接線盒的主要作用是通過(guò)接線盒的正負(fù)電纜將組件內(nèi)部太陽(yáng)電池電路與外部線路連接，將電能輸送出去。接線盒通過(guò)硅膠與組件的背板粘在一起。
接線盒內(nèi)配備有旁路二極管以保護(hù)電池串。接線盒的設(shè)計(jì)要求非常高，涉及電氣設(shè)計(jì)、機(jī)械設(shè)計(jì)與材料科學(xué)等多個(gè)領(lǐng)域的技術(shù)。
接線盒主要由三大部分組成∶接線盒盒體、電纜和連接端子。接線盒盒體一般由以下幾部分構(gòu)成∶底座、導(dǎo)電部件、二極管、密封圈、密封硅膠、盒蓋等。
目前市場(chǎng)上接線盒種類(lèi)繁多，從是否灌膠看，有灌膠式和非灌膠式，是否灌膠一般根據(jù)接線盒的體積和安全性能要求而確定。
根據(jù)接線盒內(nèi)部匯流條的連接方式又可分卡接式和焊接式，一般非灌膠的都采用卡接式，灌膠的因?yàn)閮?nèi)部空間小，都需要采用焊接式。
灌膠式接線盒體積小、成本低，加上組件失效更換的比例不高，因此逐漸成為市場(chǎng)上的主流。
還有一體式接線盒和分體式接線盒。一體式接線盒內(nèi)有一個(gè)或多個(gè)二極管以及正負(fù)極電纜，一般一塊組件只用一個(gè)接線盒即可。
分體式接線盒包含有多個(gè)接線盒，每個(gè)接線盒里面有一個(gè)二極管，正負(fù)極電纜分布在兩個(gè)接線盒上，因此一塊組件至少要有兩個(gè)接線盒。分體式接線盒因?yàn)轶w積小，因此都需要灌膠。采用分體式接線盒的優(yōu)點(diǎn)如下∶
（1）可以簡(jiǎn)化組件疊層內(nèi)部匯流條的連接方式，減少匯流條的使用量，使得組件整體的回路電阻降低，提高組件的輸出功率；
（2）組件正負(fù)引出線分別位于組件靠近邊框的一側(cè)，因此在進(jìn)行組件縱向安裝連接時(shí)只需要很短的電纜，從而大大減少了系統(tǒng)電纜的用量，降低了系統(tǒng)串聯(lián)電阻，提高了系統(tǒng)發(fā)電量。但是在組件橫向安裝時(shí)，電纜長(zhǎng)度會(huì)有所增加，所以需要綜合考慮設(shè)計(jì)。
圖3-11所示為一體式非灌膠接線盒結(jié)構(gòu)意圖；圖3-12所示為一體式灌膠接線盒結(jié)構(gòu)示意圖；圖3-13所示為分體式接線盒基本構(gòu)造。
接線盒內(nèi)部的旁路二極管有插腳式和貼片式兩種，一般盒體尺寸較大時(shí)采用插腳式二極管，例如非灌膠接線盒；盒體較小時(shí)采用貼片式二極管，例如灌膠接線盒。
二極管的反向耐壓和耐熱性能等要根據(jù)組件使用要求和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)選擇確定。
旁路二極管的工作原理是∶將二極管與若干片電池并聯(lián)，在組件運(yùn)行過(guò)程中，當(dāng)組件中的某片或者幾片電池片受到烏云、樹(shù)枝、鳥(niǎo)糞等遮擋物遮擋而發(fā)生熱斑時(shí)，接線盒中的旁路二極管利用自身的單向?qū)щ娦阅芙o出現(xiàn)故障的電池組串提供一個(gè)旁路通道，電流從二極管流過(guò)，從而有效維護(hù)整個(gè)組件性能，得到最大發(fā)電功率，工作原理圖如圖 3-14所示。
常用的二極管是肖特基二極管，其優(yōu)點(diǎn)是壓降較低，可以減少二極管帶來(lái)的功率損耗。
最理想的組件應(yīng)是每片電池都并聯(lián)一個(gè)旁路二極管，但是出于工藝和成本因素考慮，目前在實(shí)際應(yīng)用中，一個(gè)二極管一般需保護(hù)10～24 片太陽(yáng)電池。
早期接線盒主要以進(jìn)口的MC、Tyco為主，價(jià)格昂貴，2002年后，浙江人和、蘇州快可、常州萊尼、揚(yáng)州通靈、常州九鼎公司不斷突破技術(shù)瓶頸，實(shí)現(xiàn)了接線盒國(guó)產(chǎn)化，并且技術(shù)不斷進(jìn)步。
浙江人和早期生產(chǎn)的PV-RH系列產(chǎn)品在頂峰時(shí)期銷(xiāo)量占全球總額的1/3。
早期接線盒大多是一體式非灌膠卡接式，現(xiàn)在一體式灌膠接線盒因?yàn)槌杀据^低而逐步成為主流，而分體式接線盒在很多組件設(shè)計(jì)上也得到了較多的應(yīng)用。
接線盒直接暴露在空氣中，會(huì)長(zhǎng)期經(jīng)受風(fēng)吹雨淋日曬，而且體積小，內(nèi)部裝配件多，這對(duì)其耐候性、密封性以及安全性都提出了很大的考驗(yàn)。
光伏系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，接線盒出現(xiàn)問(wèn)題也是比較常見(jiàn)的，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，接線盒故障在光伏電站的故障失效中所占比例是最高的，因此在設(shè)計(jì)和選擇接線盒時(shí)候，要考慮以下幾個(gè)主要方面∶
（1）外殼有較強(qiáng)的抗老化、耐紫外線能力；
（2）良好的散熱性能，以降低接線盒內(nèi)部溫度和組件接線盒位置的溫度；
（3）優(yōu)良的密封性能，低的連接電阻，以減小接線盒帶來(lái)的功率損耗；
（4）二極管的電流匹配能力；
（5）合理的電氣安全設(shè)計(jì)，如爬電距離等，以滿足電氣安全要求性能；
一個(gè)簡(jiǎn)單的接線盒所需要的材料就達(dá)十多種，選用材料是否合理直接影響接線盒本身的質(zhì)量，所以接線盒的材料一直受到行業(yè)的重視，表3-8簡(jiǎn)單列舉了接線盒主要部件原材料及作用。
接線盒盒體的尺寸和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有嚴(yán)格的要求，如內(nèi)部帶電體到邊沿的爬電距離、電氣間隙要求，還要考慮承受的最大系統(tǒng)電壓和最大工作電流等。
接線盒設(shè)計(jì)目前應(yīng)執(zhí)行最新的IEC/EN 62790標(biāo)準(zhǔn)，表3-9所示為光伏接線盒與光伏連接器標(biāo)準(zhǔn)變動(dòng)情況。
對(duì)于光伏電纜，目前行業(yè)沿用的是德國(guó) 2pfgl162標(biāo)準(zhǔn)，由于一直以來(lái)沒(méi)有針對(duì)光伏線纜的標(biāo)準(zhǔn)，所以TUV認(rèn)證將2pfg1162作為光伏電纜測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)，直到2017年10月27日，改為采用EN 50618作為光伏電纜的標(biāo)準(zhǔn)。
除了接線盒外觀、尺寸需要符合產(chǎn)品設(shè)計(jì)要求外，對(duì)接線盒中的二極管產(chǎn)品也有技術(shù)指標(biāo)要求，見(jiàn)表3-10。
表中所列的技術(shù)指標(biāo)一般都要作為接線盒的常規(guī)測(cè)試項(xiàng)目，每批材料到貨都需要進(jìn)行測(cè)試。要評(píng)估和測(cè)試一個(gè)新型接線盒，最簡(jiǎn)單的方法是看該產(chǎn)品是否通過(guò)認(rèn)證，并同時(shí)進(jìn)行其他可靠性測(cè)試，如基于IEC61215標(biāo)準(zhǔn)的熱循環(huán)、高溫高濕、濕凍測(cè)試（一般還需要做成組件進(jìn)行可靠性測(cè)試）。
組件的濕漏電性能也是評(píng)估接線盒的重要指標(biāo)之一。
另外還有耐紫外線性能測(cè)試，一般要求在接受紫外線照射累計(jì)90kW·h/m后接線盒無(wú)破損、開(kāi)裂、彎曲、變色、變脆、老化等現(xiàn)象。
接線盒不同于其他封裝材料，首先要取得接線盒盒體、電纜和連接端子的TUV/UL全套認(rèn)證后才能夠在市場(chǎng)上使用。
目前傳統(tǒng)接線盒的主要功能是輸出電流電壓和進(jìn)行組件熱斑保護(hù)。
高額定電流、高防水性、優(yōu)良的散熱性、低電阻等一直是傳統(tǒng)接線盒的改進(jìn)目標(biāo)。
隨著光伏產(chǎn)品應(yīng)用的不斷擴(kuò)大和深入，行業(yè)衍生出一些新的需求，對(duì)接線盒提出了智能化的要求，于是出現(xiàn)了智能接線盒（SmartBox），通過(guò)智能接線盒可以對(duì)組件進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控和功率優(yōu)化。
目前智能接線盒主要分為帶開(kāi)關(guān)功能的監(jiān)控型（Switch-off 型）、直流-直流優(yōu)化型（DC-DC型），直流-交流優(yōu)化型（DC-AC型）三大類(lèi)。具體介紹可以參考第8章的智能型光伏組件。
來(lái)源：電工運(yùn)維藏金閣
原文始發(fā)于微信公眾號(hào)（艾邦光伏網(wǎng)）：光伏輔材之接線盒：功能及技術(shù)要求
