太陽系を適切に融合する方法

世界中の人々がより環境に優しく、より持続可能な生活様式に移行し始めているため、ソーラー パネルは最近、より一般的になってきました。 オフグリッドになると、一部の人々は自分で家事ができるようになる必要があり、このような状況では、ソーラー パネルを正しく配線する方法を知ることが不可欠です。 

ほとんどの場合、ソーラー パネルとその充電コントローラーの間にソーラー システム ヒューズが必要です。 遮断器 配線を過熱から保護します。 これにより、短絡が発生した場合に電化製品が発火したり損傷したりすることも回避できます。 ただし、ソーラー パネルが直列に配線されている場合、ヒューズが必要になることはほとんどありません。

ソーラーヒューズとは？

ソーラーヒューズは、特に太陽光発電システム向けに設計されたヒューズの一種で、太陽光発電システムの電気的故障に対する重要な防御線として機能します。これらは、発生する可能性のある過熱、過負荷、または短絡から太陽光発電装置を保護するように設計されています。電気的障害が発生すると、ヒューズは回路内の弱いリンクとして機能し、接続を溶かして切断して過剰な電流が流れるのを防ぎます。ソーラーヒューズは、物理的なサイズと形状、定格電流、遮断容量などのいくつかの要素に基づいて選択できます。

ヒューズを適切に使用しないと、短絡や過負荷によりワイヤが過熱し、絶縁体が溶け、火災が発生する可能性があります。ヒューズは、損傷が発生する前に電気の流れを迅速に遮断することで、これらのリスクを軽減します。また、太陽光パネルを逆電流から保護します。逆電流は、パネルが影になったり故障したりした場合に発生し、ストリング内の他のパネルから電流を引き込む可能性があります。

ソーラーパネルをヒューズする場合

NEC は、パネルの短絡電流 (Isc) に基づいたソーラー パネルのヒューズに関するガイドラインを提供しています。このコードでは、ヒューズ定格がパネルの Isc の少なくとも 156% であることが必要です。たとえば、ソーラー パネルの Isc が 10A の場合、最小ヒューズ定格は 15.6A となり、次の標準ヒューズ サイズの 20A に切り上げられます。

直列配線: ヒューズを必要としない場合

ソーラーパネルを直列に接続すると、各パネルに流れる電流は同じになります。この構成では、通常、ストリングの端にある 1 つのヒューズでアレイ全体を保護できます。太陽電池アレイの短絡電流が太陽電池パネルの最大直列ヒューズ定格よりも小さい場合、太陽電池アレイにヒューズを取り付ける必要はありません。次の理由により、この種の配列を融合しても追加の保護や利点はありません。

200Wのパネルを15枚並べて接続。 各ソーラー パネルの最大直列ヒューズ定格は 10.2 A で、最大直列短絡電流はそれぞれ 9.8 A、9.8 A、XNUMX A です。

最大直列ヒューズ定格が 15A であることを考えると、実際のソーラー パネルの内部ワイヤ、ダイオード、接続、およびその他の部分は最大 15A の電流に耐えることができると想定できます。

アレイの短絡電流は 10.2A であるため、ソーラー パネルの XNUMX つで短絡またはその他の誤動作が発生した場合、短絡電流が XNUMXA を超えることはできないため、パネルは状況を管理するように装備されていると述べるのが妥当です。パネルの最大ヒューズ定格。

最終的にヒューズが切れることはありません。 ヒューズが正常に機能している場合は、ヒューズが常に厄介なブローに耐えられるようにします。 このため、コードによると、この状況ではヒューズは必要ありません。

平行配線：ヒュージングが必要な場合

ただし、ソーラーパネルが並列接続されている場合、各ストリングには独自の電流が流れます。この場合、あるストリングの短絡が他のストリングに影響を与えるのを防ぐために、並列ストリングごとにヒューズが必要です。 NEC は、並列接続された各ストリングを個別にヒューズし、ヒューズ定格がパネルの最大直列ヒューズ定格を超えないようにすることを要求しています。

どこにヒューズを入れるか？

ソーラーパネルにヒューズを取り付けることができる場所は 3 つあります。 1 つ目はバッテリー バンクと充電コントローラーの間です。第二に、充電コントローラーとソーラーパネルの間に配置できます。最後に、ヒューズはインバーターとバッテリーバンクの間にも存在します。

充電コントローラーとバッテリーバンクの間にヒューズまたはブレーカーを取り付けると、短絡や過負荷を防ぐことができます。このヒューズは、充電コントローラーの最大電流出力を処理できる定格でなければなりません。

充電コントローラーとソーラーパネルの間のヒューズは効率的に機能し、ワイヤーの過熱から保護すると同時に、アプライアンスを損傷から保護します。

バッテリーバンクとインバーターの間にヒューズまたはブレーカーを設置すると、短絡や過負荷から保護することもできます。ヒューズは、インバータの最大電流を処理できる定格を備えている必要があります。

必要なヒューズのタイプ/サイズは?

『Brooklyn Galaxy』のために、倪氏はブルックリン美術館のコレクションからXNUMX点の名品を選び、そのイメージを極めて詳細に描き込みました。これらの作品は、彼の作品とともに中国ギャラリーに展示されています。彼はXNUMX年にこの作品の制作を開始しましたが、最初の硬貨には、当館が所蔵する 太陽光発電（PV）システム 安全に、確実に、そして長期間にわたって動作させるには、ヒューズを適切なサイズにする必要があります。 通常の配電および制御アプリケーションとは対照的に、ソーラー システムのヒューズは特殊な状況の影響を受けやすくなっています。 環境要因に長期間さらされると、周囲温度が異常になり、導体の選択、サイジング、およびヒューズの性能に影響を与える可能性があります。 

さらに、 PV モジュールは、通常、連続負荷に基づいてサイズが決定される従来の回路とは異なり、連続電流を生成するため、ヒューズのサイズ設定には追加の考慮が必要です。 これらの状況を考えると、ソーラーヒューズのサイジングのための特別な技術 PV システムが必要です。

ソーラーパネルの融着 

50 ワットを超える商用ソーラー パネルは、最大 10 アンペアの電流に耐えることができる 30 ゲージのケーブルを使用しています。このような場合、パネルが直列に連結されている場合、融着は必要ありません。ただし、パネルが並列に相互接続されると、状況は大きく変わります。たとえば、パネルが 15 つあり、それぞれの定格が 60 アンペアの場合、そのうちの 30 つが短絡すると、XNUMX アンペアすべてが短絡したパネルに流れる可能性があります。これにより、パネルにつながるワイヤに XNUMX アンペアを超える電流が流れ、そのワイヤ ペアが発火する可能性があります。したがって、並列接続では、過熱や火災の危険につながる可能性のある過剰な電流の流れを防ぐために、各パネルにヒューズを取り付けることが重要です。

パラレル/コンバイナ ボックスのヒューズ

A コンバイナーボックス 並列システムで使用され、各パネルのヒューズとブレーカー、およびチャージ コントローラーまたはグリッド タイ インバーターに接続する 1 つ以上の「結合」ヒューズが含まれます。この「組み合わせた」ヒューズ/ブレーカーのサイズを決定する前に、まず独自のパネルに基づいて流れるワーストケースの電流を計算する必要があります。コンバイナー ボックス内のすべてのヒューズの合計アンペア数が、充電コントローラーの最大入力定格またはコンバイナー ボックスからつながるワイヤの電流容量を超えないよう注意することが重要です。

充電器からバッテリーへのヒューズまたはブレーカー

最悪の場合のアンプは、 パルス幅変調 (PWN) 充電コントローラーは同じで、ヒューズとワイヤーのサイズは一致します。 反対に、MPPT 充電コントローラーには、電圧を下げ、コントローラーとバッテリー バンクの間を流れる電流を増やす能力があるため、ワイヤーとヒューズの正確なサイズを再計算するか、充電コントローラーのマニュアルを参照する必要があります。 たとえば、Solar Boost 50 (アンペア) 充電コントローラーの場合、Blue Sky は、デバイスとバッテリー バンクの間に 60 アンペアのヒューズ/ブレーカーを取り付けることを勧めています。 もう一度、正しい定格のワイヤを選択します。

バッテリーバンクとインバーター間のヒューズ

バッテリーバンクとインバーターの間の最後のヒューズまたはブレーカーは、インバーターの連続電力定格と、インバーターが処理できる最大サージ電流に基づいてサイズを決定する必要があります。適切なヒューズまたはブレーカーのサイズを決定するには、インバータの製造元の仕様を参照してください。一般に、ヒューズの定格はインバータの連続電流定格の 1.25 ～ 1.5 倍である必要があります。たとえば、インバータの連続電力定格が 2000 ボルトで 24W の場合、連続電流は 2000W ÷ 24V = 83.3A となります。この場合、定格が 105A ～ 125A のヒューズまたはブレーカーを選択します。

必要な工具 

• アングルファインダー
• トルペドレベル
• フィッシュテープ
• チョークライン
• コードレスドリル（14.4V以上）、複数電池
• ユニビットと複数のドリルビット (木材、金属、石材)
• ホールソー
• 穴あけ器
• ディープソケット付きトルクレンチ
• ナットドライバー 
• ワイヤストリッパ
• クリンパー
• ニードルノーズプライヤー
• ラインマンのペンチ
• スリップジョイントプライヤー
• 小型ケーブルカッター
• 大型ケーブルカッター
• AC/DC マルチメーター
• 弓のこ
• 巻き尺
• ブランケット、厚紙、または黒いプラスチック 
• 頑丈な延長コード
• コーキングガン
• ヒューズプーラー

ヒューズとブレーカーの違い

ヒューズとブレーカーはどちらも太陽光発電システムを電気的故障から保護する役割を果たしますが、その働きは若干異なります。ヒューズは、過電流が発生したときに回路を溶かして遮断する使い捨てデバイスです。ヒューズが切れたら、交換する必要があります。

一方、サーキットブレーカーはトリップ後にリセットできます。過電流が検出されると、機械式スイッチを使用して回路を遮断します。障害が解消されると、ブレーカーをリセットして、回路への電力を回復できます。

ソーラー システムでは、ヒューズは、ソーラー パネルのストリングや充電コントローラーとバッテリーの間など、より小さな電流によく使用されます。ブレーカーは、バッテリー バンクとインバーターの間など、大電流のアプリケーションによく使用されます。

適切なヒューズの種類の選択

太陽光発電システム用のヒューズを選択するときは、正しいタイプとサイズを選択することが重要です。太陽光発電アプリケーションで使用される最も一般的なタイプのヒューズは次のとおりです。

• ANL (ブレード) ヒューズ: これらのヒューズはバッテリーおよびインバーター回路で一般的に使用され、20A ～ 750A のサイズで入手可能です。
• ミゼット (ATC) ヒューズ: これらの小型のブレード型ヒューズは、ソーラー パネルのストリングやコンバイナー ボックスでよく使用され、サイズは 1A ～ 30A です。
• カートリッジ ヒューズ: これらの円筒形ヒューズは幅広いサイズで入手でき、高電圧アプリケーションでよく使用されます。

ヒューズのサイズを選択するときは、必ず NEC のガイドラインとソーラー コンポーネントの仕様を参照してください。ヒューズは、予想される電流の少なくとも 156% (次の標準ヒューズ サイズに切り上げ) を処理できる定格でなければなりません。

太陽系を融合するときに避けるべきよくある間違い

• ヒューズのサイズが小さすぎるまたは大きすぎる: 使用するヒューズが小さすぎると早期に切れる可能性があり、大きすぎるヒューズを使用すると適切な保護が提供されない可能性があります。ヒューズのサイズは常に NEC のガイドラインとコンポーネントの仕様に従ってください。
• 並列接続されたパネルのヒューズを無視する: 1 つのストリングの短絡が他のストリングに影響を与えるのを防ぐために、並列接続された各ストリングを個別にヒューズする必要があります。並列ストリングを融着しないと、損傷や火災の危険が生じる可能性があります。
• 不適切なヒューズの配置または取り付け: ヒューズはできる限り電源の近くに、常にプラスのワイヤに取り付ける必要があります。配置または取り付けが不適切だと、ヒューズの有効性が低下し、システムに損傷を与える可能性があります。

適切なヒューズの取り付けテクニック

太陽光発電システムにヒューズを取り付ける場合は、次のベスト プラクティスに従ってください。

• 正しいものを使用してください ヒューズホルダー ヒューズの種類とサイズについては、ブレーカーボックスを参照してください。コンポーネントハウジングの詳細については、以下をお読みください。 ヒューズホルダー: 知っておくべきこと.
• ヒューズは、電源のできるだけ近くのプラス線に取り付けてください。
• 適切なワイヤ サイズとコネクタを使用して、しっかりとした安全な接続を確保します。
• 各ヒューズまたはブレーカーに、その目的と定格を示すラベルを明確に貼り付けます。
• ヒューズとブレーカーは清潔で腐食のない状態に保ち、必要に応じて交換してください。

メンテナンスとトラブルシューティング

ソーラーヒューズとブレーカーの定期的なメンテナンスと検査は、問題を防止し、システムの寿命を確保するのに役立ちます。定期的に:

• ヒューズやブレーカーに腐食、損傷、過熱の兆候がないか目視検査します。
• 接続がしっかりしていて清潔であることを確認してください。
• マルチメーターを使用してヒューズの導通をテストし、ヒューズがまだ機能していることを確認します。
• 切れたヒューズやトリップしたブレーカーを交換し、電源を復旧する前に障害の原因を調査してください。

ヒューズの故障やブレーカーのトリップが繰り返し発生する場合は、太陽光発電システムにさらに深刻な問題があることを示している可能性があります。問題を診断して解決するには、専門の太陽光発電設置業者または電気技師に相談してください。

結論

任意 ソーラーパネルシステム パネルと充電コントローラーの間にヒューズが含まれていることを強くお勧めします。これは、電化製品やガジェットを電力サージから保護し、過電流の結果としてワイヤーが過熱したり発火したりするのを防ぐためです。 小さくても PV パネルが直列に接続されたシステムはヒューズを必要としない場合があります。 速断ヒューズは、システムにとって最も安全なオプションです。 参照する Beny 太陽光発電システムのより良いソリューションのために。