一種光伏組件輸出連接裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型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【技術領域】，包括光伏組件、在光伏組件四周設置的邊框、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換器，線纜匹配器包括匹配器外殼、設于匹配器外殼內部的電路板、與電路板連接的線纜輸出接口以及兩條線纜，兩條線纜分別設于匹配器外殼的兩側，電纜一端與電路板連接，另一端與光伏組件的輸出端連接。本實用新型的輸出連接裝置與目前使用的光伏組件接線盒相比，降低了生產成本，避免了接線盒燒毀，使用方便，維護方便，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

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及太陽能光伏組件連接【技術領域】。

【背景技術】
[0002]光伏組件接線盒是光伏組件輸出的連接部件，可用于實現光伏組件間的互聯，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)的關鍵連接裝置。同時，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產生熱斑問題。在光伏組件接線盒內通常包括多個功能部件，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，光伏組件產品均為大電流低電壓輸出，以通用的156mmX156mm電池為例，生產的組件產品電壓只有36V左右，電流卻在7A以上。光伏組件內部結構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。接線盒內部安裝1A?20A 二極管，有一對輸出端線纜。在安裝施工的過程中，需要組件間的串并聯，達到組件方陣，經過逆變器并網發(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。光伏電站在實際運行過程中，經常燒毀接線盒，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，影響電站運行。為避免影響電站正常安全運行，燒毀接線盒的光伏組件需要立即更換。這時目前光伏電站的一個難題，只能靠組件廠家返廠維修。光伏電站常常在偏遠地區(qū)，人員稀少；如有些電站在起初建設時，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，在安裝現場拆卸極不方便。同時由于現場拆卸后包裝不具備條件，組件長途運輸極大可能造成破碎，至少發(fā)生隱裂。發(fā)生破碎的組件就會報廢，發(fā)生隱裂的組件需要返修，大大增加了維護、維修成本。由于更換組件需要一定時間，影響了電站發(fā)電量。
[0004]目前，國內外生產的光伏組件及接線盒技術缺點是:
[0005](I)國內外生產的光伏組件的接線盒，均將匯流帶輸入接口、輸出導線插口和二極管密封在一個塑料盒體內，并與線纜做成一體，同時均粘接的組件的絕緣背板上，不管接線盒如何進行結構設計，也不利于散熱。
[0006](2)目前光伏組件在正常發(fā)電狀態(tài)下，二極管處于截止狀態(tài)。
[0007]但是如果發(fā)生以下情況時，這時二極管就會正向導通:
[0008]a.某塊組件全部或局部被樹木、建筑物、云層等遮擋；
[0009]b.組件由于安裝或后期運行時遭到意外撞擊產生隱裂；
[0010]c.外部系統(tǒng)大電流注入組件接線盒；
[0011]再者，當電站逆變器、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通。不管是二極管正向導通，還是反向擊穿導通，二極管就會大量發(fā)熱，同時二極管管腿接觸電阻也發(fā)熱；由于發(fā)電時電流較大，工作溫度達200°C，接線盒嚴格密封(至少達到IP65等級)，接線盒內外均為不易導熱或導熱性差的絕緣材料，發(fā)熱量集中在接線盒內部，長期持續(xù)下去，經常燒毀二極管及接線盒蓋和盒底。這是目前組件應用的最大問題。
[0012](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，又會增加運輸成本，運輸又使組件破損或隱裂，也大大增加返修費用。
[0013](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雜的設備；3.組件輸出的匯流條損壞后，只能返廠。
[0014](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。
[0015]因此，有必要提供改進的技術方案以克服現有技術中存在的技術問題。
實用新型內容
[0016]本實用新型要解決的技術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，降低了生產成本，避免了接線盒燒毀，使用方便，維護方便，增大了組件發(fā)電效率。
[0017]為解決上述技術問題，本實用新型所采取的技術方案是: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換器，所述的線纜匹配器包括匹配器外殼、設于匹配器外殼內部的電路板、與電路板連接的線纜輸出接口以及兩條線纜，兩條線纜分別設于匹配器外殼的兩側，所述電纜一端與電路板連接，另一端與外界儲電裝置連接；所述的接口轉換器包括接口轉換器外殼，所述的接口轉換器外殼的一側設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的另一側設有匯流帶輸入孔，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換器外殼內部。
[0018]對上述結構作進一步說明，所述的組件輸出接口的外側設有卡腳，所述卡腳與線纜輸出接口的內壁卡接。
[0019]對上述結構作進一步說明，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部，并且鍍錫銅板之間留有間隙，所述的二極管的兩個輸出端焊接于鍍錫銅板。
[0020]對上述結構作進一步說明，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，其內部設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置。
[0021]對上述結構作進一步說明，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。
[0022]對上述結構作進一步說明，所述的匹配器外殼的兩端設有安裝孔，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。
[0023]對上述結構作進一步說明，所述的鍍錫銅板與鍍錫銅端子的數量為兩個以上，鍍錫銅板與鍍錫銅端子的數量比所述的二極管的數量少一個。
[0024]采用上述技術方案所產生的有益效果在于:
[0025](I)本實用新型中的接口轉換器外殼內部只設有鍍錫銅端子，結構簡單，便于制作，可做的很小，降低了制作成本；
[0026](2)本實用新型中的組件輸出接口和線纜輸出接口通過注塑工藝固定，結構牢固，提高了連接裝置的牢固性；
[0027](3)在接口轉換器的一端設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，不僅增強了導電性能，同時避免了發(fā)熱元件，不會燒毀；再者通過灌膠工藝保證了組件的絕緣性能，防護等級大大提高，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；
[0028](4)本實用新型的線纜匹配器有組件輸出接口，便于連接，連接處設有卡腳，可使連接牢固；
[0029](5)線纜匹配器主體內部設有二極管，特別的可應用二極管串聯的集成電路，由于沒有匯流帶的預留和干擾，可采用膠鑄、塑封工藝，一次成型，體積較小，成本較低；
[0030](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，利用鋁材的導熱性能，可使二極管或集成電路導通發(fā)熱時，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；
[0031](7)對于線纜匹配器主體，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，從而解決了組件運輸、返廠維修、停止發(fā)電等后續(xù)一系列問題；
[0032]總之，降低成本，避免了接線盒燒毀，使用方便，維護方便，增大了組件發(fā)電效率，可廣泛推廣到所有光伏組件生產領域。解決了目前組件存在的難題。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0033]下面結合附圖和【具體實施方式】對本實用新型作進一步詳細的說明。
[0034]圖1是本實用新型的整體結構示意圖；
[0035]圖2是本實用新型中接口轉換器的外形圖；
[0036]圖3是圖2的視圖下的全剖示意圖；
[0037]圖4是圖2中的A向視圖；
[0038]圖5是本實用新型中線纜匹配器的外形圖；
[0039]圖6是圖5的視圖下的全剖示意圖；
[0040]圖7是圖6中的B向視圖；
[0041]圖8是線纜匹配器的另一種結構示意圖；
[0042]圖9是圖8的外形圖；
[0043]圖10是原有光伏組件接線盒的結構示意圖；
[0044]其中:1、邊框，2、接口轉換器，3、線纜匹配器；
[0045]2.1、組件輸出接口，2.2、卡腳，2.3、接口轉換器外殼、2.4、鍍錫銅端子，2.5、匯流帶輸入孔；
[0046]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。

【具體實施方式】
[0047]由附圖1可以看出，本實用新型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連接的接口轉換器2。該結構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，方便光伏組件現場安裝、使用和維護，降低組件維護成本，延長組件運行壽命，提高電站發(fā)電效率，避免“更換接線盒時需要同時拆卸組件”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；內部由幾個二極管、連接端子、盒體、盒蓋、連接線等部件組成。
[0048]在附圖2?4中為接口轉換器2的具體結構，光伏組件輸出連接裝置中接口轉換器2包括接口轉換器外殼2.3，接口轉換器外殼2.3的一側設有與線纜輸出接口 3.1連接的組件輸出接口 2.1，與組件輸出接口 2.1相對的另一側設有匯流帶輸入孔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換器外殼2.3內部。接口轉換器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。接口轉換器外殼2.3內部只設有鍍錫銅端子，結構簡單，便于制作，可做的很小，降低了制作成本。
[0049]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的外側設有卡腳
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，實現卡腳2.2壓縮直至匹配位置后彈回，實現兩者的卡腳2.2與線纜輸出接口 3.1的內壁卡接。
[0050]線纜匹配器3有兩種形式:
[0051]一、過渡形式，如在附圖5?7所示，其為線纜匹配器3的具體結構，線纜匹配器3包括匹配器外殼3.2、設于匹配器外殼3.2內部的電路板、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分別設于匹配器外殼3.2的兩側，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。另一端與儲電裝置連接，比如蓄電池或電網等。電纜有單股線纜、多股線纜或線排。
[0052]在附圖6中可以看出，電路板包括四個鍍錫銅板3.3和二極管3.4，四個鍍錫銅板
3.3固定封裝于匹配器外殼2.3內部，并且鍍錫銅板3.3之間留有間隙，二極管3.4的兩個輸出端焊接于鍍錫銅板3.3，線纜匹配器3主體內部設有二極管3.4，特別的可應用二極管串聯的集成電路，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。由于該結構沒有匯流帶的預留和干擾，可采用膠鑄、塑封工藝，一次成型，體積較小，成本較低。
[0053]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直接注塑為一體結構，這種結構連接更加穩(wěn)固，不需要對線纜輸出接口 3.1進行固定即可實現連接。
[0054]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，其包括四個整齊排列的插入端，四個插入端與四個鍍錫銅板3.3分別連通，組件輸出接口 2.1為母端子接頭，其內部設有四個與鍍錫銅端子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置。本實用新型中的組件輸出接口和線纜輸出接口通過注塑工藝固定，結構牢固，提高了連接裝置的牢固性。
[0055]本實用新型中匹配器外殼3.2的兩端設有安裝孔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，從而解決了組件運輸、返廠維修、停止發(fā)電等后續(xù)一系列問題。
[0056]附圖10為原有光伏組件接線盒的結構示意圖，這種結構為方形邊框結構，核心電池串一般為48片、60片、72片等數量電池組成。通過匯流帶連接起來，經過層壓將玻璃、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；最后在組件背面的背板上安裝一個帶連接線的接線盒。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條細柵線組成。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；內部由幾個二極管、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。
[0057]本實用新型與附圖10的結構相比，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行，降低了光伏組件的維護、維修成本。
【權利要求】
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)連接的接口轉換器(2)，所述的線纜匹配器(3)包括匹配器外殼(3.2)、設于匹配器外殼(3.2)內部的電路板、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)分別設于匹配器外殼(3.2)的兩側，所述電纜(3.7) 一端與電路板連接，另一端與外界儲電裝置連接；所述的接口轉換器(2 )包括接口轉換器外殼(2.3)，所述的接口轉換器外殼(2.3)的一側設有與線纜輸出接口(3.1)連接的組件輸出接口(2.1)，與組件輸出接口(2.1)相對的另一側設有匯流帶輸入孔(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換器外殼(2.3)內部。
2.根據權利要求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)的外側設有卡腳(2.2)，所述卡腳(2.2)與線纜輸出接口(3.1)的內壁卡接。
3.根據權利要求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)的兩個輸出端焊接于鍍錫銅板(3.3)。
4.根據權利要求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，其內部設有與鍍錫銅端子(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置。
5.根據權利要求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.根據權利要求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.根據權利要求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)的數量為兩個以上，鍍錫銅板(3.3)與鍍錫銅端子(2.4)的數量比所述的二極管(3.4)的數量少一個。
【文檔編號】H02S40/34GK204013389SQ201420443326
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年8月7日 優(yōu)先權日:2014年8月7日
【發(fā)明者】高艷杰, 魏志明, 董建華, 李衛(wèi)龍 申請人:英利能源（中國）有限公司, 英利集團有限公司