Warum TOPCon-Viertelschnittmodule einen Zwei-Teile-Übergang benötigen

Kurze Antwort: Vierfach geschnittene TOPCon-Module benötigen eine zweiteilige Anschlussdose, weil sich die elektrische Architektur des Moduls ändert und nicht nur seine Kunststoffhülle. Das Schneiden der Zellen in vier Streifen und deren Anordnung reduziert den Strom pro Streifen, und der resultierende Modulstromkreis hat mehr parallele Zweige als ein halbgeschnittenes oder vollzelliges Layout. Eine zweiteilige Dose ermöglicht es, die interne Busbar-Führung und die Diodenanordnung aufzuteilen, sodass jeder Teil einen definierten Abschnitt des Stromkreises übernimmt, wodurch die Anzahl der Bypass-Dioden und der Strompfad sinnvoll bleiben. Die betroffenen Modulabmessungen liegen in der relevanten Richtung bei etwa 300 mm, und die Dose muss an die Rückseite eines Moduls passen, dessen String-Layout sich geändert hat. Die Anschlussdose als kosmetische Komponente zu behandeln, führt zu einer Diodenkonfiguration, die nicht mehr zum elektrischen Layout des Moduls passt.

PV-Modulfertigung · von Jerry, Ooitech

Produkteinführung

Anschlussdose Designs ändern sich ständig, aber es ist nie nur eine kosmetische Anpassung der Kunststoffhülle. Jede strukturelle Änderung wird darauf abgestimmt, das interne Schaltungsdesign des Moduls und seine sich ändernden elektrischen Parameter zu berücksichtigen. Das ist eine harte Anforderung, die mit jedem Schritt der PV-Technologie einhergeht. Hier gehen wir die Geschichte der PV-Anschlussdose durch und untersuchen, warum TOPCon vierteilige Module am Ende eine zweiteilige Anschlussdose verwenden.

Technische Parameter

Einteilige Anschlussdose: Die frühe Übereinstimmung mit Vollzellenmodulen

2016 war ein Wendepunkt für die Modulstruktur. Vor 2016 lief der Markt hauptsächlich mit Vollzellenmodulen, wobei die interne Schaltung als ein vollständiger Strang aufgebaut war. Damals war der Arbeitsstrom der Module eher niedrig und die Spannung moderat, sodass die elektrischen Bedingungen insgesamt recht mild waren. Die Industrie kombinierte diese üblicherweise mit einer einteiligen einzelnen Anschlussdose, wobei alle drei Bypass-Dioden im selben Gehäuse untergebracht waren.

Dieses Setup passte zu den Produktionsbedingungen der damaligen Zeit: einheitliche Teilespezifikationen, extrem einfache Struktur, niedrige Qualifikationsanforderungen für die manuelle Montage und hoher Durchsatz in der Linie. Vollzellenmodule handhabten die Verdrahtung mit seitlichen Isolationsstreifen plus trapezförmigen Sammelschienen. Einfach zu bauen, insgesamt niedrige Kosten. Es war der kosteneffektivste Ansatz für die Vollzellentechnologie-Route.

Anschlussdose für Vollzellenmodule

Technische Vorteile

Dreiteilige Anschlussdose: Die aktuelle Übereinstimmung mit Halbzellenmodulen

Nach 2016 verbreiteten sich Halbzellen-Solarzellen schnell, und die dreiteilige Anschlussdose wurde zur gängigen Industriestandardkonfiguration. Halbzellen-Module verwenden eine symmetrische Ober-Unter-Struktur, bei der die obere Zellkette und die untere Zellkette parallel geschaltet sind. Nach der Zusammenführung bleibt die Gesamtspannung gleich und der Strom wird kombiniert. Diese Änderung der Schaltungsarchitektur machte das dreiteilige Design zu einem Muss. Sein Vorteil lässt sich auf vier Punkte zurückführen:

• Mit steigender Modulleistung stiegen auch Arbeitsstrom und -spannung. Die dreiteilige Anordnung platziert eine Diode in jedem Gehäuse, sodass Wärmequellen verteilt werden. Bessere Wärmeableitung und es vermeidet das alte Problem der Einzelbox, bei dem sich Wärme an einer Stelle staut und die Komponenten im Laufe der Zeit überhitzt.

• Die drei Dosen sind über die Rückseitenfolieverteilt, wodurch der schattierte Bereich aufgeteilt und verdünnt wird. Das passt perfekt zu bifazialen Modulen, da sie darauf angewiesen sind, dass die Rückseitenfolie reflektiertes Licht einfängt, um Strom zu erzeugen. Eine zentrale einzelne Dose kann das einfach nicht leisten.

• Die Schaltungszonen sind eins zu eins mit den Anschlussdosen verknüpft, wodurch die Busbar-Führung erheblich verkürzt wird. Der Leitungswiderstand sinkt, der Füllfaktor des Moduls steigt und die Gesamtausgangsleistung des Moduls verbessert sich.

• Die Verdrahtung benötigt weniger Material. Ein vertikal montiertes Modul benötigt nur etwa 300 mm kurzen Draht, um die Verbindung abzuschließen. In der Massenproduktion senkt das die Kabelkosten und es funktioniert besser mit vollautomatischen Linien.

Anschlussdose für Halbzellen-Module

Produktanwendung

Zweiteilige Anschlussdose: Die passende Lösung für hocheffiziente TOPCon-Viertelzellen-Module

Mit der Massenproduktion von hocheffizienten TOPCon-Zellen wurden Viertelzellen-Module zum Mainstream, die Schaltungslogik wurde erneut überarbeitet und die zweiteilige Anschlussdose wurde zum Standard.

Die Branche folgt der Halbzellen-Regel "in der Mitte teilen, zwei Pfade parallel". Sobald die Zelle in vier gleiche Teile geteilt ist, muss sie in vier parallele Pfade aufgeteilt werden, um den Strombereich stabil zu halten. Das Modul behält weiterhin das symmetrische Ober-Unter-Layout bei: Zellen auf einer Seite werden paarweise zu einer unabhängigen Einheit zusammengefasst, und drei dieser parallelen Einheiten werden dann in Reihe geschaltet, wodurch die Spannungs- und Strombereiche stabil bleiben.

Dieser Schaltungsaufbau benötigt zwei Zelleneinheiten mit umgekehrter Polarität (Plus-Minus vertauscht), sodass die beiden passenden Bypass-Schleifen jeweils eine Diode benötigen. Da diese beiden Punkte sehr nahe beieinander liegen, werden die beiden Dioden in dasselbe Gehäuse integriert. Die gesamte Schaltung teilt sich in zwei große Schutzzonen auf und wird letztendlich mit zwei Anschlussdosen gepaart. Die Dose, die die Doppeldiode enthält, ist in der Größe länger, und das ist der zugrunde liegende Schaltungsgrund, warum vierteilige Module mit zweiteiligen Anschlussdosen ausgestattet werden. Darüber hinaus muss der zusätzliche Hilfsdraht, der durch die umgekehrte Verdrahtung hinzugefügt wird, mit einer transparenten PET-Isolationsschicht für eine ordnungsgemäße Isolierung gepaart werden, um die elektrische Sicherheit zu gewährleisten.

Anschlussdose für vierteilige Module

Im Grunde ist die Anzahl der Anschlussdosen-Gehäuse nur die sichtbare äußere Form. Von der Einzelbox für Vollzellen über drei Boxen für halbierte Zellen bis zu zwei Boxen für vierteilige Zellen hat sich die Gesamtzahl von drei Dioden nie geändert. Jede Diode schützt weiterhin zwei Zellstränge per Bypass, und die zugrunde liegende Logik der Zonenschutz blieb während des gesamten Prozesses bestehen. Die Anzahl der Boxen folgt der Schaltung, die Schaltung folgt der Schneidetechnologie, und das gesamte Teileset dient immer der elektrischen Sicherheit und der Ausgabeeffizienz des Moduls.

Ooitechs Ansicht

Die zweiteilige Anschlussdose bei TOPCon-vierteiligen Modulen ist kein Gimmick, sondern wird durch die umgekehrte Polarität und die vierteilige Parallelschaltung erzwungen, die bei vierteiligen Layouts verwendet wird. Wenn Sie eine Produktionslinie aufbauen, ist dies auf der Layup- und Bussing-Seite wichtig, da die Position der Box, die umgekehrte Verdrahtung und die PET-Isolationsschicht alle korrekt gehandhabt werden müssen, sonst treten EL-Defekte und Sicherheitsprobleme auf. Wir haben Modullinien für Halbzellen-, MBB- und TOPCon-Setups gebaut, und der Anschlussdosen-Schritt ist einer, der stillschweigend über Ihre Ausbeute entscheidet. Es lohnt sich, ein paar echte Fabrikläufe auf dem Ooitech-YouTube-Kanal anzusehen www.youtube.com/ooitech wenn Sie sehen möchten, wie Bussing und Boxplatzierung tatsächlich zusammenpassen.

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