Kaj počne solarni kombiniralnik v PV sistem
Solarni združevalec združuje več nizov enosmernega toka iz vašega PV niz v en sam izhod, ki napaja razsmernik. Gre za nadzorovano točko združitve: tok vsakega niza steče noter, gre skozi svojo zaščitno napravo in se pridruži skupnemu vodilu, ki dovaja en čist enosmerni tok razsmerniku.
Fizično se škatla nahaja med nizom in razsmernikom, običajno je nameščena na steni blizu panelov. Če ima vaš sistem tri ali več nizov enosmernega toka, je zelo priporočljiva uporaba združevalnika. Brez njega bi morali napeljati ločene kable od vsakega niza vse do razsmernika. To pomnoži stroške, nered v kanalih in točke okvare. Združevalec to reši tako, da vse združi v enem dostopnem, zaščitenem ohišju.
Standardi, ki urejajo to opremo – 690. člen NEC v Severni Ameriki in IEC 60364-7-712 mednarodno – opredeliti, kako mora biti vsaka notranja povezava dimenzionirana, zaščitena in ozemljena. Pravilna pv shema ožičenja kombiniralne omarice preslika celoten notranji tok signala, tako da ga lahko pravilno povežete že prvič.
Ključne komponente v kombinirani omarici
Preden preberete katero koli shemo ožičenja, morate razumeti, kaj predstavlja vsak simbol. Vsak Diagram kombinirane škatle za sončne panele vsebuje istih pet gradnikov. Ko jih poznate, postane shema katerega koli proizvajalca berljiva.
DC varovalke in odklopniki – zaščita pred preobremenitvijo na niz
vsak PV Niz, ki vstopa v omarico, gre skozi lastno napravo za zaščito pred preobremenitvijo. To je prva postaja v signalnem toku.
DC varovalke (gPV tip, IEC 60269-6) so najpogostejša izbira. So za enkratno uporabo: ko napaka potisne tok čez nazivni prag, se notranja nitka stopi in odpre tokokrog. V shemi ožičenja so varovalke nameščene na vsaki pozitivni vhodni liniji, pred zbiralko. Njihova ključna prednost je preprostost in nizki stroški, vendar zahtevajo shranjevanje rezervnih delov na lokaciji.
DC odklopniki Ponujajo ponastavljivo zaščito in lahko služijo tudi kot izolatorji za posamezne nize. Na diagramu nadomeščajo tako varovalko kot ločen odklopnik za ta niz. Kompromis so višji začetni stroški in obvezna označitev polaritete. Odklopniki enosmernega toka morajo biti ožičeni s pravilno pozitivno in negativno orientacijo, sicer obločni kanal ne bo ugasnil napake.
Pravilo dimenzioniranja je univerzalno: nazivna vrednost varovalke ali odklopnika mora biti vsaj 1.56 × Isc od PV niz (po NEC 690.8), zaokroženo navzgor na naslednjo standardno vrednost. Za niz z Isc = 10 A to pomeni napravo 15 A ali 16 A. Na strani enosmernega toka nikoli ne uporabljajte odklopnika z nazivno vrednostjo AC. Enosmerni obloki se pri prehodu skozi ničlo ne ugasnejo sami od sebe in napačna naprava bo katastrofalno odpovedala.
Zbiralke in priključne letve – kjer se tokovi združujejo
Skozi vsako združitveno omarico potekajo trije ločeni vodniki, njihova zamenjava pa je ena najpogostejših napak pri namestitvi:
- Pozitivna zbiralka: Vsi pozitivni izhodi, zavarovani z varovalko, se tukaj zbližajo. Iz zbiralke teče en sam pozitivni vodnik do vhoda DC+ razsmernika, pogosto prek glavnega stikala za odklop enosmernega toka.
- Negativna zbiralka (ali priključna letev): Vsi negativni vodniki niza pristanejo tukaj neposredno, brez varovalk v tipični konfiguraciji. Od tu en sam negativni vodnik napaja enosmerni vhod razsmernika.
- PE (zaščitna ozemljitvena) zbiralka: To je namenjeno izključno ozemljitvi. Tukaj se končajo okvirji modulov, ozemljitveni vodniki SPD in ozemljitvene povezave ohišja. PE-vodilo ne teče skozi obratovalni tok. Priključitev negativnega vodnika na PE-vodilo v breztransformatorskem inverterskem sistemu bo sprožila alarme izolacijske upornosti ali, še huje, ustvarila varnostno tveganje.
Navor je tukaj pomemben: priključki zbiralk običajno zahtevajo 3.0 N · mPremalo zategnjene povezave sčasoma razvijejo vroče točke.
SPD, ohišje in kabelske uvodnice – zaščitna plast
Naš prenapetostna zaščita (SPD) Vzporedno se povezuje preko enosmernega vodila in ozemljitve. Na diagramu je prikazana kot stranska veja: en vodnik od pozitivnega vodila do SPD-ja, eden od negativnega vodila in ozemljitveni vodnik do PE vodila. SPD-ji so ocenjeni v skladu s standardom IEC 61643-11 (tip 2 za kombiniralne omarice).
Naš Prostor mora biti ocenjeno Najmanj IP65 za zunanjo namestitev. Gre za samo omarico in vsak kabelski vhod mora potekati skozi zatesnjeno uvodnico, da se ohrani ta nazivna napetost. Kabelske uvodnice so na diagramu prikazane kot krogi, kjer vodniki vstopajo v mejo ohišja.
Kako brati diagram ožičenja kombinirane omarice
Električne sheme so na voljo v dveh oblikah. Slikovni diagrami Uporabite realistične upodobitve komponent. Vidite nekaj, kar je videti kot nosilec varovalke, odklopnik s preklopnikom, kovinska zbiralka. Namenjene so monterju, ki želi risbo uskladiti s fizično omarico pred seboj. Shematski diagrami uporabljajo standardizirane električne simbole (IEC ali NEC) in žrtvujejo vizualno poznavanje za natančnost. Predvidevajo, da veste, da je pravokotnik z diagonalno črto varovalka, odprt krog pa priključek.
Tehnika branja obeh vrst je enaka: sledite toku. Začnite pri PV vhodnih priključkov niza. Sledite pozitivnemu vodu skozi varovalko ali odklopnik. Sledite ji do pozitivnega zbiralnika. Od tam sledite združenemu izhodu skozi glavni odklopnik enosmernega toka do razsmernika. Nato se vrnite in sledite negativni poti, naravnost od vhodov niza do negativnega zbiralnika in ven. Nazadnje poiščite vejo SPD in ozemljitvene povezave. Vsak Shema ožičenja kombiniralne škatle enosmernega toka ki se splača uporabiti, bo omogočil takojšnjo prepoznavnost vseh šestih elementov – vhodov, varovalk/odklopnikov, zbiralk, SPD, ozemljitvenih točk in glavnega izhoda.
Standardne konfiguracije ožičenja DC kombiniralne omarice
Osnovna logika ožičenja je enaka v vseh konfiguracijah: PV+ → zaščitna naprava → pozitivna zbiralka → odklop izhoda → razsmernik PV+; PV- → negativna zbiralka → razsmernik PV-; SPD vzporedno med zbiralkami in ozemljitvijo. Spremeni se vrsta zaščitne naprave in ali so nizi združeni za ločene MPPT kanale.
Konfiguracija ožičenja na osnovi varovalk
To je konfiguracija delovne sile za večino 3- do 6-strunskih stanovanjskih in majhnih komercialnih sistemov.
Zaporedje ožičenja: pozitivni vodnik vsake strune pristane na strani linije namenskega gPV Držalo varovalke. Stran bremena vsakega držala varovalke se priključi na pozitivno zbiralko. Vsi negativni vodniki niza se neposredno priklopijo na negativno zbiralko. Iz pozitivne zbiralke gre en vodnik skozi glavno stikalo za odklop enosmernega toka in izstopi na DC+ priključek razsmernika. Negativna zbiralka neposredno napaja DC- priključek razsmernika. SPD premosti pozitivno zbiralko s PE in negativno zbiralko s PE – dve vzporedni zaščitni poti.
Za konkreten primer: štiri verige po 10 A Isc → vsaka zaščitena z 15 A gPV varovalka (10 × 1.56 = 15.6, zaokroženo na naslednji standard) → skupaj 40 A na pozitivni zbiralki → izhod skozi 63 A enosmerni izolator → razsmernik. Vsi negativni priključki pristanejo na skupni negativni zbiralki brez varovalk. To je konfiguracija, ki jo boste videli v večini Shema ožičenja solarne kombinirane omarice v PDF formatu prenosi.
Konfiguracija ožičenja na osnovi odklopnika
Zamenjava varovalk z odklopniki z nazivno enosmernim tokom spremeni postopek vzdrževanja, ne da bi spremenila logiko ožičenja. Pozitivni pol vsakega niza se priključi na linijski priključek odklopnika; obremenitveni priključek odklopnika se priključi na pozitivno zbiralko.
Praktična prednost je izolacija na niz: preklopite en odklopnik, da varno deluje na tem nizu, medtem ko drugi še naprej proizvajajo. Ali še vedno potrebujete glavni odklopnik enosmernega toka na izhodu, je odvisno od nazivne vrednosti odklopnika in lokalnih predpisov. NEC 690.13 zahteva lahko dostopen odklopnik, združena matrika odklopnikov enosmernega toka pa lahko izpolnjuje to zahtevo ali pa ne, odvisno od inšpektorja.
Odklopniki stanejo več na mesto kot varovalke. Izračun: če ima vaša lokacija pogoste prekonfiguracije nizov ali vzdrževalna okna, se udobje odklopnikov, ki jih je mogoče ponastaviti in zagnati, hitro izplača. Za strešni sistem »nastavi in pozabi« so varovalke ustrezne in bolj ekonomične.
Ožičenje kombiniralne škatle Multi-MPPT
Ko PV Niz sončnih elektrarn pokriva več orientacij streh – na primer vzhodno in zahodno – vsaka orientacija doseže svojo največjo moč ob različnem času dneva. Združitev teh streh v en sam MPPT vhod sili razsmernik, da sledi kompromisni srednji ravni, ki se ne ujema z nobeno od orientacij, kar pusti 5–15 % potencialnega donosa na mizi.
Večnamenski kombiniralnik MPPT to rešuje z električnim ločevanjem skupin nizov znotraj ohišja. Niza 1 in 2 (obrnjena proti vzhodu) napajata MPPT kanal 1; niza 3 in 4 (obrnjena proti zahodu) napajata MPPT kanal 2. Vsaka skupina ima svojo pozitivno zbiralko, svojo negativno zbiralko in lastne izhodne priključke. Skupini sta popolnoma izolirani: brez mostička, brez skupnega vodila, brez nenamerne povezave. Vsaka skupina lahko zahteva tudi svoj SPD ali večpolni SPD, ki je zasnovan za zaščito obeh kanalov.
- Vsi nizi si delijo en MPPT kanal
- Najboljše za enakomerno orientacijo in nagib
- Enostavnejše ožičenje, manj komponent
- Skupine nizov napajajo ločene MPPT vhode
- Obvladuje različne orientacije in senčenje
- Pridobi 5–15 % donosa v primerjavi z enim samim MPPT
Osnove ožičenja SPD in ozemljitve
Napake pri SPD-ju in ozemljitvi so najbolj razpravljane teme na forumih za monterje in najslabše pojasnjene v dokumentaciji proizvajalca. Spodnja tabela obravnava pet vprašanj, ki se vedno znova pojavljajo.
| Pogosto vprašanje | Pravilni odgovor | Napačen pristop in posledice |
|---|---|---|
| SPD pred ali po odklopu enosmernega toka? | Pred prekinitvijo povezave (PV stran) – tako prenapetostna zaščita ostane aktivna tudi, ko je odklopnik zaradi vzdrževanja odprt | SPD ožičen po odklopu: izolacija odstrani prenapetostno zaščito točno takrat, ko je sistem najbolj ranljiv |
| Ali SPD potrebuje zaščito pred preobremenitvijo pred napajalnikom? | Da – varovalka ali odklopnik na strani niza ščiti tudi SPD pred trajnim kratkim tokom, če SPD odpove v kratkem stiku. | SPD priključen brez prednapetostnega OCP: SPD zaradi kratkega stika porablja neprekinjen kratkostični tok, ki ga nič ne prekinja. |
| Ali lahko negativna zbiralka služi tudi kot ozemljitvena? | Ne – PE-vodilo ne prenaša obratovalnega toka; negativna vodilo je prevodnik, ki prenaša tok | Negativni pol PE: breztransformatorski razsmerniki to zaznajo kot napako v izolaciji in se izklopijo; v ozemljenih sistemih to povzroči nevarnost električnega udara. |
| Največja dolžina SPD vodnika? | ≤ 0.5 metra, ravno in odvito – vsak dodatni centimeter doda induktivno prepustno napetost med prenapetostjo | Dolgi, spiralni vodniki SPD: SPD lahko kaže na zdravo stanje, medtem ko razsmernik prevzame celotno breme prehodnega pojava |
| Ločena ozemljitev za SPD in ohišje? | Enotočkovna ozemljitev – vsi ozemljitveni vodniki (SPD, ohišje, okvirji modulov) se zbližajo na eni sami PE zbiralki | Več ozemljitvenih točk: potencialna razlika med ozemljitvenimi referencami nepredvidljivo premakne prag vpenjanja SPD |
Načelo, ki si ga je treba zapomniti: SPD je vzporedna naprava, zato naj bo njena ozemljitvena pot kratka in direktna, vsi ozemljitveni vodniki v škatli pa se srečajo na eni točki. Ustrezna standarda sta IEC 61643-11 za izbiro SPD in NEC 690.47 za PV zahteve za ozemljitev sistema.
Postopek ožičenja kombiniralne omarice po korakih
Ko razumete diagram, fizično ožičenje sledi discipliniranemu zaporedju. To obravnavajte kot kontrolni seznam. Tudi izkušeni monterji ga izvajajo korak za korakom.
1. Izklopite napajanje in preverite ničelno energijo. Pokrij vse PV moduli z neprozornim materialom. Plošče podnevi proizvajajo smrtonosno enosmerno napetost tudi pod oblačnim nebom. Odklopite vse odklopnike, odstranite vse varovalke. Preden se dotaknete katerega koli vodnika, z multimetrom preverite ničelno napetost na vseh vhodnih priključkih.
2. Namestite omarico in napeljite kable. Ohišje namestite navpično na višino 1.5–2.0 m z ≥ 0.3 m stranskega razmika. Nikoli ga ne nameščajte vodoravno – orientacija vpliva na odvajanje toplote in odtekanje vode. Prinesite vse PV Kable in izhodni kabel pretvornika napeljite skozi zatesnjene kabelske uvodnice. Vsako uvodnico privijte ročno, nato pa vsak kabel rahlo povlecite. Če se premakne, tesnjenje ni vzpostavljeno.
Preden priključite kateri koli vodnik, si vzemite trenutek in si oglejte proizvajalčevo shemo ožičenja, ki je priložena škatli. Različne znamke uporabljajo različne postavitve priključkov in konvencije simbolov. Če pred začetkom fizično škatlo uskladite s pravilno shemo, prihranite več časa kot kateri koli drug posamezen korak v tem postopku.
3. Pritrdite pozitivne vodnike. Pozitivna žica vsakega niza gre na predvideno držalo varovalke ali na priključek odklopnika na strani omrežja. Na večžilnih vodnikih uporabite tesnilne tulke. Gole žice se lahko razširijo pod vijakom priključka in ustvarijo delni stik, ki se pod obremenitvijo segreje. Privijte do 2.5 N · m za držala varovalk, 2.8 N · m za priključke DC odklopnika.
4. Pritrdite negativne vodnike. Vsi negativni priključki niza so priključeni na negativno zbiralko ali priključno letev. Negativnih vodnikov ne varujte v standardni konfiguraciji. Preverite, ali vsak negativni vodnik ustreza ustreznemu pozitivnemu polu istega niza. Prekrižan par bo ob priključitvi napajanja povzročil kratek stik.
5. Ožičite SPD. Modul SPD priključite z najkrajšimi možnimi vodniki: pozitivna zbiralka → priključek SPD L+, negativna zbiralka → priključek SPD L-, priključek SPD PE → zbiralka PE. SPD se mora priključiti na PV strani glavnega odklopnika enosmernega tokokroga. Sledite tokokrogu, da to potrdite.
6. Priključite izhod. Iz pozitivne zbiralke (po glavnem odklopniku, če je ločena) napeljite pozitivni izhodni kabel do vhoda DC+ razsmernika. Iz negativne zbiralke napeljite negativni izhodni kabel do vhoda DC- razsmernika. Izhodni kabel dimenzionirajte za skupni tok vseh nizov × 1.25, kot zahteva NEC 690.8(B).
7. Povežite ozemljitveni sistem. Vsak ozemljitveni vodnik opreme – okvirji modulov, ohišje ohišja, ozemljitveni vodnik SPD – se konča na PE zbiralki. Napeljite vodnik ozemljitvene elektrode od PE zbiralke do glavne ozemljitvene elektrode na lokaciji. Na spojni točki ohišja uporabite zvezdaste podložke, da pregriznete barvo ali premaz.
8. Pregledajte, označite in vklopite. Vsako priključeno žico primerjajte z diagramom ožičenja, priključek za priključkom. Nalepite nalepke na vsak vodnik, položaj varovalke in odklopnik. Zaprite ohišje in privijte vse vijake pokrova. Napajanje priklopite po vrsti: najprej vstavite varovalke ali zaprite odklopnike nizov, nato zaprite glavni odklopnik enosmernega toka in nato spremljajte zaslon razsmernika za normalno napetost in tok iz vsakega niza. Okno stanja SPD mora prikazovati zeleno barvo.
Pogoste napake pri ožičenju in kako se jim izogniti
Tudi izkušeni monterji delajo te napake, zlasti pod časovnim pritiskom na vroči strehi. Napake spadajo v dve kategoriji: fizična napačna napeljava (takojšnje posledice) in logična napačna konfiguracija (zapoznele napake, ki jih je težje diagnosticirati).
Napake pri obrnjeni polarnosti in ozemljitvi
Te napake se takoj pokažejo. Običajno s kodo napake. Včasih z dimom.
Pozitivna in negativna reverzija je najpogostejša napaka pri ožičenju. Simptom: pretvornik prikazuje PV napaka zaradi obratne polarnosti, in če zaščita ni ustrezna, se lahko vhodni kondenzatorji poškodujejo. Preprečevanje: pred priključitvijo vodnikov izmerite vsako žico z multimetrom. Rdeča sonda na pozitivno, črna na negativno. Preverite, ali je odčitek pozitivna enosmerna napetost, ki se ujema s pričakovano napetostjo Voc.
Negativni vodnik je pristal na PE vodilu je značilna napaka v breztransformatorskih inverterskih sistemih, ki zdaj predstavljajo več kot 70 % svetovnega trga. Ti inverterji nenehno spremljajo izolacijsko upornost med enosmernimi vodniki in ozemljitvijo. Negativni priključek na PE se odčita kot kratek stik z ozemljitvijo in inverter se noče zagnati. Popravek je preprost, vendar diagnoza pogosto traja več ur, ker monterji ne pomislijo na preverjanje ozemljitvene letve za neozemljene vodnike. Ne pozabite: če žica na PE vodilu ni rumeno-zelena, je na napačnem mestu.
Predolgi SPD-vodi ustvarijo skrito ranljivost. SPD je morda v redu na preizkusu, vendar med dejanskim prenapetostnim dogodkom induktivnost dolgega ali zvitega vodnika doda dovolj prepustne napetosti, da se razsmernik poškoduje, preden SPD sklene. Vodnike SPD-PE imejte pod 0.5 m, napeljite jih naravnost in nikoli ne navijte odvečne dolžine.
Nezatesnjene kabelske uvodnice povzročajo težave, ki se pojavijo šele po prvem močnem dežju: kondenzacija v ohišju, korozija na priključkih zbiralk in sčasoma sledenje po izoliranih površinah. Po zategovanju vsake uvodnice traja preizkus vlečenja dve sekundi in zajame tisto uvodnico, ki ste jo spregledali.
Napake pri naročanju in dimenzioniranju komponent
Te napake so manj opazne. Sistem se vklopi in se zdi, da deluje, vendar ne deluje dovolj dobro ali odpove v pogojih, ki bi jih morala zasnova obvladati.
SPD ožičen po odklopu enosmernega toka je konfiguracijska napaka, ki jo povzroča intuicija, da »gre zaščita na koncu«. V resnici je, ko je odklopnik odprt zaradi vzdrževanja, SPD za njim izoliran od tokokroga in ne zagotavlja nobene zaščite. Točno takrat bi morala biti prenapetostna zaščita sistema še vedno aktivna. SPD vedno priključite na PV strani odklopnika, kjer ostane priključen ne glede na položaj odklopa.
Premajhne varovalke povzročajo nadležno pregorevanje v jasnih, hladnih dneh, ko obsevanost preseže STC in potisne tok niza preko neprekinjene nazivne vrednosti varovalke. Množitelj 1.56 v NEC 690.8 obstaja prav zato, ker dejanski pogoji presegajo nazivne vrednosti. Niz 10 A Isc na 12 A varovalki bo občasno pregoreval vso zimo. Velikost na 15 A ali 16 A. Meja ni izbirna.
Nenamerno premostitev več MPPT skupin Namestitev v združevalni omarici izniči namen ločenih MPPT kanalov. To se zgodi, ko monter vidi dve pozitivni zbiralki in domneva, da bi ju morali premostiti skupaj »zaradi redundance«. Ne bi smeli. Preden zaprete omarico, preverite s testom prevodnosti med MPPT skupinama. Odčitek mora biti odprt tokokrog.
Izbira kombiniralne omarice, kjer shema ožičenja uporablja jasne simbole, pripravljene za namestitev – namesto generičnih električnih notacij, ki zahtevajo prevod na terenu – odstrani temeljni vzrok mnogih teh napak. Proizvajalci, ki predhodno označijo priključke in zagotovijo diagrame dvojnega standarda IEC/NEC, znatno pospešijo delo monterja in zmanjšajo njegovo verjetnost napak. Za tehnične specifikacije ali primerjavo konfiguracij kombiniralne omarice se lahko obrnete na BENY prek njihovih kontakt stran.
Reference
- Nacionalno združenje za protipožarno zaščito. »NFPA 70: Nacionalni električni zakonik, člen 690 – Sončni fotovoltaični sistemi.« 2023. https://www.nfpa.org/codes-and-standards/70
- Mednarodna elektrotehnična komisija. „IEC 60364-7-712: Nizkonapetostne električne inštalacije – Sončni fotonapetostni sistemi za napajanje.“ https://webstore.iec.ch/publication/18753
- Mednarodna elektrotehnična komisija. „IEC 60269-6: Nizkonapetostne varovalke – Dodatne zahteve za talilne vložke za zaščito sončnih fotovoltaičnih energetskih sistemov.“ https://webstore.iec.ch/publication/1214
- Mednarodna elektrotehnična komisija. „IEC 61643-11: Nizkonapetostne prenapetostne zaščitne naprave – Prenapetostne zaščitne naprave, priključene na nizkonapetostne napajalne sisteme.“ https://webstore.iec.ch/publication/5702
- Mednarodna elektrotehnična komisija. „IEC 62305-4: Zaščita pred strelo – Električni in elektronski sistemi v objektih.“ https://webstore.iec.ch/publication/6785
- BENY Nova energija. »Kako pravilno namestiti solarni kombiniralnik.« 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. Domača stran. https://www.beny.com/
