製品紹介

モジュール工場の多くのプロセスエンジニアが同じことを言うでしょう。ジャンクションボックス側では、バスバーと銅ストリップのみをはんだ付けするため、コールドはんだ接合でもダイオードが破壊したり焼損したりすることはありません。

最初はもっともに聞こえますよね？しかし、彼らは重要な連鎖反応を見落としています。順を追って説明しましょう。

まず、ジャンクションボックスにおけるコールドはんだ接合とは正確には何でしょうか？

ジャンクションボックスのコールドはんだ接合（仮想はんだ付け）は、内部の電気的接続がしっかりとはんだ付けされておらず、接触不良がある欠陥です。接合部は完全に開いているわけではなく、接触面積が減少するため、局所的な接触抵抗が急激に上昇します。電流がこの高抵抗点を通過すると、大量のジュール熱が発生し、局所温度が急速に上昇します。

技術パラメータ

ジャンクションボックス内のコールドはんだ接合は、通常、次の4箇所のいずれかに現れます：ダイオードリードと銅導体の接続、バスバーと銅導体の接続、リード線のはんだ点、内部銅導体、錫ブロック、その他の導電モジュール間のはんだ点。これら4つは2つのグループに分類されます： ダイオードブランチのコールドはんだ （箇所1）および メインループのコールドはんだ （箇所2、3、4）。

技術的優位性

• ダイオード分岐のコールドはんだ： 安定動作時で日陰やホットスポットがない場合、分岐には実効的な動作電流が流れないため、接合部は発熱せずダイオードは正常です。しかし、セルの一部が日陰（鳥の糞、落ち葉、雪）になったり、マイクロクラックや性能劣化が発生すると、バイパスダイオードが導通し、長時間動作し続けます。大電流が高抵抗のコールド接合部を流れ、接合部が激しく発熱し、ダイオード温度が急上昇します。ダイオードの接合部温度限界を超えると、バイパスダイオードは熱破壊し、ジャンクションボックスが焼損する可能性もあります。

• 主回路のコールドはんだ： モジュールは発電中常に全電流で動作するため、コールド接合部は発熱し続けます。ジャンクションボックス内部の空間は狭く、その熱がバイパスダイオードを直接焼き、逆漏れ抵抗と過電流耐量を低下させます。さらに、日陰とホットスポットが同時に発生すると、ダイオードは順方向にバイアスされます。熱で弱ったダイオードがループ全体のバイパス電流を担うことになり、容易に熱暴走を引き起こし、最終的に完全な焼損と短絡に至ります。

製品用途

ダイオードが破壊・焼損すると、さらにDCアーク放電が発生し、温度が3000°Cに達することがあります。これにより最終的にジャンクションボックスが焼け、モジュール火災の原因となります。

したがって、太陽光発電所の運用中は、ジャンクションボックスのコールドはんだ接合部をタイムリーにチェックすることが重要です。赤外線サーモカメラでジャンクションボックス領域をスキャンできます。コールド接合部や異常に高温のダイオードは、サーモグラフィ上で異常な高温スポットとして現れます。すぐに修理または交換することで、故障の拡大を防ぎ、モジュールの安定動作を維持できます。

Ooitechの見解

これが本当に示しているのは、接続箱の信頼性はプラントが稼働するずっと前、生産ラインでダイオードやバスバーの接合部がはんだ付けされる時点で決まるということです。ここでの弱いはんだ付けは今日は故障しませんが、数年後の最初の悪いホットスポットで故障します。そのため、モジュール設備ではんだ品質を管理することが、どのセル技術と同じくらい重要です。当社のターンキーモジュールラインでは、接続箱とバスバーのはんだ付けを後回しではなく、厳格なチェックポイントとして扱っています。適切なモジュール組立てとはんだ付けがどのように行われるかを見たいなら、YouTubeチャンネル「 www.youtube.com/ooitech 」には実際の工場映像が多数あり、一見の価値があります。