Caja de conexiones FV: cajas de conexiones de módulo y diodos de bypass

Una caja de conexiones fotovoltaica es el recinto sellado montado en la cara posterior de un módulo solar. Recoge la salida de los substrings de células del módulo, aloja los diodos de bypass y proporciona la terminación donde se conectan los cables externos y los conectores del módulo. Es un componente de nivel de módulo, distinto de una caja combinadora de string, que agrupa strings completos más cerca del inversor.

Los diodos de bypass ofrecen un camino alternativo para la corriente alrededor de un substring de células que está sombreado o defectuoso. Sin ellos, una célula sombreada dentro de un string en serie puede verse forzada a la polarización inversa y disipar la potencia producida por el resto del string, lo que provoca calentamiento local. Los diodos lo limitan al permitir que la corriente pase por alto el substring afectado, a cambio de una pequeña caída de tensión directa siempre que conducen.

IP65 es un mínimo habitual para la caja de conexiones de un módulo, es decir, estanca al polvo y protegida contra chorros de agua. IP68, es decir, estanca al polvo y protegida contra la inmersión continua en condiciones acordadas con el fabricante, se especifica cuando la caja puede quedar en agua estancada o cuando la instalación está expuesta a lluvia intensa y a fusión de nieve. El grado se aplica a la caja ensamblada y sellada, así que el encapsulado, la junta de la tapa y la entrada de cable tienen que mantenerlo.

Case la corriente nominal de la caja con la corriente que realmente va a transportar en su posición del circuito, con margen para el coeficiente de temperatura de la corriente del módulo y para la irradiancia prevista del emplazamiento. Una caja de conexiones de módulo transporta la corriente de salida del módulo, mientras que una caja usada en otro punto del circuito puede transportar una corriente de string. La cifra aplicable es una decisión para cada aplicación, así que la corriente nominal de la ficha técnica debe comprobarse frente a la posición en el circuito en lugar de darse por supuesta.

Ambas son clasificaciones de inflamabilidad UL 94 para materiales plásticos. 5VA es la más exigente de las dos: requiere una menor extensión de quemado y que el material no presente un agujero cuando se ensaya con una llama aplicada cinco veces. V-0 permite una postcombustión breve y la probeta puede consumirse dentro de unos límites definidos. Una envolvente de caja de conexiones clasificada 5VA tiene un comportamiento frente al fuego más exigente que una clasificada V-0.

El mecanismo principal es la entrada de agua. Cuando la humedad alcanza las partes conductoras provoca una corrosión electroquímica que eleva la resistencia de las uniones y de las conexiones de los diodos, con lo que la caja se calienta más, lo que acelera la degradación. Un sellado deficiente, un compuesto de encapsulado degradado o una entrada de cable que sufrió tensión durante la instalación son las vías de entrada habituales. El sobrecalentamiento del diodo de bypass bajo sombreado parcial sostenido es el segundo mecanismo principal.

Una caja soldada se une a la cinta del módulo mediante soldadura, lo que da una unión metalúrgica de baja resistencia pero exige que el fabricante del módulo controle la temperatura y el tiempo de soldadura para no dañar la célula ni el recubrimiento de la cinta. Una caja engastada o de conexión mecánica realiza la unión de forma mecánica. La elección la hace el fabricante del módulo en función de su propio proceso, y ambas están en uso.

No. Una caja de conexiones va montada en el módulo individual, recoge los substrings de células de ese módulo y aloja sus diodos de bypass. Una caja combinadora agrupa las salidas de varios strings y normalmente contiene fusibles de string y, en muchos diseños, también el equipo de monitorización y desconexión. Están en niveles distintos del generador y se especifican por separado.