Cosa sono i Solar Busbar?

L'energia solare e i pannelli solari stanno diventando sempre più una parte imminente delle vostre vite. Quasi tutti hanno familiarità con il concetto di pannelli solari e il loro funzionamento. Tuttavia, oltre ai pannelli solari, anche termini come dita delle celle solari e sbarre solari sono importanti per il funzionamento dei sistemi alimentati a energia solare. In questo blog, sveleremo cosa sono le sbarre solari, cosa sono le dita delle celle solari, qual è lo scopo delle sbarre nelle celle solari, ecc.

Una barra solare è una sottile striscia di alluminio o rame trovato tra le celle in un pannello solare. Il suo compito è separare le celle solari e condurre la corrente continua che le celle solari raccolgono dai fotoni solari all'inverter solare. L'inverter solare converte quindi la corrente continua in una corrente alternata fattibile.

La dimensione di una barra di distribuzione determina la quantità massima di corrente che può essere trasportata in sicurezza. In genere, nei pannelli solari, le barre di distribuzione sono piatte. Questa superficie piana fornisce loro un elevato rapporto tra area superficiale e area trasversale e quindi sono in grado di dissipare il calore in modo più efficiente. L'isolamento può circondare completamente le barre di distribuzione o gli isolatori possono supportare le barre di distribuzione.

Nel settore solare, le barre collettrici sono collegate ai pannelli solari tramite connessioni saldate. In genere, sono contenute all'interno di canaline, quadri elettrici o quadri elettrici. D'altro canto, nei pannelli solari, le barre collettrici solari sono solitamente contenute in canaline, con lunghe barre collettrici alloggiate in coperture protettive. Qual è lo scopo delle barre collettrici nelle celle solari? Questo tipo di disposizione consente ai nuovi circuiti di diramarsi ovunque lungo il percorso delle canaline. Ciò crea inoltre più punti di trasmissione lungo l'impianto solare. Con questo, ora sei a conoscenza di cosa sono le barre collettrici solari e qual è lo scopo delle barre collettrici nelle celle solari.

Cosa sono le celle solari?

Dopo aver appreso cosa sono le busbar solari e qual è il loro scopo nelle celle solari, esploriamo anche cosa sono i contatti a dita delle celle solari. Le celle solari al silicio sono metallizzate con sottili strisce stampate sulle loro estremità anteriore e posteriore. Queste strisce di contatto sono chiamate busbar solari. Nelle celle solari, quando i fotoni colpiscono le celle, le busbar hanno il compito di condurre la corrente continua (CC) generata dalla cella. I contatti a dita delle celle solari sono sottilissime griglie metalliche posizionate perpendicolarmente alle busbar. I contatti a dita delle celle sono responsabili della raccolta della corrente continua generata e del suo trasferimento alle busbar.

Che cosa sono la tecnologia e il modulo Multi Busbar?

Nel settore solare, c'è un'immensa domanda di pannelli solari ad alte prestazioni, e anche a un costo ragionevole. Questa domanda crescente sta portando a esperimenti solari con la struttura di celle e moduli solari. Una delle principali modifiche o innovazioni apportate ai pannelli solari è l'incorporazione di più busbar su un pannello.

Generalmente, le barre collettrici solari sono realizzate in rame placcato con pasta d'argento per migliorare la conduttività della corrente sul lato anteriore. Ciò riduce anche l'ossidazione sul lato posteriore. Vengono inoltre utilizzate più barre collettrici per collegare tra loro le celle solari, contribuendo così a generare elettricità ad alta tensione.

Un pannello incarnato con più busbar assicura un elevato potenziale di risparmio sui costi. Ciò accade perché il processo di metallizzazione richiederà una quantità minore di rivestimento in argento sul lato anteriore. Nella fabbricazione di celle solari fotovoltaiche, il processo di metallizzazione svolge un ruolo molto importante. Questo perché il rivestimento in argento per la deposizione di bus e finger è uno dei passaggi più costosi nella fabbricazione delle celle. Multi-busbar aiuta a ridurre la resistenza totale in serie delle celle solari interconnesse. Con questo, dovresti aver capito cos'è la tecnologia multi busbar e cos'è il modulo solare multi busbar. Dopo questo, vediamo cosa sono 9 bus bar nei pannelli solari.

Cosa sono le 9 barre collettrici in un pannello solare?

9 busbar nei pannelli solari significa che il modulo del pannello solare contiene diverse celle con nove busbar ciascuna. Maggiore è il numero di busbar di un pannello solare, maggiore è la quantità di elettricità che può condurre. Esistono anche altri tipi di pannelli solari con busbar, come 3BB, 4BB e 5BB. Una griglia di busbar e contatti caratterizza la superficie di una cella solare standard. Ora che hai capito cosa significano 9 busbar nei pannelli solari, vediamo come scegliere la dimensione della busbar più adatta.

Leggi anche: Cos'è una barra di distribuzione?

Come scelgo la dimensione della barra collettrice?

Il calcolo delle dimensioni delle sbarre è un passaggio molto importante per prevenire qualsiasi surriscaldamento in un sistema elettrico. La maggior parte degli ingegneri elettrici, consulenti ed elettricisti usa una regola comune per scegliere le dimensioni delle sbarre, chiamata Thumb Rule Method. In precedenza, il calcolo delle dimensioni delle sbarre veniva eseguito manualmente ed è qui che la regola empirica li ha aiutati.

La regola empirica stabilisce la quantità di corrente che una barra di distribuzione da 1 mm quadrato (mmq) può sopportare. Rame e alluminio sono i due materiali comuni utilizzati per produrre barre di distribuzione. Entrambi hanno la loro capacità di sopportare correnti.

Un 1 mmq di sbarra di rame può senza circa 1.2 ampere.
Un 1 mmq di barra di alluminio può sopportare circa 0.7 Ampere.

È ovvio che questi esempi non sono sinonimo di standard internazionali perché non è possibile reperire i valori di tolleranza. Alcuni potrebbero utilizzare una barra di rame per erogare 1.5 Ampere, mentre altri potrebbero utilizzare una barra di alluminio per erogare 1 Ampere.

Nel tempo, questa regola primitiva è diventata inaffidabile per correnti elevate in migliaia di ampere. Ora devi fare un calcolo corretto con uno standard corretto. Con questo, dovresti aver capito come scegliere la dimensione della barra di distribuzione.

Quali fattori considerare nel calcolo delle dimensioni delle sbarre elettriche?

Durante l'analisi e il calcolo delle dimensioni delle sbarre elettriche, ecco alcuni fattori da considerare:

Forze elettrodinamiche e risonanze meccaniche in condizioni normali ed estreme (difettose).
Distanza minima tra fase e terra e tra fase e fase.
Selezione del corretto punto di stallo dell'isolatore della sbarra collettrice.
Installazione dei bulloni adeguata e sicura per collegamenti multipli di sbarre collettrici.
Effetti termici prodotti dall'isolante e dalla barra di distribuzione sia in condizioni normali che estreme (difettose).

Vedi anche: 11 fattori principali che influenzano l'efficienza dei pannelli solari

Come dimensionare le sbarre collettrici?

La corrente non è l'unico fattore che determina la dimensione della barra di distribuzione. L'aumento di temperatura nella barra di distribuzione deve essere conforme alle specifiche degli standard nazionali o internazionali. Gli standard sono:

1. Norma americana, ANSI C37.20

Questa norma stabilisce che la temperatura massima consentita è di circa 65°C superiore alla temperatura ambiente nell'arco di 24 ore. La temperatura ambiente è di 40°C. In questo caso vengono utilizzati bulloni di terminazione argentati. L'aumento di temperatura consentito è di 30°C se non è installato alcun bullone.

2. Norma britannica, BS 159

Questa norma stabilisce che l'aumento massimo di temperatura è di circa 50°C superiore alla temperatura ambiente in 24 ore. Al suo picco, la temperatura ambiente è compresa tra 35°C e 40°C.

L'idea di base su come dimensionare una barra di rame è 1250 Ampere/1 Sq.in (in2) o 2 Ampere/1 Sq.mm (mm2). Tuttavia, questi possono essere diversi in alcune contee. Questa è solo una decisione di primo soccorso e per la decisione finale dovresti contare su più fattori. Assicurati di controllare il catalogo del produttore prima di prendere la decisione finale.

Da cosa dipende la dimensione delle sbarre collettrici?

Oltre ai fattori che abbiamo appreso in precedenza, ci sono anche alcuni campi di applicazione di cui tenere conto quando si esegue il calcolo delle sbarre collettrici.

1. Quadro elettrico principale: Per ogni colonna montante è presente una sola uscita. Ciò ha ridotto i costi e le dimensioni del quadro principale.

2. Caduta di tensione: nelle barre collettrici, la caduta di tensione è inferiore rispetto ai cavi elettrici. Questo perché le barre collettrici hanno un'impedenza inferiore.

3. Numero di circuiti: Per tutti i piani è necessario un solo circuito.

4. Dimensioni dell'albero: Solitamente, le dimensioni di una sbarra collettiva con una portata di corrente di 1600 A sono 185 x 180 mm. Rispetto ai cavi elettrici che trasportano la stessa quantità di corrente, una sbarra collettiva è significativamente più economica da realizzare in termini di dimensioni dell'albero verticale.

5. Sicurezza antincendio: i materiali isolanti utilizzati per le barre collettrici non producono effetti corrosivi né gas tossici che possano causare incendi.

6. Tempo di installazione: Il tempo di installazione della barra collettiva è piuttosto breve.

7. Livello di resistenza ai guasti: le sbarre collettrici hanno valori nominali di corrente massima molto più elevati. In genere, una colonna montante da 1600 A può sopportare circa 60-70 kA.

Quali sono i tipi di sbarre collettrici?

Le barre collettrici sono disponibili in diverse dimensioni: 100x10 mm, 80x8 mm, 50x6 mm, 60x8 mm, 40x5 mm e 40x4 mm. Il loro utilizzo nella distribuzione di energia dipende da fattori quali flessibilità, costo, affidabilità, ecc. Nella scelta della configurazione, è necessario considerare che l'impianto deve essere semplice, facile da installare ed economico. Inoltre, la manutenzione non deve interferire con il processo di distribuzione dell'energia.

Di seguito vengono spiegati i diversi tipi di sbarre collettrici:

1. Disposizione a barra collettrice singola

La disposizione a sbarra singola è piuttosto facile e semplice. In questo tipo di disposizione, c'è un singolo autobus con centralino. I trasformatori, i generatori e gli alimentatori sono collegati alla barra collettrice.

L'interruttore automatico controlla i generatori, le linee di alimentazione e il trasformatore. Durante la manutenzione, i sezionatori vengono utilizzati per isolare le linee di alimentazione, i generatori e i trasformatori dalla sbarra collettiva.

Vantaggi della disposizione a barra singola

Il funzionamento è facile e semplice
Meno manutenzione
Costo inferiore

Svantaggi della disposizione a barra singola

In caso di guasto di questo tipo di impianto, gli alimentatori verranno scollegati e l'intera distribuzione di energia verrà interrotta.
Non è molto flessibile e viene utilizzato solo nei quadri elettrici, nelle piccole sottostazioni e nelle piccole centrali elettriche dove non è necessaria una distribuzione continua di energia.

2. Disposizione a barra collettrice singola con sezionamento della barra

Si tratta di una tipologia utilizzata principalmente nelle grandi stazioni. In questa configurazione, diverse unità vengono installate utilizzando un sistema di sbarre sezionate. In questo caso, vengono utilizzati sezionatori e interruttori automatici.

Nella disposizione, gli isolatori vengono utilizzati per separare la sezione difettosa per proteggere il sistema dall'arresto. Anche quando viene utilizzato un interruttore di circuito aggiuntivo, non vi è alcun aumento di costo.

Vantaggi della disposizione a sbarra singola con sbarra sezionata

È facile rimuovere la sezione guasta, senza alcuna perdita di continuità dell'alimentazione.
In tali sbarre collettrici, le singole sezioni della sbarra collettrice possono essere riparate senza toccare la sezione complessiva della sbarra collettrice.
È dotato di un reattore limitatore di corrente che aiuta a ridurre i guasti nelle sezioni della barra collettrice.

Svantaggi della disposizione a sbarra singola con sbarra sezionata

L'uso di ulteriori circuito interruttori e sezionatori nel sistema aumentano i costi.

3. Disposizione degli autobus principali e di trasferimento

Questo tipo di barra di distribuzione è progettato da combinando la barra principale e quella ausiliaria. Ciò avviene tramite l'uso di un accoppiatore di bus per collegare gli interruttori isolati e gli interruttori automatici. In caso di sovraccarico, tramite l'uso di un accoppiatore di bus, il carico viene trasferito da una barra di distribuzione a un'altra. In questo caso, per trasferire il carico, i potenziali delle due barre di distribuzione devono essere simili. Inoltre, la barra principale deve essere aperta e tenuta più vicina per trasferire il carico.

Vantaggi della disposizione del bus principale e di trasferimento

In caso di guasto, il vantaggio principale è lo spostamento del carico da un tipo all'altro.

I costi di manutenzione e riparazione sono inferiori.
Utilizzando il potenziale del bus è possibile azionare i relè.
È piuttosto facile spostare il carico su qualsiasi altro autobus.

Svantaggi della disposizione del bus principale e di trasferimento

Poiché l'intero sistema utilizza due barre collettrici, il costo aumenta.
Se si verifica un guasto in una qualsiasi delle sezioni dell'autobus, l'intero sistema potrebbe interrompersi.

Vedi anche: 5 principali svantaggi degli inverter ibridi

4. Disposizione a doppio bus e doppio interruttore

In questo tipo di configurazione, si utilizzano due sbarre collettrici con due interruttori automatici . Pertanto, non sono necessarie apparecchiature speciali come coppie di sbarre e sezionatori.

Vantaggi della disposizione a doppio bus e doppio interruttore

Poiché non vi è alcuna perdita di continuità dovuta a guasti, si ottiene la massima affidabilità e flessibilità.
Anche se il carico viene trasferito da un bus all'altro, non si verificherà alcuna modifica nella continuità di alimentazione del sistema.

Svantaggi della disposizione a doppio bus e doppio interruttore

A causa dei due bus e degli interruttori automatici aggiuntivi, il costo del sistema e della sua manutenzione è molto più elevato. Questi tipi di sistemi di sbarre sono utilizzati nelle sottostazioni.

5. Disposizione a doppia barra di distribuzione sezionale

In questo tipo di configurazione di sbarre collettrici, insieme al sistema di sbarre collettrici principali sezionate, viene utilizzata anche una sbarra ausiliaria . Per la manutenzione e la riparazione, è possibile rimuovere una qualsiasi delle sezioni della sbarra principale. Queste sezioni possono essere collegate a una qualsiasi delle sbarre collettrici ausiliarie del sistema. A causa del suo costo elevato, non è necessario sezionare la sbarra ausiliaria.

6. Disposizione di un interruttore e mezzo

In una tale disposizione di sistema, per 2 circuiti vengono utilizzati 3 interruttori automatici. Ogni circuito in questo sistema utilizzerà metà dell'interruttore automatico. Questa disposizione è utilizzata principalmente in grandi stazioni.

Vantaggi della disposizione di un interruttore e mezzo

Questo tipo di sistema protegge il sistema dalla perdita di alimentazione.
Può essere utilizzato per azionare i relè.
Con una disposizione del genere è piuttosto facile aggiungere ulteriori circuiti al sistema.

Svantaggi della disposizione con un interruttore e mezzo

Questo tipo di sistema ha costi di manutenzione piuttosto elevati.
Ha un circuito complesso a causa del sistema di relè.

Vedi anche: Quali sono i 4 tipi di pannelli solari?

7. Disposizione principale dell'anello

Si tratta di un tipo di sistema disposto ad anello . Ciò avviene collegando il punto finale della barra di distribuzione principale del sistema al punto di partenza.

Vantaggi della disposizione principale dell'anello

Grazie alla disposizione ad anello, questo tipo di busbar ha due percorsi disponibili per l'alimentazione. Quindi, i guasti non influenzeranno il funzionamento del sistema.
Senza compromettere l'intero funzionamento del sistema, è possibile riparare i guasti di una particolare sezione dell'intero sistema.
In una soluzione di questo tipo, è facile effettuare la manutenzione dell'interruttore automatico, senza causare alcuna interruzione dell'alimentazione.

Svantaggi della disposizione ad anello principale

Se uno qualsiasi degli interruttori venisse aperto, il sistema andrebbe in sovraccarico.
L'aggiunta di un nuovo circuito può comportare il rischio di complicazioni.

8. Disposizione delle maglie

Si tratta di una sorta di configurazione a sbarre collettrici collegate da 4 interruttori automatici , installati nella maglia. Il circuito viene derivato in corrispondenza del nodo. Il verificarsi di guasti in una qualsiasi delle sezioni può interrompere la maglia formata dalle sbarre.

La disposizione a maglie è utilizzata nelle sottostazioni dove richiede un gran numero di circuiti. Fornisce anche sicurezza contro i guasti. Inoltre, c'è una mancanza di strutture per la commutazione.

Le barre collettrici stanno diventando sempre più parte dei pannelli solari, sono essenziali per il funzionamento dei sistemi solari e quindi è importante conoscere tali elementi. Dopo aver letto questo blog, dovresti aver chiarito tutti i tuoi dubbi sulle barre collettrici solari.

Consigliato: Che cos'è la garanzia sui pannelli solari?

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