La scatola di giunzione fotovoltaica si riscalda anche se non è saldata male? La verità dietro l'aspetto delle righe o dei pezzi sparsi è svelata in un articolo!

Nell'esercizio e nella manutenzione delle centrali fotovoltaiche molti cadono in un malinteso: riscaldamento della scatola di giunzione = falsa saldatura.

Tuttavia, durante l'effettiva ispezione in loco, si è riscontrato che molte scatole di giunzione surriscaldate, una volta smontate per l'ispezione, non mostravano alcun segno di falsa saldatura. Ancora più stranamente, la colla all'interno delle scatole di giunzione era di un bianco immacolato. Alcuni casi di febbre sono assenti consecutivamente, altri si manifestano in file o a chiazze e altri compaiono sporadicamente. Inoltre, i droni non possono catturarlo ad alta quota, mentre le telecamere a infrarossi portatili possono catturarne circa l’80%. I droni possono catturarlo in modo completo a basse altitudini.

In effetti, le risposte principali sono solo due: la generazione di calore è fortemente correlata alla corrente e la differenza di rilevamento è direttamente collegata alla distanza e all'angolo di ripresa. Oggi niente chiacchiere a vuoto. Riguarda le cose vere. I professionisti del fotovoltaico possono salvarlo direttamente per riferimento futuro per evitare insidie ​​​​nella risoluzione dei problemi!

I. Dissipare l'equivoco: se non c'è una falsa saldatura, perché continua a surriscaldarsi? (Logica fondamentale)

Ricorda una formula fondamentale: generazione di calore = resistenza di contatto/diodo anomalo + corrente che scorre attraverso (Q=I⊃2;Rt)

La falsa saldatura è solo uno dei motivi del riscaldamento. In uno stato di saldatura non falso, queste tre situazioni sono i fattori scatenanti e sono tutte correlate alla corrente: maggiore è la corrente, più evidente è il riscaldamento e potrebbe essere completamente invisibile in condizioni di luce debole e bassa temperatura.

1. Aumento della resistenza di contatto (più comune, pari a oltre l'80%)

Non si tratta di una falsa saldatura, ma piuttosto dell'ossidazione dei terminali interni della scatola di giunzione, dell'allentamento della spina MC4, della corrosione della barra di rame o di una forza di collegamento insufficiente, che fa sì che la superficie di contatto metallica cambi da 'contatto superficiale' a 'contatto puntuale', e la resistenza di contatto aumenti (dalla normale < 5 mΩ a decine o addirittura centinaia di mΩ).

Finché la corrente scorre, la resistenza genererà calore Joule. Maggiore è la corrente, più intensa è la generazione di calore. Ad esempio, quando la corrente della stringa si avvicina al valore nominale, anche una lieve anomalia della resistenza farà accumulare rapidamente calore.

2. Diodo di bypass anomalo (facilmente trascurabile)

Il diodo non è completamente guasto ma presenta perdite, invecchiamento o un'elevata caduta di tensione diretta. Finché passa corrente, continuerà a riscaldarsi.

Soprattutto quando i componenti presentano crepe nascoste o disadattamento di potenza, il diodo di bypass condurrà prematuramente e funzionerà a lungo sotto corrente. Il calore verrà condotto direttamente alla scatola di giunzione. Sembra che la scatola di giunzione si stia riscaldando, ma in sostanza si tratta di un'anomalia del diodo. Naturalmente, l'essenza più fondamentale è il punto caldo sulla cella della batteria.

3. Perdita di cavo/connessione (trappola dettagliata)

Un diametro insufficiente dei cavi CC, trefoli spezzati di più conduttori o l'invecchiamento dei cavi possono portare ad un aumento della resistenza della linea, con la concentrazione della corrente nell'interfaccia tra la scatola di giunzione e il cavo, provocando così un riscaldamento locale. Questo non ha nulla a che fare con la falsa saldatura.

II. Domanda chiave: perché alcune file non si riscaldano mentre altre si riscaldano in fila?

Questo fenomeno è essenzialmente il risultato di una distribuzione non uniforme della corrente nelle stringhe, unita ai difetti intrinseci della scatola di giunzione. L’effetto combinato di questi due fattori può essere valutato con precisione in tre situazioni:

1. Riscaldamento di fila: l'intera serie di corrente è 'uniformemente aumentata' o 'uniformemente difettosa'

Finché il riscaldamento è distribuito in file o porzioni, non è necessario controllare le singole scatole di giunzione. Innanzitutto, controlla l'intera serie di corrente e l'ambiente.

• L'orientamento e l'angolo di inclinazione dell'intera stringa di componenti sono coerenti e l'illuminazione è uniforme → la corrente dell'intera stringa è coerente e le scatole di giunzione con lievi difetti vengono attivate per riscaldarsi contemporaneamente.

• Configurazione errata delle stringhe (ad esempio stringhe corte), bassa tensione MPPT dell'inverter → la corrente dell'intera stringa si avvicina o supera il valore nominale, l'effetto I⊃2;R viene amplificato e l'intera fila di scatole di giunzione si riscalda insieme.

• La qualità delle scatole di giunzione dello stesso lotto presenta dei difetti → la tendenza all'invecchiamento è coerente. Non appena la corrente aumenta, si riscalderanno contemporaneamente.

Conclusione: riscaldamento di fila = ambiente attuale coerente + difetti coerenti della scatola di giunzione e non ha nulla a che fare con un singolo guasto.

2. Una fila non ha alcun calore: bassa corrente o nessun difetto

Il motivo è abbastanza semplice. La 'condizione di riscaldamento' non è soddisfatta:

L'orientamento di questa serie di componenti è inadeguato, la luce è debole o la stringa è troppo lunga, con conseguente corrente inferiore. O la scatola di giunzione è di buona qualità, priva di ossidazione e allentamento, il grado di adattamento dei componenti è elevato, il diodo non conduce - R (resistenza) va bene, I (corrente) è piccolo e naturalmente non si riscalda.

3. Febbre sporadica: difetto individuale, estraneo all'intera serie attuale

Solo poche scatole di giunzione si surriscaldano, il che molto probabilmente è un problema legato a un singolo punto: ad esempio, il sigillo di una singola scatola di giunzione non funziona, l'ingresso di acqua provoca corrosione, una singola spina MC4 è allentata o un singolo componente presenta una crepa nascosta che causa la conduzione del diodo: l'intera corrente in serie è normale, ma solo il resistore/diodo a punto singolo è anomalo, quindi si verifica in modo intermittente.

III. Miti sul rilevamento a infrarossi: non è possibile catturarlo ad altitudini elevate, ma a basse altitudini/a mano libera?

Molti addetti alle operazioni e alla manutenzione hanno riferito che durante le ispezioni ad alta quota effettuate con i droni, non riescono a vedere il riscaldamento delle scatole di giunzione. Può essere catturato restando sospeso a bassa quota, ma potrebbe non essere possibile catturarlo tenendo in mano una telecamera a infrarossi. La questione centrale non riguarda l’attrezzatura ma tre principi fondamentali. Una volta letti, capirai:

1. Impossibilità di acquisire ad alta quota (drone > 30 m): pixel insufficienti + attenuazione del segnale

Ad alta quota, la distanza è lunga e una singola scatola di giunzione occupa solo da 1 a 3 pixel nell'immagine a infrarossi. L'area di riscaldamento (di solito < 5 cm×5 cm) è 'pixel-fused', e la leggera differenza di temperatura da 3 a 8 gradi Celsius viene mediata, rendendo impossibile risaltare del tutto. Inoltre, il vapore acqueo e la polvere nell’atmosfera diffondono i segnali infrarossi, determinando un rapporto segnale/rumore insufficiente. Naturalmente non può essere catturato.

2. Riprese a bassa quota/a mano libera (bassa quota < 10 m, a mano libera < 2 m): risoluzione sufficiente + interferenza minima

A distanza ravvicinata, la scatola di giunzione può occupare da 10 a 100 pixel nell'immagine a infrarossi, con il gradiente di temperatura e il contorno del riscaldamento chiaramente distinguibili. Può essere identificato con precisione con una differenza di temperatura superiore a 3 ℃. Inoltre, la distanza è breve, l'attenuazione della radiazione infrarossa è ridotta, il segnale è sufficiente e il drone può essere posizionato direttamente nella zona anteriore della scatola di giunzione, rendendo chiaramente visibile la zona di riscaldamento.

3.Perché il lato anteriore si illumina di luce infrarossa ma il lato posteriore no?

Comprendere le differenze tra tre metodi di rilevamento con una tabella (per un confronto diretto)

IV. Operazione pratica in loco: ispezione in 3 fasi, nessuna deviazione (atterrare direttamente)

Senza strumenti complessi, segui questa logica per individuare rapidamente il problema:

1. Per il riscaldamento di fila → Controllare innanzitutto: corrente di stringa, corrente di ramo, quindi orientamento/occlusione dei componenti e lotto della scatola di giunzione.

2. Riscaldamento sporadico → Ispezione prioritaria: Sigillatura di una singola scatola di giunzione/spina MC4, rottura nascosta di un singolo componente, stato diodo;

3. Rilevamento a infrarossi → Screening iniziale ad alta quota dei punti caldi sui componenti, volo a bassa quota (5-10 m) per controllare le scatole di giunzione, ricontrollo infrarosso portatile dei punti sospetti (determinazione anomala quando differenza di temperatura > 5 ℃, spegnimento immediato quando differenza di temperatura > 10 ℃).

In conclusione, la scatola di giunzione fotovoltaica non è dovuta a false saldature e surriscaldamenti. Il problema principale è la 'resistenza anomala + flusso di corrente'. Se appaiono in righe o sparsi, verificare se la corrente nell'intera serie è coerente. Le differenze nel rilevamento degli infrarossi sono essenzialmente questioni di distanza e risoluzione.