A Slučovací box FV je elektrický rozvaděč, který sdružuje několik obvodů solárních stringů před střídačem nebo regulátorem nabíjení. V typickém fotovoltaickém systému produkuje každý string stejnosměrný proud. Slučovací box shromažďuje výstupy těchto stringů, zajišťuje ochranné a spínací funkce a odesílá jeden nebo více sloučených výstupních obvodů dále do systému.
Pro možnosti specifické pro daný projekt viz Řešení slučovacích boxů pro fotovoltaiku VIOX. Tento průvodce vysvětluje, jak slučovací boxy pro fotovoltaiku fungují, jaké komponenty obsahují, jak je obvykle uspořádáno zapojení a jak vybrat správnou konfiguraci pro rezidenční, komerční a průmyslové solární projekty.
Důležité je, že slučovací box není jen obyčejná svorkovnice. Ve vícestringovém fotovoltaickém systému se často stává prvním bodem ochrany proti zpětnému proudu, přepětí, slouží k servisnímu odpojení, monitoringu a organizaci kabeláže v terénu. Špatně zvolený slučovací box může způsobit přehřívání, nežádoucí poruchy, selhání svodičů přepětí (SPD) nebo nebezpečné podmínky při odpojování stejnosměrného proudu. Správně zvolený box usnadňuje zapojení, kontrolu, ochranu a údržbu celého pole.
Pokud potřebujete pouze základní definici pro začátečníky, začněte s Co je to fotovoltaický slučovač (PV Combiner Box)?. Pokud se váš dotaz týká především funkce, viz Co dělá solární slučovací box?. Tato stránka je kompletní technickou příručkou.
Rychlá odpověď: Co dělá fotovoltaický slučovač?
Fotovoltaický slučovač plní pět hlavních úkolů:
- Slučuje několik fotovoltaických řetězců do jednoho nebo více výstupních obvodů.
- Chrání jednotlivé řetězce použití pojistek nebo stejnosměrných jističů tam, kde je vyžadována nadproudová ochrana.
- Omezuje přepětí. použití stejnosměrných svodičů přepětí (SPD).
- Zajišťuje izolaci nebo odpojení. prostřednictvím stejnosměrného odpínače nebo vypínače.
- Zjednodušuje zapojení, testování, údržbu a monitorování. soustředěním připojení stringů do jedné přístupné skříně.
U malých systémů pouze s jedním nebo dvěma stringy nemusí být samostatný slučovací box vždy vyžadován, protože střídač může již poskytovat dostatek vstupních kanálů a ochranu. U komerčních a průmyslových systémů s mnoha paralelními stringy je slučovací box obvykle nezbytný.
FV slučovací box v kostce
| Bod výběru | Co zkontrolovat | Proč na tom záleží |
|---|---|---|
| Počet stringů | 2, 4, 6, 8, 12, 16, 24 nebo vlastní vstupy | Určuje vstupní svorky, pojistkové držáky, monitorovací kanály a velikost skříně |
| Systémové napětí | 600 V DC, 1000 V DC, 1500 V DC nebo jmenovité napětí dle projektu | Musí překročit maximální napětí naprázdno stringu korigované na chladné podmínky |
| Proud stringu | Isc modulu, jmenovitá hodnota pojistky, proudová zatížitelnost vodiče | Určuje dimenzování pojistek, jističů, svorek a přípojnic |
| Ochranný prvek | gPV pojistka, DC jistič nebo OCPD specifické pro daný projekt | Chrání stringy a vodiče před poruchami způsobenými zpětným proudem |
| Ochrana proti přepětí | Napěťová třída a způsob zapojení DC svodiče přepětí (SPD) | Chrání vstup střídače a DC zařízení před přechodným přepětím |
| Izolace | DC odpínač nebo spínací odpínač | Umožňuje bezpečnější údržbu a odpojení celé skříně |
| Stupeň krytí skříně | IP65/IP66, NEMA 3R/4/4X, odolnost vůči UV záření a korozi | Určuje vhodnost pro venkovní, střešní, pobřežní nebo průmyslové prostředí |
| Monitorování | Volitelné monitorování proudu stringů, komunikační modul | Pomáhá identifikovat selhání stringů, zastínění, aktivaci pojistek a ztrátu výkonu |
Co je to fotovoltaický slučovač (PV Combiner Box)?
Fotovoltaický slučovač (combiner box) je elektrické zařízení na straně stejnosměrného proudu (DC), které se používá ke sloučení výstupů z několika fotovoltaických stringů. Každý string se obvykle skládá z několika sériově zapojených solárních modulů. Když je paralelně zapojeno několik stringů, jejich výstupy jsou svedeny do slučovače, odkud jsou shromážděny a vedeny do střídače, regulátoru nabíjení nebo zařízení pro přeměnu stejnosměrného proudu.
Na nejjednodušší úrovni obsahuje slučovač:
- vstupní svorky pro FV stringy
- nadproudová ochrana pro každý string, je-li vyžadována
- kladné a záporné přípojnice nebo rozvodné bloky
- přepěťová ochrana
- uzemnění nebo připojení PE
- jedna nebo více výstupních svorek
- rozváděčová skříň vhodná pro dané prostředí instalace
U větších systémů může slučovací box obsahovat také monitorování proudu na úrovni stringů, stejnosměrné odpínače, indikaci stavu, komunikační porty nebo kontakty pro dálkovou signalizaci alarmu.
Slučovací box se často instaluje v blízkosti fotovoltaického pole, aby se zkrátila délka paralelního vedení. Místo vedení dvanácti samostatných stringových obvodů až ke střídači může instalační technik přivést tyto obvody do jednoho venkovního rozváděče a dále vést pouze jeden výstupní pár odpovídajícího průřezu.
Co dělá solární slučovací box?
Funkce solárního slučovacího boxu je praktická, nikoliv dekorativní: organizuje a chrání přechod z mnoha fotovoltaických stringů na menší počet výstupních obvodů.
Slučuje několik FV stringů
Každý FV string produkuje stejnosměrný proud. V systému s více stringy musí být tyto výstupy před vstupem do střídače nebo regulátoru nabíjení paralelně propojeny. Slučovací box (combiner box) poskytuje kontrolovaný a přístupný bod, kde k tomuto paralelnímu propojení dochází.
Bez slučovacího boxu by montážní pracovníci museli vytvořit paralelní propojení jinde pomocí samostatných konektorů, rozvodných krabic nebo vstupů střídače. To může fungovat u malých systémů, ale s rostoucím počtem stringů je kontrola a ochrana stále obtížnější.
Poskytuje nadproudovou ochranu na úrovni stringů
Jsou-li stringy zapojeny paralelně, může vadný string přijímat zpětný proud ze zdravých stringů. Vodiče vadného stringu a kabeláž modulů nemusí být dimenzovány na kombinovaný příspěvek všech ostatních stringů. Pojistky stringů nebo stejnosměrné jističe se používají k přerušení cesty zpětného proudu dříve, než dojde k poškození vodičů nebo obvodů modulů.
Běžná inženýrská kontrola je:
Expozice zpětnému proudu = (počet paralelních stringů - 1) × Isc stringuPokud tato hodnota může překročit maximální jmenovitou hodnotu sériové pojistky modulu, proudovou zatížitelnost vodičů nebo limit projektové normy, je vyžadována nadproudová ochrana na úrovni stringů. Přesný požadavek závisí na údajích o modulu, místních předpisech, uspořádání uzemnění, konstrukci vstupu střídače a projektové normě.
3. Přidává přepěťovou ochranu v blízkosti fotovoltaického pole
Fotovoltaická pole jsou venkovní konstrukce vystavené vlivům prostředí. Dlouhá vedení stejnosměrných kabelů, kovové montážní rámy, blízká aktivita blesků a spínací děje mohou do stejnosměrné strany systému vnést přechodné přepětí. Stejnosměrná svodič přepětí (SPD) uvnitř slučovacího boxu pomáhá toto napětí omezit dříve, než dosáhne střídače.
U solárních systémů musí být SPD zvoleno s ohledem na architekturu stejnosměrného napětí a provozní podmínky fotovoltaiky. Nevybírejte SPD pouze podle hodnoty kA. Důležité jsou parametry jako Ucpv nebo Uc, Up, In, Imax, způsob zapojení a záložní jištění. Pro širší základy SPD viz Co je to přepěťová ochrana? a VIOX Průvodce stejnosměrnými svodiči přepětí.
4. Zajišťuje izolaci pro účely údržby
Mnoho slučovacích boxů obsahuje na výstupní straně stejnosměrný odpínač nebo vypínač. To poskytuje technikům jasný bod odpojení před zahájením prací na výstupním obvodu slučovače, vstupu střídače nebo navazující stejnosměrné kabeláži.
Odpínač není totéž zařízení jako řetězcová pojistka nebo stejnosměrný jistič. Pojistky a jističe zajišťují nadproudovou ochranu. Odpínač slouží k záměrnému spínání a izolaci pro účely údržby. Pro podrobnější srovnání viz DC odpojovač vs. DC jistič ve solárních slučovacích krabicích.
5. Zjednodušuje kontrolu a odstraňování závad
Když jsou všechny vstupy stringů ukončeny v jedné skříni, mohou technici efektivněji měřit napětí stringů, porovnávat proud stringů, kontrolovat stav pojistek, prověřovat indikátory SPD, ověřovat utahovací momenty a odstraňovat závady u nedostatečně výkonných stringů.
U komerčních systémů je tato servisovatelnost často stejně důležitá jako počáteční snížení nároků na kabeláž. Slučovací box (combiner box), který lze snadno otevřít, označit, otestovat a izolovat, šetří čas po celou dobu životnosti fotovoltaické elektrárny.
Hlavní komponenty uvnitř fotovoltaického slučovacího boxu
| Komponenta | Funkce | Poznámky k výběru |
|---|---|---|
| Vstupní svorky stringů | Přijímají kladné a záporné vodiče z každého fotovoltaického stringu | Musí odpovídat průřezu vodiče, typu izolace, způsobu zakončení a požadavkům na utahovací moment |
| FV pojistky nebo pojistkové držáky | Přerušení poruch zpětného proudu v jednotlivých stringech | Používejte pojistky určené pro FV systémy, např. typu gPV, je-li to vyžadováno; jmenovité hodnoty pojistek musí odpovídat parametrům modulů a vodičů |
| DC jističe | Alternativní vratná ochrana stringů nebo výstupní ochrana | Musí být dimenzováno pro stejnosměrný proud (DC) s ohledem na systémové napětí, proud, polaritu a vypínací schopnost |
| Svodič přepětí pro DC obvody | Omezuje přechodné přepětí mezi DC vodiči a ochranným uzemněním (PE) | Zvolte svodič přepětí (SPD) pro fotovoltaiku/stejnosměrný proud se správnými parametry Uc/Ucpv, Up, In, Imax a způsobem zapojení |
| DC odpínač nebo spínací odpínač | Zajišťuje ruční odpojení pro účely údržby | Musí být dimenzován pro stejnosměrný proud a vhodný pro skutečné napěťové/proudové zatížení |
| Kladné a záporné přípojnice | Sdružuje výstupy chráněných stringů do hlavních výstupních obvodů | Musí zvládat trvalý výstupní proud a tepelné podmínky |
| Nulová/zemnící/PE přípojnice nebo zemnící svorka | Propojuje skříň a zemní cestu svodiče přepětí (SPD) se systémem uzemnění | Musí poskytovat nízkoimpedanční a korozivzdornou cestu uzemnění |
| Výstupní svorky | Připojte kombinovaný DC výstup ke střídači nebo regulátoru nabíjení | Musí odpovídat průřezu kabelu, jmenovitému proudu a způsobu zapojení v terénu |
| Monitorovací modul | Měří proud stringu, napětí, teplotu nebo stav zařízení | Užitečné pro projekty v oblasti veřejných služeb, komerční projekty a vzdálenou údržbu (O&M) |
| Tělo skříně | Chrání vnitřní komponenty před povětrnostními vlivy, UV zářením, prachem, nárazy a korozí | Zvolte stupeň krytí IP/NEMA a materiál na základě prostředí instalace |
| Kabelové průchodky nebo konektory | Utěsněte vstupní a výstupní kabely | Musí být zachováno krytí rozváděče a dodržen průměr kabelu |
Na kvalitě těchto komponent záleží. U fotovoltaických stejnosměrných systémů se slabé spoje, nekvalitní pokovení přípojnic, nesprávné držáky pojistek, poddimenzované svodiče přepětí (SPD) a nekvalitní kabelové průchodky často stávají skutečnými místy poruch.
Přehled schématu zapojení
Typická cesta zapojení DC fotovoltaického slučovacího boxu vypadá takto:
PV string 1 (+/-) -> řadová pojistka nebo jistič -> kladná/záporná přípojnicePřesné zapojení závisí na systému uzemnění, konstrukci střídače, místních předpisech a na tom, zda slučovač chrání jednu nebo obě polarity. Některé konstrukce jistí pouze neuzemněný vodič. Neuzemněné systémy nebo systémy bez transformátoru mohou vyžadovat ochranná a spínací uspořádání, která se liší podle trhu a výrobce střídače.
Zásady zapojení, na kterých záleží
- Udržujte polaritu jasnou. Kladné a záporné vodiče stringu nesmí být zaměněny. Přepólování může poškodit svodiče přepětí (SPD), monitorovací moduly nebo vstupy střídače.
- Chraňte každý string konzistentně. Pokud návrh vyžaduje stringové pojistky nebo jističe, musí být každý paralelní string chráněn podle stejných technických pravidel.
- Udržujte přívody k SPD krátké a přímé. Dlouhé vedení k SPD zvyšuje propustné napětí během přepěťové události.
- Správně uzemněte skříň rozvaděče. Kovové skříně a PE svorky musí být připojeny k uzemňovací soustavě projektu.
- Dodržujte hodnoty utahovacích momentů. Uvolněné svorky způsobují zahřívání. Příliš utažené svorky mohou poškodit vodiče nebo držáky pojistek.
- Označte každý string. Označování urychluje uvádění do provozu, I-V testování, údržbu a lokalizaci závad.
Nepovažujte výše uvedené schéma za univerzální návod k zapojení. Jedná se o funkční přehled. Konečné zapojení musí odpovídat technickému listu slučovacího boxu, manuálu střídače, údajům o modulech a platným elektrotechnickým normám.
Dimenzování a počet stringů
Dimenzování fotovoltaického slučovacího boxu začíná architekturou pole, nikoliv velikostí skříně. Správný box je určen tím, kolik stringů je zapojeno paralelně, jakého napětí mohou stringy dosáhnout v chladném počasí, jaký proud musí box přenášet a jaké ochranné prvky jsou vyžadovány.
Krok 1: Spočítejte FV stringy
Slučovací boxy (combiner boxy) jsou běžně specifikovány jako 2-vstup/1-výstup, 4-vstup/1-výstup, 6-vstup/1-výstup, 8-vstup/1-výstup, 12-vstup/1-výstup, 16-vstup/1-výstup nebo 24-vstup/1-výstup. U velkých energetických projektů mohou být použity větší nebo zakázkové konfigurace.
Pokud je pravděpodobné budoucí rozšíření, nevybírejte box s přesným počtem aktuálních stringů. Volná vstupní pozice může být užitečná, ale nepoužité otvory musí zůstat utěsněny a musí odpovídat stupni krytí rozvaděče.
Krok 2: Vypočítejte maximální napětí stringu
Napětí naprázdno FV modulu roste s klesající teplotou. Pro výběr napětí použijte maximální Voc stringu při nejnižší očekávané teplotě v místě instalace, nikoliv jmenovité napětí systému.
Zjednodušená kontrola je:
Maximální Voc stringu = Voc modulu při STC × počet modulů v sérii × korekční faktor pro nízké teplotySlučovací box, pojistky, pojistkové držáky, DC jističe, svodiče přepětí (SPD), odpínače, svorky a přípojnice musí být dimenzovány na toto korigované maximální napětí.
Krok 3: Výpočet proudu stringu a výstupního proudu
Každá vstupní pozice musí zvládnout proud stringu. Kombinovaný výstupní obvod musí zvládnout součet paralelních stringů. U slučovače pro 12 stringů je výstupní proud založen na proudovém příspěvku všech 12 stringů, upraveném podle projektové normy a návrhové rezervy.
Sběrnice, výstupní svorky, odpínač a výstupní kabel musí být dimenzovány na tento kombinovaný proud. Nestačí, aby byla správně dimenzována pouze pojistka každého stringu, pokud je výstupní strana poddimenzovaná.
Krok 4: Kontrola ochrany proti zpětnému proudu
Nadproudová ochrana stringu se týká především zpětného proudu z ostatních paralelních stringů. Praktická revize návrhu by měla porovnat:
(N - 1) × Iscvůči:
- maximální jmenovité hodnotě sériové pojistky modulu
- proudová zatížitelnost stringového kabelu
- jmenovitá hodnota pojistky nebo jističe
- vstupní architektura střídače
- místní předpisy nebo projektová norma
Pokud návrh vyžaduje pojistky, použijte pojistky a držáky určené pro fotovoltaiku (PV). Pokud návrh využívá stejnosměrné (DC) jističe, ověřte stejnosměrné napětí, proud, polaritu, vypínací schopnost a provozní teplotu.
Krok 5: Zohlednění tepla a prostředí
Slučovací boxy (combiner boxy) jsou často provozovány venku na přímém slunci. Vnitřní teploty mohou být mnohem vyšší než okolní teplota. Vysoká teplota ovlivňuje držáky pojistek, jističe, svorky, svodiče přepětí (SPD), těsnění, monitorovací elektroniku a izolaci kabelů.
Pro náročná prostředí zkontrolujte:
- odolnost proti UV záření
- odolnost proti solné mlze nebo korozi
- požadavek na krytí IP65/IP66 nebo NEMA 4/4X
- kontrola kondenzace
- těsnění kabelových průchodek
- ventilace nebo odvod tepla
- snížení výkonu v závislosti na nadmořské výšce dle specifikací výrobců komponent
600V vs 1000V vs 1500V fotovoltaické slučovací boxy (PV Combiner Boxes)
Napěťová třída je jedním z nejdůležitějších rozhodnutí při návrhu slučovacího boxu (combiner box). Ovlivňuje výběr komponent, riziko vzniku elektrického oblouku, kompatibilitu se střídačem, návrh kabeláže a ekonomiku systému.
| Napěťová třída | Typické použití | Výhody | Upozornění k výběru |
|---|---|---|---|
| 600 VDC | Starší systémy, malé rezidenční nebo starší komerční návrhy | Nižší napěťové namáhání, široká znalost komponent | Méně časté u moderních vysoce výkonných komerčních systémů; může vyžadovat více paralelních obvodů |
| 1000 VDC | Komerční střešní instalace, průmyslové a mnoho středně velkých fotovoltaických systémů | Dobrá rovnováha mezi délkou stringu, dostupností komponent a rozsahem instalace | Je nutné vypočítat napětí naprázdno (Voc) za studena; každé zařízení v rozvaděči musí být dimenzováno na skutečné maximální napětí. |
| 1500 VDC | Fotovoltaické elektrárny v průmyslovém měřítku a velké pozemní instalace. | Delší stringy, méně paralelních obvodů, nižší proud při stejném výkonu, snížené ztráty ve vedení. | Vyšší energie stejnosměrného oblouku, přísnější jmenovité hodnoty zařízení, náročnější instalace a údržba. |
Slučovací box (combiner box) na 1000 V není automaticky vhodný pro každý “1000V systém”. Pokud korigované napětí naprázdno (Voc) stringu za studeného počasí může překročit 1000 V, musí být návrh upraven. To může znamenat snížení počtu modulů ve stringu nebo výběr zařízení s vyšším jmenovitým napětím, pokud je to přípustné.
Pro podpůrný obsah specifický pro napětí viz příručku společnosti VIOX k Jmenovitá napětí solárních slučovacích boxů: 600 V vs. 1000 V vs. 1500 V.
Kombinátorová skříň AC vs DC
FV projekty mohou využívat jak DC slučovací boxy, tak AC slučovací boxy, ale nejsou vzájemně zaměnitelné.
| Položka | DC slučovací skříň | AC slučovací skříň |
|---|---|---|
| Umístění | Mezi FV stringy a střídačem/regulátorem nabíjení | Za střídači nebo mikroinvertory, před AC rozvodem |
| Aktuální typ | Stejnosměrný proud z FV pole | Střídavý proud z výstupů střídače |
| Typická ochrana | FV pojistky, DC jističe, DC svodiče přepětí (SPD), DC odpínače | AC jističe, AC svodiče přepětí (SPD), AC odpojovače, rozvodné svorky |
| Hlavní riziko | Chování stejnosměrného oblouku, zpětný proud, napětí naprázdno za studena (cold Voc), polarita | Zkratový proud střídavého proudu, koordinace nulového/ochranného vodiče, připojení k síti |
| Běžné použití | Vstup stringového střídače, kabeláž centrálního střídače v terénu | Systémy mikroinvertorů, agregace střídavého proudu z více střídačů |
| Náhrada zařízení | U střídavých zařízení nelze předpokládat vhodnost pro stejnosměrný proud | U stejnosměrných zařízení nelze předpokládat vhodnost pro střídavou distribuční síť |
Nejnebezpečnější chybou je použití spínacích nebo ochranných přístrojů dimenzovaných pro střídavý proud (AC) v DC slučovacím boxu, protože chování proudu a elektrického oblouku je odlišné. Přístroj musí být výslovně dimenzován pro skutečné stejnosměrné napětí a proudové zatížení. Pro širší vymezení přístrojů viz DC izolátor vs. AC izolátor.
Časté chyby u fotovoltaických slučovacích boxů
| Chyba | Proč to vytváří riziko | Správná praxe |
|---|---|---|
| Dimenzování pouze podle jmenovitého napětí | Napětí naprázdno (Voc) při nízkých teplotách může překročit jmenovité hodnoty přístroje | Vypočítejte maximální korigované napětí naprázdno (Voc) řetězce a podle toho dimenzujte každou komponentu |
| Použití přístrojů dimenzovaných pro AC v DC obvodech | Stejnosměrné oblouky (DC) samy nezanikají jako oblouky střídavé (AC) | Používejte pojistky, jističe, svodiče přepětí (SPD), odpínače a svorky dimenzované pro stejnosměrný proud (DC) |
| Vynechání nadproudové ochrany stringu tam, kde je vyžadována | Poruchový string může být napájen zpětným proudem z nepoškozených stringů | Kontrola vystavení zpětnému proudu a jmenovité hodnoty pojistky modulu v sérii |
| Volba jmenovité hodnoty pojistky odhadem | Nesprávné pojistky mohou způsobovat nežádoucí vybavení nebo selhat při ochraně vodičů | Výběr na základě datového listu modulu, proudové zatížitelnosti vodičů a norem projektu |
| Dlouhé přívodní vodiče SPD | Delší přívodní vodiče zvyšují efektivní propustné napětí | Udržujte připojení svodičů přepětí (SPD) krátká, přímá a řádně připojená k ochrannému vodiči (PE)/uzemnění |
| Chybějící bod pro odpojení výstupu | Údržba se stává pomalejší a méně bezpečnou | V případě potřeby použijte stejnosměrný (DC) odpínač nebo vypínač s odpovídajícími jmenovitými parametry |
| Poddimenzované přípojnice nebo výstupní svorky | Kombinovaný proud může způsobit přehřátí výstupní strany | Dimenzujte výstupní cestu podle celkového proudu pole a okolních podmínek |
| Nevhodný výběr rozváděčové skříně | UV záření, voda, prach, sůl a teplo degradují vnitřní komponenty | Přizpůsobte krytí IP/NEMA a materiál prostředí instalace |
| Nedostatečné značení | Údržbové týmy nedokážou rychle identifikovat stringy | Označte vstupy, výstupy, polaritu, stav svodičů přepětí (SPD), jmenovité hodnoty pojistek a izolační body |
| Považování slučovacího boxu (combiner box) za pouhou propojovací krabici | Jsou opomíjeny požadavky na ochranu, přepěťovou ochranu, izolaci a tepelné parametry | Specifikujte jej jako sestavu pro ochranu FV systému, nikoliv pouze jako kabelovou skříň |
Jak vybrat slučovací box pro fotovoltaiku (PV Combiner Box)
Při výběru slučovacího boxu pro reálný projekt postupujte podle této posloupnosti.
1. Definujte architekturu systému
Začněte architekturou střídače nebo regulátoru nabíjení. Projekt s centrálním střídačem obvykle vyžaduje slučovače v terénu. Stringový střídač s mnoha MPPT vstupy může vyžadovat méně externích slučovačů. Systém solární energie s úložištěm může vyžadovat odlišné hranice DC ochrany.
2. Určete počet stringů a konfiguraci vstupů
Spočítejte, kolik stringů musí do boxu vstupovat a zda každý string vyžaduje samostatné kladné a záporné svorky, monitorování a ochranu. Potvrďte, zda návrh vyžaduje 4, 6, 8, 12, 16, 24 nebo vlastní počet vstupů.
3. Ověřte maximální stejnosměrné napětí (DC)
Vypočítejte korigované napětí naprázdno (Voc) stringu při nejnižší očekávané teplotě v místě instalace. Vyberte slučovací box a vnitřní komponenty dimenzované nad tuto hodnotu.
4. Ověřte jmenovitý proud
Zkontrolujte zkratový proud stringu (Isc), jmenovitou hodnotu pojistky, výstupní proud, proudovou zatížitelnost vodičů, jmenovitý proud přípojnic a jmenovitý proud odpínače. Zohledněte trvalý provoz a vysokou teplotu v rozváděči.
5. Zvolte ochranu stringů
Rozhodněte, zda návrh využívá FV pojistky nebo DC jističe. Pojistky jsou běžné v průmyslových a komerčních slučovacích boxech (combiner boxes). DC jističe mohou být preferovány tam, kde je výhodná možnost opětovného zapnutí nebo signalizace stavu. V obou případech ověřte skutečné DC parametry.
6. Vyberte DC svodič přepětí (SPD)
Zvolte SPD určený pro FV/DC aplikace se správnou napěťovou třídou, vybíjecím proudem, úrovní ochrany, indikací poruchy a požadavky na záložní jištění. Informace o proudových hodnotách SPD naleznete v Imax vs In u SPD.
7. Specifikujte DC odpínač
Pokud slučovací box obsahuje výstupní odpínač, ověřte jmenovité stejnosměrné napětí, jmenovitý proud, uspořádání pólů, kategorii užití, typ rukojeti skříně a požadavky na uzamčení. Základy týkající se odpínačů naleznete v Co je stejnosměrný izolační spínač?.
8. Přizpůsobte skříň místu instalace
Venkovní střešní instalace, pozemní instalace, pobřežní oblasti, pouště, zemědělské provozy a průmyslové lokality kladou na skříně odlišné nároky. Podle toho zvolte materiál, těsnění, způsob vstupu kabelů, ventilaci a odolnost proti korozi.
9. Rozhodněte, zda je vyžadován monitoring
Monitoring na úrovni stringů není vyžadován u každého projektu, je však užitečný v případech, kdy jsou prostoje nákladné nebo kdy týmy údržby potřebují rychlou lokalizaci závad. Monitoring dokáže identifikovat spálené pojistky, stringy s nízkým proudem, problémy se stíněním a chyby v zapojení.
10. Potvrďte normy, dokumentaci a tovární zkoušky
Spolehlivý slučovací box by měl být dodán se schématem zapojení, jmenovitými hodnotami komponent, utahovacími momenty, štítky, stupněm krytí skříně, údaji o ochranných prvcích a dokumentací ke zkouškám. U projektů v Severní Americe ověřte příslušné požadavky na certifikaci UL. U projektů podle IEC ověřte relevantní normy pro návrh FV pole a komponenty používané v projektové specifikaci.
Kontrolní seznam výběru
Před schválením slučovacího boxu (combiner box) ověřte následující položky:
- Počet vstupů stringů odpovídá návrhu pole.
- Jmenovité napětí překračuje maximální napětí naprázdno (Voc) stringu korigované na nízkou teplotu.
- Stringové pojistky nebo jističe odpovídají požadavkům na ochranu modulů a vodičů.
- Výstupní přípojnice, svorky a odpínač jsou dimenzovány na celkový proud.
- Svodič přepětí (SPD) je dimenzován pro FV/DC provoz a systémové napětí.
- Stupeň krytí rozváděče odpovídá venkovnímu prostředí.
- Kabelové průchodky zachovávají stupeň krytí IP/NEMA rozváděče.
- Uzemnění a PE svorky jsou správně dimenzovány.
- Štítky identifikují polaritu, stringy, pojistky, odpojovač, svodič přepětí (SPD) a výstup.
- Přístup pro údržbu je praktický a bezpečný.
- Dodavatel může poskytnout výkresy, datové listy a podporu konfigurace specifickou pro daný projekt.
Pokyny pro instalaci a údržbu
Instalaci by měl provádět kvalifikovaný personál za použití pokynů výrobce a příslušných elektrotechnických norem. Nejdůležitější kontroly v terénu jsou obvykle jednoduché:
- Před připojením napájení ověřte polaritu.
- Všechny svorky dotáhněte na stanovený utahovací moment.
- Ověřte jmenovité hodnoty pojistek v souladu se schváleným projektem.
- Zkontrolujte těsnost kabelových průchodek a nepoužitých otvorů.
- Po uvedení do provozu zkontrolujte stavové indikátory svodičů přepětí (SPD).
- Změřte napětí a proud stringů pro identifikaci chyb v zapojení.
- Zaznamenejte finální schéma zapojení a označení stringů.
Během provozu by se pravidelná kontrola měla zaměřit na tepelné zabarvení, uvolněné vodiče, vniknutí vody, korozi, spálené pojistky, selhané indikátory SPD, poškozené štítky a abnormální hodnoty proudu stringů. Infračervená kontrola pod zátěží může pomoci identifikovat spoje s vysokým přechodovým odporem dříve, než dojde k jejich selhání.
ČASTO KLADENÉ DOTAZY
Co je to slučovací box (PV combiner box)?
Slučovací box je rozvaděč na stejnosměrné straně (DC), který shromažďuje výstupy z několika solárních stringů a spojuje je do jednoho nebo více výstupních obvodů před střídačem nebo regulátorem nabíjení. Často obsahuje ochranu stringů, přepěťovou ochranu, přípojnice, zemnicí svorky a DC odpínač.
Jakou funkci plní slučovací box pro fotovoltaické systémy?
Slučuje fotovoltaické stringy, v případě potřeby je chrání pojistkami nebo stejnosměrnými jističi, doplňuje přepěťovou ochranu, poskytuje bod pro odpojení při údržbě a zjednodušuje kabeláž a diagnostiku závad v terénu.
Potřebují všechny fotovoltaické systémy slučovací box?
Ne. Malé systémy s jedním nebo dvěma stringy lze připojit přímo ke střídači, pokud je střídač vybaven vhodnými vstupními svorkami a ochranou. Komerční a průmyslové systémy s více stringy obvykle slučovací boxy vyžadují, protože požadavky na počet stringů, proudové zatížení, jištění a údržbu jsou komplexnější.
Kolik stringů zvládne slučovací skříň?
Běžné konfigurace zahrnují vstupy pro 2, 4, 6, 8, 12, 16 a 24 stringů. Pro systémy v průmyslovém měřítku se používají větší nebo zakázkové boxy. Správný počet závisí na architektuře střídače, uspořádání pole, jmenovitém proudu a strategii údržby.
Co se nachází uvnitř fotovoltaického slučovacího boxu?
Typické komponenty zahrnují vstupní svorky pro stringy, fotovoltaické pojistky nebo stejnosměrné jističe, kladné a záporné přípojnice, stejnosměrnou přepěťovou ochranu (SPD), uzemňovací/PE svorky, výstupní svorky, kabelové průchodky, skříň, štítky a někdy také stejnosměrný odpínač nebo modul pro monitorování stringů.
Jaké jmenovité napětí by měl mít fotovoltaický slučovací box?
Slučovací box musí být dimenzován na hodnotu vyšší, než je maximální napětí naprázdno stringu při nejnižší očekávané teplotě v místě instalace. Nevybírejte pouze podle jmenovitého systémového napětí. V moderních fotovoltaických systémech jsou běžné třídy 600 V DC, 1000 V DC a 1500 V DC.
Jaký je rozdíl mezi DC slučovacím boxem a AC slučovacím boxem?
DC slučovací box sdružuje obvody fotovoltaických stringů před střídačem. AC slučovací box sdružuje výstupní obvody střídačů poté, co byl stejnosměrný proud již převeden na střídavý. Jejich ochranné prvky, spínací přístroje, přepěťová ochrana a pravidla pro zapojení se liší.
Potřebuje fotovoltaický slučovací box svodič přepětí (SPD)?
Mnoho venkovních fotovoltaických systémů využívá DC svodič přepětí v slučovacím boxu nebo v jeho blízkosti k omezení přepětí způsobeného bleskovými výboji nebo spínacími ději. Zda je vyžadován, závisí na normách projektu, posouzení rizik, expozici lokality, požadavcích střídače a místních předpisech.
Mohu v DC slučovacím boxu použít AC jističe nebo AC pojistky?
Ne, pokud zařízení není výslovně dimenzováno pro dané stejnosměrné napětí, proud a vypínací schopnost. Stejnosměrné oblouky se chovají odlišně od střídavých, takže zařízení určená pouze pro AC mohou v DC obvodech fotovoltaiky nebezpečně selhat.
Jak vybrat fotovoltaický slučovací box?
Začněte počtem stringů, maximálním napětím korigovaným za studena, proudem stringu, výstupním proudem, požadavky na ochranu, výběrem svodičů přepětí (SPD), požadavky na odpojovač, prostředím rozvaděče, potřebami monitorování a požadavky na certifikaci. Poté ověřte kompletní konfiguraci v souladu s technickými listy střídače, modulů a projektovou normou.
Související zdroje VIOX
- Řešení slučovacích boxů VIOX pro fotovoltaické systémy
- DC odpojovač vs. DC jistič ve solárních slučovacích krabicích
- Jmenovitá napětí solárních slučovacích boxů: 600 V vs. 1000 V vs. 1500 V
- Průvodce pro stejnosměrné svodiče přepětí (SPD)
- Praktický průvodce jističi stejnosměrného proudu pro solární, bateriové a elektromobilní systémy
