Ένα διάγραμμα καλωδίωσης κουτιού συνδυασμού φωτοβολταϊκών δείχνει πώς συνδέονται πολλαπλά φωτοβολταϊκά (PV) strings σε ένα ή περισσότερα κυκλώματα εξόδου συνεχούς ρεύματος (DC) πριν καταλήξουν στον αντιστροφέα. Η τυπική διαδρομή καλωδίωσης είναι:
Θετικός πόλος φωτοβολταϊκού string → ασφάλεια string ή αυτόματος διακόπτης DC → θετικός ζυγός → διακόπτης απομόνωσης DC ή διακόπτης εξόδου → θετική είσοδος DC αντιστροφέα
Αρνητικός πόλος φωτοβολταϊκού string → αρνητικός ακροδέκτης ή αρνητικός ζυγός → αρνητική είσοδος DC αντιστροφέα
Πλαίσια φωτοβολταϊκών πλαισίων / αγωγός γείωσης εξοπλισμού → ζυγός PE ή γείωσης → σύστημα γείωσης εγκατάστασης
Αντικεραυνική διάταξη προστασίας DC (SPD) → συνδεδεμένη μεταξύ των αγωγών DC και της γείωσης προστασίας σύμφωνα με τον τρόπο σύνδεσης του SPD
Αυτή η απλή διαδρομή αποτελεί τον πυρήνα σχεδόν κάθε διαγράμματος κουτιού συνδυασμού φωτοβολταϊκών. Οι λεπτομέρειες αλλάζουν ανάλογα με τον αριθμό των strings, τις εισόδους παρακολούθησης σημείου μέγιστης ισχύος (MPPT) του αντιστροφέα, το αν κάθε string απαιτεί ασφάλεια, το αν η έξοδος χρησιμοποιεί διακόπτη απομόνωσης DC ή αυτόματο διακόπτη DC, και τον τρόπο καλωδίωσης του SPD.
Αυτός ο οδηγός εστιάζει σε καλωδίωση κουτιών συνδυασμού φωτοβολταϊκών συνεχούς ρεύματος (DC), όχι σε πίνακες συνδυασμού εναλλασσόμενου ρεύματος (AC). Εάν χρειάζεστε μια ευρύτερη επισκόπηση προϊόντων, ανατρέξτε στο VIOX Οδηγός για κουτιά συνδυασμού φωτοβολταϊκών (PV combiner box). Εάν το κύριο ερώτημά σας αφορά τον συντονισμό συσκευών, ανατρέξτε στο Σχεδιασμός Προστασίας Κουτιού Συνδυασμού Φωτοβολταϊκών.
Βασικά συμπεράσματα
- Ένα κουτί συνδυασμού δεν συνδέει τα πλαίσια σε σειρά. Η σύνδεση σε σειρά πραγματοποιείται συνήθως στο πεδίο για τον σχηματισμό κάθε φωτοβολταϊκής σειράς (string).
- Μέσα στο κουτί συνδυασμού, οι σειρές συνδέονται συνήθως παράλληλα, έτσι ώστε η τάση να παραμένει περίπου η ίδια ενώ το ρεύμα προστίθεται.
- Ο θετικός αγωγός κάθε σειράς διέρχεται κανονικά μέσα από μια ασφάλεια σειράς ή έναν διακόπτη συνεχούς ρεύματος (DC breaker) πριν φτάσει στον θετικό ζυγό.
- Οι αρνητικοί αγωγοί συνδέονται συνήθως σε μια αρνητική κλέμα ή ζυγό, εκτός εάν ο σχεδιασμός χρησιμοποιεί ασφάλειες τόσο στον θετικό όσο και στον αρνητικό πόλο.
- Ο αγωγός προστατευτικής γείωσης (PE) ή ο αγωγός γείωσης του εξοπλισμού είναι διαχωρισμένος από τον αρνητικό αγωγό DC στα περισσότερα σύγχρονα φωτοβολταϊκά συστήματα χωρίς μετασχηματιστή.
- Μια διάταξη προστασίας από υπερτάσεις (SPD) DC πρέπει να έχει μια σύντομη και απευθείας σύνδεση με τη ράγα γείωσης· τα μακριά καλώδια του SPD αυξάνουν την τάση διέλευσης κατά τη διάρκεια μιας υπέρτασης.
- Οι μετατροπείς (inverters) με πολλαπλά MPPT απαιτούν συχνά ξεχωριστές εξόδους από το combiner box. Μην συνδυάζετε στοιχειοσειρές (strings) από διαφορετικές ομάδες MPPT, εκτός εάν το επιτρέπει ο σχεδιασμός του μετατροπέα.
Συνοπτικό διάγραμμα καλωδίωσης του φωτοβολταϊκού combiner box
| Σημείο καλωδίωσης | Τυπική σύνδεση | Τι να επαληθεύσετε |
|---|---|---|
| Θετικός πόλος φωτοβολταϊκής στοιχειοσειράς (PV string) | Είσοδος στοιχειοσειράς (string) + προς ασφαλειοθήκη ή διακόπτη DC |
Πολικότητα, Isc στοιχειοσειράς, ονομαστική τιμή ασφάλειας, ροπή σύσφιξης ακροδεκτών |
| Αρνητικός πόλος στοιχειοσειράς Φ/Β | Είσοδος στοιχειοσειράς (string) - προς αρνητικό ακροδέκτη ή ζυγό |
Πολικότητα, ομαδοποίηση ακροδεκτών, μόνωση από τον αγωγό προστασίας (PE) |
| Θετική έξοδος | Θετικός ζυγός μέσω αποζεύκτη/διακόπτη DC προς τον μετατροπέα (inverter) PV+ |
Συνδυασμένο ρεύμα, διατομή αγωγού, ονομαστική τάση DC |
| Αρνητική έξοδος | Αρνητικός ζυγός προς τον μετατροπέα PV- |
Ονομαστικό ρεύμα, χωρητικότητα ακροδεκτών, όδευση καλωδίων |
| PE / γείωση | Πλαίσια φωτοβολταϊκών, ερμάριο, καλώδιο γείωσης SPD προς τον ζυγό PE | Συνέχεια, ισοδυναμική σύνδεση, κανόνες τοπικής γείωσης |
| Ειδικό Πιστοποιητικό Πρόσβασης (SPD) | +, -, και ακροδέκτες PE σύμφωνα με τον τρόπο καλωδίωσης του SPD |
Ονομαστική τιμή Ucpv, ανάγκη για Τύπο 1/2, βραχύτερος δυνατός αγωγός γείωσης |
| Μετασχηματιστής έντασης (CT) παρακολούθησης/διακλαδιστής (shunt) | Γύρω από κάθε στοιχειοσειρά (string) ή αγωγό εξόδου, εάν είναι εγκατεστημένος | Κατεύθυνση, πολικότητα, καλωδίωση επικοινωνίας |
Πριν από την ανάγνωση του διαγράμματος: Κατανοήστε τι συνδυάζει πραγματικά το κουτί συνδυασμού (combiner box)
Ένα κουτί συνδυασμού φωτοβολταϊκών (PV combiner box) συνδυάζει κυκλώματα παράλληλων στοιχειοσειρών, όχι καλωδίωση μεμονωμένων πλαισίων.
Για παράδειγμα:
- Δέκα πλαίσια σε σειρά σχηματίζουν μία στοιχειοσειρά.
- Τέσσερις πανομοιότυπες στοιχειοσειρές εισέρχονται στο κουτί συνδυασμού.
- Το κουτί συνδυασμού συγκεντρώνει αυτές τις τέσσερις εξόδους στοιχειοσειρών σε ένα κύκλωμα εξόδου ή σε δύο ομαδοποιημένες εξόδους για έναν μετατροπέα δύο MPPT.
Αυτή η διάκριση έχει σημασία επειδή πολλά σφάλματα καλωδίωσης συμβαίνουν όταν οι εγκαταστάτες αντιμετωπίζουν το κουτί συνδυασμού σαν να δημιουργεί αυτό τη στοιχειοσειρά σε σειρά. Συνήθως δεν το κάνει. Η τάση της στοιχειοσειράς έχει ήδη δημιουργηθεί πριν το καλώδιο φτάσει στο κουτί συνδυασμού.
Βασικό διάγραμμα καλωδίωσης κουτιού συνδυασμού DC 4 στοιχειοσειρών
Το πιο κοινό διάγραμμα είναι ένας συνδυαστής εισόδου 4 στοιχειοσειρών με μία θετική μπάρα, μία αρνητική μπάρα, ασφάλειες στοιχειοσειρών στη θετική πλευρά, ένα αντικεραυνικό DC (SPD) και μία έξοδο προς τον μετατροπέα.
PV String 1 + ── Ασφάλεια 1 ┐
Αυτό το διάγραμμα είναι σωστό μόνο όταν και οι τέσσερις στοιχειοσειρές είναι κατάλληλες για παράλληλη σύνδεση. Αυτό συνήθως σημαίνει ότι οι στοιχειοσειρές έχουν τον ίδιο τύπο πλαισίων, τον ίδιο αριθμό πλαισίων σε σειρά, παρόμοιο προσανατολισμό και η είσοδος MPPT του inverter προορίζεται να δεχτεί το συνδυασμένο ρεύμα.
Καλωδίωση Single-MPPT έναντι Multi-MPPT
Η διάταξη MPPT του inverter είναι μία από τις σημαντικότερες αποφάσεις καλωδίωσης.
Καλωδίωση συνδυαστή Single-MPPT
Εάν ο inverter διαθέτει μία είσοδο MPPT και οι στοιχειοσειρές είναι ηλεκτρικά συμβατές, η έξοδος του συνδυαστή μπορεί να είναι ένα ζεύγος θετικού και αρνητικού αγωγού.
4 συμβατά PV strings → μία ομάδα συνδυαστή με ασφάλειες → μία έξοδος PV+ / PV- → MPPT 1 του inverterΑυτό είναι σύνηθες όταν όλες οι στοιχειοσειρές (strings) έχουν την ίδια κατεύθυνση και παρόμοιες συνθήκες ακτινοβολίας.
Καλωδίωση συνδυαστικού κουτιού (combiner box) δύο MPPT
Εάν ο μετατροπέας (inverter) διαθέτει δύο ανεξάρτητες εισόδους MPPT, το συνδυαστικό κουτί θα πρέπει κανονικά να διατηρεί αυτές τις ομάδες MPPT ξεχωριστές.
Στοιχειοσειρά 1 + Στοιχειοσειρά 2 → Έξοδος Συνδυαστή Α → MPPT 1 Μετατροπέα
Μην συνδυάζετε όλες τις στοιχειοσειρές σε έναν ζυγό (busbar) για να διαχωρίσετε στη συνέχεια την έξοδο σε δύο εισόδους MPPT, εκτός εάν ο κατασκευαστής του μετατροπέα επιτρέπει ρητά αυτή τη διάταξη. Οι ξεχωριστές είσοδοι MPPT έχουν σχεδιαστεί για να παρακολουθούν διαφορετικά σημεία τάσης-ρεύματος. Ο συνδυασμός μη αντιστοιχισμένων στοιχειοσειρών πριν από τον μετατροπέα μπορεί να μειώσει την ενεργειακή απόδοση και να περιπλέξει τη διάγνωση σφαλμάτων.
Πού τοποθετούνται οι ασφάλειες των στοιχειοσειρών
Σε ένα τυπικό συνδυαστικό κουτί DC με ασφάλειες, κάθε θετικός αγωγός της στοιχειοσειράς καταλήγει σε μια ξεχωριστή βάση ασφάλειας gPV πριν από τη συνένωση της θετικής πλευράς.
Είσοδος string + → ασφάλεια gPV → θετικός ζυγόςΟ σκοπός της ασφάλειας string δεν είναι η προστασία του φωτοβολταϊκού πλαισίου από την παραγωγή υπερβολικού ρεύματος. Ένα φωτοβολταϊκό πλαίσιο περιορίζεται από τη φύση του ως προς το ρεύμα. Η ασφάλεια χρησιμοποιείται κυρίως για την προστασία ενός προβληματικού string και των αγωγών του από αντίστροφο ρεύμα που παρέχεται από άλλα παράλληλα strings.
Για τον λόγο αυτό, η ασφάλιση των strings καθίσταται πιο σημαντική καθώς αυξάνεται ο αριθμός των παράλληλων strings. Το αν απαιτείται ασφάλιση εξαρτάται από την ονομαστική τιμή της μέγιστης ασφάλειας σειράς του πλαισίου, τον αριθμό των παράλληλων strings, την ικανότητα μεταφοράς ρεύματος των αγωγών, τον τοπικό κανονισμό και τον σχεδιασμό του αντιστροφέα/συνδυαστή.
Για διεθνή έργα, οι ασφάλειες φωτοβολταϊκών ορίζονται συνήθως ως Ασφάλειες gPV σύμφωνα με την ορολογία του προτύπου IEC 60269-6. Σε έργα της Βόρειας Αμερικής, η προστασία του κυκλώματος πηγής φωτοβολταϊκών πρέπει να ελέγχεται σύμφωνα με τις ισχύουσες απαιτήσεις του άρθρου 690 του NEC και τις πιστοποιήσεις των προϊόντων.
Πρέπει να ασφαλίζονται τόσο ο θετικός όσο και ο αρνητικός πόλος;
Πολλά διαγράμματα δείχνουν μόνο τη θετική πλευρά ασφαλισμένη. Άλλα συστήματα χρησιμοποιούν ασφάλιση και στον θετικό και στον αρνητικό πόλο. Η σωστή επιλογή εξαρτάται από τη διάταξη γείωσης, την τοπολογία του αντιστροφέα, τον τοπικό κανονισμό και τις οδηγίες του εξοπλισμού.
| Κατάσταση συστήματος | Κοινή μέθοδος καλωδίωσης | Σημαντική προειδοποίηση |
|---|---|---|
| Φωτοβολταϊκή συστοιχία με πλωτή ή μη γειωμένη διάταξη | Η ασφάλιση της θετικής πλευράς ή η διπολική προστασία ενδέχεται να χρησιμοποιηθούν ανάλογα με τον σχεδιασμό | Μην υποθέτετε ότι ο αρνητικός πόλος DC είναι συνδεδεμένος με τη γείωση |
| Λειτουργικά γειωμένο σύστημα | Η τοποθέτηση της ασφάλειας εξαρτάται από τη μέθοδο γείωσης και τους κανονισμούς | Ακολουθήστε τις απαιτήσεις του μετατροπέα και τους κανονισμούς |
| Διπολική συστοιχία φωτοβολταϊκών | Οι θετικές και αρνητικές υποσυστοιχίες ενδέχεται να απαιτούν ειδική προστασία | Μη χρησιμοποιείτε ένα τυπικό απλό διάγραμμα συνδυαστή |
| Συνδυαστής κλίμακας κοινής ωφέλειας ή επιτηρούμενος συνδυαστής | Η μεταγωγή/προστασία και των δύο πόλων ενδέχεται να εξαρτάται από το έργο | Ακολουθήστε τα τεχνικά σχέδια |
Για τον λόγο αυτό, ένα ασφαλές διάγραμμα καλωδίωσης δεν πρέπει να υποθέτει ασφάλιση μόνο στον θετικό πόλο για κάθε φωτοβολταϊκό σύστημα. Ο καλύτερος τεχνικός κανόνας είναι: ακολουθήστε τον σχεδιασμό του αναγραφόμενου κουτιού συνδυασμού, το εγχειρίδιο του μετατροπέα, τον τοπικό κανονισμό και τη μέγιστη ονομαστική τιμή ασφάλειας σειράς της φωτοβολταϊκής μονάδας.
Καλωδίωση αποζεύκτη DC ή αυτόματου διακόπτη DC στην έξοδο
Πολλά κουτιά συνδυασμού (combiner boxes) περιλαμβάνουν έναν αποζεύκτη DC, έναν διακόπτη-αποζεύκτη DC ή έναν αυτόματο διακόπτη DC στην κοινή έξοδο.
Η συσκευή εξόδου τοποθετείται συνήθως μετά τη συνένωση των στοιχειοσειρών (strings):
Ασφάλειες στοιχειοσειρών → θετικός ζυγός → αποζεύκτης/διακόπτης εξόδου DC → μετατροπέας PV+Σε ορισμένα σχέδια, τόσο ο θετικός όσο και ο αρνητικός αγωγός εξόδου διέρχονται μέσα από έναν διπολικό ή τετραπολικό διακόπτη-αποζεύκτη DC. Αυτό είναι σύνηθες όταν η συσκευή χρησιμοποιείται ως τοπικός αποζεύκτης της συστοιχίας.
Μην υποθέτετε ότι ένας αποζεύκτης DC και ένας αυτόματος διακόπτης DC είναι εναλλάξιμοι. Ένας αποζεύκτης DC προορίζεται κυρίως για χειροκίνητη αποσύνδεση και απομόνωση. Ένας αυτόματος διακόπτης DC μπορεί να παρέχει προστασία από υπερένταση μόνο εάν είναι ονομαστικά κατάλληλος για την τάση DC του φωτοβολταϊκού συστήματος, το ρεύμα, την ικανότητα διακοπής, την πολικότητα και τη διάταξη καλωδίωσης των πόλων. Για μια πιο αναλυτική εξήγηση, δείτε Διακόπτης απομόνωσης DC έναντι αυτόματου διακόπτη κυκλώματος DC.
Καλωδίωση SPD DC σε κουτί συνδυασμού φωτοβολταϊκών
Μια συσκευή προστασίας από υπερτάσεις (SPD) DC συνδέεται παράλληλα με το κύκλωμα PV και όχι σε σειρά με το ρεύμα φορτίου.
Οι τυπικές συνδέσεις SPD είναι:
SPD + → θετικός δίαυλος Φ/Β ή ακροδέκτης γραμμήςΑνάλογα με τον σχεδιασμό του SPD και το σύστημα γείωσης, ο εσωτερικός τρόπος προστασίας μπορεί να είναι:
+ προς PE- προς PE+ προς -- σύνδεση τύπου Y ή άλλη διάταξη SPD Φ/Β καθορισμένη από τον κατασκευαστή
Μια σημαντική αρχή καλωδίωσης είναι ότι οι αγωγοί του SPD πρέπει να είναι όσο το δυνατόν πιο σύντομοι και άμεσοι. Κατά τη διάρκεια μιας υπέρτασης, κάθε επιπλέον μήκος αγωγού προσθέτει επαγωγική πτώση τάσης, επομένως ένας τακτοποιημένος αλλά μακρύς βρόχος SPD μπορεί να μειώσει την πραγματική απόδοση προστασίας.
Για λεπτομέρειες σχετικά με την επιλογή DC SPD, δείτε Συσκευές Προστασίας από Υπερτάσεις DC και Πώς να διαβάσετε ένα δελτίο δεδομένων SPD.
Γείωση και καλωδίωση στη μπάρα PE
Η μπάρα γείωσης σε ένα κουτί συνδυασμού φωτοβολταϊκών (solar combiner box) δεν είναι η ίδια με τη μπάρα αρνητικής πολικότητας.
Η μπάρα PE δέχεται συνήθως:
- αγωγούς γείωσης εξοπλισμού από τα πλαίσια των φωτοβολταϊκών πλαισίων και τις δομές στήριξης
- ο αγωγός γείωσης του περιβλήματος του πίνακα συνδυασμού (combiner box)
- αγωγός γείωσης του SPD
- εξερχόμενος αγωγός γείωσης εξοπλισμού προς το σύστημα γείωσης
Ο αρνητικός ζυγός μεταφέρει το ρεύμα επιστροφής DC. Ο ζυγός PE δεν πρέπει να μεταφέρει κανονικό ρεύμα λειτουργίας σε ένα σωστά σχεδιασμένο σύστημα.
Μην συνδέετε τον αρνητικό πόλο του φωτοβολταϊκού συστήματος στο περίβλημα του πίνακα συνδυασμού, εκτός εάν ο σχεδιασμός του μετατροπέα/συστήματος το απαιτεί ειδικά. Τα περισσότερα σύγχρονα φωτοβολταϊκά συστήματα χωρίς μετασχηματιστή χρησιμοποιούν έννοιες παρακολούθησης μόνωσης ή παρακολούθησης υπολειπόμενου ρεύματος και απαιτούν οι αγωγοί DC να παραμένουν απομονωμένοι από τη γείωση του εξοπλισμού υπό κανονικές συνθήκες.
Διαδικασία καλωδίωσης πίνακα συνδυασμού φωτοβολταϊκών βήμα προς βήμα
Αυτή η ακολουθία έχει γραφτεί για έναν τυπικό πίνακα συνδυασμού φωτοβολταϊκών DC. Ακολουθείτε πάντα το παρεχόμενο διάγραμμα καλωδίωσης, το εγχειρίδιο του μετατροπέα και τον τοπικό ηλεκτρολογικό κανονισμό.
Επιβεβαιώστε τον σχεδιασμό πριν αγγίξετε τα καλώδια
Πριν από την καλωδίωση, επιβεβαιώστε:
- αριθμό στοιχειοσειρών (strings)
- φωτοβολταϊκά πλαίσια ανά στοιχειοσειρά
- μέγιστη τάση ανοικτού κυκλώματος στοιχειοσειράς διορθωμένη για χαμηλές θερμοκρασίες
- ρεύμα βραχυκύκλωσης πλαισίου
- της μέγιστης ονομαστικής τιμής ασφάλειας σειράς του φωτοβολταϊκού πλαισίου
- όρια τάσης και ρεύματος εισόδου MPPT του μετατροπέα
- ονομαστικά χαρακτηριστικά τάσης, ρεύματος και περιβλήματος του πίνακα συνδυασμού (combiner box)
- εάν το σύστημα είναι γειωμένο, μη γειωμένο ή λειτουργικά γειωμένο
2. Τοποθετήστε το κουτί συνδυασμού (combiner box) στη σωστή θέση
Το κουτί συνδυασμού πρέπει να είναι προσβάσιμο για επιθεώρηση και συντήρηση, λαμβάνοντας υπόψη την περιβαλλοντική έκθεση, τη δρομολόγηση των καλωδίων, τη θερμότητα και τους τοπικούς κανονισμούς αποστάσεων ασφαλείας. Οι εξωτερικές εγκαταστάσεις απαιτούν συνήθως κατάλληλη βαθμολογία προστασίας IP/NEMA, στυπιοθλίπτες καλωδίων ανθεκτικούς στην υπεριώδη ακτινοβολία (UV) και αξιόπιστη στεγανοποίηση γύρω από τους στυπιοθλίπτες ή τα εξαρτήματα των σωληνώσεων.
Αποφύγετε την τοποθέτηση του κουτιού σε σημεία όπου μπορεί να λιμνάσει νερό γύρω από τις εισόδους των καλωδίων ή όπου η άμεση θερμική καταπόνηση θα ωθήσει τα εσωτερικά εξαρτήματα πέρα από τα όρια απομείωσης της απόδοσής τους.
3. Περάστε τα καλώδια των φωτοβολταϊκών στοιχειοσειρών (PV strings) από τις σωστές εισόδους
Δρομολογήστε κάθε ζεύγος φωτοβολταϊκών στοιχειοσειρών στο κουτί μέσω των καθορισμένων στυπιοθλιπτών ή εισόδων σωληνώσεων. Διατηρήστε τους θετικούς και αρνητικούς αγωγούς αναγνωρίσιμους από την είσοδο έως τον τερματισμό.
Ορθή πρακτική:
- επισημάνετε κάθε στοιχειοσειρά στην είσοδο του καλωδίου
- διατηρήστε την ακτίνα κάμψης εντός των ορίων που ορίζει ο κατασκευαστής του καλωδίου
- αποφύγετε τη διασταύρωση αγωγών πάνω από ασφαλειοθήκες ή ακροδέκτες SPD
- αφήστε επαρκή βρόχο συντήρησης (service loop), αλλά αποφύγετε τους ακατάστατους βρόχους κοντά στη γείωση του SPD
Συνδέστε τους θετικούς πόλους των string στις ασφάλειες ή στους διακόπτες DC
Κάθε θετικός πόλος string πρέπει να καταλήγει στην καθορισμένη ασφαλειοθήκη ή στον ακροδέκτη εισόδου του διακόπτη. Η έξοδος της ασφάλειας συνδέεται στη συνέχεια στη θετική ζυγοστάθμιση (busbar).
Μην συνδέετε παράλληλα πολλαπλούς θετικούς πόλους string κάτω από έναν ακροδέκτη, εκτός εάν ο ακροδέκτης είναι ρητά πιστοποιημένος για πολλαπλούς αγωγούς.
Συνδέστε τους αρνητικούς πόλους των string στο μπλοκ ακροδεκτών ή στη ζυγοστάθμιση αρνητικού
Συνδέστε κάθε αρνητικό πόλο string στον αντίστοιχο αρνητικό ακροδέκτη. Στα κουτιά συνδυασμού (combiner boxes) με παρακολούθηση, κάθε αρνητικός ή θετικός πόλος μπορεί να διέρχεται μέσα από έναν αισθητήρα ρεύματος ή πλακέτα παρακολούθησης. Ακολουθήστε τη σήμανση κατεύθυνσης στη συσκευή παρακολούθησης.
6. Συνδέστε τους αγωγούς εξόδου στον μετατροπέα
Η συνδυασμένη θετική έξοδος διέρχεται μέσα από την καθορισμένη συσκευή εξόδου, εάν υπάρχει. Η συνδυασμένη αρνητική έξοδος εξέρχεται από τον αρνητικό ζυγό ή τον ακροδέκτη εξόδου.
Ελεγχος:
- ικανότητα μεταφοράς ρεύματος αγωγού εξόδου
- όριο ρεύματος εισόδου μετατροπέα
- ονομαστική θερμοκρασία ακροδεκτών
- πολικότητα και στα δύο άκρα
- σωστή ομαδοποίηση MPPT
7. Συνδέστε το SPD
Συνδέστε το DC SPD σύμφωνα με την ετικέτα και το δελτίο τεχνικών δεδομένων του. Διατηρήστε τους αγωγούς του SPD σύντομους και απευθείας, ειδικά τον αγωγό PE. Εάν το SPD διαθέτει επαφές απομακρυσμένης σηματοδότησης, δρομολογήστε αυτά τα καλώδια σήματος χαμηλής τάσης ξεχωριστά από τους αγωγούς DC υψηλού ρεύματος, όπου είναι εφικτό.
8. Σύνδεση αγωγών PE / γείωσης
Συνδέστε το περίβλημα του combiner και όλους τους απαιτούμενους αγωγούς γείωσης εξοπλισμού στη ράγα PE. Επαληθεύστε τη συνέχεια της γείωσης μετά τον τερματισμό.
9. Σήμανση, επιθεώρηση και δοκιμή πριν από την ηλεκτροδότηση
Πριν από το κλείσιμο του καλύμματος:
- ελέγξτε την πολικότητα κάθε string
- επαληθεύστε τις ονομαστικές τιμές των ασφαλειών σύμφωνα με τη μελέτη
- βεβαιωθείτε ότι δεν υπάρχουν εκτεθειμένα χαλαρά σύρματα
- επαληθεύστε τη ροπή σύσφιξης των ακροδεκτών χρησιμοποιώντας την τιμή του κατασκευαστή
- ελέγξτε την αντίσταση μόνωσης εάν απαιτείται από το έργο
- επιβεβαιώστε ότι η ένδειξη κατάστασης του SPD είναι κανονική
- επιβεβαιώστε ότι ο αποζεύκτης/διακόπτης DC είναι στη θέση OFF πριν από την τελική σύνδεση
- καταγράψτε τις τιμές Voc των string και συγκρίνετε παρόμοια string
Συνήθεις διαμορφώσεις καλωδίωσης
πίνακας συνδυασμού 2 string
Ένας πίνακας συνδυασμού 2 string ενδέχεται να μην χρειάζεται πάντα ασφάλειες string εάν ο σχεδιασμός του μετατροπέα και των πλαισίων επιτρέπει την απευθείας παράλληλη σύνδεση. Ωστόσο, πολλά προκαλωδιωμένα κουτιά περιλαμβάνουν ασφάλειες για λόγους συντήρησης και τυποποίησης.
String 1 + → Ασφάλεια 1 → Θετικός ζυγόςΚουτί συνδυασμού 4 στοιχειοσειρών (4-string combiner box)
Αυτό είναι το πιο κοινό εκπαιδευτικό διάγραμμα καλωδίωσης. Είναι χρήσιμο διότι δείχνει πώς το ρεύμα των παράλληλων στοιχειοσειρών αθροίζεται στον ζυγό.
4 θετικοί αγωγοί στοιχειοσειρών → 4 ασφαλειοθήκες → ένας θετικός ζυγός → μία έξοδοςΚουτί συνδυασμού 4 στοιχειοσειρών, 2-MPPT
Αυτή η καλωδίωση διατηρεί τις δύο ομάδες ξεχωριστές.
Στοιχειοσειρά 1 + Στοιχειοσειρά 2 → Έξοδος Α → MPPT 1Το κουτί μπορεί να φαίνεται παρόμοιο εξωτερικά, αλλά εσωτερικά θα πρέπει να διαθέτει διαχωρισμένη ομαδοποίηση θετικών πόλων και διαχωρισμένες εξόδους.
Κουτί συνδυασμού με παρακολούθηση (monitoring)
Στα ελεγχόμενα κιβώτια, κάθε αγωγός στοιχειοσειράς διέρχεται μέσα από ένα κανάλι μέτρησης. Το κύκλωμα παρακολούθησης μπορεί να μετρά το ρεύμα της στοιχειοσειράς, την κατάσταση της ασφάλειας, την κατάσταση του SPD ή τη θερμοκρασία.
Ο βασικός κανόνας καλωδίωσης είναι απλός: μην παρακάμπτετε τη διαδρομή παρακολούθησης κατά την αντικατάσταση μιας ασφαλειοθήκης, ενός ακροδέκτη ή ενός καλωδίου.
Σφάλματα καλωδίωσης που προκαλούν τα περισσότερα προβλήματα
| Λάθος | Γιατί είναι επικίνδυνο | Καλύτερη πρακτική |
|---|---|---|
| Αντιστροφή πολικότητας στοιχειοσειράς | Μπορεί να προκαλέσει ζημιά στην είσοδο του μετατροπέα ή στο SPD και να δημιουργήσει συνθήκες σφάλματος | Επαληθεύστε την πολικότητα με ένα όργανο μέτρησης πριν από τη σύνδεση |
| Συνδυασμός διαφορετικών ομάδων MPPT | Μειώνει την απόδοση παρακολούθησης και περιπλέκει τα σφάλματα | Διατηρήστε τις ομάδες MPPT ηλεκτρικά διαχωρισμένες |
| Χρήση διακοπτών AC ή αποζευκτών σε φωτοβολταϊκά συστήματα DC | Τα τόξα DC διακόπτονται δυσκολότερα από τα τόξα AC | Χρησιμοποιείτε μόνο συσκευές DC κατάλληλες για φωτοβολταϊκά (PV-rated) |
| Μακρύ καλώδιο γείωσης SPD | Αυξάνει την πραγματική τάση διέλευσης κατά τη διάρκεια μιας υπέρτασης | Διατηρήστε τη διαδρομή PE του SPD σύντομη και απευθείας |
| Αντιμετώπιση της μπάρας PE ως αρνητικού ζυγού (negative busbar) | Μπορεί να θέσει ρεύμα λειτουργίας σε διαδρομές γείωσης | Διατηρήστε το αρνητικό DC και το PE ξεχωριστά, εκτός εάν ο σχεδιασμός απαιτεί σύνδεση |
| Πολλαπλοί αγωγοί κάτω από έναν ακροδέκτη | Προκαλεί χαλαρές συνδέσεις και υπερθέρμανση | Χρησιμοποιήστε ακροδέκτες εγκεκριμένους για τον αριθμό και το μέγεθος των αγωγών |
| Υπερμεγέθεις ασφάλειες | Ενδέχεται να αποτύχει στην προστασία των αγωγών ή της καλωδίωσης των string | Επιλέξτε μέγεθος σύμφωνα με τις απαιτήσεις του πλαισίου και του κανονισμού |
| Απουσία σήμανσης των string | Καθιστά τη θέση σε λειτουργία και την αντιμετώπιση προβλημάτων χρονοβόρα | Επισημάνετε κάθε string, ασφάλεια και έξοδο |
Πώς να ελέγξετε το διάγραμμα καλωδίωσης ενός πίνακα συνδυασμού φωτοβολταϊκών (Solar Combiner Box) πριν από την εγκατάσταση
Χρησιμοποιήστε αυτόν τον γρήγορο έλεγχο πριν εγκρίνετε ένα διάγραμμα:
- Διαθέτει κάθε φωτοβολταϊκό string σαφή σήμανση
+και-εισόδου; - Εμφανίζει κάθε ασφαλισμένο string την ασφάλεια στον σωστό αγωγό για τον σχεδιασμό του συστήματος;
- Είναι οι θετικοί και αρνητικοί ζυγοί σαφώς διαχωρισμένοι από τη μπάρα γείωσης (PE);
- Είναι το SPD συνδεδεμένο με
+,-, και PE σύμφωνα με το φύλλο δεδομένων του SPD; - Είναι η διαδρομή γείωσης του SPD σύντομη και απευθείας;
- Αναγράφει η συσκευή εξόδου αν πρόκειται για αποζεύκτη DC, αυτόματο διακόπτη DC ή διακόπτη φορτίου;
- Είναι διαχωρισμένες οι πολλαπλές ομάδες MPPT;
- Είναι όλες οι συσκευές DC ονομαστικά κατάλληλες για τη μέγιστη τάση φωτοβολταϊκών;
- Είναι οι αγωγοί εξόδου διαστασιολογημένοι για το συνδυασμένο ρεύμα και τις συνθήκες εγκατάστασης;
- Υπάρχουν ετικέτες, ενδείξεις πολικότητας και προειδοποιητικές πινακίδες;
When You Do Not Need a Separate Combiner Box
Not every PV system needs an external combiner box.
You may not need one when:
- the inverter already has enough independent string inputs
- the inverter includes required string protection and DC switching
- only one string is used
- two strings are connected directly through listed connectors or inverter inputs allowed by the manufacturer
- the project design does not require external monitoring, SPD, or field isolation at the array
Ωστόσο, σε εμπορικά, βιομηχανικά και συστήματα μεγάλης κλίμακας, τα κουτιά συνδυασμού (combiner boxes) παραμένουν χρήσιμα επειδή συγκεντρώνουν την προστασία των στοιχειοσειρών (strings), την προστασία από υπερτάσεις DC, την απομόνωση, την παρακολούθηση και την πρόσβαση για συντήρηση.
ΣΥΧΝΈΣ ΕΡΩΤΉΣΕΙΣ
Ποιο είναι το σωστό διάγραμμα καλωδίωσης ενός φωτοβολταϊκού κουτιού συνδυασμού;
Η τυπική διαδρομή καλωδίωσης DC είναι από τον θετικό πόλο της φωτοβολταϊκής στοιχειοσειράς προς την ασφάλεια ή τον αυτόματο διακόπτη DC, στη συνέχεια στον θετικό ζυγό και μετά μέσω του διακόπτη απομόνωσης εξόδου ή του αυτόματου διακόπτη προς τον μετατροπέα (inverter). Οι αρνητικοί πόλοι των φωτοβολταϊκών στοιχειοσειρών καταλήγουν σε έναν αρνητικό ζυγό ή κλέμμα, ενώ οι αγωγοί γείωσης του εξοπλισμού και οι συνδέσεις γείωσης των SPD καταλήγουν στη μπάρα PE.
Ένα φωτοβολταϊκό κουτί συνδυασμού συνδέει τα πάνελ σε σειρά ή παράλληλα;
Ένα κουτί συνδυασμού συνήθως συνδέει παράλληλα ήδη σχηματισμένες φωτοβολταϊκές στοιχειοσειρές. Η σύνδεση των πλαισίων σε σειρά γίνεται συνήθως εκτός του κουτιού συνδυασμού για τη δημιουργία κάθε στοιχειοσειράς.
Πού πρέπει να τοποθετηθεί η ασφάλεια σε ένα φωτοβολταϊκό κουτί συνδυασμού;
Σε πολλά σχέδια, ο θετικός αγωγός κάθε στοιχειοσειράς διέρχεται μέσα από μια ξεχωριστή ασφάλεια gPV πριν συνδεθεί στον θετικό ζυγό. Ορισμένα συστήματα ενδέχεται να απαιτούν διαφορετική τοποθέτηση ασφαλειών ή διπολική προστασία, ανάλογα με τη μέθοδο γείωσης, τους κανονισμούς και τις οδηγίες του εξοπλισμού.
Μπορώ να συνδέσω όλες τις στοιχειοσειρές σε μία είσοδο MPPT;
Μόνο εάν η είσοδος MPPT του μετατροπέα είναι ονομαστικά κατάλληλη για το συνδυασμένο ρεύμα και τα strings είναι κατάλληλα για να λειτουργούν μαζί. Εάν τα strings έχουν διαφορετικό προσανατολισμό ή ανήκουν σε διαφορετικά κανάλια MPPT, θα πρέπει συνήθως να παραμένουν διαχωρισμένα.
Είναι ο αρνητικός ζυγός το ίδιο με τη γείωση;
Όχι. Ο αρνητικός ζυγός μεταφέρει το ρεύμα επιστροφής DC. Ο ζυγός PE ή γείωσης συνδέει τα πλαίσια του εξοπλισμού, τα μέρη του περιβλήματος και τους αγωγούς γείωσης των SPD. Μην συνδέετε τον αρνητικό πόλο με τη γείωση, εκτός εάν ο σχεδιασμός του συστήματος το απαιτεί ειδικά.
Πού συνδέεται το SPD σε ένα κουτί συνδυασμού (combiner box);
Ένα DC SPD συνδέεται παράλληλα με το κύκλωμα DC. Οι ακροδέκτες του +, -, και PE πρέπει να ακολουθούν το διάγραμμα καλωδίωσης του SPD. Ο αγωγός PE πρέπει να είναι όσο το δυνατόν πιο σύντομος και άμεσος.
Μπορεί να χρησιμοποιηθεί ένας διακόπτης AC σε ένα κουτί συνδυασμού φωτοβολταϊκών;
Μην υποθέτετε ότι ένας διακόπτης AC είναι κατάλληλος για κυκλώματα DC φωτοβολταϊκών. Τα τόξα DC δεν σβήνουν από μόνα τους στο μηδενικό πέρασμα του ρεύματος όπως τα τόξα AC. Χρησιμοποιήστε συσκευές με ρητές ονομαστικές τιμές για τάση DC φωτοβολταϊκών, ρεύμα, ικανότητα διακοπής, πολικότητα και συνδεσμολογία πόλων.
Τι πρέπει να ελεγχθεί μετά την καλωδίωση ενός πίνακα συνδυασμού (combiner box);
Τουλάχιστον, οι εγκαταστάτες συνήθως επαληθεύουν την πολικότητα, την τάση ανοικτού κυκλώματος των στοιχειοσειρών (strings), τη συνέχεια της γείωσης, τη σύσφιξη των ακροδεκτών, την ονομαστική τιμή της ασφάλειας, την κατάσταση του SPD, τη στεγανοποίηση του περιβλήματος και την πολικότητα εξόδου πριν από την ηλεκτροδότηση. Οι προδιαγραφές του έργου ενδέχεται επίσης να απαιτούν δοκιμή αντίστασης μόνωσης και αρχεία θέσης σε λειτουργία.
Περίληψη
Ένα καλό διάγραμμα καλωδίωσης για πίνακα συνδυασμού φωτοβολταϊκών δεν είναι απλώς μια εικόνα καλωδίων. Είναι ένας χάρτης των λειτουργιών προστασίας.
Οι θετικοί αγωγοί των στοιχειοσειρών πρέπει να δρομολογούνται μέσω της σωστής προστασίας στοιχειοσειρών. Οι αρνητικοί αγωγοί πρέπει να επιστρέφουν μέσω της σωστής διαδρομής ακροδεκτών. Το SPD πρέπει να συνδέεται με μια σύντομη, απευθείας σύνδεση PE. Η συσκευή εξόδου πρέπει να αντιστοιχεί στον απαιτούμενο ρόλο, είτε πρόκειται για απομόνωση, μεταγωγή, προστασία από υπερένταση ή συνδυασμό αυτών. Τα σχέδια πολλαπλών MPPT πρέπει να διατηρούν τις ομάδες στοιχειοσειρών ξεχωριστές.
Εάν το διάγραμμα καθιστά αυτές τις διαδρομές σαφείς, ο πίνακας συνδυασμού γίνεται ευκολότερος στην εγκατάσταση, τον έλεγχο, την αντιμετώπιση προβλημάτων και τη συντήρηση. Εάν το διάγραμμα αποκρύπτει αυτές τις διαδρομές, η εγκατάσταση μπορεί να φαίνεται τακτοποιημένη, ενώ ενέχει σοβαρούς ηλεκτρικούς κινδύνους.
Πηγές και σημεία αναφοράς που χρησιμοποιήθηκαν
- Αναθεωρημένη υπάρχουσα σελίδα VIOX: Διάγραμμα καλωδίωσης πίνακα συνδυασμού φωτοβολταϊκών (Solar Combiner Box)
- Εσωτερική αναφορά συμπλέγματος VIOX: Οδηγός πίνακα συνδυασμού φωτοβολταϊκών (PV Combiner Box)
- Εσωτερική αναφορά συστάδας VIOX: Σχεδιασμός προστασίας κιβωτίου συνδυασμού φωτοβολταϊκών (Solar Combiner Box)
- Σελίδα πλαισίου NEC: NFPA 70 Εθνικός Ηλεκτρολογικός Κώδικας
- Πρότυπο πλαίσιο για ασφάλειες φωτοβολταϊκών: Το IEC 60269-6 είναι το μέρος του προτύπου IEC για ασφάλειες χαμηλής τάσης σε φωτοβολταϊκά συστήματα ενέργειας· η ακριβής συμμόρφωση του έργου πρέπει να επαληθεύεται με βάση το πιο πρόσφατο κείμενο του προτύπου και τον τοπικό κανονισμό.
