مقدمه
سیمکشی جعبه تقسیم پنل خورشیدی، پایه و اساس حیاتی برای قابلیت اطمینان و ایمنی هر سیستم فتوولتائیک (PV) است. چه در حال نصب یک آرایه مسکونی کوچک باشید و چه یک سیستم تجاری بزرگتر، درک نحوه سیمکشی و اتصال صحیح پنلهای خورشیدی شما مستقیماً بر کارایی، طول عمر و مهمتر از همه، ایمنی سیستم تأثیر میگذارد. سیمکشی نادرست جعبههای تقسیم، یکی از دلایل اصلی آتشسوزیهای مرتبط با خورشید، خرابیهای الکتریکی و ابطال گارانتی است.
این راهنمای جامع، شما را در هر مرحله از فرآیند، از آمادهسازی کابلهای PV با درجه UV تا محکم کردن کانکتورهای MC4 با تکنیکهای درجه حرفهای، راهنمایی میکند. شما همان استانداردهای ایمنی مورد استفاده توسط نصابان دارای گواهینامه در سراسر جهان را به همراه بهترین شیوههای صنعت که مطابق با NEC 690 و IEC 61010 مقررات هستند، یاد خواهید گرفت.
جعبه تقسیم پنل خورشیدی چیست؟
جعبه تقسیم پنل خورشیدی، محفظه الکتریکی مهر و موم شدهای است که در پشت هر ماژول خورشیدی نصب میشود. این جعبه سه عملکرد حیاتی را انجام میدهد:
- مرکز اتصال: جعبه تقسیم، سیمکشی داخلی پنل را با کابلهای PV خارجی ادغام میکند و برق را به اینورتر شما هدایت میکند یا جعبه ترکیبی.
- جزء ایمنی: این جعبه دارای دیودهای بایپس است که از ایجاد “نقاط داغ” (مناطق دارای گرمای بیش از حد) زمانی که یک پنل در سایه قرار دارد در حالی که بقیه در معرض نور کامل خورشید هستند، جلوگیری میکند.
- حفاظت در برابر آب و هوا: یک محفظه مهر و موم شده با درجه IP65/IP67 تضمین میکند که رطوبت، گرد و غبار و حشرات نمیتوانند اجزای الکتریکی داخلی را خورده یا آسیب برسانند.
درک این عملکردها ضروری است زیرا اشتباهات در سیمکشی جعبه تقسیم میتواند منجر به موارد زیر شود:
- حوادث قوس الکتریکی (به طور بالقوه مرگبار)
- خوردگی ناشی از رطوبت و اتصال کوتاه
- کاهش خروجی سیستم به میزان 15-30٪
- از کار افتادن کامل سیستم

ابزار و موادی که به آنها نیاز خواهید داشت
قبل از شروع هرگونه کار سیمکشی، ابزارهای استاندارد صنعت زیر را جمع آوری کنید:
| ابزار/مواد | مشخصات | هدف | چرا مهم است؟ |
|---|---|---|---|
| سیم PV | 10 AWG، دارای درجه USE-2 یا PV، مقاوم در برابر UV | هادی اصلی | کابل استاندارد افت ولتاژ را به حداقل میرساند. سیم غیر UV در نور خورشید تخریب میشود. |
| سیم لخت کن | سیم لخت کن | مدل دقیق، تحمل 1/16 اینچ | مس تمیز را نمایان کنید |
| بریدگی هادی نقاط ضعف و مناطق خوردگی ایجاد میکند | پیچ گوشتی تخت | 3/16 اینچ یا 1/4 اینچ | باز کردن درب جعبه تقسیم |
| اندازه اشتباه میتواند سر پیچها را خراب کند | پرس MC4 | مدل جغجغهای، نه انبردست | پرس کردن پینهای نر/ماده |
| پرسهای جغجغهای فشار "محکم گاز" ثابتی را تضمین میکنند | لوله حرارتی جمع شونده | دارای پوشش چسب، دارای درجه UV | عایق ضد آب |
| یک مانع رطوبتی ثانویه ایجاد میکند | آچار MC4 | Staubli اصلی یا معادل آن | سفت کردن مهرههای گلند |
| مولتیمتر | از سفت کردن بیش از حد و آسیب دیدن کانکتور جلوگیری میکند | مولتی متر | حالتهای DCV + مقاومت |
| تست قطبیت و خطاها | برای تأیید ایمنی ضروری است | دستکش عایق | دارای درجه 1000 ولت |
| پیچ گوشتی گشتاور | حفاظت شخصی | لمس DC بدون دستکش ایمن نیست | آچار گشتاور |
نرم افزار نکته: محدوده 0.5-2.5 نیوتن متر.
بستن بلوک ترمینال
اتصالات شل، علت اصلی آتشسوزیهای خورشیدی هستند.
بسیاری از متخصصان خورشیدی از دستکشهای "کار سرد" (لاستیکی با پشت پنبهای) روی دستکشهای عایق برای مهارت بیشتر در حین حفظ محافظت استفاده میکنند.
- مرحله 1: ایمنی اول - درک خطرات پنلهای خورشیدی در نور روز "همیشه روشن" هستند. حتی در یک روز ابری یا زمانی که تا حدی در سایه قرار دارند، ولتاژ DC خطرناکی تولید میکنند.
- اقدامات ایمنی حیاتی: پوشاندن پنل: کلید قطع DC یک برزنت مات یا مقوا روی آرایه خورشیدی قرار دهید تا تولید برق متوقف شود. قبل از شروع، ولتاژ را اندازه گیری کنید. باید صفر باشد.
- استفاده از ابزارهای عایق: قطع کردن جداکنندههای DC:.
- استفاده از PPE: اگر سیستم شما شامل یک.
- هرگز به تنهایی کار نکنید: یک همکار در محل حضور داشته باشد که در صورت نیاز بتواند با خدمات اضطراری تماس بگیرد.
چرا این مهم است: یک لغزش کوچک هنگام نگه داشتن سیم دارای جریان DC میتواند باعث فیبریلاسیون بطنی (VF) شود. ولتاژ DC پنل خورشیدی، حتی از یک آرایه کوچک 2-3 کیلوواتی، اغلب 300-600 ولت است - بسیار بالاتر از آستانه 50 ولت که کشنده در نظر گرفته میشود.
مرحله 2: آماده سازی هادی های PV
آماده سازی مناسب سیم، جایی است که بسیاری از نصب ها شروع به شکست می کنند.
روش دقیق:
- اندازه گیری و برش: دو طول از سیم PV با گیج 10را برش دهید - یکی برای سیم مثبت، یکی برای منفی. 6-12 اینچ طول اضافی اضافه کنید تا امکان تعمیر و نگهداری در آینده بدون نیاز به سیم کشی مجدد فراهم شود.
- عایق سیم را بردارید: با استفاده از یک سیم لخت کن دقیق:
- سیم لخت کن را روی گیج 10 تنظیم کنید.
- انتهای سیم را وارد کنید و 2-3 بار سیم لخت کن را بچرخانید.
- با فشار ملایم عایق را جدا کنید.
- نمایان کنید 1/4 تا 1/2 اینچ (6-12 میلی متر) از مس لخت.
- حیاتی: هیچ رشته مسی را خراشیده یا قطع نکنید - هر خراش ظرفیت جریان را کاهش می دهد.
- مس را بررسی کنید: زیر نور مناسب به انتهای نمایان شده نگاه کنید. تمام مس باید براق و سالم باشد. اگر اکسیداسیون سیاه مشاهده کردید، از یک برس سیمی برنجی نرم برای تمیز کردن آن استفاده کنید.
- تست خراشیدگی: به آرامی عایق را بکشید. نباید بلغزد. اگر این اتفاق افتاد، دوباره عایق را بردارید و یک قسمت تازه از هادی را نمایان کنید.
مرحله 3: جعبه اتصال را باز کرده و بررسی کنید
اولین نگاه:
- با استفاده از یک پیچ گوشتی تخت کوچک، با احتیاط درب جعبه اتصال را باز کنید. بیشتر جعبه ها دارای 4 پیچ یا یک درب فشاری هستند. پیچ ها را در یک ظرف برچسب دار کنار بگذارید.
- در داخل، خواهید دید:
- دو یا سه ترمینال (منفی، مثبت و گاهی اوقات یک ترمینال زمین).
- دیودهای بای پس (اجزای مستطیلی کوچکی که به سیم های داخلی لحیم شده اند).
- کابل های PV داخلی (سیم های نازک روبانی شکل که دیودها را به ترمینال ها متصل می کنند).
هشدار: دیودها یا سیم های روبانی داخلی را مختل نکنید. لمس کردن آنها می تواند اتصالات داخلی را قطع کرده و پنل را از بین ببرد.
- محل علامت های قطبیت را پیدا کنید:
- جستجو کنید (+) و (–) نمادها در داخل جعبه.
- سیم های قرمز معمولاً به (+) و سیم های سیاه به (–) متصل می شوند.
- با یک مولتی متر بررسی کنید با لمس پروب قرمز به ترمینال (+) و پروب سیاه به (–)؛ باید ولتاژ مدار باز (Voc) حدود 35-45 ولت در هر پنل مشاهده کنید.
مرحله 4: سیم ها را از طریق گلندهای کابل عبور دهید
گلندهای کابل (که به آنها اتصالات کاهش فشار نیز می گویند) جایی هستند که آب و گرد و غبار معمولاً به جعبه اتصال نفوذ می کنند.
تکنیک نصب حرفه ای:
- گلندها را شناسایی کنید: اتصالات کاهش فشار لاستیکی را در سمت چپ (منفی) و راست (مثبت) جعبه پیدا کنید.
- سیم منفی را رد کنید: کابل PV سیاه را از طریق گلند سمت منفی بلغزانید. مهره گلند باید با دست محکم شود (هنوز بیش از حد سفت نکنید).
- سیم مثبت را رد کنید: این کار را با کابل قرمز در سمت مثبت تکرار کنید.
- یک “حلقه چکه” ایجاد کنید: قبل از ورود به جعبه، هر کابل را به شکل U رو به پایین در حدود 6 اینچ زیر جعبه خم کنید. این کار از جاری شدن باران در امتداد کابل به داخل گلند جلوگیری می کند.
مرحله 5: اتصالات را به ترمینال ها محکم کنید
سفتی ترمینال اولین خط دفاعی شما در برابر آتش سوزی است.
روش گشتاور ترمینال (NEC 690.31):
- سیم را در موقعیت قرار دهید: انتهای لخت شده کابل منفی را وارد ترمینال منفی کنید. اطمینان حاصل کنید که حداقل 1/4 اینچ مس لخت در داخل ترمینال قرار دارد.
- با پیچ گوشتی گشتاور سفت کنید: با استفاده از یک پیچ گوشتی گشتاور 0.5-0.7 نیوتن متر (یا یک پیچ گوشتی دستی، که تا زمانی که “محکم به اضافه 1/4 دور” شود سفت شده است)، پیچ ترمینال را محکم کنید.
- کاهش فشار را پرس کنید: از یک پرس سیم برای ایجاد یک پرس استوانه ای محکم در اطراف قسمت نمایان شده کابل منفی، درست در خارج از ترمینال استفاده کنید. این کار سیم را در جای خود قفل می کند و از بیرون کشیدن آن جلوگیری می کند.
- برای مثبت تکرار کنید: مراحل مشابه را برای سیم مثبت (قرمز) دنبال کنید.
- از سفتی اطمینان حاصل کنید: هر سیم را محکم بکشید. نباید تکان بخورد.
اشتباهات رایج:
- تاباندن سیمهای افشان به یکدیگر و فرو کردن آن در ترمینال (برای تماس بهتر از کانکتور حلقهای یا U شکل استفاده کنید).
- سفت نکردن کافی (منجر به ایجاد قوس الکتریکی و آتشسوزی میشود).
- سفت کردن بیش از حد (میتواند پیچهای ترمینال را بشکند).
مرحله 6: درک و نصب کانکتورهای MC4
MC4 connectors به دلیل ضد آب بودن، کلیددار بودن برای جلوگیری از پلاریته معکوس و سازگاری با برندهای اصلی پنل، به استاندارد صنعت تبدیل شدهاند.
آناتومی یک کانکتور MC4:
- کانکتور نر (مورد استفاده برای سیم مثبت/قرمز) - پین فلزی در داخل.
- کانکتور ماده (مورد استفاده برای سیم منفی/سیاه) - سوکت در داخل.
- پین فلزی پرچ - جزء حیاتی حامل جریان.
- تسکین فشار - یقه پلاستیکی که پشتیبانی مکانیکی را فراهم میکند.
- مهره گلند - درپوش پشتی که برای آببندی محکم میشود.
- حلقه O شکل لاستیکی - رطوبت را مسدود میکند.
- زبانههای قفلشونده - اطمینان حاصل میکنند که کانکتورها در اثر لرزش به هم متصل میمانند.
مرحله 7: پرچ MC4 را به طور کامل انجام دهید
یک پرچ بد، علت اصلی خرابیها و آتشسوزیهای تاسیسات خورشیدی است. در اینجا روش حرفهای آمده است:
روش چین دار کردن:
- پین را آماده کنید: یک پین پرچ مسی نر (برای سیم مثبت/قرمز) بردارید و آن را زیر نور بررسی کنید. باید براق باشد، نه اکسید شده.
- پرچ کن را تنظیم کنید: از یک پرچ کن MC4 جغجغهای استفاده کنید و آن را برای سیم 10 AWG تنظیم کنید. جغجغه فشار ثابت را تضمین میکند.
- وارد و پرچ کنید: انتهای لخت شده سیم قرمز را به طور کامل داخل استوانه پین پرچ بلغزانید. دستههای پرچ کن را فشار دهید تا رها شود (صدای "کلیک" را خواهید شنید). کلیک).
- پرچ را تأیید کنید: سیم را به آرامی بکشید - نباید بلغزد. اگر این اتفاق افتاد، پرچ ناموفق بوده است. پین را دور بیندازید و دوباره امتحان کنید.
- اجزای محافظ را بلغزانید: قبل از قرار دادن پین در محفظه کانکتور، اجزای زیر را به ترتیب روی سیم بلغزانید:
- مهره گلند لاستیکی (درپوش پشتی)
- آستین فشاری
- حلقه O شکل لاستیکی
- وارد و قفل کنید: پین پرچ شده را داخل محفظه نر MC4 فشار دهید تا صدای مشخصی بشنوید. کلیک.
- گلند را محکم کنید: از آچار MC4 برای سفت کردن مهره پشتی تقریباً استفاده کنید. 3.4 نیوتن متر (25 اینچ-پوند). اتصال باید با دست محکم شود و هیچ شکاف قابل مشاهدهای وجود نداشته باشد.
- برای منفی تکرار کنید: مراحل مشابه را با استفاده از یک کانکتور ماده برای سیم سیاه/منفی دنبال کنید.
تست بحرانی:
- بازرسی بصری: عدم وجود ذوب شدن، تغییر رنگ یا تاب برداشتن پلاستیک.
- تست “کلیک”: کانکتورها باید با یک کلیک مشخص به هم متصل شوند.
- تست دما: پس از نصب، از یک دوربین حرارتی برای تأیید اینکه کانکتور گرمتر از کابل اطراف نیست، استفاده کنید.
مرحله 8: افزایش طول کابلهای PV
اکثر تاسیسات به کابلهایی طولانیتر از آنچه از جعبه اتصال خارج میشود نیاز دارند. VIOX کابلهای PV را تولید میکند و MC4 connectors برای افزایش طول ایمن در محل.
نصب کابل افزایش طول:
| طول کابل | AWG پیشنهادی | افت ولتاژ | چرا این مهم است |
|---|---|---|---|
| 0-50 فوت | ۱۰ وات | <2% | مسکونی استاندارد؛ بدون افت راندمان |
| 50-100 فوت | ۸ وات | ~2% | طولهای بیشتر به هادیهای بزرگتر نیاز دارند |
| 100-200 فوت | 6 AWG | ~1.5% | آرایههای تجاری/زمینی |
| > 200 فوت | سیم شماره 4 AWG یا مسیرهای موازی | <1% | مقیاس نیروگاهی؛ سیستمهای ولتاژ بالا |
فرآیند توسعه:
- انتهای کابل توسعه را آماده کنید (1/4 تا 1/2 اینچ لخت کنید) و با استفاده از همان روش حرفهای که در مرحله 7 توضیح داده شد، کانکتورهای MC4 مناسب را پرس کنید.
- حیاتی: مثبت به مثبت وصل میشود (نر به نر از طریق یک کوپلر مادگی)، منفی به منفی.
- کابلها را با استفاده از بستهای کابل مقاوم در برابر اشعه ماوراء بنفش (UV) در هر 3 فوت به سقف یا رک محکم کنید.
- اطمینان حاصل کنید که کابلها آزادانه آویزان نشوند (وزن باعث ایجاد تنش در اتصال داخلی میشود).
- هر دو کابل را در جعبه اتصال و اینورتر با استفاده از برچسبهای رنگی یا چاپی برچسب بزنید.
مرحله 9: قطع اتصال و عیبیابی کانکتورهای MC4
قطع اتصال ایمن از آسیبهای ناشی از آرک فلش و آسیب به تجهیزات جلوگیری میکند.
فرآیند قطع اتصال ایمن:
- اینورتر را خاموش کنید: اینورتر را در حالت “آماده به کار” یا “خاموش” قرار دهید.
- تأیید ولتاژ صفر: از یک مولتیمتر برای تأیید 0 ولت DC بین کانکتورها استفاده کنید.
- از آچار MC4 استفاده کنید: شاخکهای آچار را با زبانه های قفل روی کانکتور مادگی تراز کنید و به آرامی به عقب بکشید تا قفل مکانیکی آزاد شود.
- به آرامی جدا کنید: پس از آزاد شدن قفل، کانکتورها را با احتیاط از هم جدا کنید. به زور نکشید.
- کانکتورهای باز را بپوشانید: اگر آرایه برای بیش از چند ساعت بدون برق خواهد بود، انتهای کانکتور مثبت باز را با نوار یا درپوش عایق بپوشانید.
عیبیابی کانکتورهای با مقاومت بالا:
| علامت | علت | راه حل |
|---|---|---|
| کانکتورها در لمس گرم هستند | پرس با مقاومت بالا یا پینهای شل | قطع کنید، دوباره با پینهای جدید پرس کنید یا کانکتور را تعویض کنید |
| توان متناوب یا ولتاژ پایین | خوردگی روی پین یا قفل ناقص | از مولتیمتر برای تست پیوستگی استفاده کنید؛ کانکتور را تمیز یا تعویض کنید |
| کانکتور به راحتی از هم جدا میشود | زبانههای قفل درگیر نشدهاند | دوباره محکم جفت کنید تا صدای کلیک مشخصی شنیده شود؛ اگر هنوز شل است، محفظه را تعویض کنید |
| رطوبت داخل کانکتور | مهره گلند سفت نشده است؛ O-ring آسیب دیده است | جدا کنید، کاملاً خشک کنید، O-ring را تعویض کنید، دوباره با گشتاور مونتاژ کنید |
انطباق و استانداردهای ایمنی
نصب شما باید مطابق با این مقررات باشد:
- NEC 690 (کد ملی برق، سیستمهای فتوولتائیک خورشیدی) - گشتاور ترمینال، اندازه سیم، روشهای قطع اتصال.
- IEC 61010 (استانداردهای ایمنی برای تجهیزات اندازهگیری الکتریکی) - پروتکلهای تست و بازرسی.
- UL 4703 (استاندارد سیم PV) - مقاومت در برابر اشعه ماوراء بنفش و درجه حرارت را تضمین میکند.
- رتبه IP65/IP67 - جعبه اتصال شما باید برای جتهای آب (IP65) یا غوطهوری موقت (IP67) رتبهبندی شده باشد.
- تست دیود بایپس - از حالت دیود مولتیمتر برای تأیید اینکه هر دیود فقط در یک جهت هدایت میکند، استفاده کنید.
نکات کلیدی
- آمادهسازی مناسب از بروز مشکلات جلوگیری میکند: تمیز کردن مس، اندازه سیم صحیح و لخت کردن دقیق، 95% از خرابیهای نصب را کاهش میدهد.
- سفتی ترمینال بسیار مهم است: از پیچگوشتیهای گشتاور استفاده کنید و تأیید کنید که تمام اتصالات از نظر مکانیکی محکم هستند.
- کیفیت پرس MC4 قابلیت اطمینان را تعیین میکند: فقط از پرسهای جغجغهای، کانکتورهای اصلی Staubli استفاده کنید و “کلیک” را روی هر پین تأیید کنید.
- ایمنی بر سرعت اولویت دارد: پنلها را بپوشانید، از PPE استفاده کنید و قبل از هر مرحله کاری، ولتاژ صفر را تأیید کنید.
- رطوبت قاتل خاموش است: از حلقههای چکه، مهرههای گلند محکم، O-ring های سالم و نقاط ورود کابل مهر و موم شده اطمینان حاصل کنید.
- قبل از برقدار کردن تست کنید: از مولتیمتر برای تأیید قطبیت، پیوستگی و مقاومت عایق قبل از اتصال به اینورتر یا جعبه ترکیب کننده استفاده کنید.
سوالات متداول (FAQ)
سوال 1: آیا میتوانم به جای سیم PV مقاوم در برابر اشعه ماوراء بنفش از سیم برق استاندارد استفاده کنم؟
پاسخ: خیر. عایق سیم استاندارد در نور مستقیم خورشید در عرض 6 تا 12 ماه تخریب میشود. سیم PV (دارای رتبه USE-2) به طور خاص برای مقاومت در برابر اشعه ماوراء بنفش برای 25+ سال فرموله شده است.
سوال 2: اگر پنلهای من بیش از 100 فوت از اینورتر فاصله دارند، از چه گیج سیمی باید استفاده کنم؟
پاسخ: برای طولهای 50 تا 100 فوت از سیم 8 AWG و برای فواصل طولانیتر از سیم 6 AWG استفاده کنید. هر دو برابر شدن فاصله، نیاز به افزایش یک سایز گیج سیم دارد تا افت ولتاژ زیر 2% باقی بماند.
پرسش 3: چرا کانکتور MC4 من گرم است؟
پاسخ: گرما نشاندهنده مقاومت تماسی بالا است، که معمولاً ناشی از پرس ناقص، خوردگی یا سیم با سایز نامناسب است. فوراً اتصال را قطع کرده و پیوستگی را بررسی کنید.
پرسش 4: آیا میتوانم کانکتورهای Staubli و MC4 “سازگار” را با هم ترکیب کنم؟
پاسخ: این یک علت اصلی آتشسوزیهای خورشیدی است. هرگز برندها را با هم ترکیب نکنید. برای کل نصب، به یک برند (ترجیحاً Staubli اصلی) پایبند باشید.
پرسش 5: هر چند وقت یکبار باید سیمکشی جعبه تقسیم خود را بازرسی کنم؟
پاسخ: سالانه یا پس از آب و هوای شدید بازرسی کنید. از تصویربرداری حرارتی برای تشخیص نقاط داغ استفاده کنید.
پرسش 6: آیا اتصال به زمین برای جعبه تقسیم من الزامی است؟
پاسخ: بله، طبق NEC 690.43. تمام قطعات فلزی غیر حامل جریان باید با استفاده از گیرههای اتصال به زمین دارای لیست UL 2703 به زمین متصل شوند.
منابع مرتبط VIOX
برای راهنمایی بیشتر در مورد ادغام جعبه تقسیم خورشیدی خود در سیستم بزرگتر، این مقالات VIOX را بررسی کنید:
- نحوه اتصال پنل خورشیدی به جعبه ترکیبی – راهنمای گام به گام سیمکشی برای ترکیب رشتههای متعدد پنل.
- نحوه ایمن سیمکشی پنلهای خورشیدی به جعبه ترکیب کننده – رویههای نصب حرفهای و پروتکلهای ایمنی.
- سوئیچهای جداکننده DC: اجزای ایمنی ضروری – محل قرارگیری و عملکرد قطع کننده DC را درک کنید.
- راهنمای کامل کانکتورهای پنل خورشیدی – راهنمای استانداردهای MC4 و عیبیابی.
- نحوه انتخاب کانکتور خورشیدی MC4 مناسب – مشخصات فنی و شاخصهای کیفیت.
- راهنمای اندازه کابل، انواع (mm² در مقابل AWG) – گیج سیم مناسب برای طول کابل خود را تعیین کنید.
نتيجه گيری
سیمکشی صحیح جعبه تقسیم پنل خورشیدی، پایه و اساس یک سیستم PV ایمن، کارآمد و بادوام است. با پیروی از این راهنما—استفاده از ابزارهای مناسب، رعایت مشخصات گشتاور و اجرای شیوههای ایمنی حرفهای—اطمینان حاصل میکنید که سرمایهگذاری خورشیدی شما برای 25+ سال به طور مطلوب عمل میکند.