太陽能正在改變世界，但是向光伏(PV)過渡需要一些時間。正如早在2018年9月的《電子設計》上報道的那樣，在當今世界上，化石燃料和核能仍然是主要的能源來源，而可再生能源的大型裝置正在增長。煤炭繼續作為一種可行的未來能源而下降，核能或多或少地達到了頂峰，這取決于電廠的使用年限和地點。在包括風能和水力發電在內的可再生能源替代品中，光伏能源的生產在能源轉換效率和市場份額方面不斷提高。

　　諸如有機(碳基)和無機鈣鈦礦之類的新型電池技術穩步推動著向著最大理論PV效率的方向發展。可以同時使用硅和鈣鈦礦技術來獨立捕獲太陽光譜的兩個不同區域的串聯電池，繼續提高了效率。

　　美國國家可再生能源實驗室(NREL)的圖表表明，PV受到觀察者的關注已有數十年的歷史(圖1)。它展示了效率的持續提高，既顯示了增量的改進，又顯示了新方法帶來的重大飛躍。

圖1.截至2020年的光伏電池效率。

　　PV電池效率是基于標準照明條件的每個電池面積(平方米)的功率輸出(kW)的百分比，其中還考慮了其他一些因素，例如環境溫度和在自然日光下建模的照明的光譜含量。

　　在過去的十年中，我們見證了世界范圍內生產中的大型、功能強大的太陽能農場的發展。這些裝置以及家庭、企業或校園大小的微電網陣列中成千上萬個較小的裝置，都已成功地供應了真實的電力。在日照高峰時，當功率超過本地消耗需求時，它們可以將PV電反饋到常規電網。

　　連接器要求

　　跟任何不斷發展的技術一樣，一些實際問題也將繼續得到解決，解決方案也會不斷完善。光伏面板安裝連接器的設計目標必須包括：

　　·能夠以最少的工作時間和精力將各個面板快速串在一起。

　　·鍵控的成對連接器可保持極性的簡便性。

　　·一旦安裝好正向閂鎖，即可防止意外斷開。

　　·最少或沒有專門的工具。

　　·能夠容納不同尺寸的電線。

　　·安全認證(UL、IEC)。

　　·材料必須符合歐盟RoHS和REACH等全球物質限制。

　　·防紫外線和防水(IP67)。

　　·低接觸電阻，可最大程度減少損耗。

　　在這里，我們展示了如何實現這些設計標準并將其提供給不斷增長的市場的示例。

　　第一次連接

　　在面板之間建立可靠的連接是第一步。在過去的十年左右的時間里，不同的制造商提供了幾種選擇。從歷史上看，壓接類型的連接器(例如PV4)主要用于面板互連。最近，PV4系列已升級為PV4-S，這些公連接器和母連接器根據UL6703的額定電壓為1500 V，并且符合標準IP68的防水標準(1 m的水持續24小時)。

　　為了降低系統效率，這些連接器具有低接觸電阻(0.35mΩ)。UL的額定電流取決于電線尺寸，范圍從14 AWG(2.5 m 2)的15 A ，到12 AWG(4.0 m 2)的20 A ，以及10 AWG(6.0 m 2)的30A 。

　　圖2顯示了引腳和插座對。標準產品包括完整的套件，僅接觸件和僅外殼，數量從100到2000件。具體而言，2270024-1引腳連接器和2270025-1插座連接器符合RoHS和REACH要求，并且不包含溴化或氯化阻燃劑或PVC。

圖2.SOLARLOK PV4-S連接器。

　　使用最少的工具進行接線

　　由TE Connectivity開發的SOLARLOK 2.0 DC Plug連接器系統具有絕緣位移連接(IDC)技術(圖3)。公頭和母頭端均集成了SOLARLOK 1,500-V PV4-S接口，以實現多功能性并與配有標準太陽能接口的太陽能PV連接器兼容。

圖3. SOLARLOK 2.0連接器：打開且未配對(a)，關閉并已配對(b)。

　　在內部，IDC方法使用四個可旋轉刀片，同時提供切削刃和接觸表面。葉片形狀設計用于切割雙絕緣電纜，并在不切割絞合線的情況下提供強大的導體壓縮能力。預期的好處是通過低接觸電阻實現了低功耗。

　　IDC連接器組件意味著不需要剝線。當安裝多個面板時，這是一個顯著的優勢，從而有可能減少總體成本和組裝時間。切成一定長度的電纜被插入，并且連接器的兩半合上。不需要電纜剝皮或定制工具。

　　戶外連接始終是可靠性問題。SOLARLOK 2.0 DC插頭連接器填充有凝膠，這是一項獨特功能。提供的Powergel是兩部分的混合物，以1：1的混合比使用;它可以在室溫下在兩個小時內固化。一旦應用并關閉IDC連接器，凝膠密封件就會發粘以粘附到表面，并在? 40至+ 90°C的寬溫度范圍內提供密封。該凝膠與標準電纜護套材料兼容，并且與電纜護套尺寸無關。

　　SOLARLOK 2.0連接器還符合RoHS和REACH要求，并且鹵素含量低。它們帶有CE標志，并符合IEC 62852和UL 6703的要求。

　　通過將面板連接在一起，可以將它們的輸出進行組合以饋入負載。

　　為此，可以使用市售的接線盒。接下來需要充電控制器為電池組供電。從那里，逆變器將電池直流轉換為本地電網中使用的交流電壓，在美國為120 V交流。