一種光伏組件輸出連接裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種光伏組件輸出連接裝置，涉及太陽能光伏組件連接【技術(shù)領(lǐng)域】，包括光伏組件、在光伏組件四周設(shè)置的邊框、固定于邊框上的線纜匹配器、以及與線纜匹配器連接的接口轉(zhuǎn)換器，線纜匹配器包括匹配器外殼、設(shè)于匹配器外殼內(nèi)部的電路板、與電路板連接的線纜輸出接口以及兩條線纜，兩條線纜分別設(shè)于匹配器外殼的兩側(cè)，電纜一端與電路板連接，另一端與光伏組件的輸出端連接。本發(fā)明的輸出連接裝置與目前使用的光伏組件接線盒相比，降低了生產(chǎn)成本，避免了接線盒燒毀，使用方便，維護(hù)方便，增大了組件發(fā)電效率。
【專利說明】一種光伏組件輸出連接裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及太陽能光伏組件連接【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002]光伏組件接線盒是光伏組件輸出的連接部件，可用于實(shí)現(xiàn)光伏組件間的互聯(lián)，從而將光伏組件的功率輸出到外部，也是光伏組件做成系統(tǒng)的關(guān)鍵連接裝置。同時(shí)，光伏組件接線盒的另一作用是防止光伏組件局部被遮擋時(shí)產(chǎn)生熱斑問題。在光伏組件接線盒內(nèi)通常包括多個(gè)功能部件，例如用于連接光伏組件的匯流條的連接端子、起旁路作用的二極管以及電纜等。
[0003]目前，光伏組件產(chǎn)品均為大電流低電壓輸出，以通用的156mmX156mm電池為例，生產(chǎn)的組件產(chǎn)品電壓只有36V左右，電流卻在7A以上。光伏組件內(nèi)部結(jié)構(gòu)是匯流帶將電池串連接起來，用玻璃、EVA、背板、邊框、硅膠或膠帶等材料封裝起來，在背板上用硅膠粘接接線盒，用于組件的輸出。接線盒內(nèi)部安裝1A?20A 二極管，有一對(duì)輸出端線纜。在安裝施工的過程中，需要組件間的串并聯(lián)，達(dá)到組件方陣，經(jīng)過逆變器并網(wǎng)發(fā)電或者給蓄電池充電，形成太陽能發(fā)電系統(tǒng)中的發(fā)電部分。光伏電站在實(shí)際運(yùn)行過程中，經(jīng)常燒毀接線盒，包括燒毀二極管及燒毀接線盒蓋和燒毀盒底。燒毀接線盒的光伏組件不能正常工作，電流無法正常輸出，影響電站運(yùn)行。為避免影響電站正常安全運(yùn)行，燒毀接線盒的光伏組件需要立即更換。這時(shí)目前光伏電站的一個(gè)難題，只能靠組件廠家返廠維修。光伏電站常常在偏遠(yuǎn)地區(qū)，人員稀少；如有些電站在起初建設(shè)時(shí)，組件安裝在山體斜坡，靠人背肩扛安裝的。電站占地面積廣，組件體積大、重量重，在安裝現(xiàn)場拆卸極不方便。同時(shí)由于現(xiàn)場拆卸后包裝不具備條件，組件長途運(yùn)輸極大可能造成破碎，至少發(fā)生隱裂。發(fā)生破碎的組件就會(huì)報(bào)廢，發(fā)生隱裂的組件需要返修，大大增加了維護(hù)、維修成本。由于更換組件需要一定時(shí)間，影響了電站發(fā)電量。
[0004]目前，國內(nèi)外生產(chǎn)的光伏組件及接線盒技術(shù)缺點(diǎn)是:
(I)國內(nèi)外生產(chǎn)的光伏組件的接線盒，均將匯流帶輸入接口、輸出導(dǎo)線插口和二極管密封在一個(gè)塑料盒體內(nèi)，并與線纜做成一體，同時(shí)均粘接的組件的絕緣背板上，不管接線盒如何進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，也不利于散熱。
[0005](2)目前光伏組件在正常發(fā)電狀態(tài)下，二極管處于截止?fàn)顟B(tài)。
[0006]但是如果發(fā)生以下情況時(shí)，這時(shí)二極管就會(huì)正向?qū)?
a.某塊組件全部或局部被樹木、建筑物、云層等遮擋；
b.組件由于安裝或后期運(yùn)行時(shí)遭到意外撞擊產(chǎn)生隱裂；
c.外部系統(tǒng)大電流注入組件接線盒；
再者，當(dāng)電站逆變器、匯流箱、變壓器等發(fā)生損壞，以及系統(tǒng)接地不良，外部產(chǎn)生系統(tǒng)高電壓、諧振電壓、靜電瞬間高壓放電等，使二極管反向擊穿而長期導(dǎo)通。不管是二極管正向?qū)?，還是反向擊穿導(dǎo)通，二極管就會(huì)大量發(fā)熱，同時(shí)二極管管腿接觸電阻也發(fā)熱；由于發(fā)電時(shí)電流較大，工作溫度達(dá)200°C，接線盒嚴(yán)格密封(至少達(dá)到IP65等級(jí))，接線盒內(nèi)外均為不易導(dǎo)熱或?qū)嵝圆畹慕^緣材料，發(fā)熱量集中在接線盒內(nèi)部，長期持續(xù)下去，經(jīng)常燒毀二極管及接線盒蓋和盒底。這是目前組件應(yīng)用的最大問題。
[0007](3)由于接線盒粘接的組件的絕緣背板上，所以為了更換接線盒需要拆卸組件，返廠維修。即影響組件發(fā)電，又會(huì)增加運(yùn)輸成本，運(yùn)輸又使組件破損或隱裂，也大大增加返修費(fèi)用。
[0008](4)燒壞接線盒的組件需返廠維修的原因是:1.接線盒與組件由于硅膠粘接而成為一體，特別是灌封膠接線盒；2.單組份硅膠固化速度一般為7天以上，雙組份硅膠操作需要較復(fù)雜的設(shè)備；3.組件輸出的匯流條損壞后，只能返廠。
[0009](5)通常的太陽電池工作電流較大，以156mmX 156mm電池為例，電流在7A左右，用其生產(chǎn)組件需要截面積較寬、較扁、較軟的匯流帶，但二極管封裝的管腳均粗細(xì)均勻、較硬，兩者連接需要通過連接端子連接，使得接線盒體積較大，這樣組件接線盒成本較高、持續(xù)不下。
[0010]因此，有必要提供改進(jìn)的技術(shù)方案以克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種光伏組件輸出連接裝置，該輸出連接裝置與目前使用的光伏組件接線盒相比，降低了生產(chǎn)成本，避免了接線盒燒毀，使用方便，維護(hù)方便，增大了組件發(fā)電效率。
[0012]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是:一種光伏組件輸出連接裝置，其特征在于包括線纜匹配器、以及與線纜匹配器連接的接口轉(zhuǎn)換器，所述的線纜匹配器包括匹配器外殼、設(shè)于匹配器外殼內(nèi)部的電路板、與電路板連接的線纜輸出接口以及兩條線纜，兩條線纜分別設(shè)于匹配器外殼的兩側(cè)，所述電纜一端與電路板連接，另一端與外界儲(chǔ)電裝置連接；所述的接口轉(zhuǎn)換器包括接口轉(zhuǎn)換器外殼，所述的接口轉(zhuǎn)換器外殼的一側(cè)設(shè)有與線纜輸出接口連接的組件輸出接口，與組件輸出接口相對(duì)的另一側(cè)設(shè)有匯流帶輸入孔，組件輸出接口與匯流帶輸入孔之間通過鍍錫銅端子連通，所述鍍錫銅端子通過灌膠工藝固定于接口轉(zhuǎn)換器外殼內(nèi)部。
[0013]對(duì)上述結(jié)構(gòu)作進(jìn)一步說明，所述的組件輸出接口的外側(cè)設(shè)有卡腳，所述卡腳與線纜輸出接口的內(nèi)壁卡接。
[0014]對(duì)上述結(jié)構(gòu)作進(jìn)一步說明，所述的電路板包括鍍錫銅板和二極管，所述的鍍錫銅板固定封裝于匹配器外殼內(nèi)部，并且鍍錫銅板之間留有間隙，所述的二極管的兩個(gè)輸出端焊接于鍍錫銅板。
[0015]對(duì)上述結(jié)構(gòu)作進(jìn)一步說明，所述的線纜輸出接口為公端子接頭，具有整齊排列的插入端，插入端與所述的鍍錫銅板分別連通，所述的組件輸出接口為母端子接頭，其內(nèi)部設(shè)有與鍍錫銅端子連通的插孔端，插孔端之間填充有絕緣體，插孔端與插入端位置匹配設(shè)置。
[0016]對(duì)上述結(jié)構(gòu)作進(jìn)一步說明，所述的線纜輸出接口與匹配器外殼之間通過連接線連通，所述的連接線為多股線纜或線排。
[0017]對(duì)上述結(jié)構(gòu)作進(jìn)一步說明，所述的匹配器外殼的兩端設(shè)有安裝孔，所述的線纜匹配器通過螺栓穿過安裝孔固定于光伏組件的邊框上。
[0018]對(duì)上述結(jié)構(gòu)作進(jìn)一步說明，所述的鍍錫銅板與鍍錫銅端子的數(shù)量為兩個(gè)以上，鍍錫銅板與鍍錫銅端子的數(shù)量比所述的二極管的數(shù)量少一個(gè)。
[0019]采用上述技術(shù)方案所產(chǎn)生的有益效果在于:
(1)本發(fā)明中的接口轉(zhuǎn)換器外殼內(nèi)部只設(shè)有鍍錫銅端子，結(jié)構(gòu)簡單，便于制作，可做的很小，降低了制作成本；
(2)本發(fā)明中的組件輸出接口和線纜輸出接口通過注塑工藝固定，結(jié)構(gòu)牢固，提高了連接裝置的牢固性；
(3)在接口轉(zhuǎn)換器的一端設(shè)有匯流帶輸入孔部分，便于匯流帶連接，可以是焊接、卡接，優(yōu)選焊接，不僅增強(qiáng)了導(dǎo)電性能，同時(shí)避免了發(fā)熱元件，不會(huì)燒毀；再者通過灌膠工藝保證了組件的絕緣性能，防護(hù)等級(jí)大大提高，由原來的IP65，提高到IP67以上，大大提高了連接裝置以及組件的使用壽命；
(4)本發(fā)明的線纜匹配器有組件輸出接口，便于連接，連接處設(shè)有卡腳，可使連接牢固；
(5)線纜匹配器主體內(nèi)部設(shè)有二極管，特別的可應(yīng)用二極管串聯(lián)的集成電路，由于沒有匯流帶的預(yù)留和干擾，可采用膠鑄、塑封工藝，一次成型，體積較小，成本較低；
(6)線纜匹配器主體留有安裝孔，可方便地安裝在組件鋁邊框上，利用鋁材的導(dǎo)熱性能，可使二極管或集成電路導(dǎo)通發(fā)熱時(shí)，迅速散熱，保證線纜匹配器主體與外界的鋁材、金屬支架溫度相差無幾，大大降低了原接線盒燒毀的隱患；
(7)對(duì)于線纜匹配器主體，若由于某種原因損壞，可直接更換線纜匹配器，避免了拆卸組件的問題，從而解決了組件運(yùn)輸、返廠維修、停止發(fā)電等后續(xù)一系列問題；
總之，降低成本，避免了接線盒燒毀，使用方便，維護(hù)方便，增大了組件發(fā)電效率，可廣泛推廣到所有光伏組件生產(chǎn)領(lǐng)域。解決了目前組件存在的難題。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
[0021]圖1是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是本發(fā)明中接口轉(zhuǎn)換器的外形圖；
圖3是圖2的視圖下的全剖示意圖；
圖4是圖2中的A向視圖；
圖5是本發(fā)明中線纜匹配器的外形圖；
圖6是圖5的視圖下的全剖示意圖；
圖7是圖6中的B向視圖；
圖8是線纜匹配器的另一種結(jié)構(gòu)示意圖；
圖9是圖8的外形圖；
圖10是原有光伏組件接線盒的結(jié)構(gòu)示意圖；
其中:1、邊框，2、接口轉(zhuǎn)換器，3、線纜匹配器；
2.1、組件輸出接口，2.2、卡腳，2.3、接口轉(zhuǎn)換器外殼、2.4、鍍錫銅端子，2.5、匯流帶輸入孔；
3.1、線纜輸出接口，3.2、匹配器外殼，3.3、鍍錫銅板，3.4、二極管，3.5、連接線，3.6、安裝孔，3.7、線纜。

【具體實(shí)施方式】
[0022]由附圖1可以看出，本發(fā)明具體涉及一種光伏組件輸出連接裝置，包括光伏組件、在光伏組件四周設(shè)置的邊框1、固定于邊框I上的線纜匹配器3、以及與線纜匹配器3連接的接口轉(zhuǎn)換器2。該結(jié)構(gòu)主要是解決目前光伏電站中光伏組件存在的問題，以便降低組件接線盒成本，方便光伏組件現(xiàn)場安裝、使用和維護(hù)，降低組件維護(hù)成本，延長組件運(yùn)行壽命，提高電站發(fā)電效率，避免“更換接線盒時(shí)需要同時(shí)拆卸組件”的難題。其中的普通接線盒是光伏組件輸出的連接部件，靠硅膠粘接在組件背板上；內(nèi)部由幾個(gè)二極管、連接端子、盒體、盒蓋、連接線等部件組成。
[0023]在附圖2?4中為接口轉(zhuǎn)換器2的具體結(jié)構(gòu)，光伏組件輸出連接裝置中接口轉(zhuǎn)換器2包括接口轉(zhuǎn)換器外殼2.3，接口轉(zhuǎn)換器外殼2.3的一側(cè)設(shè)有與線纜輸出接口 3.1連接的組件輸出接口 2.1，與組件輸出接口 2.1相對(duì)的另一側(cè)設(shè)有匯流帶輸入孔2.5，組件輸出接口 2.1與匯流帶輸入孔2.5之間通過鍍錫銅端子端子2.4連通，所述鍍錫銅端子2.4通過灌膠工藝固定于接口轉(zhuǎn)換器外殼2.3內(nèi)部。接口轉(zhuǎn)換器2中輸出接口 2.1以圖3中的分割線為界，上半部分注塑或膠鑄，匯流帶輸入孔的下半部分待匯流帶連接后灌封。接口轉(zhuǎn)換器外殼2.3內(nèi)部只設(shè)有鍍錫銅端子，結(jié)構(gòu)簡單，便于制作，可做的很小，降低了制作成本。
[0024]為了保證輸出接口的連接穩(wěn)固，方便安裝，在組件輸出接口 2.1的外側(cè)設(shè)有卡腳
2.2，如附圖3所示，卡腳2.2為三角形的彈性卡接裝置，通過組件輸出接口 2.1的滑動(dòng)，實(shí)現(xiàn)卡腳2.2壓縮直至匹配位置后彈回，實(shí)現(xiàn)兩者的卡腳2.2與線纜輸出接口 3.1的內(nèi)壁卡接。
[0025]線纜匹配器3有兩種形式:
一、過渡形式，如在附圖5?7所示，其為線纜匹配器3的具體結(jié)構(gòu)，線纜匹配器3包括匹配器外殼3.2、設(shè)于匹配器外殼3.2內(nèi)部的電路板、與電路板連接的線纜輸出接口 3.1以及兩條線纜3.7，兩條線纜3.7分別設(shè)于匹配器外殼3.2的兩側(cè)，所述電纜3.7 一端與電路板連接，線纜輸出接口 3.1與匹配器外殼3.2之間通過連接線3.5連通，連接線3.5為多股線纜或線排。另一端與儲(chǔ)電裝置連接，比如蓄電池或電網(wǎng)等。電纜有單股線纜、多股線纜或線排。
[0026]在附圖6中可以看出，電路板包括四個(gè)鍍錫銅板3.3和二極管3.4，四個(gè)鍍錫銅板
3.3固定封裝于匹配器外殼2.3內(nèi)部，并且鍍錫銅板3.3之間留有間隙，二極管3.4的兩個(gè)輸出端焊接于鍍錫銅板3.3，線纜匹配器3主體內(nèi)部設(shè)有二極管3.4，特別的可應(yīng)用二極管串聯(lián)的集成電路，二極管或集成電路、線纜與鍍錫金屬板焊接或插接、鉸接，優(yōu)選焊接。由于該結(jié)構(gòu)沒有匯流帶的預(yù)留和干擾，可采用膠鑄、塑封工藝，一次成型，體積較小，成本較低。
[0027]二、直連形式:如附圖8和9所示，其中與過渡形式相比，省去了連接線3.5，把匹配器外殼3.2與線纜輸出接口 3.1直接注塑為一體結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)連接更加穩(wěn)固，不需要對(duì)線纜輸出接口 3.1進(jìn)行固定即可實(shí)現(xiàn)連接。
[0028]附圖4和7為組件輸出接口 2.1和線纜輸出接口 3.1的向視圖，其中線纜輸出接口 3.1為公端子接頭，其包括四個(gè)整齊排列的插入端，四個(gè)插入端與四個(gè)鍍錫銅板3.3分別連通，組件輸出接口 2.1為母端子接頭，其內(nèi)部設(shè)有四個(gè)與鍍錫銅端子2.4連通的插孔端，插孔端之間填充有絕緣體，插孔端與插入端位置匹配設(shè)置。本發(fā)明中的組件輸出接口和線纜輸出接口通過注塑工藝固定，結(jié)構(gòu)牢固，提高了連接裝置的牢固性。
[0029]本發(fā)明中匹配器外殼3.2的兩端設(shè)有安裝孔3.6，線纜匹配器3通過螺栓穿過安裝孔3.6固定于邊框I上。將線纜匹配器3固定在光伏組件的鋁邊框上面，保證主體外表面與鋁邊框表面接觸良好；再通過線纜匹配器上組件輸出接口，與接口轉(zhuǎn)換器的輸出端接口連接，并卡緊。通過兩根單股線纜與其他組件相連接，組成組件方陣。對(duì)于線纜匹配器主體，若由于某種原因損壞，可直接更換線纜匹配器，避免了拆卸組件的問題，從而解決了組件運(yùn)輸、返廠維修、停止發(fā)電等后續(xù)一系列問題。
[0030]附圖10為原有光伏組件接線盒的結(jié)構(gòu)示意圖，這種結(jié)構(gòu)為方形邊框結(jié)構(gòu)，核心電池串一般為48片、60片、72片等數(shù)量電池組成。通過匯流帶連接起來，經(jīng)過層壓將玻璃、EVA、用匯流帶連接的電池串、EVA、背板密封為一體，再用硅膠或膠帶封裝在鋁邊框內(nèi)；最后在組件背面的背板上安裝一個(gè)帶連接線的接線盒。光伏電站太陽電池一般為156mmX 156mm大小，正面柵線為二條或三條主柵及數(shù)條細(xì)柵線組成。電流在7A左右，電壓為0.5V左右。其中的連接盒靠硅膠粘接在組件背板上；內(nèi)部由幾個(gè)二極管、連接端子、盒體、盒蓋、連接線等部件組成。盒體、盒蓋為絕緣塑料，如ΡΡ0、ΡΡΕ等。二極管插接或焊接在連接端子上。二極管最大工作電流為組件的短路電流，一般大于7A以上。
[0031]本發(fā)明與附圖10的結(jié)構(gòu)相比，接線裝置方便安裝和拆卸，更換快捷，不影響電站正常安全運(yùn)行，降低了光伏組件的維護(hù)、維修成本。
【權(quán)利要求】
1.一種光伏組件輸出連接裝置，其特征在于包括線纜匹配器(3)、以及與線纜匹配器(3)連接的接口轉(zhuǎn)換器(2)，所述的線纜匹配器(3)包括匹配器外殼(3.2)、設(shè)于匹配器外殼(3.2)內(nèi)部的電路板、與電路板連接的線纜輸出接口(3.1)以及兩條線纜(3.7)，兩條線纜(3.7)分別設(shè)于匹配器外殼(3.2)的兩側(cè)，所述電纜(3.7) 一端與電路板連接，另一端與外界儲(chǔ)電裝置連接；所述的接口轉(zhuǎn)換器(2 )包括接口轉(zhuǎn)換器外殼(2.3)，所述的接口轉(zhuǎn)換器外殼(2.3)的一側(cè)設(shè)有與線纜輸出接口(3.1)連接的組件輸出接口(2.1)，與組件輸出接口(2.1)相對(duì)的另一側(cè)設(shè)有匯流帶輸入孔(2.5)，組件輸出接口(2.1)與匯流帶輸入孔(2.5)之間通過鍍錫銅端子(2.4)連通，所述鍍錫銅端子(2.4)通過灌膠工藝固定于接口轉(zhuǎn)換器外殼(2.3)內(nèi)部。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光伏組件輸出連接裝置，其特征在于所述的組件輸出接口(2.1)的外側(cè)設(shè)有卡腳(2.2)，所述卡腳(2.2)與線纜輸出接口(3.1)的內(nèi)壁卡接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種光伏組件輸出連接裝置，其特征在于所述的電路板包括鍍錫銅板(3.3)和二極管(3.4)，所述的鍍錫銅板(3.3)固定封裝于匹配器外殼(3.2)內(nèi)部，并且鍍錫銅板(3.3)之間留有間隙，所述的二極管(3.4)的兩個(gè)輸出端焊接于鍍錫銅板(3.3)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種光伏組件輸出連接裝置，其特征在于所述的線纜輸出接口(3.1)為公端子接頭，具有整齊排列的插入端，插入端與所述的鍍錫銅板(3.3)分別連通，所述的組件輸出接口(2.1)為母端子接頭，其內(nèi)部設(shè)有與鍍錫銅端子(2.4)連通的插孔端，插孔端之間填充有絕緣體，插孔端與插入端位置匹配設(shè)置。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種光伏組件輸出連接裝置，其特征在于所述的線纜輸出接口(3.1)與匹配器外殼(3.2)之間通過連接線(3.5)連通，所述的連接線(3.5)為多股線纜或線排。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光伏組件輸出連接裝置，其特征在于所述的匹配器外殼(3.2)的兩端設(shè)有安裝孔(3.6)，所述的線纜匹配器(3)通過螺栓穿過安裝孔(3.6)固定于光伏組件的邊框(I)上。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種光伏組件輸出連接裝置，其特征在于所述的鍍錫銅板(3.3)與鍍錫銅端子(2.4)的數(shù)量為兩個(gè)以上，鍍錫銅板(3.3)與鍍錫銅端子(2.4)的數(shù)量比所述的二極管(3.4)的數(shù)量少一個(gè)。
【文檔編號(hào)】H02S40/34GK104184405SQ201410386030
【公開日】2014年12月3日 申請(qǐng)日期:2014年8月7日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月7日
【發(fā)明者】高艷杰, 魏志明, 董建華, 李衛(wèi)龍 申請(qǐng)人:英利能源（中國）有限公司, 英利集團(tuán)有限公司