CN107810598A - 用于太阳能接线盒的电缆端接 - Google Patents

Abstract

一种用于太阳能板(106)的太阳能接线盒(102)，所述太阳能板具有至少一个光伏电池(108)，以及电连接到所述至少一个电池的箔片(116)，所述太阳能接线盒包括外壳(130)，所述外壳具有限定腔(140)的壁(134)和基部(132)。所述基部具有配置为接收所述箔片的至少一个箔片开口(160)。保护装置(154)接收在所述腔中。端子(150)接收在所述腔中。所述端子具有端接到所述保护装置的保护装置触头(170)。所述端子具有配置为端接到所述箔片的箔片触头(172)。所述端子具有端接到电力电缆(104)的电缆触头(172)。所述电缆触头具有端接到所述电力电缆的绝缘位移触头(IDC)梁(178)。

Description

用于太阳能接线盒的电缆端接

技术领域

本文的主题总体上涉及用于太阳能板的太阳能接线盒。

背景技术

光伏(PV)模块或阵列(例如太阳能板)从太阳能产生电力。由PV模块产生的电力减少了需要从不可再生资源(例如化石燃料和核能)获得的能量的量。太阳能生产也实现了显著的环境效益，例如减少了燃烧化石燃料造成的空气污染，减少了发电厂对水和土地的使用，并且减少了对废弃的副产品的储存。太阳能不产生噪音，并且具有很少的移动部件。由于其可靠性，PV模块还降低了消费者的住宅和商业电力的成本。

PV电池本质上是大面积的半导体二极管。由于光伏效应，当PV电池被例如阳光的光源照射时，光子的能量在PV电池内转变成为电能。PV电池通常互连成为功率范围高达100W或更大的太阳能模块。对于大型PV系统，专门的PV模块生产的典型功率范围高达几百W。光伏模块是光伏发电系统的基本元件。根据所需的电压和电流参数，PV模块具有许多串联或并联互连的太阳能电池。PV电池与薄的触头(例如箔片)串联连接。箔片端接到接线盒，该接线盒可以电连接PV电池和/或太阳能板的组。

接线盒通常连接到太阳能板的背侧，例如连接到背板。箔片端接到接线盒中的对应的端子。在典型的PV模块中，许多太阳能板使用布线在这样的太阳能板的对应的接线盒之间的电力电缆串联连接。另外，一些接线盒电连接到其他设备(例如电池或电力转换器)，并将收集到的太阳能提供给其他设备。电力电缆通常以永久连接端接到接线盒中的端子。例如，电力电缆可以焊接到端子。这种连接通常在制造工厂而不是在现场进行。因此，电缆具有预定的长度，其可以在安装期间在现场进行修剪。因此，昂贵的电缆的长度被浪费了。其他系统使用设置在电缆的端部的连接器来互连接线盒。然而，这样的电缆连接器组件具有在电缆的端部处的连接器之间的预定长度的电缆。有时，在对应的接线盒之间，电缆可能太短，需要另一跨接电缆组件。其他时候，电缆可能太长，导致过度使用电缆，这增加了整个系统的成本。要解决的问题是对可现场安装到太阳能接线盒的电缆端接的需求。

发明内容

一种用于太阳能板的太阳能接线盒提供了该解决方案，所述太阳能板具有至少一个光伏电池，以及电连接到所述至少一个电池的箔片。所述太阳能接线盒包括具有限定腔的基部和壁的外壳。所述基部具有配置为接收所述箔片的至少一个箔片开口。保护装置接收在所述腔中的端子接收在所述腔中。所述端子具有端接到所述保护装置的二极管触头。所述端子具有配置为端接到所述箔片的箔片触头。所述端子具有端接到电力电缆的电缆触头。所述电缆触头具有端接到所述电力电缆的绝缘位移触头(IDC)梁。

附图说明

现在将参考附图通过示例描述本发明，在附图中：

图1图示了根据示例性实施例形成的光伏(PV)系统。

图2是根据示例性实施例形成的PV系统的太阳能接线盒的局部分解图。

图3是保持电缆的太阳能接线盒的端接盖的侧视图。

图4是太阳能接线盒的透视图，示出了准备安装到太阳能接线盒的外壳的端接盖。

图5是太阳能接线盒的透视图，示出了联接到外壳的端接盖。

具体实施方式

在一个实施例中，提供了一种用于太阳能板的太阳能接线盒，该太阳能板具有至少一个光伏电池，以及电连接到至少一个电池的箔片。太阳能接线盒包括具有外壳，所述外壳具有限定腔的壁和基部。基部具有配置为接收箔片的至少一个箔片开口。保护装置接收在腔中。端子接收在腔中。端子具有端接到保护装置的二极管触头。端子具有配置为端接到箔片的箔片触头。端子具有端接到电力电缆的电缆触头。电缆触头具有端接到电力电缆的绝缘位移触头(IDC)梁。

在另一实施例中，提供了一种用于太阳能板的太阳能接线盒，该太阳能板具有至少一个光伏电池，以及电连接到至少一个电池的箔片。太阳能接线盒包括外壳，外壳具有限定内腔和外腔的壁和基部。基部具有配置为接收箔片的至少一个箔片开口。保护装置接收在内腔中。端子具有在内腔中端接到保护装置的二极管触头。端子具有配置为在内腔中端接到箔片的箔片触头。端子具有电缆触头，该电缆触头从内腔延伸到外腔，并且在外腔中端接到电力电缆。电缆触头具有端接到电力电缆的绝缘位移触头(IDC)梁。太阳能接线盒包括保持电力电缆的端接盖。端接盖联接到外壳以覆盖外腔。随着端接盖联接到外壳，电力电缆被推动到电缆触头上。

图1图示了根据示例性实施例形成的光伏(PV)系统100。PV系统100包括可以通过电力电缆104电连接的一个或多个太阳能接线盒102(图1中示出一个)。PV系统100包括多个PV部件106。在示例性实施例中，PV部件106可以是任何类型的PV部件，例如用于发电的PV模块或阵列、例如太阳能板，或PV系统100内使用的其他PV组件，例如电力存储装置、传感器、控制器等。在图示的实施例中，PV部件106是太阳能板，并且在下文中可以被称为太阳能板106。太阳能板106具有配置为发电的多个PV电池108。

电缆104可以联接到相同的太阳能板106的太阳能接线盒102，或不同的太阳能板106的太阳能接线盒102。电缆104沿着接线盒102和/或PV部件106之间的传输路径传输电力和/或数据。

在示例性实施例中，太阳能板106包括夹在玻璃层112与背板114之间的半导体层110。半导体层110包括电池108，以及将电池108串联连接的导体，例如导电箔片116。电池108的组可以电连接到对应的太阳能接线盒102。例如，箔片116可以端接到太阳能接线盒102中的对应的端子。可选地，太阳能接线盒102可以在太阳能板106的边缘118处或附近安装到太阳能板106。箔片116可以从边缘延伸到太阳能接线盒102。替代地，太阳能接线盒102可以远离边缘118安装到太阳能板106，例如在太阳能板106的中心附近，并且箔片116可以穿过背板114中的槽。

玻璃层112设置在半导体层110上方，并且允许阳光穿过其到电池108。背板114设置在半导体层110下方。背板114可以是塑料层。替代地，背板114可以由另一材料制造。例如，背板114可以是另一玻璃层。例如，在一些不同的实施例中，太阳能板106可以是配置为从太阳能板106的两侧接收阳光的双面太阳能板。例如，背侧(背板114)可以接收反射的阳光。来自半导体层110的箔片116离开太阳能板106，以端接到太阳能接线盒102中的端子。箔片116可以沿着太阳能板106在任何方向上布线，例如从板向上、从板向下、侧到侧地跨越板、横跨板、纵向地、侧向地、或以其他方式。箔片116可以平行于边缘118中的一个；然而，在替代实施例中，箔片116可以横向于边缘118。另外，不同的箔片116可以在不同的方向上布线。

虽然图1示出了安装到背板114的太阳能接线盒102的底部透视图，但是在使用中，玻璃层112将在顶部或面向上以面对太阳，并且太阳能接线盒102将安装到太阳能板106的背侧。其他取向是可能的，并且表示取向的术语(例如顶部、底部、上、下等)可以是相对于特定图中示出的取向的，而与使用中的取向相反。

图2是根据示例性实施例形成的太阳能接线盒102的局部分解图。太阳能接线盒102包括配置为联接到外壳130的盖子或盖128(在图1中示出)，外壳130配置为安装到太阳能板106。

外壳130包括基部132、以及从基部132延伸的多个壁134。可以提供任何数量的壁134，从而为特定应用提供合适形状的外壳。在图示的实施例中，壁134包括侧壁136、以及在侧壁136之间延伸的端壁138。可选地，外壳130可以具有矩形截面，长且窄，侧壁136比端壁138更长。在替代实施例中，其他形状是可能的。

侧壁136和端壁138限定外壳130的内腔140和外腔142。内腔140和外腔142由分离壁143分离。太阳能接线盒102保持电气部件，电气部件配置为在内腔140中电连接到箔片116中的一个或多个。盖128覆盖内腔140和电气部件。

外壳130长且窄，并且通常沿着相互垂直的主轴线144和副轴线146延伸。主轴线144可以在纵向方向上延伸，并且可以限定纵向轴线144。副轴线146可以在侧向方向上延伸，并且可以限定侧向轴线146。在示例性实施例中，侧壁136大致平行于主轴线144，并且端壁138大致平行于副轴线146。

在示例性实施例中，太阳能接线盒102在内腔140中包括第一端子150和第二端子152。第一端子150配置为联接到电缆104。可选地，第一端子150可以是正极端子，第二端子152可以是负极端子，反之亦然。在示例性实施例中，太阳能接线盒102包括电连接到端子150、152的保护装置154。保护装置154可以用于旁路或隔离太阳能电路。例如，保护装置154可以允许电力在一个方向上流动，并且限制电力在相反方向上的流动。可选地，在某些情况下，保护装置154可限制电力在来自太阳能电池106的方向上流动，并且限制电力流回到太阳能电池106中。例如，当太阳能电池106被遮挡或损坏并且不发电时，保护装置154可以阻止电力通过系统逆流回到电池108，该逆流可能导致损坏电池108。如在图1的实施例中，保护装置154可以是旁路二极管，并且在下文中可以被称为旁路二极管154；然而，保护装置154不限于旁路二极管。在替代实施例中，可以使用其他类型的保护装置154。例如，保护装置154可以是包括电路板和保护系统的其他部件的电路组件。保护装置154可以是隔离器以隔离端子150、152。保护装置可以是MOSFET。保护装置154可以包括微处理器或其他部件，以控制和/或监视系统。可选地，旁路二极管154可以设置在端子150、152之间。在替代实施例中，太阳能接线盒102可以包括其他电气部件。

第一端子150端接到对应的箔片116，并且第二端子152端接到对应的箔片116。可选地，端子150、152可以配置为接收来自不同方向的箔片116(例如当箔片116从板向上或向下布设时，或当箔片116侧到侧地跨越板布设时)。第一端子150可以端接到其他部件，例如电力电缆104。

端子150、152设置在基部132中的对应的箔片开口160附近。箔片开口160接收对应的箔片116，并且允许箔片116穿入内腔140中。箔片开口160配置为接收相应的箔片116，箔片116可以从各个不同的方向(例如纵向地或横向地)进入外壳130。

在示例性实施例中，第一端子150安装在内腔140内，并配置为电连接到正极箔片116(或负极箔片)、旁路二极管154和电力电缆104。在示例性实施例中，第一端子150包括配置为端接到旁路二极管154的二极管触头170。第一端子150包括配置为端接到电缆104的电缆触头172。第一端子150包括配置为端接到箔片116的箔片触头174。端子150可以包括在二极管触头170、电缆触头172和/或箔片触头174之间延伸的中间区段。可选地，二极管触头170可以大致垂直地取向，并且可以包括配置为接收旁路二极管154的导体的槽。替代地，旁路二极管154可以焊接到二极管触头170。箔片触头174可以大致垂直地取向。箔片116可以例如通过夹子端接到箔片触头174。替代地，箔片116可以焊接到箔片触头174。

电缆触头172通过穿过分隔壁143的槽176从内腔140延伸到外腔142，以端接到电缆104。电缆触头172是绝缘位移触头(IDC)。电缆触头172包括在IDC槽180的相对的侧面上的IDC梁178。IDC槽180接收电缆104，并且IDC梁178配置为刺穿电缆104的护套182，以电连接到电缆104的导体(一个或多个)。IDC梁178可以倾斜以刺穿护套182。IDC梁178可以具有到IDC槽180的导入部(lead-in)。在图示的实施例中，IDC槽180在侧面敞开。IDC梁178设置在IDC槽180的上方和下方。电缆104配置为从侧面通过开口装载。

第二端子152安装在内腔140内，并配置为电连接到负极箔片116(或正极箔片)和旁路二极管154。在示例性实施例中，第二端子152包括配置为端接到旁路二极管154的二极管触头190。第二端子152包括配置为端接到箔片116的箔片触头192。端子152可以包括在二极管触头190与箔片触头192之间延伸的中间区段。

在图示的实施例中，第二端子152不包括电缆触头，而是通过箔片116连接到其他太阳能接线盒的其他端子。然而，在替代实施例中，第二端子152可以包括类似于电缆触头172的电缆触头。

太阳能接线盒102包括端接盖200，端接盖200配置为在外腔142处联接到外壳130。端接盖200保持电缆104，并将电缆104联接到端子150的电缆触头172。例如，随着端接盖200联接到外壳130，电力电缆104端接到电缆触头172。端接盖200可以滑动到外壳130上，以将端接盖200联接到外壳130。例如，端接盖200可以平行于太阳能板106滑动。随着端接盖200滑动到位，电缆104滑入IDC槽180中，并且IDC梁178刺穿护套182，以直接接合并电连接到电缆104的导体(一个或多个)。

端接盖200包括接收电缆104的电缆孔202。电缆孔202从端接盖200的侧壁204延伸。侧壁204包括保持凸部206。保持凸部206配置为接收在外壳130的闩锁腔208中。闩锁腔208可以具有闩锁，其配置为将端接盖200闩锁地固定到外壳130。

端接盖200包括从侧壁204延伸的端壁210。端壁210和侧壁204可以封闭外腔142。端壁210可以与盖128共面。端接盖200包括从端壁210和/或侧壁204延伸的电缆保持器212。电缆保持器212定位电缆104，以端接到电缆触头172。电缆保持器212保持电缆104，并且随着端接盖200联接到外壳130，将电缆104按压到电缆触头172上。电缆保持器212可以是平面壁。替代地，电缆保持器可以是圆柱形的并且围封电缆104。

图3是保持电缆104的端接盖200的侧视图。电缆104示出为由电缆保持器212保持。可选地，电缆保持器212可以包括配置为接收电缆触头172(在图2中示出)的端子槽214。例如，电缆保持器212可以将电缆104按压到电缆触头172中。随着端接盖200联接到外壳130(图2)，端子槽214接收IDC梁178的端部。

端接盖200包括配置为将端接盖200与外壳130对准的对准凸部216。在图示的实施例中，对准凸部216从侧壁204并且从端壁210延伸。对准凸部216用于将端子盖200的两侧对准并固定到外壳130。

图4是太阳能接线盒102的透视图，示出了准备安装到外壳130的端接盖200。图5是太阳能接线盒102的透视图，示出了联接到外壳130的端接盖200。盖128联接到外壳130，以围封内腔140(在图2中示出)。盖128可以具有垫圈以将盖128密封到外壳130。端接盖200配置为围封外腔142。保持凸部206配置为接收在闩锁腔208中，以将端接盖200固定到外壳130。随着端接盖200和电缆104滑入外壳130中，电缆104通过IDC连接而端接到端子150。IDC梁178接合电缆104以形成到电缆104的电连接。电缆104可以在现场被切割成一定长度，接收在端接盖200中并且端接到端子150。

外壳130包括在分离壁143中的对准槽220。对准槽220的尺寸和形状设定为接收端接盖200的对应的对准凸部216。对准槽220具有肩部222。当对准凸部216接收在对准槽220中时，对准凸部216接合肩部222，将端接盖200保持在外壳130上。

在示例性实施例中，太阳能接线盒102在外腔142中包括密封剂230。密封剂230密封电缆104与电缆触头172之间的端接。密封剂230可以抵靠电缆触头172密封。密封剂230可以抵靠电缆104密封。密封剂230可以抵靠外壳130密封，例如抵靠分离壁143。密封剂230可以抵靠端接盖200密封。可选地，密封剂230可以基本上填充外腔142(例如大于外腔的体积的50％，例如大于外腔的90％，例如大约为外腔的100％)。在示例性实施例中，密封剂230可以是硅凝胶。密封剂230可以是凝胶状的。密封剂230可以是自修复的，并且当端接盖200联接到外壳130时，围绕电缆触头172和电缆104流动。当端接盖200和电缆104联接到外壳130时，电缆104和端接盖200的部分可以使密封剂230位移，使得密封剂230填充分离壁143与侧壁204和端壁210之间的空间。

Claims (14)

1.一种用于太阳能板(106)的太阳能接线盒(102)，所述太阳能板具有至少一个光伏电池(108)以及电连接到所述至少一个电池的箔片(116)，所述太阳能接线盒包括：

外壳(130)，具有限定腔(140)的壁(134)和基部(132)，所述基部具有配置为接收所述箔片的至少一个箔片开口(160)；

保护装置(154)，接收在所述腔中；以及

端子(150)，接收在所述腔中，所述端子具有端接到所述保护装置的保护装置触头(170)，所述端子具有配置为端接到所述箔片的箔片触头(170)，所述端子具有端接到电力电缆(104)的电缆触头(172)，所述电缆触头具有端接到所述电力电缆的绝缘位移触头(IDC)梁(178)。

2.如权利要求1所述的太阳能接线盒(102)，其中所述电缆触头(172)延伸通过所述壁(134)中的一个并且暴露以端接到所述电力电缆(104)。

3.如权利要求1所述的太阳能接线盒(102)，其中所述腔(140)是内腔(140)，所述外壳(130)具有外腔(142)，所述电缆触头(172)从所述内腔延伸通过所述壁(134)中的一个到所述外腔，以端接到所述电力电缆(104)。

4.如权利要求1所述的太阳能接线盒(102)，其中所述电缆触头(172)配置为直接附接到所述电力电缆(104)。

5.如权利要求1所述的太阳能接线盒(102)，其中在所述太阳能接线盒(102)安装到所述太阳能板(106)之后，所述电力电缆(104)端接到所述电缆触头(172)。

6.如权利要求1所述的太阳能接线盒(102)，其中所述电力电缆(104)被切割成一定长度，并且然后被按压到所述电缆触头(172)上，其中IDC梁(178)刺穿电缆的护套(182)，以电连接到所述电力电缆的导体。

7.如权利要求1所述的太阳能接线盒(102)，其中所述IDC梁(178)限定接收所述电力电缆(104)的IDC槽(180)。

8.如权利要求1所述的太阳能接线盒(102)，还包括保持电缆(104)的端接盖(200)，所述端接盖联接到所述外壳(130)，随着所述端接盖联接到所述外壳，所述电力电缆端接到所述电缆触头(172)。

9.如权利要求8所述的太阳能接线盒(102)，其中所述端接盖(200)包括对准凸部(216)，所述外壳(130)包括接收所述对准凸部的对准槽(220)，所述端接盖滑动到所述外壳上。

10.如权利要求9所述的太阳能接线盒(102)，其中所述端接盖(200)平行于所述太阳能板(106)滑动，以将所述电力电缆(104)端接到所述电缆触头(172)。

11.如权利要求1所述的太阳能接线盒(102)，其中所述腔(140)是内腔，所述外壳(130)具有外腔，所述电缆触头从所述内腔延伸通过所述壁中的一个到所述外腔，以端接到所述电力电缆，所述外腔具有密封剂以密封所述电力电缆和所述电缆触头。

12.如权利要求11所述的太阳能接线盒(102)，还包括保持电缆的端接盖(200)，所述端接盖(200)在所述外腔处联接到所述外壳(130)，随着所述端接盖联接到所述外壳，所述电力电缆端接到所述电缆触头，所述密封剂密封所述端接盖。

13.如权利要求1所述的太阳能接线盒(102)，其中所述腔(140)是内腔，所述外壳(130)具有通过分离壁与所述内腔分离的外腔，所述分离壁具有端子槽，所述电缆触头从所述内腔延伸通过所述端子槽到所述外腔，所述电缆触头和所述端子槽被密封。

14.如权利要求1所述的太阳能接线盒(102)，还包括覆盖所述腔的太阳能接线盒盖，所述太阳能接线盒盖密封到所述壁以密封所述腔。