高海拔區(qū)域太陽能資源豐富,而目前我國對于匯流箱制定的生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)相對較為寬泛,也沒有著重針對可靠性指標(biāo)作出強(qiáng)制性規(guī)定,這使得光伏匯流箱在高海拔區(qū)應(yīng)用期間涉及到特殊參數(shù)設(shè)計(jì)及設(shè)備選型問題。本文主要結(jié)合光伏匯流箱工作原理以及匯流箱應(yīng)用于高海拔域內(nèi)主要涉及到的電氣件參數(shù)設(shè)定與選型方法等,同步測試儀器與試驗(yàn)進(jìn)行闡述,通過相關(guān)驗(yàn)證證明有關(guān)參數(shù)設(shè)計(jì)及選型能使光伏匯流箱在高海拔區(qū)域內(nèi)應(yīng)用,且具有良好的穩(wěn)定性和可靠性,可在匯流箱產(chǎn)品功能作用發(fā)揮下最大程度的發(fā)揮太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)運(yùn)行價(jià)值。

1、高海拔光伏匯流箱的組成與工作原理

光伏發(fā)電主要基于光生伏特效應(yīng)原理,在太陽能電池功能作用發(fā)揮下把太陽光轉(zhuǎn)化成電能。光伏發(fā)電系統(tǒng)主要組成部分有控制器、逆變器、匯流箱、太陽能電池板等。在光伏電池工作中,其陣列輸入主要依靠光伏匯流箱實(shí)現(xiàn)一級匯流,以此促使光電池陣列向逆變器當(dāng)中的接入連線可有效減少,實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的全面優(yōu)化,增強(qiáng)系統(tǒng)可維護(hù)性與可靠性。本文所分析的光伏匯流箱是在海拔高度超過2000m的區(qū)域內(nèi)應(yīng)用的產(chǎn)品,為保證備可以在高海拔惡劣條件下正常、可靠的運(yùn)行,著重探究技術(shù)參數(shù)設(shè)計(jì)。

光伏匯流箱在光伏電站中的應(yīng)用,主要是作為逆變器和光伏陣列之間的連接,同時(shí)具備過流保護(hù)和防雷作用還可對光伏陣列當(dāng)中的單串電流、斷路器、防雷器和電壓狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測。太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)當(dāng)中,為了使逆變器和電池陣列減少彼此連線,可將規(guī)格一致的定數(shù)量個(gè)光伏電池進(jìn)行串聯(lián),組建多個(gè)光伏串列,之后再以并聯(lián)形式將多個(gè)光伏串列向光伏匯流箱當(dāng)中接入光伏匯流箱實(shí)現(xiàn)內(nèi)部匯流之后,可基于斷路器實(shí)現(xiàn)輸出在此同時(shí)配套使用光伏逆變器,以完整的構(gòu)建成光伏發(fā)電系統(tǒng),同步和電網(wǎng)并網(wǎng)。光伏匯流箱當(dāng)中還配置有光伏專用的斷路器、熔斷器和防雷器等,以便于用戶可準(zhǔn)確及時(shí)的了解光伏電池實(shí)際工作情況,在確保匯流箱具備良好的實(shí)用性和可靠性基礎(chǔ)上,促使太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)最大程度的發(fā)揮系統(tǒng)功能效用。

2、高海拔光伏匯流箱技術(shù)參數(shù) 

可靠性分析 以光伏匯流箱應(yīng)用可靠性為目標(biāo)進(jìn)行定量估計(jì)，主要 涉及故障樹分析以及可靠性建模與預(yù)計(jì)。結(jié)合各項(xiàng)參數(shù) 與信息，預(yù)計(jì)光伏匯流箱應(yīng)用中可靠性保持在 99.763%。 光伏匯流箱包含四大組成部分，分別是箱體、防雷器、 斷路器、熔斷器。其中，防雷器、斷路器和熔斷器都執(zhí) 行 IEC 標(biāo)準(zhǔn)，并且在環(huán)境試驗(yàn)當(dāng)中經(jīng)過項(xiàng)目驗(yàn)證，判定 其在可靠性方面預(yù)計(jì)質(zhì)量等級屬于 6 級，具有 2×10-6 的失效率。 

電氣參數(shù) 電氣參數(shù)設(shè)計(jì)主要涉及四方面：①海拔設(shè)計(jì)。因?yàn)? 高海拔區(qū)域，其自然氣候條件也相對惡劣，區(qū)域內(nèi)空氣 氣壓和密度都比較低，空氣絕對濕度相對較小，空氣溫 度通常較低且溫差會(huì)有較大變化，當(dāng)?shù)卮箫L(fēng)日多，降水 量少，土壤溫度偏低，且有很長的凍結(jié)期，但是太陽輻 射強(qiáng)度會(huì)保持在較高水平。通常情況下，光伏匯流箱應(yīng) 用區(qū)域海拔在 2000m及以下，其電氣元器件無需作出修正， 若海拔在 2000m 以上就要對相關(guān)參數(shù)進(jìn)行修正。在 2000m 海拔高度條件下，光伏匯流箱最小爬電距離是 30mm，最 小電氣間隙是 20mm。在海拔高度 4000m 條件下，則需按 照高海拔電氣參數(shù)表相關(guān)修正系數(shù)將正常海拔高度下的 爬電距離和電氣間隙數(shù)值乘上 1.29。

3、箱體要求 

光伏匯流箱的箱體要選擇厚度在 2mm 以上的鍍鋅鋼 板，鋼板表面進(jìn)行靜電噴涂，整體屬全組裝結(jié)構(gòu)，外殼 與框架具備高強(qiáng)度與高剛度，不僅要符合內(nèi)部元器件安 裝需求，還要承載內(nèi)外電路短路時(shí)所產(chǎn)生的熱效應(yīng)和電 動(dòng)力，也不會(huì)在設(shè)備運(yùn)輸、搬運(yùn)及吊裝期間因受到撞擊、 冷凍、受潮等因素影響造成損壞或變形情況發(fā)生。箱體 銅排要進(jìn)行鍍鎳處理，其余的金屬安裝附件要進(jìn)行鍍鋅 處理，厚度在 7m 以上，以確保具備美觀和防腐功能。箱 體內(nèi)部的各部件均通過 8.8 級螺絲進(jìn)行緊固連接，保證 結(jié)構(gòu)可靠與安全，同時(shí)要通過內(nèi)部燃弧試驗(yàn)和抗震試驗(yàn)。 箱體選擇封閉式結(jié)構(gòu)，并且防護(hù)等級要在 65。箱門外 觀要整潔，開啟方便與靈活，接地裝置要有效期、齊全， 箱內(nèi)元件安裝設(shè)計(jì)都要注意好拆裝、好維護(hù)，并且設(shè)備 需要具備接地標(biāo)識(shí)和接地螺栓。光伏匯流箱在高海拔區(qū) 域應(yīng)用，要注意使元器件外爬距適當(dāng)加大，同步注重選 擇 EPTFE 膜進(jìn)行高透氣透氣閥的設(shè)計(jì)，使箱體內(nèi)外 保持良好的空氣流動(dòng)性。透氣閥要注重具備單向流 通特性，以防外部雨水及凝露進(jìn)入箱內(nèi)。因?yàn)楣夥鼌R流 箱的電纜接頭在箱體外部裸露，為減少惡劣環(huán)境對其產(chǎn) 生的影響，要注重所選電纜接頭經(jīng)過 68 認(rèn)證和防 UV 老化測試，具有優(yōu)良的耐溫性。

通過新馳電氣以上對高海拔地區(qū)太陽能資源的分析和研究，可以表明在相應(yīng)區(qū)域建設(shè)光伏 發(fā)電現(xiàn)場，容易受到惡劣環(huán)境的負(fù)面影響。光伏發(fā)電箱 是光伏發(fā)電系統(tǒng)重要組成部分，為保證光伏匯流箱在高 海拔地區(qū)能夠安全、可靠的運(yùn)行，要注重在高海拔條件 下合理設(shè)計(jì)光伏匯流箱各項(xiàng)參數(shù)，并恰當(dāng)?shù)倪x擇熔斷器、 斷路器等，保證光伏匯流箱使用可靠與穩(wěn)定。