[科普中國]-匯流箱

分類

匯流箱從功能上分為三種，第一種為基本型，不帶防反和監(jiān)控功能；第二種帶防反功能，不帶監(jiān)控功能；第三種，既帶防反功能又帶監(jiān)控功能，是匯流箱中功能最全，成本和價格最高的。

組成箱體箱體一般采用鋼板噴塑、不銹鋼、工程塑料等材質，外形美觀大方、結實耐用、安裝簡單方便，防護等級達到IP 54 以上，防水、防塵，滿足戶外長時間使用的要求。

直流斷路器直流斷路器是整個匯流箱的輸出控制器件，主要用于線路的分/合閘。其工作電壓高至DC1 000 V。由于太陽能組件所發(fā)電能為直流電，在電路開斷時容易產生拉弧，因此，在選型時要充分考慮其溫度、海拔降容系數，且一定要選擇光伏專用直流斷路器。

直流熔斷器在組件發(fā)生倒灌電流時，光伏專用直流熔斷器能夠及時切斷故障組串，額定工作電壓達DC1 000 V，額定電流一般選擇15 A( 晶硅組件) 。光伏組件所用直流熔斷器是專為光電系統(tǒng)而設計的專用熔斷器( 外形尺10 mm × 38 mm) ，采用專用封閉式底座安裝，避免組串之間發(fā)生電流倒灌而燒毀組件。當發(fā)生電流倒灌時，直流熔斷器迅速將故障組串退出系統(tǒng)運行，同時不影響其他正常工作的組串，可安全地保護光伏組串及其導體免受逆向過載電流的威脅。

防反二極管匯流箱中，二極管與組件接線盒中二極管的作用是不同的。組件接線盒中的二極管主要是當電池片被遮擋時提供續(xù)流通道，而匯流箱中的二極管主要是防止組串之間產生環(huán)流。

數據采集模塊為了便于監(jiān)控整個電站的工作狀態(tài)，一般均在一級匯流箱內增設數據采集模塊。采用霍爾電流傳感器和單片機技術，對每路光伏陣列的電流信號( 模擬量) 采樣，經A/D 轉換變成數字量后，變換為標準的RS － 485 數字量信號輸出，方便用戶實時掌握整個電站的工作狀態(tài)。

直流高壓電涌保護單元直流高壓電涌保護單元為光伏發(fā)電系統(tǒng)專用的防雷產品，具有過熱、過流雙重自保護功能; 采用模塊化設計，可帶電更換，并有劣化顯示窗口;可帶遙信告警裝置，利用數據采集模塊，可實現(xiàn)遠程監(jiān)控。

人機界面數據采集單元設有人機界面，通過人機界面，可查看設備的工作實時狀態(tài)，通過鍵盤來實現(xiàn)設備的工作實時狀態(tài)，通過鍵盤來實現(xiàn)設備參數的本地設定3。

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防雷設計由于光伏匯流箱是安裝在室外環(huán)境的，我們必須考慮對匯流箱進行雷擊保護。為此，我們在匯流箱直流輸出部分并聯(lián)了一個光伏直流專用的雷擊浪涌保護器（即防雷器）。一旦發(fā)生雷擊，浪涌保護器會迅速將過大的電能泄放掉，保證電能的穩(wěn)定輸出，保護匯流箱不受雷擊損害。匯流箱中裝入防雷擊元器件被稱為光伏防雷匯流箱。2

歷史現(xiàn)在匯流箱發(fā)展已經發(fā)展到第三代。

第一代匯流箱第一代匯流箱只有匯流，防雷的功能。

第二代匯流箱第二代：從之前只有匯流防雷到現(xiàn)在的可以監(jiān)控。第二代的匯流箱可以監(jiān)控每一路的電流電壓。還可以檢測到匯流箱的溫度和濕度。

第三代匯流箱現(xiàn)在匯流箱已經發(fā)展到第三代。從之前只有匯流防雷監(jiān)控到現(xiàn)在的可以太陽能匯流監(jiān)控。第三代的匯流箱除了具備前面2代產品的優(yōu)點外，還可以匯流箱失效報警，數據采集，無線數據傳輸。

存在問題在應用運行過程中匯流箱出現(xiàn)了各種各樣的問題，如匯流監(jiān)控單元RS485總線布線問題、匯流監(jiān)控單元地址表示問題、接線問題、防水端子問題、正負極接反問題等。

目前眾多匯流箱僅能對組串電流進行監(jiān)視 ，對于電池板部分被遮擋出現(xiàn)電池組件倒灌電流的情況不能自動控制 ，嚴重情況將燒斷熔斷器甚至燒壞電池組件。該問題是光伏系統(tǒng)實現(xiàn)自動控制的制約點 ，必須予以解決。

發(fā)展最新設計出一套基于單片機控制的太陽能光伏組串電流的監(jiān)控系統(tǒng)。通過霍爾傳感器對組串進行電流測量 ，由單片機進行讀取電流的矢量值 ，從而可以判斷電流的大小和方向。然后由單片機控制固態(tài)繼電器的輸出 ，固態(tài)繼電器的輸出觸點連接匯流箱母線和光伏組串 ，通過控制固態(tài)繼電器的通斷來實現(xiàn)光伏組串的投入和切除。5

在智能匯流箱中，除了具備一般匯流箱的功能、性能外，采用電子開關，保留了防反功能，增加了電流通斷控制功能；在匯流箱中增加溫度傳感器，設多個監(jiān)測點，當溫度異常時，由單片機控制板發(fā)出控制信號，及時斷開輸入端電流，以保護匯流箱不被燒毀。在此以8路匯流箱為例進行設計，如圖1所示。6