匯流箱

匯流箱在光伏發電系統中是保證光伏組件有序連線和匯流功能的接線裝置。該裝置能夠保障光伏系統在維護、檢查時易於切斷電路，當光伏系統發生故障時減小停電的範圍。

匯流箱是指用戶可以將一定數量、規格相同的光伏電池串聯起來，組成一個個光伏串列，然後再將若干個光伏串列並聯接入光伏匯流箱，在光伏匯流箱內匯流後，通過控制器，直流配電櫃，光伏逆變器，交流配電櫃，配套使用從而構成完整的光伏發電系統，實現與市電併網。

基本介紹

• 中文名：匯流箱
• 外文名：Convergence box
• 額定電壓：DC1000V
• 別名：光伏匯流箱
• 規格：6、8、10、12、16 迴路

匯流箱分類

匯流箱從功能上分為三種，第一種為基本型，不帶防反和監控功能；第二種帶防反功能，不帶監控功能；第三種，既帶防反功能又帶監控功能，是匯流箱中功能最全，成本和價格最高的。

匯流箱組成

箱體

箱體一般採用鋼板噴塑、不鏽鋼、工程塑膠等材質，外形美觀大方、結實耐用、安裝簡單方便，防護等級達到IP 54 以上，防水、防塵，滿足戶外長時間使用的要求。

直流斷路器

直流斷路器是整個匯流箱的輸出控制器件，主要用於線路的分/合閘。其工作電壓高至DC1 000 V。由於太陽能組件所發電能為直流電，在電路開斷時容易產生拉弧，因此，在選型時要充分考慮其溫度、海拔降容係數，且一定要選擇光伏專用直流斷路器。

直流熔斷器

在組件發生倒灌電流時，光伏專用直流熔斷器能夠及時切斷故障組串，額定工作電壓達DC1 000 V，額定電流一般選擇15 A( 晶矽組件) 。光伏組件所用直流熔斷器是專為光電系統而設計的專用熔斷器( 外形尺10 mm × 38 mm) ，採用專用封閉式底座安裝，避免組串之間發生電流倒灌而燒毀組件。當發生電流倒灌時，直流熔斷器迅速將故障組串退出系統運行，同時不影響其他正常工作的組串，可安全地保護光伏組串及其導體免受逆向過載電流的威脅。

防反二極體

匯流箱中，二極體與組件接線盒中二極體的作用是不同的。組件接線盒中的二極體主要是當電池片被遮擋時提供續流通道，而匯流箱中的二極體主要是防止組串之間產生環流。

數據採集模組

為了便於監控整個電站的工作狀態，一般均在一級匯流箱內增設數據採集模組。採用霍爾電流感測器和單片機技術，對每路光伏陣列的電流信號( 模擬量) 採樣，經A/D 轉換變成數字量後，變換為標準的RS － 485 數字量信號輸出，方便用戶實時掌握整個電站的工作狀態。

保護單元

直流高壓電涌保護單元

直流高壓電涌保護單元為光伏發電系統專用的防雷產品，具有過熱、過流雙重自保護功能; 採用模組化設計，可帶電更換，並有劣化顯示視窗;可帶遙信告警裝置，利用數據採集模組，可實現遠程監控。

人機界面

數據採集單元設有人機界面，通過人機界面，可查看設備的工作實時狀態，通過鍵盤來實現設備的工作實時狀態，通過鍵盤來實現設備參數的本地設定。

防雷設計

由於光伏匯流箱是安裝在室外環境的，我們必須考慮對匯流箱進行雷擊保護。為此，我們在匯流箱直流輸出部分並聯了一個光伏直流專用的雷擊浪涌保護器（即防雷器）。一旦發生雷擊，浪涌保護器會迅速將過大的電能泄放掉，保證電能的穩定輸出，保護匯流箱不受雷擊損害。匯流箱中裝入防雷擊元器件被稱為光伏防雷匯流箱。

歷史更新

現在匯流箱發展已經發展到第三代。

第一代匯流箱

第一代匯流箱只有匯流，防雷的功能。

第二代匯流箱

第二代：從之前只有匯流防雷到現在的可以監控。第二代的匯流箱可以監控每一路的電流電壓。還可以檢測到匯流箱的溫度和濕度。

第三代匯流箱

現在匯流箱已經發展到第三代。從之前只有匯流防雷監控到現在的可以太陽能匯流監控。第三代的匯流箱除了具備前面2代產品的優點外，還可以匯流箱失效報警，數據採集，無線數據傳輸。

存在問題

在套用運行過程中匯流箱出現了各種各樣的問題，如匯流監控單元RS485匯流排布線問題、匯流監控單元地址表示問題、接線問題、防水端子問題、正負極接反問題等。

目前眾多匯流箱僅能對組串電流進行監視 ，對於電池板部分被遮擋出現電池組件倒灌電流的情況不能自動控制 ，嚴重情況將燒斷熔斷器甚至燒壞電池組件。該問題是光伏系統實現自動控制的制約點 ，必須予以解決。

最新發展

最新設計出一套基於單片機控制的太陽能光伏組串電流的監控系統。通過霍爾感測器對組串進行電流測量 ，由單片機進行讀取電流的矢量值 ，從而可以判斷電流的大小和方向。然後由單片機控制固態繼電器的輸出 ，固態繼電器的輸出觸點連線匯流箱母線和光伏組串 ，通過控制固態繼電器的通斷來實現光伏組串的投入和切除。

在智慧型匯流箱中，除了具備一般匯流箱的功能、性能外，採用電子開關，保留了防反功能，增加了電流通斷控制功能；在匯流箱中增加溫度感測器，設多個監測點，當溫度異常時，由單片機控制板發出控制信號，及時斷開輸入端電流，以保護匯流箱不被燒毀。在此以8路匯流箱為例進行設計，如圖1所示。