Što solarni kombinirajući uređaj radi u PV sistem
Solarna kombinirajuća kutija objedinjuje više DC nizova iz vašeg PV niz u jedan izlaz koji napaja inverter. To je kontrolirana točka spajanja: struja svakog niza ulazi, prolazi kroz vlastiti zaštitni uređaj i spaja se na zajedničku sabirnicu koja isporučuje jedan čisti istosmjerni napon inverteru.
Fizički, kutija se nalazi između niza i pretvarača, obično montirana na zid blizu panela. Ako vaš sustav ima tri ili više istosmjernih nizova, toplo se preporučuje kombinirana kutija. Bez nje, morali biste provoditi odvojene kabele od svakog niza sve do pretvarača. To umnožava troškove, nered u cijevima i točke kvara. Kombinirana kutija rješava to tako što sve objedinjuje u jednom pristupačnom, zaštićenom kućištu.
Standardi koji reguliraju ovu opremu — NEK Članak 690 u Sjevernoj Americi i IEC 60364-7-712 međunarodno — definirati kako svaki priključak unutar mora biti dimenzioniran, zaštićen i uzemljen. Pravilan pv dijagram ožičenja kombinirane kutije mapira cijeli ovaj unutarnji tok signala tako da ga možete ispravno spojiti od prvog puta.
Ključne komponente unutar kutije za kombiniranje
Prije nego što pročitate bilo koju shemu ožičenja, morate prepoznati što svaki simbol predstavlja. Svaki Dijagram kombinirane kutije za solarne panele sadrži istih pet gradivnih blokova. Nakon što ih znate, shema bilo kojeg proizvođača postaje čitljiva.
DC osigurači i prekidači — Zaštita od prekomjerne struje po nizu
Svaki PV Niz koji ulazi u kutiju prolazi kroz vlastiti uređaj za zaštitu od prekomjerne struje. Ovo je prva stanica u toku signala.
DC osigurači (gPV tip, IEC 60269-6) su najčešći izbor. Jednokratne su upotrebe: kada kvar pogura struju preko nazivnog praga, unutarnja nit se topi i otvara strujni krug. U dijagramu ožičenja, osigurači se pojavljuju na svakoj pozitivnoj ulaznoj liniji, prije sabirnice. Njihova ključna prednost je jednostavnost i niska cijena, ali zahtijevaju držanje rezervnih dijelova na licu mjesta.
DC prekidači nude zaštitu s mogućnošću resetiranja i mogu služiti kao izolatori za svaki niz. Na dijagramu, oni zamjenjuju i osigurač i zaseban prekidač za taj niz. Nedostatak je veći početni trošak i obavezno označavanje polariteta. DC prekidači moraju biti ožičeni s ispravnom pozitivnom i negativnom orijentacijom, inače cijev za odvod električnog luka neće ugasiti kvar.
Pravilo dimenzioniranja je univerzalno: nazivna vrijednost osigurača ili prekidača mora biti najmanje 1.56 × Isc od PV niz (prema NEC 690.8), zaokruženo na sljedeću standardnu vrijednost. Za niz s Isc = 10 A, to znači uređaj od 15 A ili 16 A. Nikada ne zamjenjujte prekidač AC nazivne vrijednosti na DC strani. DC lukovi se ne gase sami pri prolasku kroz nulu i pogrešan uređaj će katastrofalno otkazati.
Sabirnice i priključne trake — gdje se struje spajaju
Kroz svaku kutiju sabirnika prolaze tri odvojena vodiča, a njihova zamjena jedna je od najčešćih pogrešaka pri instalaciji:
- Pozitivna sabirnica: Svi osigurani pozitivni izlazi konvergiraju se ovdje. Iz sabirnice, jedan pozitivni vodič ide do DC+ ulaza pretvarača, često preko glavne DC sklopke.
- Negativna sabirnica (ili priključna letvica): Svi negativni vodiči niza dolaze ovdje izravno, bez osigurača u tipičnoj konfiguraciji. Odavde, jedan negativni vodič napaja istosmjerni ulaz pretvarača.
- PE (zaštitna uzemljena) sabirnica: Ovo je isključivo za uzemljenje. Okviri modula, uzemljenje SPD-a i spajanje kućišta završavaju ovdje. PE šipka ne provodi nikakvu radnu struju. Spajanje negativnog vodiča na PE sablicu u inverterskom sustavu bez transformatora aktivirat će alarme izolacijskog otpora ili, još gore, stvoriti sigurnosnu opasnost.
Okretni moment je ovdje važan: terminali sabirnica obično zahtijevaju 3.0 N · mNedovoljno zategnuti spojevi s vremenom razvijaju vruće točke.
SPD, kućište i kabelske uvodnice — zaštitni sloj
The uređaj za zaštitu od prenapona (SPD) spaja se paralelno preko DC sabirnice i uzemljenja. Na dijagramu se pojavljuje kao bočna grana: jedan vodič od pozitivne sabirnice do SPD-a, jedan od negativne sabirnice i vodič uzemljenja do PE sabirnice. SPD-ovi su ocijenjeni prema IEC 61643-11 (tip 2 za razvodne kutije).
The prilog mora se ocijeniti Minimalno IP65 za vanjsku ugradnju. To je sama kutija i svaki kabelski ulaz mora proći kroz zapečaćenu uvodnicu kako bi se održala ta nazivna vrijednost. Kabelske uvodnice na dijagramu su prikazane kao krugovi tamo gdje vodiči ulaze u granicu kućišta.
Kako čitati dijagram ožičenja kutije za kombiniranje
Dijagrami ožičenja dolaze u dva formata. Slikovni dijagrami Koristite realistične prikaze komponenti. Vidite nešto što izgleda kao držač osigurača, prekidač s preklopkom, metalna sabirnica. Izrađeni su za instalatera koji želi uskladiti crtež s fizičkom kutijom ispred sebe. Shematski dijagrami koriste standardizirane električne simbole (IEC ili NEC), žrtvujući vizualnu poznatost za preciznost. Pretpostavljaju da znate da je pravokutnik s dijagonalnom linijom osigurač, a otvoreni krug terminal.
Tehnika čitanja obje vrste je ista: slijediti struju. Počnite od PV Ulazni terminali za nizove. Pratite pozitivni vod kroz osigurač ili prekidač. Pratite ga do pozitivne sabirnice. Odatle pratite kombinirani izlaz kroz glavni DC prekidač do pretvarača. Zatim se vratite i pratite negativni put, ravno od ulaza niza do negativne sabirnice i van. Na kraju, pronađite SPD granu i uzemljenje. Svaki Dijagram ožičenja DC kombiniračke kutije koji se isplati koristiti učinit će svih šest ovih elemenata - ulaze, osigurače/prekidače, sabirnice, SPD, uzemljenje i glavni izlaz - odmah prepoznatljivima.
Standardne konfiguracije ožičenja DC kombinirane kutije
Osnovna logika ožičenja ista je u svim konfiguracijama: PV+ → zaštitni uređaj → pozitivna sabirnica → isključivanje izlaza → inverter PV+; PV- → negativna sabirnica → inverter PV-; SPD paralelno između sabirnica i uzemljenja. Ono što se mijenja jest vrsta zaštitnog uređaja i jesu li nizovi grupirani za odvojene MPPT kanale.
Konfiguracija ožičenja na bazi osigurača
Ovo je konfiguracija radnog konja za većinu stambenih i malih komercijalnih sustava s 3 do 6 žica.
Redoslijed ožičenja: pozitivni vodič svake žice spaja se na linijsku stranu namjenskog gPV Držač osigurača. Strana opterećenja svakog držača osigurača spaja se na pozitivnu sabirnicu. Svi negativni vodiči niza izravno se spajaju na negativnu sabirnicu. Iz pozitivne sabirnice, jedan vodič prolazi kroz glavnu DC sklopku i izlazi na DC+ priključak pretvarača. Negativna sabirnica izravno napaja DC- priključak pretvarača. SPD premošćuje pozitivnu sabirnicu na PE i negativnu sabirnicu na PE - dva paralelna zaštitna puta.
Za konkretan primjer: četiri niza od 10 A Isc svaki → svaki zaštićen s 15 A gPV osigurač (10 × 1.56 = 15.6, zaokružiti na sljedeći standard) → kombinirano 40 A na pozitivnoj sabirnici → izlaz kroz DC izolator od 63 A → inverter. Svi negativni priključci spajaju se na zajedničku negativnu sabirnicu bez osigurača. Ovo je konfiguracija koju ćete vidjeti u većini Pdf dijagram ožičenja solarne kutije za kombiniranje Preuzimanja.
Konfiguracija ožičenja na temelju prekidača
Zamjena osigurača prekidačima istosmjerne struje mijenja priču o održavanju bez promjene logike ožičenja. Pozitivan pol svakog niza spaja se na linijski priključak prekidača; priključak opterećenja prekidača spaja se na pozitivnu sabirnicu.
Praktična prednost je izolacija po nizu: prebacite jedan prekidač kako biste sigurno radili na tom nizu dok ostali nastavljaju proizvoditi. Trebate li i dalje glavni istosmjerni prekidač na izlazu ovisi o nazivnoj snazi prekidača i lokalnim propisima. NEC 690.13 zahtijeva lako dostupan prekidač, a grupirani niz istosmjernih prekidača može, ali i ne mora zadovoljiti taj zahtjev, ovisno o inspektoru.
Prekidači koštaju više po poziciji od osigurača. Računica: ako vaša lokacija ima česte rekonfiguracije nizova ili prozore za održavanje, praktičnost resetiranja i pokretanja prekidača brzo se isplati. Za krovni sustav po principu "postavi i zaboravi", osigurači su adekvatni i ekonomičniji.
Ožičenje kutije za kombiniranje više MPPT uređaja
Kada PV Niz obuhvaća više orijentacija krovova - na primjer, okrenut prema istoku i okrenut prema zapadu - svaka orijentacija doseže svoju maksimalnu snagu u drugo doba dana. Kombiniranjem u jedan MPPT ulaz pretvarač prisiljava da prati kompromisnu sredinu koja ne odgovara nijednoj orijentaciji, ostavljajući 5-15% potencijalnog prinosa na stolu.
Višestruki MPPT kombinirajući uređaj rješava ovaj problem električnim odvajanjem grupa nizova unutar kućišta. Nizovi 1 i 2 (okrenuti prema istoku) napajaju MPPT kanal 1; nizovi 3 i 4 (okrenuti prema zapadu) napajaju MPPT kanal 2. Svaka grupa dobiva vlastitu pozitivnu sabirnicu, vlastitu negativnu sabirnicu i vlastite izlazne terminale. Dvije grupe su potpuno izolirane: nema kratkospojnika, nema zajedničke sabirnice, nema slučajnog spajanja. Svaka grupa može zahtijevati i vlastiti SPD ili višepolni SPD namijenjen za zaštitu oba kanala.
- Svi nizovi dijele jedan MPPT kanal
- Najbolje za ujednačenu orijentaciju i nagib
- Jednostavnije ožičenje, manje komponenti
- Grupe nizova napajaju odvojene MPPT ulaze
- Rukuje različitim orijentacijama i sjenčanjima
- Ostvaruje prinos od 5–15% u odnosu na jedan MPPT
Osnove o SPD-u i uzemljenju
Greške SPD-a i uzemljenja su najčešće raspravljane teme na forumima instalatera i najlošije objašnjene u dokumentaciji proizvođača. Tablica u nastavku odgovara na pet pitanja koja se stalno ponavljaju.
| Uobičajeno pitanje | Ispravan odgovor | Pogrešan pristup i posljedice |
|---|---|---|
| SPD prije ili poslije isključenja istosmjerne struje? | Prije prekida veze (PV strana) — tako da zaštita od prenapona ostaje aktivna čak i kada je prekidač otvoren zbog održavanja | SPD ožičen nakon isključenja: izolacija uklanja zaštitu od prenapona točno kada je sustav najranjiviji |
| Treba li SPD-u uzvodnu zaštitu od prekomjerne struje? | Da — osigurač ili prekidač na strani niza također štiti SPD od trajne struje kratkog spoja ako SPD prestane raditi u kratkom spoju | SPD spojen bez uzvodnog OCP-a: SPD u kratkom prekidu vuče kontinuiranu struju kratkog spoja bez ikakvog prekida. |
| Može li negativna sabirnica služiti i kao uzemljivačka sabirnica? | Ne — PE sabirnica ne provodi radnu struju; negativna sabirnica je vodič koji provodi struju | Negativni pol se spusti na PE: pretvarači bez transformatora to detektiraju kao kvar izolacije i isključuju se; u uzemljenim sustavima stvara opasnost od strujnog udara. |
| Maksimalna duljina SPD voda? | ≤ 0.5 metara, ravno i odmotano — svaki dodatni centimetar dodaje induktivni prolazni napon tijekom prenapona | Dugi, spiralni SPD vodiči: SPD može ukazivati na ispravnost dok pretvarač snosi najveći teret prijelaznog stanja. |
| Odvojeno uzemljenje za SPD i kućište? | Uzemljenje u jednoj točki — svi uzemljivači (SPD, kućište, okviri modula) konvergiraju na jednoj PE sabirnici | Višestruke uzemne točke: potencijalna razlika između referentnih točaka uzemljenja nepredvidivo pomiče prag stezanja SPD-a |
Princip koji treba zapamtiti: SPD je paralelni uređaj, njegov put uzemljenja treba biti kratak i izravan, a svako uzemljenje u kutiji se susreće u jednoj točki. Relevantni standardi su IEC 61643-11 za odabir SPD-a i NEC 690.47 za PV zahtjevi za uzemljenje sustava.
Postupak ožičenja kutije za kombiniranje korak po korak
Nakon što shvatite dijagram, fizičko ožičenje slijedi disciplinirani redoslijed. Tretirajte ovo kao kontrolni popis. Čak i iskusni instalateri rade kroz to korak po korak.
1. Isključite napajanje i provjerite nultu energiju. Pokrij sve PV moduli s neprozirnim materijalom. Paneli na dnevnom svjetlu proizvode smrtonosni istosmjerni napon čak i pod oblačnim nebom. Isključite svaki prekidač, uklonite svaki osigurač. Potvrdite nulti napon na svim ulaznim terminalima multimetrom prije dodirivanja bilo kojeg vodiča.
2. Montirajte kutiju i provucite kabele. Kućište postavite okomito na visinu od 1.5–2.0 m s bočnim razmakom od ≥ 0.3 m. Nikada ga ne postavljajte vodoravno — orijentacija utječe na odvođenje topline i odvodnju vode. Ponesite sve PV Provucite kabele i izlazni kabel pretvarača kroz zapečaćene kabelske uvodnice. Zategnite svaku uvodnicu ručno, a zatim lagano povucite svaki kabel. Ako se pomiče, brtvljenje nije uspostavljeno.
Prije spajanja bilo kojeg vodiča, odvojite trenutak i pogledajte proizvođačev dijagram ožičenja koji dolazi s kutijom. Različite marke koriste različite rasporede terminala i konvencije simbola. Usklađivanje fizičke kutije s ispravnim dijagramom prije početka štedi više vremena nego bilo koji drugi pojedinačni korak u ovom procesu.
3. Spojite pozitivne vodiče. Pozitivna žica svakog niza ide na predviđeni držač osigurača ili priključak prekidača na strani mreže. Na višežilnim vodičima koristite ferule s zaštitnim prstenovima. Goli vodiči mogu se širiti ispod vijka priključka i stvarati djelomični kontakt koji se zagrijava pod opterećenjem. Zategnite do 2.5 N · m za držače osigurača, 2.8 N · m za terminale DC prekidača.
4. Spojite negativne vodiče. Svi negativni polovi niza spajaju se na negativnu sabirnicu ili priključnu traku. Nemojte spajati negativne vodiče osiguračem u standardnoj konfiguraciji. Provjerite odgovara li svaki negativni vodič odgovarajućem pozitivnom polu iz istog niza. Prekriženi par će stvoriti kratki spoj kada se priključi napajanje.
5. Spojite SPD. Spojite SPD modul s najkraćim mogućim vodičima: pozitivna sabirnica → SPD priključak L+, negativna sabirnica → SPD priključak L-, SPD priključak PE → PE sabirnica. SPD se mora spojiti na PV strana glavnog DC prekidača. Pratite strujni krug kako biste to potvrdili.
6. Spojite izlaz. S pozitivne sabirnice (nakon glavnog isključivanja, ako je odvojena), provedite pozitivni izlazni kabel do DC+ ulaza pretvarača. S negativne sabirnice provedite negativni izlazni kabel do DC- ulaza pretvarača. Dimenzionirajte izlazni kabel za kombiniranu struju svih nizova × 1.25, kako je propisano NEC 690.8(B).
7. Spojite sustav uzemljenja. Svaki vodič za uzemljenje opreme - okviri modula, tijelo kućišta, uzemljenje SPD-a - završava na PE sabirnici. Provucite vodič uzemljenja od PE sabirnice do glavnog uzemljenja na lokaciji. Koristite zvjezdaste podložne pločice na mjestu spajanja kućišta kako biste probili boju ili premaz.
8. Pregledajte, označite i uključite napajanje. Usporedite svaku priključenu žicu s dijagramom ožičenja, terminal po terminal. Nalijepite naljepnice na svaki vodič, položaj osigurača i prekidač. Zatvorite kućište i zategnite sve vijke poklopca. Uključujte napajanje redom: prvo umetnite osigurače ili zatvorite prekidače niza, zatim zatvorite glavni DC prekidač, a zatim pratite zaslon pretvarača za normalan napon i struju iz svakog niza. Prozor statusa SPD-a trebao bi pokazivati zelenu boju.
Uobičajene pogreške u ožičenju i kako ih izbjeći
Čak i iskusni instalateri prave ove pogreške, posebno pod vremenskim pritiskom na vrućem krovu. Pogreške se svrstavaju u dvije kategorije: fizičko pogrešno ožičenje (neposredne posljedice) i logička pogrešna konfiguracija (odgođeni kvarovi koje je teže dijagnosticirati).
Greške u vezi s obrnutim polaritetom i uzemljenjem
Ove se greške odmah objavljuju. Obično s kodom greške. Ponekad s dimom.
Pozitivan i negativan obrat je najčešća greška ožičenja. Simptom: pretvarač prikazuje PV kvar obrnutog polariteta, a ako je zaštita neadekvatna, ulazni kondenzatori mogu biti oštećeni. Prevencija: izmjerite svaki niz multimetrom prije spajanja vodiča. Crvena sonda na pozitivan pol, crna na negativan. Provjerite je li očitanje pozitivni istosmjerni napon koji odgovara očekivanom Voc-u.
Negativni vodič je sletio na PE sabirnicu je karakteristična pogreška u inverterskim sustavima bez transformatora, koji sada čine preko 70% globalnog tržišta. Ovi inverteri kontinuirano prate otpor izolacije između istosmjernih vodiča i uzemljenja. Negativni PE spoj očitava se kao kratki spoj na uzemljenje i inverter odbija pokrenuti. Popravak je jednostavan, ali dijagnoza često traje satima jer instalateri ne razmišljaju o provjeri uzemljenja za vodiče koji nisu uzemljeni. Zapamtite: ako žica na PE sabirnici nije žuto-zelena, nalazi se na pogrešnom mjestu.
Predugi SPD vodiči stvoriti skrivenu ranjivost. SPD može biti ispravan na testu, ali tijekom stvarnog prenapona, induktivitet dugog ili spiralnog voda dodaje dovoljno propuštenog napona da pretvarač pretrpi oštećenje prije nego što SPD blokira. Držite SPD-PE vodove ispod 0.5 m, vodite ih ravno i nikada ne namotavajte prekomjernu duljinu.
Nezapečaćene kabelske uvodnice uzrokuju probleme koji se pojavljuju tek nakon prve jake kiše: kondenzacija unutar kućišta, korozija na priključcima sabirnica i na kraju stvaranje tragova preko izoliranih površina. Nakon zatezanja svake uvodnice, test povlačenja traje dvije sekunde i hvata onu uvodnicu koju ste propustili.
Pogreške u naručivanju i dimenzioniranju komponenti
Ove su pogreške suptilnije. Sustav se uključuje i čini se da radi, ali ne radi kako treba ili ne radi u uvjetima koje je dizajn trebao podnijeti.
SPD ožičen nakon DC isključenja je konfiguracijska pogreška uzrokovana intuicijom da „zaštita ide na kraj“. U stvarnosti, kada je prekidač otvoren radi održavanja, SPD nizvodno od njega je izoliran od strujnog kruga i ne pruža nikakvu zaštitu. To je upravo kada bi zaštita sustava od prenapona još uvijek trebala biti aktivna. Uvijek spojite SPD na PV strani isključenja, gdje ostaje spojen bez obzira na položaj isključenja.
Premali osigurači uzrokuju neugodno pregorijevanje tijekom vedrih, hladnih dana kada ozračenost poraste iznad STC-a i gura struju niza iznad kontinuirane nazivne vrijednosti osigurača. Multiplikator 1.56 u NEC 690.8 postoji upravo zato što stvarni uvjeti premašuju nazivne vrijednosti na natpisnoj pločici. Niz od 10 A Isc na osiguraču od 12 A će povremeno pregorijevati cijelu zimu. Dimenzionirajte na 15 A ili 16 A. Margina nije opcionalna.
Multi-MPPT grupe slučajno premoštene Spoj unutar kutije za spajanje poništava svrhu odvojenih MPPT kanala. To se događa kada instalater vidi dvije pozitivne sabirnice i pretpostavi da bi ih trebalo spojiti "radi redundancije". Ne bi trebale biti spojene. Provjerite testom kontinuiteta između MPPT grupa prije zatvaranja kutije. Očitanje bi trebalo pokazivati otvoreni krug.
Odabirom spojne kutije gdje dijagram ožičenja koristi jasne simbole spremne za instalaciju - umjesto generičkih električnih oznaka koje zahtijevaju prijevod na terenu - uklanja se uzrok mnogih od ovih pogrešaka. Proizvođači koji unaprijed označavaju terminale i daju IEC/NEC dijagrame dvostrukog standarda znatno ubrzavaju posao instalatera i smanjuju mogućnost pogrešaka. Za tehničke specifikacije ili usporedbu konfiguracija spojne kutije možete se obratiti BENY kroz njihove Kontakt stranica.
Reference
- Nacionalno udruženje za zaštitu od požara. „NFPA 70: Nacionalni električni zakonik, članak 690. - Solarni fotonaponski sustavi.“ 2023. https://www.nfpa.org/codes-and-standards/70
- Međunarodna elektrotehnička komisija. „IEC 60364-7-712: Niskonaponske električne instalacije - Solarni fotonaponski sustavi za napajanje.“ https://webstore.iec.ch/publication/18753
- Međunarodna elektrotehnička komisija. „IEC 60269-6: Niskonaponski osigurači - Dodatni zahtjevi za osigurače za zaštitu solarnih fotonaponskih energetskih sustava.“ https://webstore.iec.ch/publication/1214
- Međunarodna elektrotehnička komisija. „IEC 61643-11: Niskonaponski uređaji za zaštitu od prenapona — Uređaji za zaštitu od prenapona spojeni na niskonaponske energetske sustave.“ https://webstore.iec.ch/publication/5702
- Međunarodna elektrotehnička komisija. „IEC 62305-4: Zaštita od munje - Električni i elektronički sustavi unutar građevina.“ https://webstore.iec.ch/publication/6785
- BENY Nova energija. „Kako pravilno instalirati solarni kombinirani kolektor.“ 2022. https://www.beny.com/how-to-install-a-solar-combiner-box-properly/
- BENY Nova energija. „Kontaktirajte nas.“ https://www.beny.com/contact-us/
- BENY Nova energija. Početna stranica. https://www.beny.com/
