Що робить сонячний комбайнер у PV SYSTEM
Сонячний об'єднувач об'єднує кілька ланцюгів постійного струму з вашої PV масив в один вихід, який живить інвертор. Це контрольована точка об'єднання: струм кожного рядка входить, проходить через власний захисний пристрій і приєднується до загальної шини, яка подає один чистий постійний струм до інвертора.
Фізично, коробка розташовується між масивом та інвертором, зазвичай монтується на стіні біля панелей. Якщо ваша система має три або більше ланцюгів постійного струму, наполегливо рекомендується використовувати об'єднувальну коробку. Без неї вам потрібно буде прокладати окремі кабелі від кожної ланцюга аж до інвертора. Це збільшує вартість, захаращення кабель-каналів та точки відмови. Об'єднувальна коробка вирішує цю проблему, об'єднуючи все в одному доступному, захищеному корпусі.
Стандарти, що регулюють це обладнання — NEC Стаття 690 у Північній Америці та IEC 60364-7-712 на міжнародному рівні — визначити, як кожне з’єднання всередині має бути опрацьоване, захищене та заземлене. Належний pv схема підключення коробки об'єднувача відображає весь цей внутрішній потік сигналів, щоб ви могли правильно його підключити з першого разу.
Ключові компоненти всередині коробки комбайна
Перш ніж читати будь-яку схему підключення, вам потрібно зрозуміти, що означає кожен символ. Схема об'єднувальної коробки сонячних панелей містить ті самі п'ять структурних блоків. Як тільки ви їх знаєте, будь-яка схема виробника стає читабельною.
Запобіжники та автоматичні вимикачі постійного струму — захист від перевантаження по струму на ланцюжок
Кожен PV Щиток, що надходить у коробку, проходить через власний пристрій захисту від перевантаження по струму. Це перша станція в потоці сигналу.
Запобіжники постійного струму (гPV тип, IEC 60269-6) є найпоширенішим вибором. Вони одноразові: коли внаслідок несправності струм перевищує номінальний поріг, внутрішня нитка розжарення плавиться та розмикає коло. На схемі підключення запобіжники розташовані на кожній позитивній вхідній лінії, перед збірною шиною. Їхньою ключовою перевагою є простота та низька вартість, але вони вимагають зберігання запасних частин на місці.
Автоматичні вимикачі постійного струму пропонують захист із можливістю скидання та можуть також використовуватися як ізолятори для кожного ланцюга. На схемі вони замінюють як запобіжник, так і окремий роз'єднувач для цього ланцюга. Компромісом є вища початкова вартість та обов'язкове маркування полярності. Вимикачі постійного струму повинні бути підключені з правильною позитивною та негативною орієнтацією, інакше дугогасник не згасить замикання.
Правило визначення розміру універсальне: номінал запобіжника або автоматичного вимикача повинен бути щонайменше 1.56 × Isc в PV ланцюжок (згідно з NEC 690.8), округлений до наступного стандартного значення. Для ланцюжка з Isc = 10 A це означає пристрій на 15 A або 16 A. Ніколи не замінюйте автоматичний вимикач змінного струму на стороні постійного струму. Дуги постійного струму не самогаснуть при перетині нуля, і неправильний пристрій призведе до катастрофічного виходу з ладу.
Шини та клемні колодки — де струми об'єднуються
Через кожну коробку об'єднувача проходять три окремі провідники, і їх плутанина є однією з найпоширеніших помилок монтажу:
- Позитивна шина: Усі захищені запобіжниками позитивні виходи сходяться тут. Від шини один позитивний провідник йде до входу DC+ інвертора, часто через головний вимикач постійного струму.
- Негативна шина (або клемна колодка): Усі негативні провідники ланцюжка підключаються сюди безпосередньо, без запобіжників у типовій конфігурації. Звідси один негативний провідник живить вхід постійного струму інвертора.
- Збірна шина PE (захисного заземлення): Це призначено виключно для заземлення. Тут закінчуються корпуси модулів, заземлювальні дроти SPD та з'єднання корпусу. Шина PE не пропускає робочий струм. Підключення негативного провідника до шини PE в безтрансформаторній інверторній системі призведе до спрацьовування сигналізації опору ізоляції або, що ще гірше, створення загрози безпеці.
Тут важливий крутний момент: клеми шин зазвичай вимагають 3.0 Н · мЗ часом у з'єднаннях із недостатнім крутним моментом утворюються точки перегріву.
SPD, корпус та кабельні вводи — захисний шар
Команда пристрій захисту від перенапруг (SPD) підключається паралельно через шину постійного струму та землю. На схемі це зображено як бічна гілка: один вивід від позитивної шини до SPD, один від негативної шини та вивід заземлення до шини PE. SPD розраховані відповідно до IEC 61643-11 (тип 2 для об'єднувальних коробок).
Команда огорожу має бути оцінений Мінімум IP65 для зовнішнього монтажу. Це сама коробка, і кожен кабельний вхід повинен проходити через герметичний сальник, щоб підтримувати цей номінальний струм. Кабельні сальники на схемі позначені колами в місцях входження провідників у межі корпусу.
Як читати схему підключення коробки об'єднувача
Схеми підключення бувають двох форматів. Ілюстративні діаграми Використовуйте реалістичні зображення компонентів. Ви бачите щось схоже на тримач запобіжника, автоматичний вимикач з тумблером, металеву шину. Вони створені для монтажника, який хоче зіставити креслення з фізичною коробкою перед собою. Принципові схеми використовують стандартизовані електричні символи (IEC або NEC), жертвуючи візуальною знайомістю заради точності. Вони припускають, що ви знаєте, що прямокутник з діагональною лінією – це запобіжник, а відкрите коло – це клема.
Техніка читання обох типів однакова: слідувати за течією. Почніть з PV Вхідні клеми ланцюга. Прокладіть позитивну лінію через запобіжник або автоматичний вимикач. Прокладіть її до позитивної шини. Звідти прокладіть об'єднаний вихід через головний вимикач постійного струму до інвертора. Потім поверніться назад і прокладіть негативний шлях прямо від входів ланцюга до негативної шини та назовні. Нарешті, знайдіть відгалуження SPD та заземлення. Кожне Схема підключення блоку об'єднувача постійного струму який варто використовувати, дозволить одразу ідентифікувати всі шість цих елементів — входи, запобіжники/автомати, шини, SPD, точки заземлення та основний вихід.
Стандартні конфігурації підключення блоку об'єднувача постійного струму
Базова логіка підключення однакова для всіх конфігурацій: PV+ → захисний пристрій → позитивна шина → відключення виходу → інвертор PV+; PV- → негативна шина → інвертор PV-; SPD паралельно між шинами та землею. Змінюється тип захисного пристрою та те, чи групуються ланцюги для окремих каналів MPPT.
Конфігурація підключення на основі запобіжників
Це робоча конфігурація для більшості 3-6-струнних житлових та невеликих комерційних систем.
Послідовність підключення: позитивний провідник кожної струни підключається до лінії виділеного gPV Тримач запобіжника. Сторона навантаження кожного тримача запобіжника підключається до позитивної шини. Усі негативні провідники ланцюжка підключаються безпосередньо до негативної шини. З позитивної шини один провідник проходить через головний вимикач постійного струму та виходить до клеми DC+ інвертора. Негативна шина безпосередньо живить клему DC- інвертора. Пристрій захисту від затримки (SPD) з'єднує позитивну шину з PE, а негативну шину з PE — два паралельні шляхи захисту.
Для конкретного прикладу: чотири ланцюжки по 10 А Isc кожен → кожен захищений 15 А гPV запобіжник (10 × 1.56 = 15.6, округлити до наступного стандартного значення) → сумарний струм 40 А на позитивній шині → вихід через ізолятор постійного струму на 63 А → інвертор. Усі негативні виводи підключаються до спільної негативної шини без запобіжників. Таку конфігурацію ви побачите в більшості... Схема підключення сонячного комбінатора у форматі PDF завантаження.
Конфігурація підключення на основі автоматичного вимикача
Заміна запобіжників на автоматичні вимикачі постійного струму змінює історію технічного обслуговування без зміни логіки підключення. Позитивний полюс кожного ланцюга підключається до лінійного виводу вимикача; вивід навантаження вимикача підключається до позитивної шини.
Практична перевага полягає в ізоляції для кожної ланцюжка: перемкніть один автоматичний вимикач, щоб безпечно працювати на цьому ланцюжку, поки інші продовжують виробляти струм. Чи потрібен вам все ще головний вимикач постійного струму на виході, залежить від номіналу автоматичного вимикача та місцевих норм. NEC 690.13 вимагає легкодоступного вимикача, а згрупований масив автоматичних вимикачів постійного струму може відповідати цій вимозі або не відповідати їй залежно від інспектора.
Вартість автоматичних вимикачів за позицію вища, ніж запобіжників. Розрахунок: якщо на вашому об'єкті є часті зміни конфігурації ланцюгів або періоди технічного обслуговування, зручність автоматичного перезавантаження та запуску автоматичних вимикачів швидко окупається. Для дахової системи за принципом «налаштував і забув» запобіжники є достатніми та економічнішими.
Підключення коробки об'єднувача Multi-MPPT
Коли PV Ресивер охоплює кілька орієнтацій даху — наприклад, східну та західну — кожна орієнтація досягає своєї точки максимальної потужності в різний час доби. Об'єднання їх в один MPPT-вхід змушує інвертор відстежувати компромісну золоту середину, яка не відповідає жодній з орієнтацій, залишаючи 5–15% потенційного виходу на столі.
Багатоканальний об'єднувач MPPT вирішує цю проблему шляхом електричного розділення груп струн всередині корпусу. Струни 1 та 2 (орієнтовані на схід) живлять канал MPPT 1; струнни 3 та 4 (орієнтовані на захід) живлять канал MPPT 2. Кожна група отримує власну позитивну шину, власну негативну шину та власні вихідні клеми. Дві групи повністю ізольовані: без перемички, без спільної шини, без випадкового підключення. Кожній групі також може знадобитися власний SPD або багатополюсний SPD, розрахований на захист обох каналів.
- Усі ланцюжки мають один MPPT-канал
- Найкраще підходить для рівномірної орієнтації та нахилу
- Простіша проводка, менше компонентів
- Групи рядків подають сигнал на окремі MPPT входи
- Обробляє різні орієнтації та затінення
- Відновлює 5–15% врожайності порівняно з одним MPPT
Основи підключення SPD та заземлення
Помилки SPD та заземлення є найбільш обговорюваними темами на форумах інсталяторів і найгірше поясненими в документації виробника. У таблиці нижче розглянуто п'ять питань, які виникають постійно.
| Загальне запитання | Правильна відповідь | Неправильний підхід та наслідки |
|---|---|---|
| SPD до чи після відключення постійного струму? | Перед відключенням (PV сторона) — таким чином захист від перенапруги залишається активним навіть тоді, коли розмикач розімкнений для технічного обслуговування | SPD підключено після відключення: ізоляція знімає захист від перенапруги саме тоді, коли система найбільш вразлива |
| Чи потрібен SPD захист від перевантаження по струму вище за течією? | Так — запобіжник або автоматичний вимикач на стороні ланцюжка також захищає SPD від постійного струму короткого замикання, якщо SPD виходить з ладу. | SPD підключений без попереднього захисту від виходу з ладу: SPD внаслідок короткого замикання споживає безперервний струм короткого замикання, і ніщо не може його перервати. |
| Чи може негативна шина також служити заземлювальною шиною? | Ні — шина PE не пропускає робочий струм; негативна шина є струмопровідним провідником. | Негативний полюс заземлення виходить на заземлення: безтрансформаторні інвертори виявляють це як пошкодження ізоляції та вимикаються; у заземлених системах це створює небезпеку ураження електричним струмом. |
| Максимальна довжина проводу SPD? | ≤ 0.5 метра, прямий та розгорнутий — кожен додатковий сантиметр додає індуктивну пропускну напругу під час перенапруги | Довгі, спіральні дроти SPD: SPD може свідчити про справність, тоді як інвертор повністю бере на себе навантаження від перехідного процесу. |
| Окреме заземлення для SPD та корпусу? | Одноточкове заземлення — усі заземлювальні провідники (SPD, корпус, каркаси модулів) сходяться на одній шині PE | Кілька точок заземлення: різниця потенціалів між опорними точками заземлення непередбачувано зміщує поріг затискання SPD |
Принцип, який слід пам'ятати: SPD – це паралельний пристрій, його шлях заземлення має бути коротким і прямим, а всі заземлення в коробці зустрічаються в одній точці. Відповідними стандартами є IEC 61643-11 для вибору SPD та NEC 690.47 для PV вимоги до заземлення системи.
Покрокова процедура підключення коробки об'єднувача
Як тільки ви зрозумієте схему, фізичне підключення буде проходити за певною послідовністю. Ставтеся до цього як до контрольного списку. Навіть досвідчені монтажники працюють з ним крок за кроком.
1. Вимкніть живлення та перевірте нульове енергоспоживання. Охопити все PV модулі з непрозорого матеріалу. Панелі вдень створюють смертельну постійну напругу навіть у похмурі дні. Вимкніть кожен автоматичний вимикач, вийміть кожен запобіжник. Переконайтеся, що на всіх вхідних клемах немає напруги за допомогою мультиметра, перш ніж торкатися будь-якого провідника.
2. Встановіть коробку та прокладіть кабелі. Встановлюйте корпус вертикально на висоті 1.5–2.0 м з бічним зазором ≥ 0.3 м. Ніколи не встановлюйте його горизонтально — орієнтація впливає на тепловіддачу та стік води. Зберіть усі PV Протягніть кабелі та вихідний кабель інвертора через герметичні кабельні сальники. Затягніть кожен сальник вручну, потім злегка потягніть кожен кабель. Якщо він рухається, герметичність не забезпечена.
Перш ніж підключати будь-який провідник, перегляньте схему підключення виробника, що додається до коробки. Різні бренди використовують різні схеми розташування клем та умовні позначення. Зіставлення фізичної коробки з правильною схемою перед початком роботи заощаджує більше часу, ніж будь-який інший окремий крок у цьому процесі.
3. Підключіть позитивні провідники. Плюсовий провід кожного дроту підключається до відповідного тримача запобіжника або до клеми автоматичного вимикача з боку лінії. Використовуйте наконечники для шнурків на багатожильних провідниках. Оголені дроти можуть розповзатися під гвинтом клеми та створювати частковий контакт, який нагрівається під навантаженням. Затягніть до 2.5 Н · м для тримачів запобіжників, 2.8 Н · м для клем автоматичного вимикача постійного струму.
4. Підключіть негативні провідники. Усі негативні полюси ланцюга підключаються до негативної шини або клемної колодки. Не з'єднуйте негативні провідники запобіжниками у стандартній конфігурації. Переконайтеся, що кожен негативний провідник відповідає відповідному позитивному полюсу того ж ланцюга. Перехрещена пара створить коротке замикання під час подачі живлення.
5. Підключіть SPD. Підключіть модуль SPD якомога коротшими проводами: позитивна шина → клема SPD L+, негативна шина → клема SPD L-, клема SPD PE → шина PE. SPD повинен підключатися до PV сторона головного вимикача постійного струму. Простежте коло, щоб підтвердити це.
6. Підключіть вихід. Від позитивної шини (після головного вимикача, якщо він окремий) прокладіть позитивний вихідний кабель до входу DC+ інвертора. Від негативної шини прокладіть негативний вихідний кабель до входу DC- інвертора. Розмір вихідного кабелю має відповідати сумарному струму всіх ланцюгів × 1.25, як того вимагає NEC 690.8(B).
7. Підключіть систему заземлення. Кожен заземлювальний провідник обладнання — рами модулів, корпус корпусу, заземлювальний провід SPD — закінчується на шині PE. Прокладіть провідник заземлювального електрода від шини PE до головного заземлювального електрода об'єкта. Використовуйте зіркоподібні шайби на точці з'єднання корпусу, щоб прокусити фарбу або покриття.
8. Перевірте, позначте та увімкніть живлення. Порівняйте кожен заземлений провід зі схемою підключення, клему за клемою. Наклейте етикетки на кожен провідник, положення запобіжника та автоматичний вимикач. Закрийте корпус і затягніть усі гвинти кришки. Підключайте живлення по черзі: спочатку вставте запобіжники або вимкніть автоматичні вимикачі ланцюжків, потім вимкніть головний вимикач постійного струму, а потім перевірте дисплей інвертора на наявність нормальної напруги та струму кожного ланцюжка. Вікно стану SPD має бути зеленим.
Поширені помилки електропроводки та як їх уникнути
Навіть досвідчені монтажники допускають ці помилки, особливо під тиском часу на гарячому даху. Помилки поділяються на дві категорії: фізичне неправильне підключення (негайні наслідки) та логічне неправильне налаштування (відкладені несправності, які важче діагностувати).
Помилки зміни полярності та заземлення
Ці помилки дають про себе знати негайно. Зазвичай кодом несправності. Іноді димом.
Позитивне та негативне розворотне є найпоширенішою помилкою підключення. Симптом: інвертор відображає PV помилка зворотної полярності, а якщо захист недостатній, вхідні конденсатори можуть бути пошкоджені. Запобігання: виміряйте кожну ланцюжок мультиметром перед підключенням провідників. Червоний щуп до плюса, чорний до мінуса. Переконайтеся, що показання є позитивним значенням постійної напруги, що відповідає очікуваному Voc.
Негативний провідник опинився на шині PE є характерною помилкою в безтрансформаторних інверторних системах, які зараз складають понад 70% світового ринку. Ці інвертори постійно контролюють опір ізоляції між провідниками постійного струму та землею. Негативний вивід PE-полюса розпізнається як коротке замикання на землю, і інвертор відмовляється запускатися. Виправлення просте, але діагностика часто займає години, оскільки монтажники не думають перевірити заземлювальну шину на наявність незаземлених провідників. Пам'ятайте: якщо провід на шині PE не жовто-зелений, він знаходиться в неправильному місці.
Занадто довгі дроти SPD створити приховану вразливість. Пристрій захисту від несправностей (SPD) може працювати без проблем, але під час реального перенапруги індуктивність довгого або спірального дроту додає достатньо прохідної напруги, щоб інвертор зазнав пошкодження до того, як SPD заблокується. Тримайте дроти SPD-PE під напругою... 0.5 м, викладайте їх прямо та ніколи не намотуйте зайвої довжини.
Негерметичні кабельні вводи можуть спричинити проблеми, які з'являються лише після першого сильного дощу: конденсація всередині корпусу, корозія на клемах шин і, зрештою, розтікання по ізольованих поверхнях. Після затягування кожного сальника випробування на розтягування триває дві секунди і виявляє той сальник, який ви пропустили.
Помилки в упорядкуванні та визначенні розмірів компонентів
Ці помилки менш помітні. Система вмикається і, здається, працює, але вона працює неналежним чином або дає збій в умовах, які мала б враховувати конструкція.
SPD підключено після відключення постійного струму це помилка конфігурації, зумовлена інтуїтивним розумінням, що «захист вмикається в кінці». Насправді, коли розмикач розімкнений для технічного обслуговування, SPD, розташований нижче за ним, ізольований від кола та не забезпечує жодного захисту. Саме тоді захист системи від перенапруги все ще має бути активним. Завжди підключайте SPD до PV стороні роз'єднувача, де він залишається підключеним незалежно від положення роз'єднання.
Запобіжники малого розміру спричиняють неприємні перегорання в ясні, холодні дні, коли рівень освітленості перевищує нормальний струм (STC) і перевищує номінальний струм ланцюжка, що забезпечує безперервне спрацьовування запобіжника. Множник 1.56 у стандарті NEC 690.8 існує саме тому, що реальні умови перевищують номінальні значення, зазначені на табличці. ланцюжок Isc 10 А на запобіжнику 12 А буде періодично перегорати всю зиму. Розмір до 15 А або 16 А. Запас не є необов'язковим.
Випадкове з'єднання кількох MPPT-груп Розміщення всередині об'єднувальної коробки зводить нанівець призначення окремих каналів MPPT. Це трапляється, коли установник бачить дві позитивні шини та припускає, що їх слід з'єднати перемичкою «для резервування». Це не так. Перевірте цілісність ланцюжка за допомогою тесту на цілісність між групами MPPT, перш ніж закривати коробку. Показники повинні показувати розімкнутий ланцюг.
Вибір об'єднувальної коробки, де схема підключення використовує чіткі, готові до встановлення символи, а не загальні електричні позначення, які потребують перекладу в польових умовах, усуває першопричину багатьох із цих помилок. Виробники, які попередньо маркують клеми та надають схеми подвійного стандарту IEC/NEC, значно пришвидшують роботу установника та зменшують ризик помилок. Щоб отримати технічні характеристики або порівняти конфігурації об'єднувальної коробки, ви можете звернутися BENY через їх контактна сторінка.
Посилання
- Національна асоціація пожежної безпеки. «NFPA 70: Національний електротехнічний кодекс, стаття 690 — Сонячні фотоелектричні системи». 2023. https://www.nfpa.org/codes-and-standards/70
- Міжнародна електротехнічна комісія. «IEC 60364-7-712: Низьковольтні електроустановки — Системи сонячного фотоелектричного живлення». https://webstore.iec.ch/publication/18753
- Міжнародна електротехнічна комісія. «IEC 60269-6: Низьковольтні запобіжники — Додаткові вимоги до плавких вставок для захисту сонячних фотоелектричних енергетичних систем». https://webstore.iec.ch/publication/1214
- Міжнародна електротехнічна комісія. «IEC 61643-11: Пристрої захисту від перенапруги низької напруги — Пристрої захисту від перенапруги, підключені до низьковольтних енергосистем». https://webstore.iec.ch/publication/5702
- Міжнародна електротехнічна комісія. «IEC 62305-4: Захист від блискавки — Електричні та електронні системи всередині споруд». https://webstore.iec.ch/publication/6785
- BENY Нова енергія. «Як правильно встановити сонячний комбайнер». 2022. https://www.beny.com/how-to-install-a-solar-combiner-box-properly/
- BENY Нова Енергія. «Зв’яжіться з нами». https://www.beny.com/contact-us/
- BENY Нова енергія. Головна сторінка. https://www.beny.com/
