صندوق تجميع الطاقة الشمسية DIY: لماذا تُعد معظم التصميمات المنزلية مخاطر حريق (وما تحتاجه فعليًا)

صندوق تجميع الطاقة الشمسية DIY: لماذا تُعد معظم التصميمات المنزلية مخاطر حريق (وما تحتاجه فعليًا)
لديك 10 ألواح شمسية REC 350W جاهزة للتركيب. خمس سلاسل من لوحين لكل منهما. كل سلسلة تضخ 93.4 فولت تيار مستمر عند 9 أمبير. لقد بحثت في تصميمات صندوق تجميع الطاقة الشمسية التي يتم تنفيذها ذاتياً عبر الإنترنت، وقمت بالحسابات - كل شيء على ما يرام. ثم تقوم بتسعير صندوق تجميع الطاقة الشمسية المناسب. 300 دولار. ربما 400 دولار إذا كنت تريد الصندوق المزود بمراقبة مدمجة. أنت تنظر إلى اللوحة الفرعية المربعة D الموجودة في المرآب الخاص بك - اللوحة التي دفعت مقابلها 60 دولاراً العام الماضي. نفس الصندوق المعدني. نفس قضبان التوصيل. نفس قواطع الدائرة. لماذا من المفترض أن تدفع 5 أضعاف أكثر مقابل ما يبدو أنه نفس الشيء؟ إليك السبب: لأن فجوة السعر البالغة 240 دولاراً هي الفرق بين نظام يعمل لمدة 20 عاماً ونظام يشتعل فيه حريق في 6 أشهر. القوس الذي لن يموت: لماذا يدمر التيار المستمر معدات التيار المتردد في اللحظة التي تقلب فيها قاطع التيار المتردد مفتوحاً تحت الحمل، يتشكل قوس كهربائي بين جهات الاتصال المنفصلة. إنه بلازما - غاز متأين يحمل آلاف الأمبيرات عبر ما كان في السابق هواء، ويولد درجات حرارة تصل إلى 35,000 درجة فهرنهايت، وهو ما يزيد أربع مرات عن سطح الشمس. ولكن إليك الشيء المتعلق بأقواس التيار المتردد: إنها تموت من تلقاء نفسها. ستون مرة في الثانية، يمر التيار المتردد القياسي عبر صفر فولت حيث يتناوب اتجاه التيار. في تلك اللحظة بالضبط - التي تستغرق بضعة أجزاء من الألف من الثانية فقط - يفقد القوس مصدر طاقته وينطفئ. تستمر جهات الاتصال في التحرك بعيداً. الدائرة تفتح. انتهى. التيار المستمر لا يفعل هذا. عندما تقاطع 93.4 فولت تيار مستمر، يضيء هذا القوس ويبقى مضاءً طالما أن جهات الاتصال قريبة بما يكفي للحفاظ عليه. لا يوجد تقاطع صفري. لا يوجد انقطاع طبيعي. مجرد تيار مستمر لا هوادة فيه يحاول سد تلك الفجوة بنهر من البلازما التي تذيب المعدن وتشعل العزل وتستمر في الاحتراق حتى تنفصل جهات الاتصال جسدياً بما يكفي - عادةً ما تكون 3-4 مرات أبعد مما صممت عليه معدات التيار المتردد. هذا هو "القوس الذي لن يموت"، وهذا هو السبب في أن كل مكون داخل صندوق تجميع مصنف للتيار المستمر حقيقي يبدو مختلفاً عن معدات التيار المتردد. تباعد جهات الاتصال أوسع. مزالق القوس (تلك الصفائح المعدنية المتعرجة التي تمتد وتبرد القوس) أطول. حتى أن بعض قواطع التيار المستمر تستخدم ملفات مغناطيسية لإطفاء القوس جسدياً، مثل إطفاء شمعة. لا تحتوي اللوحة الفرعية للتيار المتردد بقيمة 60 دولاراً على أي من هذا. تم تصميم قواطعها بافتراض أن القوس سينطفئ بشكل طبيعي في غضون 8 مللي ثانية. ضع 93 فولت تيار مستمر من خلالها، ويصبح هذا الافتراض مسؤولية. تحاول جهات الاتصال الفتح، ويتشكل القوس، وبدلاً من الموت عند التقاطع الصفري، فإنه يستمر ببساطة... تستمر. مزالق القوس للقاطع ليست طويلة بما فيه الكفاية. فصل جهات الاتصال ليس واسعاً بما فيه الكفاية. المواد ليست مصنفة للتقوس المستمر للتيار المستمر. في النهاية، يحدث أحد أمرين: تلتحم جهات الاتصال معاً (إغلاق الدائرة بشكل دائم حتى عندما تعتقد أنها "متوقفة")، أو تذوب المكونات الداخلية للقاطع وتفشل بشكل كارثي. لا تتضمن أي من النتيجتين إيقاف تشغيل نظام الطاقة الشمسية الخاص بك بأمان عندما تحتاج إليه. ارتباك 48 فولت: جهد البطارية الخاص بك ≠ جهد السلسلة الخاص بك هذا هو المكان الذي تنحرف فيه معظم خطط صندوق تجميع الطاقة الشمسية التي يتم تنفيذها ذاتياً. ترى "نظام 48 فولت" في مستندات التخطيط الخاصة بك. تجد لوحة فرعية للتيار المتردد مصنفة بـ "48 فولت". تطابق مثالي، أليس كذلك؟ خطأ في ثلاثة جوانب. أولاً: تصنيف البطارية 48 فولت هو الجهد الاسمي - نقطة التشغيل المتوسطة. تعمل بطارية 48 فولت الخاصة بك فعلياً بين 40 فولت (مشحونة) و 58 فولت (شحن). غير ذي صلة بحجم صندوق التجميع، ولكن من المهم معرفة أن الأرقام تتحرك. ثانياً: لا تهتم سلاسل الطاقة الشمسية الخاصة بك بالجهد الذي تعمل به بطارياتك. يحتوي كل لوح REC 350W على جهد دائرة مفتوحة (Voc) يبلغ 46.7 فولت. لوحان متصلان على التوالي؟ هذا 93.4 فولت - ما يقرب من ضعف جهد البطارية الخاص بك - وهذا هو الرقم الذي يجب أن يتعامل معه صندوق التجميع الذي يتم تنفيذه ذاتياً. أنت لا تجمع 48 فولت؛ أنت تجمع خمس سلاسل منفصلة بجهد 93.4 فولت في دائرة إخراج تيار مستمر واحدة. ثالثاً - وهذا هو فخ تصنيف الجهد: عندما تقول لوحة مصنفة للتيار المتردد "48 فولت"، فإنها تعني 48 فولت تيار متردد. إذا كان لديها أي تصنيف للتيار المستمر على الإطلاق (معظمها لا تفعل ذلك)، فإنه مدفون في التفاصيل الدقيقة وأقل بشكل كبير. قد يكون القاطع المصنف بـ 240 فولت تيار متردد آمناً فقط لـ 48 فولت تيار مستمر. لوحة مصنفة بـ 480 فولت تيار متردد؟ ربما 60-80 فولت تيار مستمر إذا كنت محظوظاً. لماذا هذا الاختلاف الهائل؟ بالعودة إلى القوس الذي لن يموت. تفترض تصنيفات جهد التيار المتردد أن القوس ينطفئ بشكل طبيعي. تفترض تصنيفات جهد التيار المستمر أن القوس يقاوم ويحاول الحفاظ على نفسه عبر فجوات أوسع. كلما ارتفع جهد التيار المستمر، اتسعت الفجوة التي يمكن أن يقفزها، وكلما زادت قوة آلية المقاطعة. إذن، تلك اللوحة المربعة D "المصنفة بـ 48 فولت"؟ حتى لو كان هذا تصنيفاً للتيار المستمر (تحقق من ورقة البيانات - سأنتظر)، فأنت تحاول دفع 93.4 فولت من خلالها. أنت تعمل بنسبة 195٪ من جهد التصميم الخاص بها. هذا ليس هامش أمان؛ هذا مؤقت للعد التنازلي. ما الذي تشتريه 240 دولاراً بالفعل: داخل شهادة UL 1741 "إنه مجرد ملصق UL"، قد تعتقد. "يمكنني تخطي ذلك لإعداد التنفيذ الذاتي." لكن UL 1741 - معيار صناديق تجميع الطاقة الشمسية ومعدات الربط البيني - لا يتحقق مما إذا كان صندوقك يحتوي على زوايا مستديرة وطلاء لطيف. إنه يختبر ما إذا كانت معداتك تنجو من أنماط الفشل الدقيقة التي تحدث في أنظمة الطاقة الكهروضوئية في العالم الحقيقي. إليك ما يمر به صندوق التجميع للحصول على قائمة UL 1741: اختبار خطأ قوس التيار المستمر: هل يمكن للقواطع مقاطعة قوس عند جهد السلسلة الكامل تحت أقصى تيار؟ إنهم يختبرون هذا مئات المرات. قواطع لوحة التيار المتردد الخاصة بك؟ لم يتم اختبارها أبداً للتقوس بالتيار المستمر. صفر مرة. اختبار تيار الدائرة القصيرة: ماذا يحدث عندما تقصر سلسلتان معاً عن طريق الخطأ، وتفرغان 90 أمبير عبر قضيب توصيل مصنف بـ 20؟ يعرض الاختبار كل نقطة توصيل لتيارات الخطأ 10-20 ضعف تيار التشغيل العادي. كل ما سيذوب، يذوب في المختبر بدلاً من السطح الخاص بك. دورة درجة الحرارة: تتأرجح صناديق التجميع الموجودة على السطح من ليالي الشتاء الباردة -40 درجة فهرنهايت إلى أيام الصيف الحارة 140 درجة فهرنهايت تحت أشعة الشمس المباشرة. تقوم UL بتدوير المعدات خلال هذه الظروف القاسية أثناء تحميلها بالكامل. التوصيلات التي قد ترتخي بعد ثلاث سنوات من التمدد الحراري؟ إنها تفشل في غرفة الاختبار. الحماية البيئية: تصنيف NEMA 3R هذا ليس زخرفياً. إنه يعني أن الصندوق ينجو من المطر الأفقي، ولا يتراكم الجليد الذي يسد التهوية، ويحافظ على الغبار بعيداً عن قضبان التوصيل حتى عند تركيبه في بيئة صناعية متربة. اللوحة الفرعية للمرآب الخاص بك هي NEMA 1 - مصممة للاستخدام الداخلي النظيف واللطيف في درجة حرارة الغرفة. التكلفة الحقيقية لتلك الترقية البالغة 240 دولاراً ليست المواد. قد يكلف قاطع التيار المستمر 30 دولاراً بدلاً من 12 دولاراً لقاطع التيار المتردد. يكلف الغلاف المعدني 50 دولاراً أخرى. الباقي؟ إنها ساعات الهندسة التي تقضيها في التأكد من أن هذه المكونات تعمل معاً بشكل موثوق في ظل أسوأ الظروف، والاختبار لإثبات ذلك. عندما تتخطى UL 1741، فأنت لا تفوتك مجرد ملصق. أنت تفوتك 10,000 ساعة من الاختبارات المدمرة التي حددت كل نمط فشل سيواجهه صندوقك المثبت على السطح على مدار العشرين عاماً القادمة. أنت تختبر أنماط الفشل هذه بنفسك. في الوقت الفعلي. على السطح الخاص بك. 4 متطلبات غير قابلة للتفاوض لصندوق تجميع الطاقة الشمسية الآمن الذي يتم تنفيذه ذاتياً لنكن واضحين: بناء صندوق تجميع الطاقة الشمسية الخاص بك أمر ممكن من الناحية الفنية. لكن الأمر يستحق القيام به فقط إذا استوفيت كل واحد من هذه المتطلبات. تخطى حتى واحداً، وسيكون من الأفضل لك شراء الصندوق الجاهز. المتطلب رقم 1: مكونات مصنفة للتيار المستمر مع تصنيفات الجهد المناسبة تبدأ قائمة التسوق الخاصة بك لصندوق تجميع الطاقة الشمسية الذي يتم تنفيذه ذاتياً هنا: يجب أن يكون كل قاطع، وصمام، وقضيب توصيل، وكتلة طرفية، وفاصل داخل هذا الصندوق مصنفاً بشكل صريح لجهد التيار المستمر ولـ 600 فولت تيار مستمر على الأقل. ليس 600 فولت تيار متردد. ليس "مناسباً للطاقة الشمسية". ليس "ربما على ما يرام". يجب أن تنص ورقة البيانات على: "600 فولت تيار مستمر" بنص عادي. لماذا 600 فولت عندما تكون سلاسلك 93.4 فولت فقط؟ سببان. أولاً، تتطلب المادة 690.7 من NEC حسابات الجهد بناءً على أبرد درجة حرارة متوقعة في موقعك. تنتج الألواح الشمسية جهداً أعلى عندما تكون باردة - أعلى بنسبة تصل إلى 10-15٪ من لوحة الاسم Voc اعتماداً على المنطقة المناخية الخاصة بك. قد تصل ألواح 46.7 فولت الخاصة بك إلى 53 فولت لكل منها في صباح أحد أيام شهر يناير. اثنان على التوالي؟ 106 فولت لكل سلسلة. ثانياً، أنت بحاجة إلى هامش أمان لارتفاعات الجهد العابرة أثناء تأثيرات حافة السحابة (عندما تتغير شدة ضوء الشمس بسرعة) ولتدهور المعدات بمرور الوقت. معيار الصناعة: إذا كان أقصى جهد للنظام الخاص بك أقل من 150 فولت تيار مستمر، فاستخدم مكونات مصنفة بـ 600 فولت تيار مستمر. إنه ليس مبالغة؛ إنه الحد الأدنى لعمر خدمة 25 عاماً. من أين تحصل على مكونات مصنفة للتيار المستمر: قواطع التيار المستمر: تصنع الشركات المصنعة مثل ABB و Eaton و Mersen و Littelfuse قواطع دوائر ذات علبة مصبوبة مصنفة للتيار المستمر (MCCBs). توقع أن تدفع 35-60 دولاراً لكل قاطع مقابل 12-18 دولاراً لقواطع التيار المتردد المكافئة. تحقق من تصنيف التيار المستمر "ملحق UL 489" أو علامة "IEC 60947-2 DC". الصمامات: تقدم Ferraz Shawmut و Mersen و Littelfuse صمامات مصنفة للطاقة الكهروضوئية بتصنيفات 600 فولت تيار مستمر إلى 1000 فولت تيار مستمر. استخدم صمامات 15 أمبير للألواح القياسية 350 واط (محسوبة على أنها Isc × 1.56 لكل NEC 690.8). التكلفة: 8-15 دولاراً لكل صمام بالإضافة إلى 25-40 دولاراً لكل حامل صمام. قضبان التوصيل: نحاس أو ألومنيوم مصنف لـ 90 درجة مئوية كحد أدنى. تعمل العديد من قضبان التوصيل المصنفة للتيار المتردد بشكل جيد، ولكن تحقق من أن مواصفات المواد تتعامل مع كثافة تيار التيار المستمر (1.5-2.0 أمبير/مم² للنحاس). نصيحة احترافية رقم 1: يشير هذا الوسم "48 فولت" على معدات التيار المتردد إلى جهد البطارية الخاص بك، وليس جهد سلسلة اللوحة الخاصة بك. يحتوي نظام البطارية 48 فولت الخاص بك على سلاسل 93.4 فولت تحتاج إلى معدات تيار مستمر مناسبة مصنفة بـ 600 فولت تيار مستمر. المتطلب رقم 2: غلاف مدرج في قائمة UL 1741 أو حماية مكافئة الصندوق المعدني نفسه مهم أكثر مما تعتقد عند بناء صندوق تجميع الطاقة الشمسية الذي يتم تنفيذه ذاتياً. للتركيب على السطح، تحتاج على الأقل إلى غلاف مصنف NEMA 3R (مانع للمطر) أو IP54 (محمي من الغبار والرذاذ). الألواح الداخلية NEMA 1 غير مناسبة. يجب أن يكون الغلاف: يتعامل مع دورة درجة الحرارة: تتأرجح درجات حرارة السطح 80-100 درجة فهرنهايت يومياً. يحتاج الغلاف إلى حشيات تحافظ على إحكامها، وفتحات لا تتشقق من التمدد/الانكماش، وطلاء لا يتقشر ويلوث التوصيلات الكهربائية. يوفر تهوية كافية: تولد قواطع التيار المستمر حرارة عند حمل التيار. بدون تهوية مناسبة، يمكن أن تتجاوز درجات الحرارة الداخلية تصنيفات المكونات حتى عندما تكون درجة الحرارة المحيطة مقبولة. ابحث عن أغلفة ذات تهوية محسوبة لتحميل حراري أكبر بنسبة 30٪ على الأقل من تيار السلسلة الأقصى. يتضمن أحكام تأريض مناسبة: يحتاج الغلاف الخاص بك إلى قضبان توصيل تأريض مخصصة مع عروات ميكانيكية (ليست مشابك زنبركية) مصنفة للنحاس #6 AWG كحد أدنى. يجب ربط كل سطح معدني داخل الصندوق بالأرض. هذا ليس اختيارياً - يتطلب NEC 690.43 ذلك. التحقق من واقع التكلفة: يكلف غلاف NEMA 3R المناسب بحجم 5-6 سلاسل (حوالي 12 بوصة × 16 بوصة × 6 بوصات) 80-150 دولاراً. غلاف خارجي مقاوم للعوامل الجوية مع الفتحات الصحيحة وقضبان التوصيل وأجهزة التركيب؟ 120-200 دولار. هذا يمثل 50-60٪ من التكلفة الإجمالية لصندوق التجميع الذي يتم تنفيذه ذاتياً. إذا كنت تفكر في "سأستخدم لوحة التيار المتردد وأضيف غطاءً مقاوماً للعوامل الجوية"، فتوقف. تم تصميم هذه الأغطية لإبعاد المطر عن المفاتيح أثناء الاستخدام اللحظي - وليس لتوفير حماية NEMA 3R مستمرة للمعدات التي تعيش في الخارج على مدار الساعة طوال أيام الأسبوع لمدة 25 عاماً. المتطلب رقم 3: حماية من خطأ القوس (الامتثال لـ NEC 690.11) هذا هو المكان الذي تفشل فيه معظم عمليات بناء صندوق تجميع الطاقة الشمسية التي يتم تنفيذها ذاتياً في فحص الكود. تفرض NEC 690.11 قواطع دوائر خطأ القوس (AFCI) لأي نظام PV مع دوائر تيار مستمر تعمل بجهد 80 فولت أو أعلى. سلاسل 93.4 فولت الخاصة بك؟ أنت تتجاوز الحد بنسبة 17٪. AFCI غير قابل للتفاوض. ما تفعله AFCI بالفعل: إنه يراقب التوقيع الكهربائي للتيار المتدفق عبر دوائر التيار المستمر ويكتشف النمط الضوضائي المحدد لخطأ القوس - الإشارة الفوضوية عالية التردد التي تظهر عندما يقفز التيار عبر فجوة. عند اكتشافه، فإنه يقاطع الدائرة على الفور قبل أن يشعل القوس المواد القريبة. تذكر القوس الذي لن يموت؟ تم تصميم AFCI خصيصاً لقتله. خياران لديك: الخيار 1 - عاكس مع AFCI مدمج: تحتوي معظم العاكسات الحديثة للسلسلة (SMA، SolarEdge، Fronius، إلخ) على اكتشاف خطأ القوس مدمج لكل UL 1741. إذا كان العاكس الخاص بك يحتوي على هذا، فلست بحاجة إلى AFCI منفصل في صندوق التجميع الذي يتم تنفيذه ذاتياً. تحقق من ذلك عن طريق التحقق من ورقة مواصفات العاكس الخاص بك بحثاً عن "متوافق مع UL 1741 AFCI" أو "حماية خطأ القوس NEC 690.11". الخيار 2 - جهاز AFCI مستقل: إذا كان العاكس الخاص بك لا يتضمن AFCI، فأنت بحاجة إلى كاشف خطأ القوس مدرج مثبت في صندوق التجميع الخاص بك أو على بعد 6 أقدام منه. تكلف هذه 200-400 دولار وتتطلب أسلاكاً إضافية. تشمل العلامات التجارية Sensata و Eaton و Mersen. قد يجعل هذا وحده صندوق التجميع الذي يتم تنفيذه ذاتياً أكثر تكلفة من شراء صندوق جاهز. استثناء: إذا كانت أسلاك التيار المستمر الخاصة بك تعمل في قناة معدنية أو كابل مغطى بالمعدن، ولا تخرج أبداً من هذا المسار المعدني بين الألواح والعاكس، فيمكنك تخطي AFCI. ولكن بواقعية؟ تستخدم التركيبات الموجودة على السطح سلك PV مكشوف مع موصلات MC4، مما يعني أن AFCI مطلوب. نصيحة احترافية رقم 2: لا تموت أقواس التيار المستمر عندما تقلب المفتاح - فهي تستمر في الاحتراق عند 35,000 درجة فهرنهايت حتى يتم قمعها جسدياً. AFCI هي الطريقة التي تقمع بها قبل أن تبدأ الحرائق. المتطلب رقم 4: الملصقات والوثائق المناسبة (NEC 690.7، 690.15) سيضع مفتشو الكود علامة حمراء على تركيب صندوق تجميع الطاقة الشمسية الذي يتم تنفيذه ذاتياً بسبب الملصقات المفقودة بشكل أسرع من الخيارات المكونة المشكوك فيها. الملصقات المطلوبة على صندوق تجميع الطاقة الشمسية الذي يتم تنفيذه ذاتياً: 1. ملصق أقصى جهد للتيار المستمر (NEC 690.7): أقصى جهد للتيار المستمر: 106 فولت (بناءً على 2 × 46.7 فولت من الألواح عند -10 درجة مئوية محيطة) يتوافق مع NEC 690.7 (D) يجب وضع هذا الملصق على الجزء الخارجي من صندوق التجميع ويكون مرئياً دون فتح الغلاف. 2. تحديد مجمع التيار المستمر (NEC 690.15): تحذير: صندوق تجميع التيار المستمر مصادر جهد تيار مستمر متعددة لا تفصل تحت الحمل 3. تحديد الموصل (NEC 690.31): يجب تسمية كل سلسلة واردة بموقع مصدرها: "السلسلة 1 - المصفوفة الشمالية" "السلسلة 2 - المصفوفة الشمالية" "السلسلة 3 - المصفوفة الجنوبية" إلخ. 4. ملصق موصل قطب التأريض (إذا كان ذلك ممكناً): إذا كان موصل التأريض الخاص بك ينتهي في صندوق التجميع، فقم بتسميته لكل NEC 690.47. استخدم مخزون ملصقات مصنف للاستخدام الخارجي (ملصقات بوليستر 3M أو Brady مع حبر مقاوم للأشعة فوق البنفسجية). لن تجتاز ملصقات الورق المطبوعة في أكمام مقاومة للعوامل الجوية الفحص - فهي تتحلل بسرعة كبيرة. الوثائق التي تحتاجها: مخطط بخط واحد يوضح تكوين السلسلة والجهود أوراق بيانات المكونات التي تثبت تصنيفات التيار المستمر حساب يوضح أقصى جهد NEC 690.7 حسابات تيار NEC 690.8 احتفظ بنسخ داخل صندوق التجميع في حقيبة مستندات مقاومة للعوامل الجوية. قد يطلبها المفتشون. الحسابات الحقيقية: صندوق تجميع 300 دولار مقابل البديل لنتحدث عن المال. مال حقيقي. قائمة أجزاء صندوق تجميع الطاقة الشمسية المتوافقة التي يتم تنفيذها ذاتياً: غلاف NEMA 3R مع حوامل قاطع: 120 دولاراً خمسة قواطع مصنفة للتيار المستمر 15 أمبير بسعر 45 دولاراً لكل منها: 225 دولاراً قضبان توصيل وأطراف مصنفة للتيار المستمر: 60 دولاراً أجهزة وملصقات وأسلاك وموصلات: 40 دولاراً الإجمالي: 445 دولاراً انتظر. يكلف صندوق التجميع الجاهز المدرج في قائمة UL 1741 320 دولاراً. "وفورات التنفيذ الذاتي" الخاصة بك؟ أنت تخسر 125 دولاراً بالإضافة إلى 6-8 ساعات من وقت التجميع والأسلاك. ولكن هذا يفترض أنك لست بحاجة إلى AFCI منفصل. هل تضيف جهاز 300 دولار؟ أنت الآن عند 745 دولاراً مقابل 320 دولاراً للصندوق الجاهز الذي يتضمن AFCI مدمج. الحسابات لا تجدي نفعاً لمعظم مشاريع صناديق تجميع الطاقة الشمسية التي يتم تنفيذها ذاتياً. إلا إذا كنت تقوم بالبناء لـ 10 سلاسل أو أكثر حيث تصبح الصناديق الجاهزة مكلفة (أكثر من 800 دولار)، أو كنت بحاجة إلى تكوين مخصص غير متوفر جاهزاً، فإن صناديق التجميع التي يتم تنفيذها ذاتياً غالباً ما تكون أكثر تكلفة من شراء معدات معتمدة بشكل صحيح. إليك الحسابات التي تهم حقاً: تكلفة حريق كهربائي واحد: 50,000 - 250,000 دولار كأضرار هيكلية، اعتماداً على وقت وصول إدارة الإطفاء. تكلفة زيادة قسط التأمين على المنزل بعد حريق كهربائي: زيادة بنسبة 20-40٪ لمدة 3-5 سنوات = 1,200 - 3,000 دولار تكلفة إضافية. تكلفة رفض مطالبة التأمين بسبب استخدام معدات غير مدرجة: 100٪ من الأضرار = مهما كانت تكلفة الحريق. تكلفة مشاكل التصاريح عند محاولة بيع منزلك: تأخيرات، عمليات إعادة تفتيش، تكاليف مقاول محتملة لإعادة الوضع إلى الامتثال للكود = 2,000 - 8,000 دولار. هل هذا الفرق في السعر البالغ 240 دولاراً؟ إنه لا يشتري ملصقاً فاخراً. إنه يشتري راحة البال بأن كل مكون واحد قد تم اختباره تحت التعذيب لأنماط الفشل الدقيقة التي تحدث على أسطح المنازل. إنه يشتري معدات متوافقة مع التأمين لن تبطل وثيقتك. إنه يشتري أجهزة معتمدة من المفتش لن تؤخر تصريحك لمدة ثلاثة أشهر. نصيحة احترافية رقم 3: إن مهارة التنفيذ الذاتي الحقيقية ليست في معرفة كيفية بناء كل شيء بنفسك - بل في معرفة الزوايا التي يمكنك قصها وتلك التي تقص ظهرك. صناديق التجميع تقص ظهرك. متى يكون التنفيذ الذاتي منطقياً بالفعل لا تخلط بين هذه المقالة و "لا تبني أي شيء بنفسك أبداً". تركيبات الطاقة الشمسية لديها الكثير من فرص التنفيذ الذاتي المشروعة: مشاريع التنفيذ الذاتي الذكية: التركيب والتركيب: يمكنك بالتأكيد تصميم وتركيب نظام تركيب الألواح الخاص بك. إنه ميكانيكي، ويمكن التحقق منه، ولا يوجد قوس لن يموت يحاول قتلك إذا أخطأت في شيء ما. مسارات القنوات: هل تقوم بتشغيل قناة EMT أو PVC من صندوق التجميع الخاص بك إلى العاكس؟ مشروع تنفيذ ذاتي رائع. فقط اتبع حسابات ملء قناة NEC. مراقبة النظام: هل تضيف مراقبة الأداء، وتسجيل البيانات، وحتى تكاملات إنترنت الأشياء لتتبع نظامك؟ انطلق بحرية. أسوأ ما في الأمر هو أنك تفقد بعض البيانات. مشاريع التنفيذ الذاتي المتهورة: صناديق التجميع (كما ناقشنا) فواصل التيار المستمر بين المجمع والعاكس (نفس المشاكل: مقاطعة قوس التيار المستمر، تصنيفات الجهد) تركيب العاكس (توصيلات كهربائية معقدة، نقاط تكامل التيار المتردد/المستمر) توصيلات لوحة الخدمة (يتطلب كهربائي مرخص في معظم الولايات.

لديك 10 ألواح شمسية REC بقدرة 350 واط جاهزة للتركيب. خمس سلاسل من لوحين لكل سلسلة. كل سلسلة تضخ 93.4 فولت تيار مستمر عند 9 أمبير. لقد بحثت عن تصميمات صناديق تجميع الطاقة الشمسية التي تصنعها بنفسك عبر الإنترنت، وقمت بالحسابات - كل شيء على ما يرام.

ثم تقوم بتسعير صندوق تجميع الطاقة الشمسية المناسب. $300. ربما $400 إذا كنت تريد الصندوق المزود بمراقبة مدمجة. أنت تنظر إلى اللوحة الفرعية Square D الموجودة في المرآب الخاص بك - تلك التي دفعت مقابلها $60 العام الماضي. نفس الصندوق المعدني. نفس قضبان التوصيل. نفس قواطع الدائرة. لماذا من المفترض أن تدفع 5 أضعاف مقابل ما يبدو أنه نفس الشيء؟

إليك السبب: لأن فجوة السعر $240 هي الفرق بين نظام يعمل لمدة 20 عامًا ونظام يشتعل فيه الحريق في غضون 6 أشهر.

القوس الذي لا يموت: لماذا يدمر التيار المستمر معدات التيار المتردد

القوس الذي لا يموت: مقاطعة التيار المتردد مقابل التيار المستمر

في اللحظة التي تقلب فيها قاطع التيار المتردد مفتوحًا تحت الحمل، يتشكل قوس كهربائي بين الملامسات المنفصلة. إنه بلازما - غاز متأين يحمل آلاف الأمبيرات عبر ما كان في السابق هواء، ويولد درجات حرارة تصل إلى 35000 درجة فهرنهايت، وهو ما يزيد أربع مرات عن درجة حرارة سطح الشمس.

ولكن إليك الأمر المتعلق بأقواس التيار المتردد: فهي تموت من تلقاء نفسها.

ستون مرة في الثانية، يمر التيار المتردد القياسي عبر صفر فولت حيث يتناوب اتجاه التيار. في تلك اللحظة بالضبط - التي تدوم بضعة أجزاء من الألف من الثانية فقط - يفقد القوس مصدر طاقته وينطفئ. تستمر الملامسات في التحرك بعيدًا. الدائرة مفتوحة. انتهى.

التيار المستمر لا يفعل هذا.

عندما تقطع 93.4 فولت تيار مستمر، يضيء هذا القوس ويبقى مضاءً طالما أن الملامسات قريبة بما يكفي للحفاظ عليه. لا يوجد عبور صفري. لا يوجد انقطاع طبيعي. مجرد تيار مستمر لا هوادة فيه يحاول سد تلك الفجوة بنهر من البلازما التي تذيب المعدن وتشعل العزل وتستمر في الاحتراق حتى تنفصل الملامسات فعليًا بما يكفي - عادةً ما تكون أبعد بـ 3-4 مرات مما صُممت عليه معدات التيار المتردد.

هذا هو “القوس الذي لا يموت”، ولهذا السبب يبدو كل مكون داخل صندوق تجميع التيار المستمر الحقيقي مختلفًا عن معدات التيار المتردد. تباعد الملامسات أوسع. قنوات القوس (تلك الصفائح المعدنية المتعرجة التي تمدد القوس وتبرده) أطول. تستخدم بعض قواطع التيار المستمر حتى الملفات المغناطيسية لإطفاء القوس فعليًا، مثل إطفاء شمعة.

اللوحة الفرعية للتيار المتردد $60 الخاصة بك لا تحتوي على أي من هذا.

تم تصميم قواطعها على افتراض أن القوس سينطفئ بشكل طبيعي في غضون 8 مللي ثانية. ضع 93 فولت تيار مستمر من خلالها، ويصبح هذا الافتراض التزامًا. تحاول الملامسات الفتح، ويتشكل القوس، وبدلاً من الموت عند العبور الصفري، فإنه ببساطة ... يستمر. قنوات القوس للقاطع ليست طويلة بما فيه الكفاية. فصل الملامسات ليس واسعًا بما فيه الكفاية. المواد ليست مصممة للتقوس المستمر للتيار المستمر.

في النهاية، يحدث أحد أمرين: تلتحم الملامسات معًا (إغلاق الدائرة بشكل دائم حتى عندما تعتقد أنها “متوقفة”)، أو تذوب المكونات الداخلية للقاطع وتفشل بشكل كارثي. لا تتضمن أي من النتيجتين إيقاف تشغيل نظام الطاقة الشمسية الخاص بك بأمان عندما تحتاج إليه.

ارتباك 48 فولت: جهد البطارية الخاص بك ≠ جهد السلسلة الخاص بك

The Voltage Rating Trap: AC vs. DC Ratings.

هذا هو المكان الذي تنحرف فيه معظم خطط صندوق تجميع الطاقة الشمسية التي تصنعها بنفسك.

ترى “نظام 48 فولت” في مستندات التخطيط الخاصة بك. تجد لوحة فرعية للتيار المتردد مصنفة على أنها “48 فولت”. تطابق مثالي، أليس كذلك؟

خطأ في ثلاثة أمور.

أولاً: تصنيف البطارية 48 فولت هو اسمي الجهد - متوسط نقطة التشغيل. تعمل بطارية 48 فولت الخاصة بك فعليًا بين 40 فولت (مشحونة) و 58 فولت (أثناء الشحن). غير ذي صلة بحجم صندوق التجميع، ولكنه مهم لمعرفة أن الأرقام تتحرك.

ثانيًا: لا تهتم سلاسل الطاقة الشمسية الخاصة بك بالجهد الذي تعمل به بطارياتك. يحتوي كل لوح REC بقدرة 350 واط على جهد الدائرة المفتوحة (Voc) يبلغ 46.7 فولت. لوحان على التوالي؟ هذا هو 93.4 فولت - ما يقرب من ضعف جهد البطارية الخاص بك - وهذا هو الرقم الذي يجب أن يتعامل معه صندوق التجميع الذي تصنعه بنفسك. أنت لا تجمع 48 فولت؛ أنت تجمع خمس سلاسل منفصلة بجهد 93.4 فولت في دائرة إخراج تيار مستمر واحدة.

ثالثًا - وهذا هو فخ تصنيف الجهد: عندما تقول لوحة مصنفة للتيار المتردد “48 فولت”، فهذا يعني 48 فولت مكيف الهواء. إذا كان لديها أي تصنيف للتيار المستمر على الإطلاق (معظمها لا تفعل ذلك)، فهي مدفونة في التفاصيل الدقيقة وأقل بشكل كبير. قد يكون القاطع المصنف بـ 240 فولت تيار متردد آمنًا فقط لـ 48 فولت تيار مستمر. لوحة مصنفة بـ 480 فولت تيار متردد؟ ربما 60-80 فولت تيار مستمر إذا كنت محظوظًا.

لماذا هذا الاختلاف الهائل؟ بالعودة إلى القوس الذي لا يموت. تفترض تصنيفات جهد التيار المتردد أن القوس ينطفئ بشكل طبيعي. تفترض تصنيفات جهد التيار المستمر أن القوس يقاوم ويحاول الحفاظ على نفسه عبر فجوات أوسع. كلما زاد جهد التيار المستمر، زادت الفجوة التي يمكن أن يقفزها، وزادت قوة آلية المقاطعة التي يجب أن تكون عليها.

إذن، تلك اللوحة Square D “المصنفة بـ 48 فولت”؟ حتى لو كان هذا تصنيفًا للتيار المستمر (تحقق من ورقة البيانات - سأنتظر)، فأنت تحاول دفع 93.4 فولت من خلالها. أنت تعمل بنسبة 195٪ من جهد التصميم الخاص بها. هذا ليس هامش أمان؛ هذا مؤقت للعد التنازلي.

ما الذي تشتريه $240 بالفعل: داخل شهادة UL 1741

UL 1741- What Certification Actually Buys You.webp

“قد تعتقد ”إنها مجرد ملصق UL“. ”يمكنني تخطي ذلك لإعداد DIY."

لكن UL 1741 - المعيار الخاص بصناديق تجميع الطاقة الشمسية ومعدات الربط البيني - لا يتحقق مما إذا كان صندوقك يحتوي على زوايا مستديرة وطلاء لطيف. إنه يختبر ما إذا كانت معداتك تنجو من أوضاع الفشل الدقيقة التي تحدث في أنظمة PV في العالم الحقيقي.

إليك ما يمر به صندوق التجميع للحصول على قائمة UL 1741:

اختبار خطأ قوس التيار المستمر: هل يمكن للقواطع مقاطعة القوس عند جهد السلسلة الكامل تحت أقصى تيار؟ إنهم يختبرون هذا مئات المرات. قواطع لوحة التيار المتردد الخاصة بك؟ لم يتم اختبارها أبدًا للتقوس بالتيار المستمر. صفر مرة.

اختبار تيار الدائرة القصيرة: ماذا يحدث عندما تقصر سلسلتان معًا عن طريق الخطأ، مما يؤدي إلى تفريغ 90 أمبير عبر قضيب توصيل مصنف بـ 20؟ يعرض الاختبار كل نقطة توصيل لتيارات الأعطال 10-20 ضعف تيار التشغيل العادي. كل ما سينصهر، ينصهر في المختبر بدلاً من السطح الخاص بك.

دورة درجة الحرارة: تتأرجح صناديق التجميع الموجودة على السطح من ليالي الشتاء -40 درجة فهرنهايت إلى أيام الصيف 140 درجة فهرنهايت تحت أشعة الشمس المباشرة. تقوم UL بتدوير المعدات خلال هذه الظروف القاسية أثناء تحميلها بالكامل. الاتصالات التي قد ترتخي بعد ثلاث سنوات من التمدد الحراري؟ إنها تفشل في غرفة الاختبار.

حماية البيئة: تصنيف NEMA 3R هذا ليس زخرفيًا. هذا يعني أن الصندوق ينجو من المطر الأفقي، ولا يتراكم الجليد الذي يسد التهوية، ويحافظ على الغبار بعيدًا عن قضبان التوصيل حتى عند تركيبه في بيئة صناعية متربة. اللوحة الفرعية للمرآب الخاص بك هي NEMA 1 - مصممة للاستخدام الداخلي النظيف واللطيف في درجة حرارة الغرفة.

التكلفة الحقيقية لترقية $240 هذه ليست المواد. قد يكلف قاطع التيار المستمر $30 بدلاً من $12 لقاطع التيار المتردد. يكلف الغلاف المعدني $50 آخر. الباقي؟ إنها ساعات الهندسة التي تقضيها في التأكد من أن هذه المكونات تعمل معًا بشكل موثوق في ظل أسوأ الظروف، والاختبار لإثبات ذلك.

عندما تتخطى UL 1741، فأنت لا تفوتك مجرد ملصق. أنت تفوتك 10000 ساعة من الاختبارات المدمرة التي حددت كل وضع فشل سيواجهه صندوقك المثبت على السطح على مدار العشرين عامًا القادمة. أنت تختبر أوضاع الفشل هذه بنفسك.

في الوقت الحقيقي.

على سطحك.

4 متطلبات غير قابلة للتفاوض لصندوق تجميع الطاقة الشمسية الآمن الذي تصنعه بنفسك

لنكن واضحين: بناء صندوق تجميع الطاقة الشمسية الخاص بك أمر ممكن تقنيًا. لكن الأمر يستحق القيام به فقط إذا استوفيت كل واحد من هذه المتطلبات. تخطى حتى واحدًا، وسيكون من الأفضل لك شراء الصندوق الجاهز.

4 متطلبات غير قابلة للتفاوض لصندوق تجميع الطاقة الشمسية الآمن الذي تصنعه بنفسك

المتطلب 1: مكونات مصنفة للتيار المستمر مع تصنيفات الجهد المناسبة

تبدأ قائمة التسوق الخاصة بك لصندوق تجميع الطاقة الشمسية الذي تصنعه بنفسك هنا: كل قاطع،, فتيل, قضيب توصيل, كتلة طرفية, ، ويجب أن يكون الفصل داخل هذا الصندوق مصنفًا بشكل صريح لجهد التيار المستمر و لما لا يقل عن 600 فولت تيار مستمر.

ليس 600 فولت تيار متردد. ليس “مناسبًا للطاقة الشمسية”. ليس “ربما على ما يرام”. يجب أن تنص ورقة البيانات على: “600VDC” بنص عادي.

لماذا 600 فولت عندما تكون سلاسلك 93.4 فولت فقط؟ سببان. أولاً، تتطلب المادة 690.7 من NEC حسابات الجهد بناءً على الأبرد درجة الحرارة المتوقعة في موقعك. تنتج الألواح الشمسية جهدًا أعلى عندما تكون باردة - أعلى بنسبة تصل إلى 10-15٪ من Voc الموجود على اللوحة الاسمية اعتمادًا على المنطقة المناخية الخاصة بك. قد تصل ألواح 46.7 فولت الخاصة بك إلى 53 فولت لكل منها في صباح أحد أيام شهر يناير. اثنان على التوالي؟ 106 فولت لكل سلسلة.

ثانيًا، أنت بحاجة إلى هامش أمان لارتفاعات الجهد العابر أثناء تأثيرات حافة السحابة (عندما تتغير شدة ضوء الشمس بسرعة) ولتدهور المعدات بمرور الوقت. معيار الصناعة: إذا كان أقصى جهد للنظام الخاص بك أقل من 150 فولت تيار مستمر، فاستخدم مكونات مصنفة بـ 600 فولت تيار مستمر. إنه ليس مبالغة؛ إنه الحد الأدنى لعمر خدمة 25 عامًا.

من أين تحصل على مكونات مصنفة للتيار المستمر:

  • قواطع التيار المستمر: تصنع الشركات المصنعة مثل ABB و Eaton و Mersen و Littelfuse قواطع دوائر مصبوبة مصنفة للتيار المستمر (MCCBs). توقع أن تدفع $35-60 لكل قاطع مقابل $12-18 لقواطع التيار المتردد المكافئة. تحقق من تصنيف التيار المستمر “UL 489 supplement” أو علامة “IEC 60947-2 DC”.
  • الصمامات: تقدم Ferraz Shawmut و Mersen و Littelfuse مصهرات مصنفة لـ PV بتصنيفات 600 فولت تيار مستمر إلى 1000 فولت تيار مستمر. استخدم مصهرات 15 أمبير للألواح القياسية بقدرة 350 واط (محسوبة على أنها Isc × 1.56 لكل NEC 690.8). التكلفة: $8-15 لكل مصهر بالإضافة إلى $25-40 لكل حامل مصهر.
  • قضبان التوصيل: النحاس أو الألومنيوم مصنف لـ 90 درجة مئوية كحد أدنى. تعمل العديد من قضبان التوصيل المصنفة للتيار المتردد بشكل جيد، ولكن تحقق من أن مواصفات المواد تتعامل مع كثافة تيار التيار المستمر (1.5-2.0 أمبير / مم² للنحاس).

برو-نصيحة #1: علامة “48V” الموجودة على معدات التيار المتردد؟ تشير إلى جهد البطارية الخاص بك، وليس جهد سلسلة الألواح. نظام البطارية 48V الخاص بك لديه سلاسل 93.4V تحتاج إلى معدات تيار مستمر مصنفة بشكل صحيح بـ 600VDC.

المتطلب #2: UL 1741-حاوية مدرجة أو حماية معادلة

الصندوق المعدني نفسه مهم أكثر مما تعتقد عند بناء صندوق تجميع الطاقة الشمسية بنفسك.

لتركيب السطح، تحتاج على الأقل إلى NEMA 3R (مانع للمطر) أو IP54 (محمي من الغبار والرذاذ). لوحات NEMA 1 الداخلية غير مناسبة. يجب أن تكون الحاوية:

قادرة على التعامل مع الدوران الحراري: تتأرجح درجات حرارة السطح 80-100 درجة فهرنهايت يوميًا. تحتاج الحاوية إلى حشوات تحافظ على إحكامها، وفتحات لا تتشقق بسبب التمدد/الانكماش، ودهان لا يتقشر ويلوث التوصيلات الكهربائية.

توفير تهوية كافية: تولد قواطع التيار المستمر حرارة عند حمل التيار. بدون تهوية مناسبة، يمكن أن تتجاوز درجات الحرارة الداخلية تصنيفات المكونات حتى عندما تكون درجة الحرارة المحيطة مقبولة. ابحث عن حاويات ذات تهوية محسوبة لتحمل حمل حراري أكبر بمقدار 30% على الأقل من تيار السلسلة الأقصى.

تضمين أحكام تأريض مناسبة: تحتاج الحاوية الخاصة بك إلى قضبان توصيل تأريض مخصصة مع عروات ميكانيكية (ليست مشابك زنبركية) مصنفة للنحاس #6 AWG كحد أدنى. يجب ربط كل سطح معدني داخل الصندوق بالأرض. هذا ليس اختياريًا - يتطلب NEC 690.43 ذلك.

التحقق من واقعية التكلفة: حاوية NEMA 3R مناسبة بحجم 5-6 سلاسل (حوالي 12 × 16 × 6 بوصات) تكلف $80-150. حاوية مقاومة للعوامل الجوية مصنفة للاستخدام الخارجي مع الفتحات المناسبة وقضبان التوصيل وأجهزة التركيب؟ $120-200. هذا يمثل 50-60% من التكلفة الإجمالية لصندوق تجميع الطاقة الشمسية الذي تصنعه بنفسك.

إذا كنت تفكر “سأستخدم فقط لوحة التيار المتردد وأضيف غطاءً مقاومًا للعوامل الجوية”، فتوقف. تم تصميم هذه الأغطية لإبعاد المطر عن المفاتيح أثناء الاستخدام اللحظي - وليس لتوفير حماية NEMA 3R مستمرة للمعدات التي تعيش في الخارج على مدار الساعة طوال أيام الأسبوع لمدة 25 عامًا.

المتطلب #3: حماية من أعطال القوس الكهربائي (الامتثال لـ NEC 690.11)

هنا تفشل معظم عمليات بناء صندوق تجميع الطاقة الشمسية التي تصنعها بنفسك في فحص الكود.

يفرض NEC 690.11 قواطع دائرة أعطال القوس الكهربائي (AFCI) لأي نظام PV مع دوائر تيار مستمر تعمل بـ 80 فولت أو أعلى. سلاسل 93.4V الخاصة بك؟ أنت تتجاوز الحد بمقدار 17%. AFCI غير قابل للتفاوض.

ما تفعله AFCI بالفعل: تراقب التوقيع الكهربائي للتيار المتدفق عبر دوائر التيار المستمر وتكتشف النمط الضوضائي المحدد لعطل القوس الكهربائي - الإشارة الفوضوية عالية التردد التي تظهر عندما يقفز التيار عبر فجوة. عند اكتشافه، فإنه يقاطع الدائرة على الفور قبل أن يشعل القوس المواد القريبة.

هل تتذكر القوس الذي لا يموت؟ تم تصميم AFCI خصيصًا لقتله.

خياراتك المتاحة:

الخيار 1 - عاكس مع AFCI مدمج: تحتوي معظم العاكسات الحديثة (SMA، SolarEdge، Fronius، إلخ) على كشف مدمج لأعطال القوس الكهربائي وفقًا لـ UL 1741. إذا كان العاكس الخاص بك يحتوي على هذا، فلن تحتاج إلى AFCI منفصل في صندوق التجميع الذي تصنعه بنفسك. تحقق من ذلك عن طريق التحقق من ورقة مواصفات العاكس الخاص بك بحثًا عن “متوافق مع UL 1741 AFCI” أو “حماية من أعطال القوس الكهربائي NEC 690.11”.”

الخيار 2 - جهاز AFCI مستقل: إذا كان العاكس الخاص بك لا يشتمل على AFCI، فأنت بحاجة إلى كاشف أعطال القوس الكهربائي مدرج مثبت في صندوق التجميع الخاص بك أو على بعد 6 أقدام منه. تتراوح تكلفة هذه الأجهزة بين $200-400 وتتطلب أسلاكًا إضافية. تشمل العلامات التجارية Sensata و Eaton و Mersen. هذا وحده قد يجعل صندوق التجميع الذي تصنعه بنفسك أكثر تكلفة من شراء صندوق جاهز.

استثناء: إذا كانت أسلاك التيار المستمر الخاصة بك تعمل في قناة معدنية أو كابل مغطى بالمعدن، ولا تخرج أبدًا من هذا المسار المعدني بين الألواح والعاكس، فيمكنك تخطي AFCI. ولكن في الواقع؟ تستخدم تركيبات الأسطح سلك PV مكشوف مع موصلات MC4، مما يعني أن AFCI مطلوب.

برو-نصيحة رقم 2: لا تموت أقواس التيار المستمر عندما تقلب المفتاح - بل تستمر في الاحتراق عند 35000 درجة فهرنهايت حتى يتم قمعها فعليًا. AFCI هي الطريقة التي تقمع بها قبل أن تبدأ الحرائق.

المتطلب #4: وضع العلامات والوثائق المناسبة (NEC 690.7، 690.15)

سيضع مفتشو الكود علامة حمراء على تركيب صندوق تجميع الطاقة الشمسية الذي تصنعه بنفسك بسبب العلامات المفقودة أسرع من الخيارات المكونة المشكوك فيها.

العلامات المطلوبة على صندوق تجميع الطاقة الشمسية الذي تصنعه بنفسك:

1. ملصق أقصى جهد للتيار المستمر (NEC 690.7):

أقصى جهد للتيار المستمر: 106 فولت

يجب وضع هذا الملصق على الجزء الخارجي من صندوق التجميع ويكون مرئيًا دون فتح الحاوية.

2. تحديد صندوق تجميع التيار المستمر (NEC 690.15):

تحذير:

3. تحديد الموصل (NEC 690.31):
يجب تسمية كل سلسلة واردة بموقع مصدرها:

  • “السلسلة 1 - المصفوفة الشمالية”
  • “السلسلة 2 - المصفوفة الشمالية”
  • “السلسلة 3 - المصفوفة الجنوبية”
  • إلخ.

4. ملصق موصل التأريض (إذا كان ذلك ممكنًا):
إذا كان موصل التأريض الخاص بك ينتهي في صندوق التجميع، فقم بتسميته وفقًا لـ NEC 690.47.

استخدم مخزون ملصقات مصنفة للاستخدام الخارجي (ملصقات بوليستر 3M أو Brady مع حبر مقاوم للأشعة فوق البنفسجية). لن تجتاز ملصقات الورق المطبوعة في أكمام مقاومة للعوامل الجوية الفحص - فهي تتحلل بسرعة كبيرة.

الوثائق التي تحتاجها:

  • مخطط أحادي الخط يوضح تكوين السلسلة والجهود
  • أوراق بيانات المكونات التي تثبت تصنيفات التيار المستمر
  • حساب يوضح أقصى جهد NEC 690.7
  • حسابات تيار NEC 690.8

احتفظ بنسخ داخل صندوق التجميع في حقيبة مستندات مقاومة للعوامل الجوية. قد يطلبها المفتشون.

الرياضيات الحقيقية: صندوق تجميع $300 مقابل البديل

لنتحدث عن المال. مال حقيقي.

قائمة أجزاء صندوق تجميع الطاقة الشمسية المتوافقة التي تصنعها بنفسك:

  • حاوية NEMA 3R مع حوامل قواطع: $120
  • خمسة قواطع مصنفة للتيار المستمر 15 أمبير بسعر $45 لكل منها: $225
  • قضبان توصيل ومحطات مصنفة للتيار المستمر: $60
  • الأجهزة والملصقات والأسلاك والموصلات: $40
  • الإجمالي: $445

انتظر. يكلف صندوق التجميع الجاهز المدرج في UL 1741 $320. “مدخرات DIY” الخاصة بك؟ أنت تخسر $125 بالإضافة إلى 6-8 ساعات من وقت التجميع والأسلاك.

ولكن هذا بافتراض أنك لا تحتاج إلى AFCI منفصل. أضف جهاز $300 هذا؟ أنت الآن عند $745 مقابل $320 للصندوق الجاهز الذي يتضمن AFCI مدمج.

الحسابات لا تجدي نفعاً لمعظم مشاريع صناديق تجميع الطاقة الشمسية التي يتم تنفيذها ذاتياً. إلا إذا كنت تقوم بالبناء لـ 10 سلاسل أو أكثر حيث تصبح الصناديق الجاهزة مكلفة (أكثر من 800 دولار)، أو كنت بحاجة إلى تكوين مخصص غير متوفر جاهزاً، فإن صناديق التجميع التي يتم تنفيذها ذاتياً غالباً ما تكون المزيد من أكثر تكلفة من شراء معدات معتمدة بشكل صحيح.

إليك الحسابات التي تهم حقاً:

تكلفة حريق كهربائي واحد: 50,000 - 250,000 دولار كأضرار هيكلية، اعتماداً على وقت وصول إدارة الإطفاء.

تكلفة زيادة قسط التأمين على المنزل بعد حريق كهربائي: زيادة بنسبة 20-40٪ لمدة 3-5 سنوات = 1,200 - 3,000 دولار تكلفة إضافية.

تكلفة رفض مطالبة التأمين بسبب استخدام معدات غير مدرجة: 100٪ من الأضرار = مهما كانت تكلفة الحريق.

تكلفة مشاكل التصاريح عند محاولة بيع منزلك: تأخيرات، عمليات إعادة تفتيش، تكاليف مقاول محتملة لإعادة الوضع إلى الامتثال للكود = 2,000 - 8,000 دولار.

هل هذا الفرق في السعر البالغ 240 دولاراً؟ إنه لا يشتري ملصقاً فاخراً. إنه يشتري راحة البال بأن كل مكون واحد قد تم اختباره تحت التعذيب لأنماط الفشل الدقيقة التي تحدث على أسطح المنازل. إنه يشتري معدات متوافقة مع التأمين لن تبطل وثيقتك. إنه يشتري أجهزة معتمدة من المفتش لن تؤخر تصريحك لمدة ثلاثة أشهر.

برو-نصيحة رقم 3: إن مهارة التنفيذ الذاتي الحقيقية ليست في معرفة كيفية بناء كل شيء بنفسك - بل في معرفة الزوايا التي يمكنك قصها وتلك التي تقص ظهرك. صناديق التجميع تقص ظهرك.

متى يكون التنفيذ الذاتي منطقياً بالفعل

لا تخلط بين هذه المقالة و “لا تبني أي شيء بنفسك أبداً”. تركيبات الطاقة الشمسية لديها الكثير من فرص التنفيذ الذاتي المشروعة:

مشاريع التنفيذ الذاتي الذكية:

  • التركيب والتركيب: يمكنك بالتأكيد تصميم وتركيب نظام تركيب الألواح الخاص بك. إنه ميكانيكي، ويمكن التحقق منه، ولا يوجد قوس لن يموت يحاول قتلك إذا أخطأت في شيء ما.
  • مسارات القنوات: هل تقوم بتشغيل قناة EMT أو PVC من صندوق التجميع الخاص بك إلى العاكس؟ مشروع تنفيذ ذاتي رائع. فقط اتبع حسابات ملء قناة NEC.
  • مراقبة النظام: هل تضيف مراقبة الأداء، وتسجيل البيانات، وحتى تكاملات إنترنت الأشياء لتتبع نظامك؟ انطلق بحرية. أسوأ ما في الأمر هو أنك تفقد بعض البيانات.

مشاريع التنفيذ الذاتي المتهورة:

  • صناديق التجميع (كما ناقشنا)
  • فواصل التيار المستمر بين المجمع والعاكس (نفس المشاكل: مقاطعة قوس التيار المستمر، تصنيفات الجهد)
  • تركيب العاكس (توصيلات كهربائية معقدة، نقاط تكامل التيار المتردد/المستمر)
  • توصيلات لوحة الخدمة (يتطلب كهربائي مرخص في معظم الولايات القضائية)

النمط؟ إذا كان يحمل تياراً مستمراً عالي الجهد أو يتصل بخدمة الكهرباء الرئيسية الخاصة بك، فاستأجر متخصصين أو اشترِ معدات مدرجة. إذا كانت هيكلية أو ميكانيكية أو مراقبة منخفضة الجهد، فقم بالتنفيذ الذاتي بعيداً.

صندوق تجميع الطاقة الشمسية

الخلاصة: ابنِ بذكاء، وليس مجرد رخص

إذا وصلت إلى هذا الحد، فأنت بالفعل متقدم على 90٪ من مُركبي الطاقة الشمسية الذين يقومون بالتنفيذ الذاتي. أنت تطرح الأسئلة الصحيحة.

إليك ما تعلمته:

القوس الذي لن يموت: لا تنطفئ أقواس التيار المستمر من تلقاء نفسها مثل أقواس التيار المتردد. تحترق عند 35,000 درجة فهرنهايت حتى يتم قمعها جسدياً. لم يتم تصميم معدات التيار المتردد لهذا الغرض.

ارتباك 48 فولت: جهد البطارية الخاص بك ليس جهد السلسلة الخاص بك. يحتوي نظام 48 فولت هذا على سلاسل 93.4 فولت تحتاج إلى معدات مصنفة بـ 600 فولت تيار مستمر، وليس لوحات تيار متردد معاد استخدامها.

فخ تصنيف الجهد: لا تترجم تصنيفات جهد التيار المتردد إلى التيار المستمر. قد يكون قاطع التيار المتردد 240 فولت آمناً فقط لـ 48 فولت تيار مستمر. تتجاوز سلاسل 93.4 فولت الخاصة بك قدرة التيار المستمر لمعظم معدات التيار المتردد.

تكلفة الامتثال: يكلف بناء صندوق تجميع الطاقة الشمسية الذي يتم تنفيذه ذاتياً والمتوافق مع الكود 445-745 دولاراً. شراء صندوق جاهز مدرج في قائمة UL 1741؟ 320 دولاراً. لا تدعم الحسابات التنفيذ الذاتي إلا إذا كنت بحاجة إلى تكوينات مخصصة.

هل يمكنك من الناحية الفنية بناء صندوق التجميع الخاص بك؟ نعم. مع المكونات المناسبة، والمرفقات المناسبة، وحماية AFCI، والملصقات الصحيحة، فمن الممكن ذلك.

هل يجب عليك ذلك؟ على الأرجح لا. تتبخر وفورات التكلفة بمجرد تسعير مكونات التيار المستمر و AFCI. إن الاستثمار الزمني (8-10 ساعات للبناء الأول، 4-6 لللاحقة) نادراً ما يبرر الوفورات الهامشية. والمسؤولية إذا حدث خطأ ما - رفض مطالبة التأمين، ورفض التصريح، وعلامة حمراء من المفتش - تمحو أي فائدة مالية.

خطوة التنفيذ الذاتي الحقيقية؟ اعرف متى تبني ومتى تشتري.

وفر طاقة التنفيذ الذاتي الخاصة بك للتركيب، وأنظمة المراقبة، ومسارات القنوات، وأجزاء تركيبات الطاقة الشمسية حيث يضاعف جهدك أموالك بالفعل بدلاً من مجرد زيادة المخاطر الخاصة بك.

وهذا اللوح المربع D بقيمة 60 دولاراً في المرآب الخاص بك؟ استخدمه حيث ينتمي - على دائرة تيار متردد، حيث يقوم التقاطع الصفري بالرفع الثقيل وتموت الأقواس من تلقاء نفسها كما يفترض بها.

لأنه في الطاقة الشمسية الكهروضوئية، فإن أغلى خطأ ليس هو الذي يكلفك 300 دولار مقدماً. إنه الخطأ الذي يوفر لك 240 دولاراً اليوم ويكلفك 50,000 دولار بعد ستة أشهر عندما يجد القوس الذي لن يموت شيئاً قابلاً للاشتعال.


هل أنت مستعد للقيام بتركيب الطاقة الشمسية الخاص بك بشكل صحيح؟ تحقق من مجموعتنا الكاملة من صناديق التجميع المدرجة في قائمة UL 1741 ومعدات الحماية المصنفة للتيار المستمر والمصممة خصيصاً لأنظمة الطاقة الكهروضوئية السكنية والتجارية. لقد قمنا بالفعل بالهندسة والاختبار - تحصل على معدات موثوقة بأسعار تجعل التنفيذ الذاتي يبدو مكلفاً.

المؤلف الصورة

أنا جو مخصصة المهنية مع 12 عاما من الخبرة في الصناعة الكهربائية. في فيوكس كان سعره باهظا للغاية الكهربائية ، التركيز على تقديم الكهربائية عالية الجودة حلول مصممة خصيصا لتلبية احتياجات عملائنا. خبرتي تمتد الأتمتة الصناعية والسكنية الأسلاك والتجارية الأنظمة الكهربائية.الاتصال بي [email protected] إذا ش لديك أي أسئلة.

جدول المحتويات
    Thêm một tiêu đề để bắt đầu tạo ra các nội dung của bảng
    اطلب عرض الأسعار الآن