الفرق الجوهري: صندوق التوزيع مقابل صندوق التجميع
A صندوق التوزيع يقوم بتوزيع الطاقة من مصدر إمداد واحد إلى دوائر حمل خارجية متعددة. أ صندوق التجميع يجمع دوائر مصدر متعددة، وأكثرها شيوعاً هي سلاسل الخلايا الكهروضوئية (PV)، في مخرج واحد أو أكثر قبل العاكس أو معدات التيار المستمر (DC) اللاحقة.
لا يمكن استبدال أحدهما بالآخر. يتم اختيار صندوق التوزيع بناءً على توزيع الأحمال، وحماية الدوائر الفرعية، ومساحة التمديدات، ومتطلبات نظام التيار المتردد أو التيار المستمر. بينما يتم اختيار صندوق التجميع الكهروضوئي بناءً على جهد السلسلة، وتيار السلسلة، والحماية من التيار العكسي، وعزل التيار المستمر، والحماية من زيادة التيار، وأداء الصندوق الخارجي، وتصميم مدخل العاكس.
إذا كنت تختار صندوق طاقة لمبنى أو منشأة صناعية، فابدأ بـ صندوق التوزيع ودليل الاختيار. إذا كنت تعمل على نظام طاقة شمسية كهروضوئية، فراجع دليل صندوق تجميع الطاقة الشمسية الكهروضوئية أو الـ صندوق تجميع VIOX صفحة المنتج.
جدول مقارنة بين لوحة التوزيع وصندوق التجميع
| البند | صندوق التوزيع | صندوق التجميع |
|---|---|---|
| الغرض الرئيسي | توزيع الطاقة على دوائر أحمال خارجية متعددة | تجميع سلاسل الطاقة الشمسية الكهروضوئية المتعددة أو دوائر المصدر في مخرجات أقل |
| نظام شائع | توزيع التيار المتردد في المباني، اللوحات الصناعية، وبعض توزيعات التيار المستمر | جانب التيار المستمر في الأنظمة الشمسية الكهروضوئية، وأحياناً تجميع التيار المتردد في أنظمة العاكس |
| الموقع النموذجي | داخل المبنى، غرفة المعدات، منطقة الآلات، منطقة الأحمال الخارجية | بالقرب من مصفوفة الألواح الشمسية، السطح، المصفوفة المثبتة على الأرض، جانب دخل التيار المستمر للمحول |
| اتجاه الدائرة | من المصدر إلى الأحمال | من مصادر متعددة باتجاه المحول أو المعدات اللاحقة |
| الأجهزة النموذجية | قاطع دائرة مصغر (MCB)، قاطع دائرة مصبوب (MCCB)، قاطع دائرة تيار متبقي (RCCB)، قاطع دائرة تيار متبقي مع حماية من التيار الزائد (RCBO)، مفتاح عزل، جهاز حماية من اندفاع التيار (SPD)، قضيب توزيع (Busbar)، قضيب محايد، قضيب تأريض | مصهرات السلسلة، قواطع التيار المستمر المصغرة، مفتاح عزل التيار المستمر، جهاز حماية التيار المستمر من اندفاع التيار (DC SPD)، المراقبة، غدد الكابلات |
| مخاوف الجهد الكهربائي | جهد نظام التيار المتردد، تصنيف دائرة الفرع، مستوى تيار القصر | جهد الدائرة المفتوحة للألواح الشمسية، جهد الدائرة المفتوحة في الظروف الباردة، خطر القوس الكهربائي للتيار المستمر، جهد دخل العاكس |
| التركيز على الحماية | الحمل الزائد، قصر الدائرة، تسرب التيار الأرضي، الحماية من زيادة الجهد، العزل | التيار الزائد في السلسلة، التيار العكسي، الحماية من زيادة جهد التيار المستمر، العزل |
| التركيز على الصندوق (اللوحة) | عدد الدوائر، مساحة التمديدات، تصنيف الحماية (IP)، ترتيب سكة DIN | تصنيف الحماية الخارجية (IP)، مقاومة الأشعة فوق البنفسجية، المسافات البينية للتيار المستمر، الحرارة، إحكام مداخل الكابلات |
| سياق المعايير الشائعة | تجميعات IEC 61439، تركيبات IEC 60364، أكواد التمديدات الكهربائية المحلية | سياق تركيبات الأنظمة الكهروضوئية IEC 60364-7-712، ممارسات التصميم الكهروضوئي IEC 62548، معيار IEC 61643 لاختيار أجهزة الحماية من زيادة التيار (SPD) |
| هل يمكن استبدال أحدهما بالآخر؟ | عادة لا | عادة لا |
باختصار: صندوق التوزيع يقوم بإدارة دوائر الأحمال. بينما يقوم صندوق التجميع الكهروضوئي بإدارة سلاسل النصوص المصدرية.
ما هو صندوق التوزيع؟
صندوق التوزيع، ويُسمى أيضاً لوحة التوزيع أو لوحة القواطع في العديد من الأسواق، هو حاوية تستقبل الطاقة الكهربائية وتوزعها على دوائر فرعية متعددة. وفي العديد من التركيبات ذات الجهد المنخفض، يحتوي الصندوق على أجهزة حماية وتبديل لكل دائرة.
المكونات الداخلية النموذجية تشمل:
- المفتاح الرئيسي أو قاطع العزل للدخل
- قواطع الدائرة المصغرة (MCBs)
- قواطع الدائرة المقولبة (MCCBs) في اللوحات الأكبر حجماً
- أجهزة التيار المتبقي (RCCBs أو RCBOs)
- أجهزة الحماية من التيار العابر (SPDs)
- قضبان التوصيل
- شريط محايد
- قضيب التأريض أو قضيب الحماية الأرضي (PE)
- سكة DIN
- أطراف التوصيل الخارجة
- مخارج الكابلات أو مداخل المواسير
تُستخدم لوحات التوزيع في:
- المباني السكنية
- المكاتب التجارية
- المصانع
- الورش
- أنظمة التدفئة والتهوية وتكييف الهواء
- غرف المضخات
- مناطق التحكم في الآلات
- توزيع الطاقة للمعدات الخارجية
لا يتمثل دور صندوق التوزيع في دمج مصادر التوليد، بل في تقسيم الطاقة إلى دوائر فرعية آمنة ومحمية وقابلة للصيانة.
للحصول على تفاصيل الهيكل الداخلي، انظر مخطط الهيكل الداخلي لصندوق التوزيع: شرح قواطع الدائرة المصغرة (MCBs)، وقضبان التوصيل (Busbars)، وقضبان المحايد (Neutral Bars)، وأجهزة الحماية من زيادة التيار (SPDs).
ما هو صندوق التجميع؟
صندوق التجميع (Combiner box) هو حاوية تقوم بدمج دوائر إدخال متعددة في دائرة إخراج واحدة أو أكثر. في أنظمة الطاقة الشمسية الكهروضوئية، النوع الأكثر شيوعاً هو صندوق تجميع التيار المستمر الكهروضوئي (PV DC combiner box), ، والذي يدمج مدخلات سلاسل الألواح الكهروضوئية المتعددة قبل مدخل التيار المستمر للمحول (Inverter).
في نظام المحول السلسلي النموذجي، تدخل عدة سلاسل كهروضوئية إلى صندوق التجميع، وتمر عبر أجهزة حماية وعزل السلاسل، ثم تغذي مدخل التيار المستمر للمحول.
تشمل مكونات صندوق التجميع الكهروضوئي النموذجية ما يلي:
- مدخلات السلاسل الموجبة والسالبة
- صمامات السلسلة (string fuses) أو قواطع التيار المستمر (DC breakers)
- جهاز حماية من زيادة التيار المستمر (DC SPD)
- عازل التيار المستمر (DC isolator) أو مفتاح الفصل (switch disconnector)
- قضبان التوزيع الموجبة والسالبة (positive and negative busbars)
- وحدة المراقبة، إذا لزم الأمر
- طرف التأريض (grounding terminal)
- جلب كابلات خارجية (outdoor cable glands)
- صندوق حماية ذو تصنيف بيئي مناسب
صندوق تجميع الطاقة الشمسية (PV combiner box) ليس مجرد صندوق توصيل، بل هو جزء من بنية الحماية والتوصيلات الكهربائية للتيار المستمر في المصفوفة الشمسية.
للحصول على الشرح الكامل لجانب الطاقة الشمسية، انظر ما هو صندوق تجميع الطاقة الكهروضوئية (PV)؟ و ما هي وظيفة صندوق تجميع الطاقة الشمسية (Solar Combiner Box) في الأنظمة الكهروضوئية؟.
الفرق الرئيسي الأول: توزيع الطاقة مقابل تجميع السلاسل
يكمن الفرق الأكبر في اتجاه الدوائر والغرض منها.
يبدأ صندوق التوزيع عادةً بمصدر تغذية واحد ويقسمه إلى دوائر حمل متعددة. على سبيل المثال، قد يغذي خط تغذية واحد الإضاءة، والمقابس، وأنظمة التكييف، والمضخات، والآلات الصغيرة من خلال دوائر فرعية منفصلة.
يعمل صندوق تجميع الطاقة الكهروضوئية في الاتجاه المنطقي المعاكس؛ حيث يستقبل دوائر مصدر كهروضوئية متعددة ويجمعها في مخرج واحد أو أكثر. على سبيل المثال، يمكن تجميع ثماني سلاسل كهروضوئية في زوج مخرج تيار مستمر (DC) واحد يغذي العاكس (Inverter).
هذا الاختلاف يغير كل شيء:
- اختيار الجهاز
- مخطط التوصيلات الكهربائية
- سلوك تيار العطل
- طريقة العزل
- حماية من زيادة التيار
- تصميم صندوق التوزيع (الحاوية)
- إجراءات الفحص
الفرق الرئيسي 2: دوائر الحمل مقابل دوائر المصدر
يقوم صندوق التوزيع بحماية والتحكم في دوائر الحمل. تستهلك الأحمال الطاقة، حيث يتدفق التيار عادةً من المصدر عبر جهاز الحماية باتجاه الحمل.
يتعامل صندوق تجميع الطاقة الشمسية (PV combiner box) مع دوائر المصدر. تولد الألواح الشمسية الطاقة طالما توفر ضوء كافٍ. وحتى في حال إيقاف العاكس (Inverter)، قد تظل سلاسل الألواح الشمسية توفر جهد تيار مستمر عند مداخل صندوق التجميع.
لهذا السبب تتطلب صناديق تجميع الطاقة الشمسية الكهروضوئية اهتماماً خاصاً بـ:
- جهد الدائرة المفتوحة لسلاسل الألواح الكهروضوئية
- ارتفاع الجهد عند درجات الحرارة المنخفضة
- خطر التيار العكسي بين السلاسل
- قطع القوس الكهربائي للتيار المستمر
- العزل قبل الصيانة
- القطبية ووسم الكابلات
طبيعة دوائر المصدر في الأنظمة الكهروضوئية هي السبب في عدم جواز استخدام صندوق توزيع التيار المتردد العادي كصندوق تجميع للطاقة الشمسية ما لم يتم تصميمه وتصنيفه خصيصاً لهذا التطبيق.
الفرق الرئيسي 3: تصنيفات التيار المتردد/المستمر وأجهزة الحماية
تُستخدم لوحات التوزيع بشكل شائع في أنظمة التيار المتردد، على الرغم من وجود لوحات توزيع للتيار المستمر مخصصة لأنظمة الاتصالات والبطاريات والمركبات الكهربائية والأنظمة الشمسية. تركز لوحة توزيع المباني عادةً على جهد التيار المتردد، وتيار الدائرة الفرعية، وتيار القصر، والحماية من التيار المتبقي، وقواعد التمديدات المحلية.
تُستخدم صناديق تجميع الطاقة الشمسية (PV combiner boxes) بشكل شائع في جانب التيار المستمر من الأنظمة الشمسية. تتطلب حماية التيار المستمر متطلبات أكثر صرامة لأن أقواس التيار المستمر لا تنطفئ تلقائياً عند نقطة الصفر للتيار. يجب أن تكون الأجهزة مصنفة وفقاً لجهد التيار المستمر الفعلي وظروف الأعطال.
| وظيفة الحماية | صندوق التوزيع | صندوق تجميع الخلايا الكهروضوئية |
|---|---|---|
| الحماية من الحمل الزائد/القصر | قاطع دائرة مصغر (MCB)، قاطع دائرة مصبوب (MCCB)، مصهر (Fuse) | مصهر السلسلة، قاطع دائرة مصغر للتيار المستمر (DC MCB)، مصهر تيار مستمر (DC fuse) |
| حماية التيار المتبقي | قاطع تيار متبقي (RCCB) أو قاطع تيار متبقي مع حماية من التيار الزائد (RCBO) عند الحاجة | عادة لا يتم وضعه داخل صندوق تجميع التيار المستمر؛ يعتمد جهاز التيار المتبقي (RCD/RCM) في جانب التيار المتردد على تصميم العاكس أو النظام |
| حماية من زيادة التيار الكهربائي | AC SPD (جهاز الحماية من زيادة التيار المتردد) | جهاز حماية من اندفاع التيار (SPD) للتيار المستمر مختار ليتناسب مع جهد النظام الكهروضوئي |
| العزل | مفتاح رئيسي، عازل، مفتاح فصل | عازل تيار مستمر أو مفتاح فصل مصنف للأنظمة الكهروضوئية |
| ترتيب قضبان التوزيع (Busbar) | قضبان توزيع الطور، المحايد، والأرضي (PE) | أطراف توصيل القطب الموجب، القطب السالب، والأرضي (PE) |
| الرصد | القياس، ومراقبة الطاقة، وبيان الحالة | مراقبة تيار السلسلة، وملامسات الحالة، وبيان جهاز الحماية من زيادة التيار (SPD) عند الحاجة |
إذا كانت المشكلة تتعلق بالحماية من التيار المتردد (AC) مقابل التيار المستمر (DC)، راجع صندوق توزيع التيار المتردد (AC) مقابل صندوق توزيع التيار المستمر (DC) و شرح حماية التيار المستمر في الأنظمة الكهروضوئية: قواطع الدائرة المصغرة (MCBs)، والصمامات، وأجهزة الحماية من زيادة التيار (SPDs) مقابل قواطع التيار المتبقي (RCDs).
الفرق الرئيسي 4: الهيكل الداخلي
الهيكل الداخلي لصندوق التوزيع
يتم ترتيب صندوق التوزيع النموذجي حول مصدر التغذية الوارد، وتوزيع قضبان التوصيل (Busbar)، ودوائر التفرع الخارجة.
الهيكل الشائع:
- يدخل مصدر التغذية الوارد إلى المفتاح الرئيسي أو مفتاح العزل.
- تغذي موصلات الطور قضبان التوزيع أو كتل التوزيع.
- تحمي قواطع الدائرة المصغرة (MCB)، أو قواطع الدائرة المتبقية مع الحماية من التيار الزائد (RCBO)، أو قواطع الدائرة المقولبة (MCCB) دوائر الأحمال الخارجة.
- تنتهي الموصلات المحايدة عند قضيب التوصيل المحايد.
- تنتهي موصلات التأريض الوقائية عند قضيب التأريض.
- يتم توصيل جهاز حماية من اندفاع التيار (SPD) اختياري بين الموصلات الحية وموصل التأريض الوقائي (PE) اعتماداً على نوع النظام.
صُمم هذا الهيكل لتنظيم توزيع دوائر الفروع وتوفير وصول آمن لأغراض الصيانة.
الهيكل الداخلي لصندوق تجميع الطاقة الشمسية الكهروضوئية.
يتم ترتيب صندوق تجميع الطاقة الشمسية الكهروضوئية حول مداخل سلاسل الألواح ومخرج التيار المستمر.
الهيكل الشائع:
- تدخل كابلات القطبين الموجب والسالب لسلسلة الألواح الكهروضوئية عبر غدد الكابلات.
- قد تمر كل سلسلة عبر مصهر أو قاطع تيار مستمر.
- يتم تجميع مخرجات القطبين الموجب والسالب على قضبان توزيع أو أطراف توصيل التيار المستمر.
- يعمل جهاز حماية من اندفاع التيار المستمر (SPD) على الحماية من الجهد الزائد.
- قد يقوم عازل التيار المستمر بفصل المخرج المجمع.
- تمتد كابلات المخرج إلى مدخل التيار المستمر الخاص بالعاكس.
- تعمل أطراف التأريض على ربط الهيكل ومسار جهاز الحماية من اندفاع التيار (SPD).
يجب أن يراعي التصميم قطبية التيار المستمر، ومسافات الزحف والخلوص، وتبديد الحرارة، والتعرض للظروف البيئية الخارجية.
لسياق التوصيلات العملية، انظر مخطط أسلاك صندوق التجميع الشمسي.
أين يتم تركيب كل صندوق في نظام الطاقة الشمسية الكهروضوئية
قد يظهر كلا الصندوقين في نفس التركيب الشمسي، ولكن في جوانب مختلفة من النظام.
| موقع النظام الشمسي الكهروضوئي | نوع الصندوق | الدور |
|---|---|---|
| بالقرب من سلاسل الألواح الشمسية على الأسطح أو التثبيت الأرضي | صندوق تجميع الخلايا الكهروضوئية | يجمع السلاسل، ويوفر حماية لسلاسل التيار المستمر وجهاز حماية من اندفاع التيار المستمر (DC SPD) |
| بين مصفوفة الألواح الشمسية والعاكس | صندوق تجميع الألواح الشمسية أو صندوق حماية التيار المستمر (DC) | تنظيم مدخلات التيار المستمر وعزلها قبل العاكس |
| جانب مخرج التيار المتردد (AC) للعاكس | صندوق توزيع التيار المتردد أو لوحة تجميع التيار المتردد | توزيع مخرج العاكس أو تجميع مخارج التيار المتردد للعاكسات |
| منطقة التوزيع الرئيسية في المبنى | صندوق التوزيع / لوحة التوزيع | تغذي الأحمال وتوصل مخرجات الطاقة الشمسية الكهروضوئية بالنظام الكهربائي |
| قسم التيار المستمر (DC) للبطارية أو النظام الهجين | صندوق توزيع/حماية التيار المستمر (DC) | يقوم بتوزيع أو حماية دوائر البطارية/العاكس التي تعمل بالتيار المستمر |
هنا قد تصبح المصطلحات مربكة. تستخدم بعض الأنظمة الشمسية لوحات تجميع التيار المتردد (AC) لتجميع المخرجات من عدة عواكس أو عواكس دقيقة. وهذا يختلف عن صندوق تجميع التيار المستمر الكهروضوئي (PV DC combiner box) يُستخدم قبل العاكس.
هل صندوق التجميع (Combiner Box) يعمل دائماً بالتيار المستمر (DC)؟
لا. يتم تركيب معظم صناديق تجميع الطاقة الشمسية الكهروضوئية صناديق مجمعة للتيار المستمر بين سلاسل الألواح الشمسية ومدخل التيار المستمر في العاكس (Inverter). ومع ذلك، تستخدم بعض الأنظمة الشمسية أيضاً صناديق تجميع التيار المتردد (AC Combiner Boxes) لتجميع مخرجات التيار المتردد من عدة عواكس سلاسل أو عواكس دقيقة قبل تغذية لوحة توزيع التيار المتردد.
هذا لا يجعل صندوق تجميع التيار المتردد مماثلاً لصندوق التوزيع العام. فالوظيفة لا تزال مختلفة:
- أن صندوق تجميع التيار المتردد يجمع مخرجات عواكس متعددة في عدد أقل من مغذيات التيار المتردد.
- A صندوق التوزيع يوزع الطاقة من مصدر إمداد إلى دوائر حمل متعددة.
- A صندوق تجميع التيار المستمر الكهروضوئي (PV DC combiner box) يجمع سلاسل مصادر الطاقة الكهروضوئية المتعددة قبل العاكس.
لذا فإن “صندوق التجميع بالتيار المتردد مقابل التيار المستمر” يعد موضوعاً فرعياً مفيداً ضمن مجموعة صناديق التجميع الشمسية، ولكن لا ينبغي أن يحل محل الموضوع الرئيسي لهذه الصفحة. تدور هذه الصفحة حول الفرق الأوسع بين صناديق التوزيع وصناديق التجميع.
هل يمكن لصندوق التوزيع أن يحل محل صندوق التجميع؟
عادةً، لا.
لا ينبغي استخدام صندوق توزيع قياسي كصندوق تجميع للطاقة الكهروضوئية ما لم يتم تصميمه وتصنيفه لظروف التيار المستمر الكهروضوئي.
تشمل الأسباب ما يلي:
- قواطع التيار المتردد العادية قد لا تقطع تيار التيار المستمر الكهروضوئي بأمان.
- تخطيط المحايد/الطور لا يتطابق مع تصميم السلسلة الموجبة/السالبة للطاقة الكهروضوئية.
- قد لا تكون المسافات الداخلية مناسبة لجهد التيار المستمر العالي
- قد لا يكون الصندوق الخارجي مقاوماً للأشعة فوق البنفسجية والعوامل الجوية في مواقع المصفوفات الكهروضوئية
- قد لا تتوافق غدد الكابلات مع متطلبات كابلات الطاقة الكهروضوئية
- لا يوجد تصميم لصمامات الأوتار (String fuse) أو ترتيب لأجهزة الحماية من زيادة التيار (PV SPD)
- عدم مراعاة جهد الدائرة المفتوحة في الطقس البارد
قد يبدو الصندوق الخارجي متشابهاً من حيث الشكل، لكن الوظيفة الكهربائية مختلفة.
هل يمكن لصندوق التجميع (Combiner Box) أن يحل محل صندوق التوزيع؟
عادةً، لا.
صندوق التجميع الكهروضوئي غير مصمم لتوزيع أحمال المباني. وقد لا يتضمن ما يلي:
- تخطيط دوائر التفرع لقواطع MCB/RCBO
- ترتيب قضيب التوزيع المحايد (Neutral bar)
- حماية RCD
- توفر عدد كافٍ من مسارات الدوائر الخارجة
- هيكل قضيب التوزيع للتيار المتردد (AC busbar)
- وضع ملصقات تعريفية صحيحة لدوائر الأحمال
- توفير مساحة كافية لتمديدات الأسلاك الخاصة بالمبنى
يحل صندوق توزيع التيار المتردد وصندوق تجميع الطاقة الشمسية (PV combiner box) مشكلات مختلفة في النظام. إن التعامل مع أي منهما كصندوق عام يحتوي على أطراف توصيل بالداخل يعد خطأً شائعاً في التصميم.
قائمة التحقق من الاختيار
استخدم قائمة التحقق هذه قبل اختيار أي من الصندوقين.
| سؤال الاختيار | صندوق التوزيع | صندوق تجميع الخلايا الكهروضوئية |
|---|---|---|
| ما هو نوع النظام؟ | تيار متردد للمباني، أو صناعي، أو توزيع تيار مستمر | سلاسل التيار المستمر للخلايا الشمسية (PV)، أو مخرجات العاكس (Inverter) للتيار المتردد، أو تيار مستمر هجين |
| ما هو الجهد الذي يجب أن يتحمله؟ | جهد خط التيار المتردد أو جهد نظام التيار المستمر | أقصى جهد للدائرة المفتوحة (Voc) لسلسلة الخلايا الشمسية عند أدنى درجة حرارة |
| ما هي قيمة التيار التي يجب أن يتحملها؟ | تيار الحمل وتيار المغذي | تيار السلسلة، تيار الخرج المجمع |
| ما هي الحماية المطلوبة؟ | قاطع الدائرة المصغر (MCB)، قاطع الدائرة المقولب (MCCB)، قاطع دائرة التيار المتبقي (RCCB)، قاطع دائرة التيار المتبقي مع الحماية من التيار الزائد (RCBO)، جهاز الحماية من اندفاع التيار (SPD) | مصهر السلسلة/قاطع التيار المستمر، جهاز الحماية من اندفاع التيار المستمر (DC SPD)، عازل التيار المستمر |
| ما هو مستوى العطل المطبق؟ | تيار القصر المتوقع عند اللوحة | تيار عكسي في سلسلة الخلايا الكهروضوئية وحالات أعطال التيار المستمر |
| أين سيتم التركيب؟ | داخلي/خارجي، جدار، آلة، منطقة خدمات المبنى | سطح المبنى، التثبيت الأرضي، منطقة العاكس، منطقة المصفوفة الخارجية |
| ما هو تصنيف الحماية المطلوب للهيكل؟ | تصنيف IP، التآكل، الصدمات، مساحة التمديدات | تصنيف IP الخارجي، الأشعة فوق البنفسجية، الحرارة، غدد الكابلات، مسافات التيار المستمر |
| ما هي المعايير أو الأكواد المطبقة؟ | قواعد التمديدات الكهربائية المحلية، في سياق معايير IEC 61439/IEC 60364 | قواعد تركيب الأنظمة الكهروضوئية (PV)، في سياق معايير IEC 60364-7-712/IEC 62548 |
| ما هي الوثائق المطلوبة؟ | مخطط التمديدات، جدول الدوائر، ملصق التصنيفات | مخطط السلاسل، ملصقات القطبية، تصنيفات التيار المستمر (DC)، حالة جهاز الحماية من اندفاع التيار (SPD)، جدول المصهرات |
أخطاء الاختيار الشائعة
الخطأ الأول: الاختيار بناءً على حجم الصندوق فقط
الصندوق الفارغ الذي يحتوي على مساحة كافية ليس مناسباً تلقائياً؛ إذ يجب مراعاة الأجهزة الداخلية، وقضبان التوزيع، ومداخل الكابلات، ومسافات العزل، وتبديد الحرارة، والتصنيفات الكهربائية.
الخطأ الثاني: التعامل مع الحماية في دوائر التيار المتردد (AC) والتيار المستمر (DC) على أنها قابلة للتبديل
لا يمكن افتراض أن الجهاز المصنف لتوزيع التيار المتردد (AC) مناسب لدوائر التيار المستمر (DC) الخاصة بالطاقة الشمسية الكهروضوئية. يجب التحقق من جهد التيار المستمر، والقطبية، وقدرة قطع القوس الكهربائي من ورقة البيانات الفنية.
الخطأ 3: تجاهل جهد الدائرة المفتوحة (Voc) في الظروف الجوية الباردة.
يرتفع جهد سلسلة الألواح الكهروضوئية في الظروف الباردة. يجب اختيار صندوق التجميع (Combiner box)، والصمامات، وقاطع التيار المستمر، وفصل التيار المستمر، وجهاز الحماية من الصواعق (SPD) بناءً على أقصى جهد دائرة مفتوحة مصحح، وليس فقط بناءً على الجهد الاسمي لنظام الطاقة الشمسية.
الخطأ 4: نسيان الحماية من زيادة التيار (Surge protection).
غالباً ما تستخدم صناديق التوزيع أجهزة حماية من الصواعق (SPDs) مخصصة للتيار المتردد، بينما تحتاج صناديق تجميع الطاقة الشمسية إلى أجهزة حماية من الصواعق مخصصة للتيار المستمر تتناسب مع جهد النظام وترتيب التأريض. اختيار النوع الخاطئ قد يترك المعدات عرضة للخطر أو يؤدي إلى تعطلها قبل أوانها.
الخطأ 5: استخدام صندوق التجميع كصندوق ربط عام.
يجب أن يوفر صندوق تجميع الطاقة الشمسية وظيفة حماية وتوصيل محددة. إذا كان الصندوق يكتفي بربط الكابلات دون وجود صمامات حماية صحيحة، أو عزل، أو جهاز حماية من الصواعق، أو ملصقات تعريفية، أو تصميم ملائم للبيئة المحيطة، فقد لا يحل مشكلة السلامة.
الخطأ 6: إغفال وضع ملصقات الصيانة.
يحتاج كلا النوعين من الصناديق إلى ملصقات واضحة. في صندوق التوزيع، يحتاج الفنيون إلى جداول الدوائر الكهربائية. وفي صندوق تجميع الطاقة الشمسية (PV combiner box)، يحتاجون إلى تحديد السلاسل، والقطبية، وتحذيرات جهد التيار المستمر، وتصنيفات المصهرات، ووجهة العاكس.
أيهما تحتاج؟
اختر صندوق التوزيع عندما تحتاج إلى توزيع الطاقة من مصدر واحد إلى دوائر حمل متعددة في مبنى أو آلة أو منشأة أو منطقة معدات خارجية.
اختر صندوق تجميع الخلايا الكهروضوئية عندما تحتاج إلى تجميع سلاسل طاقة شمسية متعددة وتوفير الحماية على مستوى السلسلة، وحماية من زيادة التيار المستمر، والعزل، وتوصيلات مخرجات منظمة إلى العاكس.
اختر كليهما عندما يتضمن النظام طاقة شمسية تغذي مبنى أو نظاماً كهربائياً صناعياً: يدير صندوق التجميع جانب مصدر التيار المستمر للطاقة الشمسية، بينما يدير صندوق التوزيع جانب حمل التيار المتردد أو تكامل مخرج العاكس.
الأسئلة الشائعة
ما هو الفرق الرئيسي بين صندوق التوزيع وصندوق التجميع؟
يقوم صندوق التوزيع بتوزيع الطاقة من مصدر واحد إلى دوائر حمل متعددة. بينما يقوم صندوق التجميع بدمج دوائر مصدر متعددة، عادةً سلاسل الطاقة الشمسية، في مخرج واحد أو أكثر قبل العاكس أو المعدات اللاحقة.
هل صندوق تجميع الطاقة الشمسية هو نفسه صندوق التوزيع؟
لا. صُمم صندوق تجميع الطاقة الشمسية (PV combiner box) لتجميع سلاسل الألواح الشمسية وتوفير الحماية للتيار المستمر (DC). بينما صُمم صندوق التوزيع لتوزيع الدوائر الفرعية وحماية الأحمال.
هل يمكنني استخدام صندوق توزيع عادي لسلاسل الطاقة الشمسية الكهروضوئية؟
فقط إذا كانت المجموعة الكاملة والأجهزة الداخلية مصنفة ومصممة لجهد التيار المستمر الفعلي، والتيار، وحماية السلاسل، والعزل، وترتيب أجهزة الحماية من الصواعق (SPD)، والظروف البيئية. لا ينبغي افتراض أن صندوق توزيع التيار المتردد (AC) العادي مناسب لهذا الغرض.
ما هي الأجهزة الموجودة داخل صندوق التوزيع؟
تشمل الأجهزة الشائعة قواطع الدائرة المصغرة (MCBs)، وقواطع الدائرة المقولبة (MCCBs)، وقواطع دائرة التيار المتبقي (RCCBs)، وقواطع دائرة التيار المتبقي مع الحماية من التيار الزائد (RCBOs)، وأجهزة الحماية من الصواعق (SPDs)، والمفاتيح الرئيسية، وقضبان التوزيع (Busbars)، وقضبان المحايد، وقضبان التأريض، والأطراف، وقضبان التثبيت (DIN rails).
ما هي الأجهزة الموجودة داخل صندوق تجميع الطاقة الشمسية؟
تشمل الأجهزة الشائعة مصهرات السلاسل أو قواطع التيار المستمر، وأجهزة الحماية من الصواعق للتيار المستمر، وعوازل التيار المستمر، وقضبان التوزيع الموجبة والسالبة، ووحدات مراقبة السلاسل، وأطراف التأريض، ومخارج الكابلات الخارجية.
هل يحتاج كل نظام طاقة شمسية إلى صندوق تجميع؟
لا. يمكن للأنظمة الصغيرة التي تحتوي على سلسلة أو سلسلتين فقط الاتصال مباشرة بالعاكس (Inverter) إذا كان العاكس والقوانين المحلية تسمح بذلك. أما الأنظمة الأكبر التي تحتوي على سلاسل متعددة، فغالباً ما تستخدم صناديق التجميع (Combiner boxes) للحماية، وتنظيم الأسلاك، والمراقبة، والصيانة.
هل صندوق التجميع يعمل بالتيار المتردد (AC) أم التيار المستمر (DC)؟
معظم صناديق تجميع الطاقة الشمسية الكهروضوئية هي صناديق تجميع تيار مستمر (DC) تُستخدم قبل العاكس. تستخدم بعض الأنظمة أيضاً لوحات تجميع تيار متردد (AC) لدمج المخرجات من عدة عواكس أو عواكس دقيقة. تختلف التصنيفات والمكونات الداخلية بينهما.
أي صندوق يحتاج إلى حماية من زيادة التيار (Surge protection)؟
قد يحتاج كلاهما إلى حماية من زيادة التيار اعتماداً على تصميم النظام. قد يستخدم صندوق التوزيع جهاز حماية من زيادة التيار المتردد (AC SPD). بينما يتطلب صندوق تجميع الطاقة الشمسية عادةً جهاز حماية من زيادة التيار المستمر (DC SPD) يتم اختياره بناءً على جهد النظام الكهروضوئي وظروف التركيب.
ما هو أهم عامل لاختيار صندوق تجميع الطاقة الشمسية الكهروضوئية؟
العامل الحاسم الأول هو أقصى جهد لسلسلة الألواح الكهروضوئية، بما في ذلك تصحيح جهد الدائرة المفتوحة في الطقس البارد. بعد ذلك، يجب التحقق من تيار السلسلة، وحماية التيار العكسي، وتصنيف جهاز حماية التيار المستمر (DC SPD)، وتصنيف مفتاح العزل (DC isolator)، وتصنيف الحماية للهيكل (Enclosure rating)، وتصميم مدخل العاكس.
ما هو أهم عامل لاختيار صندوق التوزيع؟
ابدأ بجهد النظام، وتيار الحمل، وعدد دوائر الخرج، ومستوى تيار القصر، وأجهزة الحماية، ومساحة التمديدات، وتصنيف الحاوية، وترتيب المحايد/التأريض، ومعايير التركيب المعمول بها.
الملخص
قد تبدو صناديق التوزيع وصناديق التجميع متشابهة من الخارج، لكن أدوارها الكهربائية مختلفة. يقوم صندوق التوزيع بتقسيم الطاقة إلى دوائر حمل محمية، بينما يقوم صندوق تجميع الطاقة الشمسية (PV) بدمج دوائر مصدر طاقة شمسية متعددة ويوفر حماية لجانب التيار المستمر قبل العاكس.
للاختيار الآمن، لا تعتمد على مظهر الحاوية فقط. تحقق من الوظيفة أولاً، ثم الجهد، والتيار، وأجهزة الحماية، وطبيعة العمل (تيار متردد/مستمر)، وموقع التركيب، والتصنيف البيئي، وتخطيط التمديدات، ومتطلبات الصيانة.
لاختيار منتجات VIOX، راجع صندوق التوزيع و صندوق التجميع صفحات المنتجات، ثم استخدم الأدلة التفصيلية حول اختيار صندوق التوزيع, مكونات وتمديدات صندوق تجميع الطاقة الشمسية (PV)و حماية التيار المستمر الكهروضوئي.
