gestivano il cablaggio con strisce di isolamento laterali e barre collettrici trapezoidali. Facili da costruire, costo complessivo basso. Era il piano più conveniente per la tecnologia a cella intera.

Scatola di giunzione per modulo a cella intera

Vantaggi Tecnici

Scatola di giunzione a tre parti: la corrispondenza con i moduli a metà taglio attuali

Dopo il 2016, le celle tagliate a metà si sono diffuse rapidamente e la scatola di giunzione a tre parti è diventata la configurazione standard del settore. I moduli half-cut utilizzano una struttura simmetrica superiore-inferiore, in cui la stringa di celle superiore e quella inferiore sono collegate in parallelo. Una volta unite, la tensione complessiva rimane la stessa e la corrente si combina. Questo cambiamento nell'architettura del circuito ha reso il design a tre parti un requisito indispensabile. Il suo vantaggio si riduce a quattro punti:

• Con l'aumento della potenza del modulo, la corrente di lavoro e la tensione sono aumentate insieme. La disposizione a tre parti mette un diodo in ciascun guscio, quindi le fonti di calore sono distribuite. Migliore dissipazione del calore, e si evita il vecchio problema della scatola singola in cui il calore si accumula in un punto e cuoce i componenti nel tempo.

• Le tre scatole sono distribuite sul retro, dividendo e diluendo l'area ombreggiata. Questo si adatta perfettamente ai moduli bifacciali, poiché si affidano al retro che cattura la luce riflessa per generare energia. Una scatola singola centralizzata non può fare questo.

• Le zone del circuito corrispondono uno a uno con le scatole di giunzione, quindi il percorso delle barre collettrici si accorcia notevolmente. La resistenza di linea diminuisce, il fattore di riempimento del modulo aumenta e la potenza di uscita dell'intero modulo migliora.

• Il cablaggio usa meno materiale. Un modulo montato verticalmente richiede solo circa 300 mm di filo corto per completare la connessione. Nella produzione di massa, questo riduce il costo dei cavi e si integra meglio con linee completamente automatizzate.

Scatola di giunzione per modulo half-cut

Applicazione del prodotto

Scatola di giunzione a due parti: l'abbinamento per moduli TOPCon a quattro tagli ad alta efficienza

Con le celle ad alta efficienza TOPCon in produzione di massa, i moduli a quattro tagli sono diventati mainstream, la logica del circuito è stata ricostruita e la scatola di giunzione a due parti è diventata l'abbinamento standard.

Il settore segue la regola half-cut di "tagliare a metà, due percorsi in parallelo." Una volta che la cella è divisa in quattro parti uguali, deve essere trasformata in quattro percorsi paralleli per mantenere stabile l'intervallo di corrente. Il modulo mantiene ancora la disposizione simmetrica superiore-inferiore: le celle su un lato si accoppiano due a due in un'unità indipendente, e tre di queste unità parallele sono poi collegate in serie, mantenendo stabili gli intervalli di tensione e corrente.

Questo layout circuitale richiede due gruppi di celle impostati con polarità positiva-negativa invertita, quindi i due anelli di bypass corrispondenti necessitano ciascuno di un diodo. Poiché quei due punti sono molto vicini tra loro, i due diodi vengono integrati nello stesso corpo di scatola. L'intero circuito si divide in due grandi zone di protezione e finisce per essere abbinato a due scatole di giunzione. La scatola che contiene il doppio diodo è di dimensioni maggiori, e questa è la ragione circuitale di base per cui i moduli a quattro tagli utilizzano scatole di giunzione in due parti. Inoltre, il filo ausiliario extra aggiunto dal percorso inverso deve essere abbinato a uno strato isolante in PET trasparente per un corretto isolamento, mantenendo la sicurezza elettrica.

Scatola di giunzione per modulo a quattro tagli

In fondo, il numero di involucri della scatola di giunzione è solo la forma esterna visibile. Dalla singola scatola per celle intere, alle tre scatole per metà taglio, alle due scatole per quattro tagli, il totale di tre diodi non è mai cambiato. Ogni diodo copre ancora due stringhe di celle per la protezione di bypass, e la logica sottostante della protezione a zone è rimasta invariata per tutto il percorso. Il numero di scatole si muove con il circuito, il circuito segue la tecnologia di taglio, e l'intero set di componenti serve sempre alla sicurezza elettrica del modulo e all'efficienza di uscita.

Il Punto di Vista di Ooitech

La scatola di giunzione in due parti sui moduli TOPCon a quattro tagli non è un trucco, è imposta dal circuito a quattro paralleli con polarità inversa che i layout a quattro tagli utilizzano. Se stai costruendo una linea, questo è importante sul lato di layup e bussing, poiché la posizione della scatola, il percorso inverso e lo strato isolante in PET devono essere gestiti correttamente o si ottengono difetti EL e problemi di sicurezza. Abbiamo costruito linee di moduli per configurazioni half-cut, MBB e TOPCon, e il passaggio della scatola di giunzione è uno che decide silenziosamente la tua resa. Vale la pena guardare alcune esecuzioni reali di fabbrica sul canale YouTube di Ooitech www.youtube.com/ooitech se vuoi vedere come il bussing e il posizionamento della scatola si combinano effettivamente.