Päikesepaneelide ühenduskarbi juhtmestiku skeem: alalisvoolu konfiguratsioonid, samm-sammult juhend ja levinud vead

Mida päikesepaneelide kombinaator teeb PV süsteem

Päikesepaneelide ühenduskarp koondab mitu alalisvooluahelat teie PV massiivi üheks väljundiks, mis toidab inverterit. See on kontrollitud liitmispunkt: iga stringi vool voolab sisse, läbib oma kaitseseadme ja liitub ühise siiniga, mis annab inverterile ühe puhta alalisvoolutoite.

Füüsiliselt asub karp paneelide lähedal seinale kinnitatud massiivi ja inverteri vahel. Kui teie süsteemis on kolm või enam alalisvoolu stringi, on tungivalt soovitatav kasutada ühenduskarpi. Ilma selleta peaksite iga stringi juurest inverterini vedama eraldi kaablid. See mitmekordistab kulusid, suurendab torude segadust ja rikkekohti. Ühenduskarp lahendab selle probleemi, koondades kõik ühte ligipääsetavasse ja kaitstud korpusesse.

Selle seadme reguleerivad standardid — NEC artikkel 690 Põhja-Ameerikas ja IEC 60364-7-712 rahvusvaheliselt – määratlege, kuidas iga sees olev ühendus peab olema suuruse poolest määratud, kaitstud ja maandatud. Nõuetekohane pv Kombineeritud kasti juhtmestiku skeem kaardistab kogu selle sisemise signaalivoo, et saaksite selle esimesel korral õigesti ühendada.

Kombinaatori kasti põhikomponendid

Enne mis tahes juhtmestiku skeemi lugemist peate teadma, mida iga sümbol tähistab. Iga Päikesepaneelide kombinaatori kasti diagramm sisaldab samu viit ehitusplokki. Kui need on teada, muutub iga tootja skeem loetavaks.

Alalisvoolukaitsmed ja kaitselülitid – ülekoormuskaitse stringi kohta

Tk PV Kasti sisenev string läbib oma ülekoormuskaitse. See on signaalivoo esimene jaam.

Alalisvoolukaitsmed (gPV tüüp, IEC 60269-6) on kõige levinum valik. Need on ühekordselt kasutatavad: kui rike surub voolu üle nimiväärtuse, sulab sisemine hõõgniit ja avab vooluringi. Juhtmestiku skeemil on kaitsmed igal positiivsel sisendliinil enne siini. Nende peamine eelis on lihtsus ja madal hind, kuid need nõuavad varuosade hoidmist kohapeal.

DC kaitselülitid pakuvad lähtestatavat kaitset ja võivad toimida ka stringipõhiste isolaatoritena. Diagrammil asendavad need nii kaitsme kui ka selle stringi eraldi lahklüliti. Kompromissiks on kõrgem algkulu ja kohustuslik polaarsuse märgistus. Alalisvoolukaitselülitid tuleb ühendada õige positiivse ja negatiivse suunaga, vastasel juhul kaarešaht ei kustuta riket.

Suuruse määramise reegel on universaalne: kaitsme või kaitselüliti nimivõimsus peab olema vähemalt 1.56 × Isc Euroopa PV string (vastavalt NEC 690.8-le), ümardatuna järgmise standardväärtuseni. Stringi puhul, mille Isc = 10 A, tähendab see 15 A või 16 A seadet. Ärge kunagi asendage alalisvoolupoolel vahelduvvoolukaitselülitit. Alalisvoolukaared ei kustu nullpunkti ületamisel iseenesest ja vale seade rikkib katastroofiliselt.

Siinid ja klemmliistud – kus voolud ühinevad

Igast ühenduskarbist läbib kolm eraldi juhet ja nende segi ajamine on üks levinumaid paigaldusvigu:

• Positiivne siin: Kõik kaitsmega positiivsed väljundid koonduvad siia. Siinilt kulgeb üks positiivne juht inverteri DC+ sisendisse, sageli läbi peamise alalisvoolu lahtiühendamise lüliti.
• Negatiivne siin (või klemmliist): Kõik tüüpilise konfiguratsiooni korral on stringi negatiivsed juhid otse siin, ilma kaitsmeteta. Siit toidab üks negatiivne juht inverteri alalisvoolu sisendit.
• PE (kaitsemaandus) siin: See on rangelt maanduseks. Mooduli raamid, SPD maandusjuhtmed ja korpuse ühenduskohad lõpevad kõik siin. PE-latt kannab null töövoolu. Trafota invertersüsteemis PE-latiga negatiivse juhi ühendamine käivitab isolatsioonitakistuse alarmid või, mis veelgi hullem, tekitab ohutusriski.

Pöördemoment on siin oluline: siini klemmid vajavad tavaliselt 3.0 N · mAlampingestatud ühenduste korral tekivad aja jooksul kuumad kohad.

SPD, korpus ja kaabliläbiviigud – kaitsekiht

. ülepingekaitseseade (SPD) ühendatakse paralleelselt alalisvoolusiiniga ja maandusega. Diagrammil on see kujutatud külgharuna: üks juhe positiivsest siinist SPD-latti, üks negatiivsest siinist ja maandusjuhe PE-latti. SPD-d on hinnatud vastavalt standardile IEC 61643-11 (tüüp 2 kombinaatorkarpide jaoks).

. korpuses peab olema hinnatud IP65 minimaalne Välistingimustes paigaldamiseks. See on karp ise ja iga kaablisisend peab selle nimiväärtuse säilitamiseks läbima suletud kaabliläbiviigu. Kaabliläbiviigud on diagrammil kujutatud ringidena kohtades, kus juhid sisenevad korpuse piiridesse.

Kuidas lugeda kombinaatori kasti juhtmestiku skeemi

Juhtmestiku skeemid on kahes vormingus. Piltdiagrammid Kasutage realistlikke komponentide visualiseeringuid. Näete midagi, mis näeb välja nagu kaitsmehoidik, lülitiga kaitselüliti, metallsiin. Need on ehitatud paigaldajale, kes soovib joonise sobitada enda ees oleva füüsilise karbiga. Skemaatilised diagrammid kasutavad standardiseeritud elektrisümboleid (IEC või NEC), asendades visuaalse tuttavlikkuse täpsusega. Nad eeldavad, et teate, et diagonaaljoonega ristkülik on kaitsme ja tühja ringiga klemm.

Mõlema tüübi lugemise tehnika on sama: järgige voolu. Alustage PV stringi sisendklemmid. Jälgige positiivset joont läbi kaitsme või kaitselüliti. Jälgige seda positiivse siinini. Sealt järgige kombineeritud väljundit läbi peamise alalisvoolu lahtiühendaja inverterini. Seejärel minge tagasi ja jälgige negatiivset rada otse stringi sisenditest negatiivse siinini ja välja. Lõpuks leidke SPD haru ja maandusühendused. Iga alalisvoolu kombinaatori kasti juhtmestiku skeem mida tasub kasutada, muudab kõik need kuus elementi – sisendid, kaitsmed/kaitselülitid, siinid, SPD, maanduspunktid ja peaväljundi – koheselt tuvastatavaks.

Standardse alalisvoolu kombinaatori kasti juhtmestiku konfiguratsioonid

Juhtmestiku aluseks olev loogika on kõigis konfiguratsioonides sama: PV+ → kaitseseade → positiivne siin → väljundi lahtiühendamine → inverter PV+; PV- → negatiivne siin → inverter PV-; SPD paralleelselt siinide ja maanduse vahel. Muutused on kaitseseadme tüübis ja selles, kas stringid on rühmitatud eraldi MPPT-kanalite jaoks.

Kaitsmepõhine juhtmestiku konfiguratsioon

See on enamiku 3- kuni 6-keeleliste elamu- ja väikeste ärisüsteemide tööhobuse konfiguratsioon.

Juhtmestiku järjekord: iga stringi positiivne juht maandub spetsiaalse juhtme liinipoolelePV Kaitsmehoidik. Iga kaitsmehoidiku koormuspool ühendub positiivse siiniga. Kõik rida negatiivseid juhte suunduvad otse negatiivsele siinile. Positiivselt siinilt läbib üks juht peamise alalisvoolu lahtilüliti ja läheb inverteri DC+ klemmile. Negatiivne siin toidab otse inverteri DC- klemmi. SPD ühendab positiivse siini PE-ga ja negatiivse siini PE-ga – kaks paralleelset kaitseteed.

Konkreetse näitena: neli stringi, igaühel 10 A Isc → igaüks kaitstud 15 A gPV süütenöör (10 × 1.56 = 15.6, ümardage järgmise standardini) → kokku 40 A positiivsel siinil → väljund läbi 63 A alalisvooluisolaatori → inverter. Kõik negatiivsed klemmid on ühendatud ühisele negatiivsele siinile ilma kaitsmeteta. Sellist konfiguratsiooni näete enamikus... Päikesepaneelide ühenduskarbi juhtmestiku skeem pdf allalaadimised.

Kaitselülitil põhinev juhtmestiku konfiguratsioon

Kaitsmete asendamine alalisvoolukaitselülititega muudab hooldusplaani ilma juhtmestiku loogikat muutmata. Iga stringi positiivne klemm maandub kaitselüliti liiniklemmile; kaitselüliti koormusklemm ühendub positiivse siiniga.

Praktiline eelis on stringipõhine isolatsioon: ühe kaitselüliti lülitamine selle stringi ohutuks töötamiseks, samal ajal kui teised jätkavad tootmist. See, kas väljundis on endiselt vaja peamist alalisvoolu lahtiühendajat, sõltub kaitselüliti nimiväärtusest ja kohalikest eeskirjadest. NEC 690.13 nõuab kergesti ligipääsetavat lahtiühendajat ja grupeeritud alalisvoolukaitselülitite massiiv võib sellele nõudele vastata või mitte, olenevalt inspektorist.

Kaitselülitid maksavad positsiooni kohta rohkem kui kaitsmed. Põhimõte: kui teie objektil on sagedased stringi ümberkonfigureerimised või hooldusajad, tasub kaitselülitite mugavus kiiresti ära. Katusele paigaldatava süsteemi jaoks, millele saab kohe algusest peale seadistada, on kaitsmed piisavad ja säästlikumad.

Mitme MPPT kombinaatori kasti juhtmestik

Kui PV Süsteem hõlmab mitut katuse orientatsiooni – näiteks ida- ja läänesuunalist –, iga orientatsioon saavutab oma maksimaalse võimsuspunkti erineval kellaajal. Nende ühendamine üheks MPPT sisendiks sunnib inverterit jälgima kompromissitud keskteed, mis ei vasta kummalegi orientatsioonile, jättes 5–15% potentsiaalsest saagikusest kasutamata.

Mitme MPPT ühenduskarp lahendab selle probleemi, eraldades elektriliselt korpuse sees olevad stringide rühmad. Stringid 1 ja 2 (ida suunas) toidavad MPPT kanalit 1; stringid 3 ja 4 (lääne suunas) toidavad MPPT kanalit 2. Igal rühmal on oma positiivne siin, oma negatiivne siin ja oma väljundklemmid. Need kaks rühma on täielikult isoleeritud: puudub sillus, jagatud siin ja juhuslik ühendus. Igal rühmal võib olla vaja ka oma SPD-d või mitmepooluselist SPD-d, mis on ette nähtud mõlema kanali kaitsmiseks.

SPD ja maandusjuhtmete põhialused

SPD ja maandusvead on paigaldajate foorumites enim arutatud teemad ja tootja dokumentatsioonis kõige halvemini selgitatud. Allolev tabel vastab viiele korduvalt esile kerkivale küsimusele.

Põhimõte, mida meeles pidada: SPD on paralleelseade, mille maandustee on lühike ja otsene ning iga karbi maandus kohtub ühes punktis. Asjakohased standardid on IEC 61643-11 SPD valiku kohta ja NEC 690.47 PV Süsteemi maandamise nõuded.

Samm-sammult kombinaatori kasti juhtmestiku protseduur

Kui skeemist aru saate, järgib füüsiline juhtmestik distsiplineeritud järjestust. Käsitlege seda kontroll-lehena. Isegi kogenud paigaldajad töötavad selle samm-sammult läbi.

1. Lülitage toide välja ja veenduge, et energiatarve on null. Kata kõik PV Läbipaistmatust materjalist moodulid. Päevavalguses tekitavad paneelid isegi pilvise taeva all surmavat alalispinget. Avage kõik kaitselülitid ja eemaldage kõik kaitsmed. Enne mis tahes juhi puudutamist veenduge multimeetriga, et kõigil sisendklemmidel on nullpinge.

2. Paigaldage karp ja vedage kaablid. Paigaldage korpus vertikaalselt 1.5–2.0 m kõrgusele, külgvahega ≥ 0.3 m. Ärge kunagi paigaldage seda horisontaalselt – paigutus mõjutab soojuse hajumist ja vee äravoolu. Tooge kõik PV Paigaldage kaablid ja inverteri väljundkaabel suletud kaabliläbiviikude kaudu. Pingutage iga kaabliläbiviiku käsitsi ja seejärel tõmmake iga kaablit õrnalt. Kui see liigub, pole tihend olemas.

Enne mis tahes juhi paigaldamist tutvuge karbiga kaasasoleva tootja ühendusskeemiga. Erinevad kaubamärgid kasutavad erinevaid klemmide paigutusi ja sümbolite konventsioone. Füüsilise karbiku sobitamine õige skeemiga enne alustamist säästab rohkem aega kui ükski teine ​​​​samm selles protsessis.

3. Maandage positiivsed juhid. Iga stringi positiivne juhe läheb vastava kaitsmehoidiku või kaitselüliti liinipoolse klemmi külge. Kiudjuhtmete puhul kasutage kiudhülsse. Paljad kiud võivad klemmikruvi all laiali minna ja tekitada osalise kontakti, mis koormuse all kuumeneb. Pingutage 2.5 N · m kaitsmehoidjate jaoks, 2.8 N · m alalisvoolukaitselüliti klemmide jaoks.

4. Maandage negatiivsed juhid. Kõik stringi negatiivsed juhed ühendatakse negatiivse siini või klemmliistuga. Ärge ühendage negatiivseid juhte standardkonfiguratsioonis kaitsmega. Veenduge, et iga negatiivne juht vastab samast stringist pärit positiivsele juhtmele. Ristuv paar tekitab toite rakendamisel lühise.

5. Ühendage SPD juhtmetega. Ühendage SPD-moodul võimalikult lühikeste juhtmetega: positiivne siin → SPD-klemm L+, negatiivne siin → SPD-klemm L-, SPD-klemm PE → PE-siin. SPD tuleb ühendada PV peamise alalisvoolu lahtiühendamise küljel. Jälgige vooluringi, et seda kinnitada.

6. Ühendage väljund. Positiivsest siinist (pärast peaväljalülitust, kui see on eraldi) vedage positiivne väljundkaabel inverteri DC+ sisendisse. Negatiivsest siinist vedage negatiivne väljundkaabel inverteri DC- sisendisse. Valige väljundkaabli suurus kõigi stringide kombineeritud voolu jaoks × 1.25, nagu on nõutud standardis NEC 690.8(B).

7. Ühenda maandussüsteem. Iga seadme maandusjuht – mooduli raam, korpus, SPD maandusjuhe – lõpeb PE-latil. Vedage maandusjuht PE-latist objekti peamise maanduselektroodini. Kasutage korpuse ühenduspunktis tähtkujulisi seibe, et värvi või kattekiht läbi hammustada.

8. Kontrollige, märgistage ja ühendage pingega. Võrdle iga maandunud juhet ühendusskeemiga, klemm klemm haaval. Kleepige sildid igale juhile, kaitsme positsioonile ja kaitselülitile. Sulgege korpus ja pingutage kõik kaane kruvid. Lülitage pinge sisse järjekorras: kõigepealt sisestage kaitsmed või sulgege stringi kaitselülitid, seejärel sulgege peamine alalisvoolu lahtiühendaja ja jälgige seejärel inverteri ekraanilt iga stringi normaalset pinget ja voolutugevust. SPD olekuaken peaks näitama rohelist tuld.

Levinumad juhtmestiku vead ja kuidas neid vältida

Isegi kogenud paigaldajad teevad neid vigu, eriti kuuma katuse puhul ajalise surve all. Vead jagunevad kahte kategooriasse: füüsiline valejuhtmestik (kohesed tagajärjed) ja loogiline valekonfiguratsioon (hilinenud rikked, mida on raskem diagnoosida).

Polaarsuse ümberpööramine ja maandusvead

Need vead annavad endast kohe märku. Tavaliselt veakoodiga. Mõnikord suitsuga.

Positiivne ja negatiivne pöördumine on kõige levinum juhtmestikuviga. Sümptom: inverter kuvab PV Vale polaarsuse rike ja ebapiisava kaitse korral võivad sisendkondensaatorid kahjustuda. Ennetamine: mõõtke iga stringi enne juhtmete maandamist multimeetriga. Punane sond positiivse, must negatiivse poolusega. Veenduge, et näit on positiivne alalispinge, mis vastab eeldatavale Voc-le.

Negatiivne juht maandus PE-latile on trafodeta invertersüsteemide iseloomulik viga, mis moodustavad nüüdseks üle 70% maailmaturust. Need inverterid jälgivad pidevalt isolatsioonitakistust alalisvoolujuhtide ja maanduse vahel. Negatiivse ja PE-ühenduse korral tekib lühis maandusega ja inverter keeldub käivitumast. Parandus on lihtne, kuid diagnoosimine võtab sageli tunde, sest paigaldajad ei mõtle maanduslatti kontrollida maandamata juhtide suhtes. Pidage meeles: kui PE-lati juhe ei ole kollakasroheline, on see vales kohas.

Liiga pikad SPD-juhtmed tekitada varjatud haavatavuse. SPD võib testimisel toimida, kuid reaalse pingetõusu ajal lisab pika või mähitud juhtme induktiivsus piisavalt läbilaskepinget, et inverter saaks enne SPD kinnitumist kahjustada. Hoidke SPD-PE juhtmed pinge all. 0.5 m, aja need sirgelt ja ära kunagi kera üleliigset pikkust.

Suletud kaabliläbiviigud põhjustada probleeme, mis ilmnevad alles pärast esimest tugevat vihma: kondenseerumist korpuse sees, korrosiooni siini klemmidel ja lõpuks ka isoleeritud pindadel. Pärast iga tihendi pingutamist võtab tõmbetest kaks sekundit ja selle käigus tabatakse üks vahelejäänud tihend.

Komponentide tellimise ja suuruse vead

Need vead on peenemad. Süsteem käivitub ja näib töötavat, kuid see ei tööta korralikult või lakkab töötamast tingimustes, millega disain peaks hakkama saama.

SPD on ühendatud pärast alalisvoolu lahtiühendamist on konfiguratsiooniviga, mis tuleneb intuitsioonist, et „kaitse läheb lõpus“. Tegelikkuses, kui lahtiühendamine on hoolduseks avatud, on sellest allavoolu olev SPD vooluringist isoleeritud ja ei paku mingit kaitset. Just siis peaks süsteemi ülepingekaitse olema endiselt aktiivne. Ühendage SPD alati PV lahtiühendamise poolel, kus see jääb ühendatuks olenemata lahtiühendamise asendist.

Alamõõdulised kaitsmed Selgetel ja külmadel päevadel võivad kiirgustiheduse tõustes üle normatiivse voolutugevuse (STC) tekkida ebameeldivad läbipõlemised, mis lükkavad stringi voolu üle kaitsme pideva nimiväärtuse. NEC 690.8 kordaja 1.56 eksisteerib just seetõttu, et reaalsed tingimused ületavad nimiväärtused. 10 A Isc string 12 A kaitsme küljes läbipõleb katkendlikult kogu talve. Suurus 15 A või 16 A. Marginaal ei ole valikuline.

Mitme MPPT grupid kogemata ühendati Kombineeriva karbi sees olev ühendus muudab eraldi MPPT-kanalite eesmärgi. See juhtub siis, kui paigaldaja näeb kahte positiivset siini ja eeldab, et need tuleks koondamise eesmärgil kokku sillata. See ei ole vajalik. Enne karbi sulgemist kontrollige MPPT-rühmade vahelist järjepidevuse testi. Näit peaks olema avatud ahel.

Ühenduskarbi valimine, mille ühendusskeemil on kasutatud selgeid ja paigaldusvalmis sümboleid – mitte üldist elektrilist tähistust, mis vajab kohapeal tõlkimist –, kõrvaldab paljude nende vigade algpõhjuse. Tootjad, kes eelnevalt märgistavad klemmid ja pakuvad IEC/NEC kahestandardilisi skeeme, muudavad paigaldaja töö oluliselt kiiremaks ja vähem veaohtlikuks. Tehniliste kirjelduste või ühenduskarbi konfiguratsioonide võrdlemiseks võite pöörduda BENY nende kaudu kontaktide lehel.

Tehtud tööd

1. Riiklik Tulekaitseühing. „NFPA 70: Riiklik elektriseadustik, artikkel 690 – Päikesepaneelide süsteemid.“ 2023. https://www.nfpa.org/codes-and-standards/70
2. Rahvusvaheline Elektrotehnikakomisjon. „IEC 60364-7-712: Madalpinge elektripaigaldised. Päikesepaneelidel töötavad elektrisüsteemid.“ https://webstore.iec.ch/publication/18753
3. Rahvusvaheline Elektrotehnikakomisjon. „IEC 60269-6: Madalpinge kaitsmed – Päikesepaneelide ja päikesepaneelide süsteemide kaitsmiseks mõeldud kaitsmepanuste täiendavad nõuded.“ https://webstore.iec.ch/publication/1214
4. Rahvusvaheline Elektrotehnikakomisjon. „IEC 61643-11: Madalpinge ülepingekaitseseadmed — Madalpingesüsteemidega ühendatud ülepingekaitseseadmed.” https://webstore.iec.ch/publication/5702
5. Rahvusvaheline Elektrotehnikakomisjon. „IEC 62305-4: Piksekaitse – Elektri- ja elektroonikasüsteemid konstruktsioonides.“ https://webstore.iec.ch/publication/6785
6. BENY Uus Energia. „Kuidas päikesepaneelide kombinaatorit õigesti paigaldada.“ 2022. https://www.beny.com/how-to-install-a-solar-combiner-box-properly/
7. BENY Uus energia. „Võta meiega ühendust.“ https://www.beny.com/contact-us/
8. BENY Uus energia. Avaleht. https://www.beny.com/