A A PV kombináló doboz egy elektromos szekrény, amely több napelemes sztring áramkörét egyesíti az inverter vagy a töltésvezérlő előtt. Egy tipikus napelemes PV rendszerben minden sztring egyenáramot termel. A gyűjtődoboz összegyűjti ezeket a kimeneteket, védelmi és kapcsolási funkciókat biztosít, majd egy vagy több egyesített kimeneti áramkört továbbít a rendszer további részei felé.
A projektspecifikus opciókért lásd: VIOX napelemes PV gyűjtődoboz megoldások. Ez az útmutató elmagyarázza, hogyan működnek a PV gyűjtődobozok, milyen alkatrészeket tartalmaznak, hogyan történik általában a vezetékezés, és hogyan válasszuk ki a megfelelő konfigurációt lakossági, kereskedelmi és közüzemi méretű napelemes projektekhez.
Fontos szempont, hogy a gyűjtődoboz nem csupán egy kötődoboz. Egy többsztringes PV rendszerben gyakran ez az első védelmi pont a visszáram, a túlfeszültség, a karbantartási leválasztás, a felügyelet és a terepi vezetékezés rendszerezése szempontjából. Egy rosszul megválasztott gyűjtődoboz túlmelegedést, zavaró hibákat, túlfeszültség-levezető (SPD) meghibásodást vagy nem biztonságos DC leválasztási körülményeket okozhat. A megfelelően kiválasztott doboz megkönnyíti a mező vezetékezését, ellenőrzését, védelmét és karbantartását.
Ha csak egy kezdő szintű meghatározásra van szüksége, kezdje ezzel: Mi az a PV gyűjtődoboz?. Ha kérdése elsősorban a funkcióra vonatkozik, lásd: Mit csinál egy napelemes kombinált doboz?. Ez az oldal a teljes mérnöki útmutató.
Gyors válasz: Mi a feladata a napelemes gyűjtődoboznak (PV combiner box)?
A napelemes gyűjtődoboz öt fő feladatot lát el:
- Összeköti a több napelemes sztringet egy vagy több kimeneti áramkörbe.
- Védi az egyes sztringeket biztosítékok vagy egyenáramú (DC) kismegszakítók használatával, ahol túláramvédelem szükséges.
- Korlátozza a túlfeszültséget DC túlfeszültség-levezetők (SPD-k) használatával.
- Leválasztást vagy megszakítást biztosít egyenáramú (DC) leválasztókapcsoló vagy szakaszolókapcsoló segítségével.
- Egyszerűsíti a vezetékezést, a tesztelést, a karbantartást és a felügyeletet azáltal, hogy a sztringcsatlakozásokat egyetlen hozzáférhető elosztódobozban központosítja.
Kis rendszerekben, ahol csak egy vagy két sztring található, nem mindig szükséges külön gyűjtődoboz, mivel az inverter már biztosíthat elegendő bemeneti csatornát és védelmet. Kereskedelmi és közüzemi méretű rendszerekben, ahol sok párhuzamos sztring van, a gyűjtődoboz használata általában elengedhetetlen.
PV gyűjtődoboz áttekintése
| Kiválasztási szempont | Mit kell ellenőrizni | Miért fontos |
|---|---|---|
| Stringek száma | 2, 4, 6, 8, 12, 16, 24 vagy egyedi bemenetek | Meghatározza a bemeneti csatlakozókat, biztosítéktartókat, felügyeleti csatornákat és a szekrény méretét |
| Rendszerfeszültség | 600 VDC, 1000 VDC, 1500 VDC vagy projektspecifikus névleges feszültség | Meg kell haladnia a maximális hidegkorrigált string üresjárási feszültséget |
| String áramerősség | Modul Isc, biztosíték névleges értéke, vezető áramterhelhetősége | Meghatározza a biztosíték, megszakító, csatlakozó és gyűjtősín méretezését |
| Védelmi eszköz | gPV biztosító, DC megszakító vagy projektspecifikus túláramvédelmi eszköz (OCPD) | Védi a sztringeket és a vezetőket a visszáram okozta hibáktól |
| Túlfeszültség-védelem | DC túlfeszültség-levezető (SPD) feszültségosztálya és csatlakoztatási módja | Védi az inverter bemenetét és a DC berendezéseket a tranziens túlfeszültségtől |
| Elszigetelés | DC szakaszolókapcsoló vagy terheléskapcsoló | Lehetővé teszi a biztonságosabb karbantartást és a teljes doboz leválasztását |
| Burkolat védettségi fokozata | IP65/IP66, NEMA 3R/4/4X, UV- és korrózióállóság | Meghatározza a kültéri, tetőtéri, tengerparti vagy közüzemi környezethez való alkalmasságot |
| Monitoring | Opcionális stringáram-felügyelet, kommunikációs modul | Segít azonosítani a meghibásodott stringeket, az árnyékolást, a biztosítékok működését és a teljesítményveszteséget |
Mi az a PV gyűjtődoboz?
A PV-gyűjtődoboz egyenáramú oldali elektromos szerelvény, amelyet több napelemes string kimenetének összekapcsolására használnak. Minden string általában több, sorba kapcsolt napelemmodulból áll. Amikor több stringet párhuzamosan kapcsolnak, a kimeneteket egy gyűjtődobozba vezetik, így azok összegyűjthetők és továbbíthatók az inverterhez, a töltésvezérlőhöz vagy az egyenáramú átalakító berendezéshez.
A legegyszerűbb szinten a gyűjtődoboz a következőket tartalmazza:
- bemeneti csatlakozók a PV-stringek számára
- túláramvédelem minden egyes stringhez, amennyiben szükséges
- pozitív és negatív gyűjtősínek vagy elosztóblokkok
- túlfeszültség-védelem
- földelő vagy PE csatlakozás
- egy vagy több kimeneti csatlakozó
- a telepítési környezetnek megfelelő tokozás
Nagyobb rendszerekben a gyűjtődoboz tartalmazhat sztringszintű áramfigyelést, DC szakaszolókapcsolókat, állapotjelzést, kommunikációs portokat vagy távoli riasztási érintkezőket is.
A gyűjtődobozt gyakran a PV-mező közelében telepítik a hosszú párhuzamos vezetékezés csökkentése érdekében. Ahelyett, hogy tizenkét különálló sztringkört vezetnének vissza az inverterig, a telepítő egyetlen helyszíni elosztódobozba vezetheti azokat, és egy megfelelően méretezett kimeneti párat továbbíthat a rendszerben lefelé.
Mit csinál egy napelemes kombinált doboz?
A napelemes gyűjtődoboz funkciója inkább praktikus, mint dekoratív: rendszerezi és védi az átmenetet a számos PV-sztringtől a kevesebb kimeneti áramkör felé.
1. Több PV-sztring egyesítése
Minden PV-sztring egyenáramot (DC) termel. Többsztringes rendszerekben ezeket a kimeneteket párhuzamosan kell kapcsolni, mielőtt az inverterbe vagy a töltésvezérlőbe jutnának. A gyűjtődoboz (combiner box) egy ellenőrzött, hozzáférhető pontot biztosít, ahol ez a párhuzamos csatlakoztatás megvalósul.
Gyűjtődoboz nélkül a telepítőknek máshol kellene létrehozniuk a párhuzamos csatlakozást külön csatlakozók, kötődobozok vagy inverterbemenetek használatával. Ez kis rendszerekben működhet, de a sztringek számának növekedésével az ellenőrzés és a védelem nehézkessé válik.
2. Sztringszintű túláramvédelem biztosítása
Amikor a sztringek párhuzamosan vannak kapcsolva, egy hibás sztring fordított áramot kaphat az ép sztringektől. A hibás vezető és a modul vezetékezése esetleg nincs méretezve az összes többi sztring együttes áramerősségére. Sztringbiztosítókat vagy DC-megszakítókat használnak a fordított áram útjának megszakítására, mielőtt a vezetők vagy a moduláramkörök károsodnának.
Egy általános mérnöki ellenőrzés:
Fordított áramnak való kitettség = (párhuzamos sztringek száma - 1) × sztring Isc (rövidzárási áram)Ha ez az érték meghaladhatja a modul maximális soros biztosítójának névleges értékét, a vezető áramterhelhetőségét vagy a projekt szabványos határértékét, akkor sztringszintű túláramvédelem szükséges. A pontos követelmény a modul adataitól, a helyi előírásoktól, a földelési elrendezéstől, az inverter bemeneti kialakításától és a projekt szabványától függ.
3. Túlfeszültség-védelem hozzáadása a napelemmező közelében
A PV-mezők kültéri szerkezetek. A hosszú DC kábelnyomvonalak, a fém tartószerkezetek, a közeli villámtevékenység és a kapcsolási események tranziens túlfeszültséget idézhetnek elő a rendszer DC oldalán. A gyűjtődobozban elhelyezett DC túlfeszültség-levezető segít korlátozni ezt a feszültséget, mielőtt az elérné az invertert.
Napelemes rendszerek esetében a túlfeszültség-levezetőt (SPD) a DC feszültségarchitektúrának és a PV-alkalmazásnak megfelelően kell kiválasztani. Ne válasszon SPD-t kizárólag a kA-érték alapján. Olyan paraméterek, mint az Ucpv vagy Uc, Up, In, Imax, a csatlakozási mód és a tartalék védelem szintén lényegesek. Az SPD-k alapelveivel kapcsolatos bővebb információkért lásd: Mi az a túlfeszültség-védelmi eszköz? és a VIOX DC túlfeszültség-levezető útmutatóját.
4. Leválasztást biztosít a karbantartáshoz
Számos gyűjtődoboz tartalmaz DC leválasztó kapcsolót vagy szakaszolókapcsolót a kimeneti oldalon. Ez egyértelmű leválasztási pontot biztosít a technikusok számára, mielőtt a gyűjtő kimeneti áramkörén, az inverter bemenetén vagy a további DC kábelezésen munkát végeznének.
A leválasztó nem azonos a sztringbiztosítóval vagy a DC kismegszakítóval. A biztosítók és a megszakítók a túláramvédelmet látják el. A leválasztó a szándékos kapcsolást és a karbantartási célú leválasztást szolgálja. A részletesebb összehasonlításhoz lásd: DC leválasztó vs. DC megszakító a napelem kombináló dobozokban.
5. Egyszerűsíti az ellenőrzést és a hibaelhárítást
Amikor az összes string bemenet egy elosztódobozban végződik, a technikusok hatékonyabban mérhetik a stringfeszültséget, összehasonlíthatják a stringáramokat, ellenőrizhetik a biztosítékok állapotát, a túlfeszültség-levezetők (SPD) jelzéseit, ellenőrizhetik a nyomatékot, valamint hibakeresést végezhetnek a nem megfelelően teljesítő stringeken.
Kereskedelmi rendszerek esetében ez a szervizelhetőség gyakran ugyanolyan fontos, mint a kezdeti vezetékezés csökkentése. Egy könnyen nyitható, feliratozható, tesztelhető és leválasztható gyűjtődoboz időt takarít meg a napelemes erőmű teljes élettartama alatt.
A napelemes gyűjtődoboz főbb belső alkatrészei
| Komponens | Funkció | Kiválasztási szempontok |
|---|---|---|
| String bemeneti csatlakozók | Fogadják az egyes napelemes stringek pozitív és negatív vezetőit | Meg kell felelniük a vezeték méretének, a szigetelés típusának, a csatlakoztatási módnak és a nyomatékelőírásoknak |
| PV biztosítékok vagy biztosítéktartók | Az egyes stringekben fellépő visszáramhibák megszakítása | Használjon PV-minősítésű biztosítékokat, például gPV típust, ahol szükséges; a biztosíték névleges értékét hangolja össze a modul és a vezeték adataival |
| DC megszakítók | Alternatív, visszaállítható stringvédelem vagy kimeneti védelem | DC-névleges értékkel kell rendelkeznie a rendszerszintű feszültség, áramerősség, polaritás és megszakítóképesség tekintetében |
| DC túlfeszültség-levezető (SPD) | Korlátozza a DC vezetők és a PE/földelés közötti tranziens túlfeszültséget | Válasszon PV/DC-minősítésű SPD-t a megfelelő Uc/Ucpv, Up, In, Imax értékekkel és csatlakozási móddal |
| DC szakaszolókapcsoló vagy terheléskapcsoló | Kézi leválasztást biztosít karbantartáshoz | DC-névlegesnek kell lennie, és meg kell felelnie a tényleges feszültség/áram terhelésnek |
| Pozitív és negatív gyűjtősínek | A védett sztringkimenetek egyesítése a fő kimeneti áramkörökbe | Képesnek kell lennie a folyamatos kimeneti áram és a termikus viszonyok kezelésére |
| Nulla/föld/PE sín vagy földelő csatlakozó | Összeköti a burkolatot és az SPD földelési útvonalát a földelőrendszerrel | Alacsony impedanciájú, korrózióálló földelési útvonalat kell biztosítania |
| Kimeneti csatlakozók | Csatlakoztassa a kombinált DC kimenetet az inverterhez vagy a töltésvezérlőhöz | Meg kell felelnie a kábelméretnek, a névleges áramerősségnek és a helyszíni vezetékezési módnak |
| Monitoring modul | Méri a string áramerősségét, feszültségét, hőmérsékletét vagy az eszköz állapotát | Hasznos közüzemi méretű, kereskedelmi és távoli üzemeltetési és karbantartási (O&M) projektekhez |
| Szekrénytest | Védi a belső alkatrészeket az időjárástól, az UV-sugárzástól, a portól, az ütődéstől és a korróziótól | Válassza ki az IP/NEMA besorolást és az anyagot a helyszíni környezet alapján |
| Kábeltömszelencék vagy csatlakozók | Tömítse a bejövő és kimenő kábeleket | Meg kell őrizni a tokozás védettségi fokozatát és illeszkednie kell a kábelátmérőhöz. |
Ezen alkatrészek minősége meghatározó. PV DC rendszerekben a gyenge csatlakozások, a nem megfelelő gyűjtősín-bevonat, a hibás biztosítéktartók, az alulméretezett túlfeszültség-levezetők (SPD) és az alacsony minőségű kábeltömszelencék gyakran a tényleges meghibásodási pontokká válnak.
Bekötési rajz áttekintése
Egy tipikus DC PV gyűjtődoboz bekötési útvonala az alábbi:
PV String 1 (+/-) -> string-biztosító vagy megszakító -> pozitív/negatív gyűjtősínA pontos bekötés a földelési elrendezéstől, az inverter kialakításától, a helyi előírásoktól, valamint attól függ, hogy a gyűjtődoboz egy vagy mindkét polaritást védi-e. Egyes kialakítások csak a nem földelt vezetőt biztosítják. A földelés nélküli vagy transzformátor nélküli rendszerek olyan védelmi és kapcsolási elrendezéseket igényelhetnek, amelyek piaconként és invertergyártónként eltérőek lehetnek.
Fontos vezetékezési alapelvek
- Tartsa be a polaritást. A pozitív és negatív stringvezetők nem cserélhetők fel. A fordított polaritás károsíthatja a túlfeszültség-levezetőket (SPD), a felügyeleti modulokat vagy az inverter bemeneteit.
- Védje az egyes stringeket következetesen. Ha a tervezés stringbiztosítékokat vagy megszakítókat ír elő, minden párhuzamos stringet azonos mérnöki szabályok szerint kell védeni.
- Az SPD vezetékeket tartsa röviden és egyenesen. A hosszú SPD-vezetékezés növeli az átengedett feszültséget túlfeszültség esetén.
- A burkolatot megfelelően földelje. A fémburkolatokat és a PE-csatlakozókat csatlakoztatni kell a projekt földelőrendszeréhez.
- Tartsa be a nyomatékértékeket. A laza csatlakozások hőt termelnek. A túlhúzott csatlakozások károsíthatják a vezetőket vagy a biztosítéktartókat.
- Címkézzen fel minden sztringet. A feliratozás gyorsítja az üzembe helyezést, az I-V tesztelést, a karbantartást és a hibakeresést.
Ne tekintse a fenti ábrát univerzális bekötési útmutatónak. Ez csupán egy funkcionális áttekintés. A végső bekötésnek meg kell felelnie a gyűjtődoboz adatlapjának, az inverter kézikönyvének, a modulok adatainak és a vonatkozó elektromos szabványoknak.
Méretezés és sztringszám
A PV gyűjtődoboz méretezése a tömb architektúrájával kezdődik, nem a ház méretével. A megfelelő dobozt az határozza meg, hogy hány sztringet kapcsolnak párhuzamosan, mekkora feszültséget érhetnek el a sztringek hideg időben, mekkora áramerősséget kell a doboznak elviselnie, és milyen védelmi eszközökre van szükség.
1. lépés: Számolja meg a PV sztringeket
A gyűjtődobozokat általában 2-be/1-ki, 4-be/1-ki, 6-be/1-ki, 8-be/1-ki, 12-be/1-ki, 16-be/1-ki vagy 24-be/1-ki konfigurációban határozzák meg. A közüzemi projektek nagyobb vagy egyedi konfigurációkat is alkalmazhatnak.
Ne válasszon pontosan a jelenlegi sztringszámnak megfelelő dobozt, ha jövőbeli bővítés várható. Egy tartalék bemeneti pozíció hasznos lehet, de a nem használt nyílásokat lezárva kell tartani, a burkolat védettségi fokozatának megfelelően.
2. lépés: A maximális sztringfeszültség kiszámítása
A PV-modul üresjárati feszültsége a hőmérséklet csökkenésével nő. A feszültség kiválasztásához a legalacsonyabb várható helyszíni hőmérsékleten mért maximális sztring Voc értéket használja, ne a névleges rendszerszintű feszültséget.
Az egyszerűsített ellenőrzés a következő:
Maximális sztring Voc = modul Voc STC-nél × sorba kapcsolt modulok száma × hideghőmérsékleti korrekciós tényezőA gyűjtődoboznak, a biztosítékoknak, a biztosítéktartóknak, az egyenáramú megszakítóknak, a túlfeszültség-levezetőknek (SPD), a leválasztókapcsolóknak, a sorkapcsoknak és a gyűjtősíneknek mind meg kell felelniük a korrigált maximális feszültségnek.
3. lépés: A sztring- és kimeneti áram kiszámítása
Minden bemeneti pozíciónak kezelnie kell az adott string áramerősségét. A kombinált kimeneti áramkörnek kezelnie kell a párhuzamos stringek összegét. Egy 12-stringes gyűjtődoboz esetében a kimeneti áram a 12 string áramhozzájárulásán alapul, a projekt szabványának és a tervezési tartaléknak megfelelően korrigálva.
A gyűjtősínt, a kimeneti csatlakozókat, a szakaszolókapcsolót és a kimenő kábelt ehhez a kombinált áramerősséghez kell méretezni. Nem elegendő, ha az egyes string-biztosítékok névleges értéke megfelelő, amennyiben a kimeneti oldal alulméretezett.
4. lépés: A visszáramvédelem ellenőrzése
A string túláramvédelme elsősorban a többi párhuzamos stringből származó visszáram ellen irányul. A gyakorlati tervezési felülvizsgálat során össze kell hasonlítani:
(N - 1) × Isca következő értékekkel:
- a modul maximális soros biztosítékának névleges értéke
- a string kábel áramterhelhetősége
- biztosíték vagy megszakító névleges értéke
- inverter bemeneti architektúra
- helyi előírás vagy projekt szabvány
Ahol a tervezés biztosítékokat ír elő, használjon PV-minősítésű biztosítékokat és biztosítéktartókat. Ahol a tervezés DC megszakítókat alkalmaz, ellenőrizze a DC feszültséget, áramerősséget, polaritást, megszakítóképességet és az üzemi hőmérsékletet.
5. lépés: Vegye figyelembe a hőt és a környezeti hatásokat
A gyűjtődobozok gyakran kültéren, közvetlen napsütésben üzemelnek. A belső hőmérséklet jóval magasabb lehet a környezeti hőmérsékletnél. A magas hőmérséklet hatással van a biztosítéktartókra, megszakítókra, sorkapcsokra, túlfeszültség-levezetőkre (SPD), tömítésekre, felügyeleti elektronikára és a kábel szigetelésére.
Zord környezeti feltételek esetén ellenőrizze a következőket:
- UV-állóság
- sópermet vagy korrózióállóság
- IP65/IP66 vagy NEMA 4/4X követelmény
- páralecsapódás elleni védelem
- kábelátvezető tömítés
- szellőzés vagy hőelvezetés
- tengerszint feletti magasságból adódó teljesítménycsökkenés (derating), amennyiben a gyártó előírja
600V, 1000V és 1500V PV gyűjtődobozok
A feszültségosztály az egyik legfontosabb döntési szempont a gyűjtődobozok esetében. Befolyásolja az alkatrészek kiválasztását, az ívképződés kockázatát, az inverter kompatibilitását, a kábelezés kialakítását és a rendszer gazdaságosságát.
| Feszültségosztály | Tipikus használat | Előnyök | Kiválasztási óvintézkedések |
|---|---|---|---|
| 600 VDC | Régi rendszerek, kis lakóépületek vagy régebbi kereskedelmi tervek | Alacsonyabb feszültségterhelés, széles körű alkatrész-ismeret | Kevésbé elterjedt a modern, nagy teljesítményű kereskedelmi rendszerekben; több párhuzamos áramkört igényelhet |
| 1000 VDC | Kereskedelmi tetőtéri, ipari és számos közepes méretű napelemes rendszer | Jó egyensúly a sztringhossz, az alkatrészek elérhetősége és a telepítési méret között | A hideg Voc értéket ki kell számítani; a dobozban lévő minden eszköznek meg kell felelnie a tényleges maximális feszültségnek |
| 1500 VDC | Közüzemi méretű és nagyméretű, földre telepített napelemes erőművek | Hosszabb sztringek, kevesebb párhuzamos áramkör, alacsonyabb áramerősség azonos teljesítmény mellett, csökkentett kábelveszteség | Nagyobb DC ívenergia, szigorúbb eszközminősítések, igényesebb telepítési és karbantartási fegyelem |
Egy 1000 V-os gyűjtődoboz nem automatikusan alkalmas minden “1000 V-os rendszerhez”. Ha a korrigált, hideg időjárási sztring-üresjárati feszültség (Voc) meghaladhatja az 1000 V-ot, a kialakítást módosítani kell. Ez jelentheti a sztringenkénti modulok számának csökkentését vagy – ahol megengedett – magasabb feszültségértékű berendezések választását.
A feszültségspecifikus támogató tartalmakért lásd a VIOX útmutatóját a következő témában: Napelemes gyűjtődobozok feszültségértékei: 600V vs 1000V vs 1500V.
AC vs DC kombináló doboz
A napelemes projektek használhatnak DC és AC gyűjtődobozokat is, de ezek nem cserélhetőek fel egymással.
| Tétel | DC kombináló dobozra | AC kombináló doboz. |
|---|---|---|
| Helyszín | A napelemes sztringek és az inverter/töltésvezérlő között | Inverterek vagy mikroinverterek után, az AC elosztás előtt |
| Jelenlegi típus | Egyenáram a PV mezőből | Váltakozó áram az inverter kimeneteiről |
| Tipikus védelem | PV biztosítók, DC megszakítók, DC túlfeszültség-levezetők (SPD), DC szakaszolókapcsolók | AC megszakítók, AC túlfeszültség-levezetők (SPD), AC leválasztó kapcsolók, elosztó sorkapcsok |
| Fő kockázat | DC ív viselkedése, visszáram, hideg üresjárati feszültség (Voc), polaritás | AC rövidzárlati áram, nulla/föld koordináció, hálózati csatlakozás |
| Általános alkalmazás | String inverter bemenet, központi inverter terepi vezetékezés | Mikroinverter rendszerek, több inverteres AC aggregáció |
| Eszközhelyettesítés | Az AC eszközökről nem feltételezhető, hogy alkalmasak DC alkalmazásra | A DC eszközökről nem feltételezhető, hogy alkalmasak AC elosztásra |
A legveszélyesebb hiba az AC névleges értékű kapcsoló- vagy védelmi eszközök használata DC gyűjtődobozban, mivel az áram és az ív viselkedése eltérő. Az eszköznek kifejezetten a tényleges DC feszültségre és áramerősségre kell méretezettnek lennie. A szélesebb körű eszközhatárokat lásd: DC leválasztó vs. AC leválasztó kapcsoló.
Gyakori hibák a napelemes gyűjtődobozoknál
| Hiba | Miért jelent kockázatot | Helyesebb gyakorlat |
|---|---|---|
| Méretezés kizárólag névleges feszültség alapján | A hideg időjárási üresjárati feszültség (Voc) meghaladhatja az eszköz névleges értékét | Számítsa ki a maximális korrigált string Voc-t, és ennek megfelelően méretezze az összes komponenst |
| AC-besorolású eszközök használata DC-körökben | Az egyenáramú (DC) ívek nem alszanak ki maguktól, mint a váltakozó áramú (AC) ívek | Használjon DC-besorolású biztosítékokat, megszakítókat, túlfeszültség-levezetőket (SPD), leválasztókat és sorkapcsokat |
| A húrok túláramvédelmének elhagyása ott, ahol az előírás szerint szükséges | A hibás húrt az ép húrok visszatáplálhatják | Ellenőrizze a fordított áramnak való kitettséget és a modul soros biztosítékának névleges értékét |
| A biztosíték névleges értékének találgatáson alapuló kiválasztása | A nem megfelelő biztosítékok zavaró kioldást okozhatnak, vagy nem védik meg a vezetőket | A kiválasztás a modul adatlapja, a vezető áramterhelhetősége és a projekt szabványai alapján történjen |
| Hosszú SPD-vezetékek | A hosszabb vezetékek növelik a tényleges átengedett feszültséget | Tartsa az SPD-csatlakozásokat rövidnek, közvetlennek és megfelelően földeltnek (PE/földelés) |
| Nincs kimeneti leválasztási pont | A karbantartás lassabbá és kevésbé biztonságossá válik | Használjon megfelelő névleges értékű DC leválasztó kapcsolót vagy szakaszoló kapcsolót, ahol szükséges |
| Alulméretezett gyűjtősínek vagy kimeneti csatlakozók | Az összevont áramerősség túlmelegítheti a kimeneti oldalt | A kimeneti útvonalat a teljes tömbáramra és a környezeti feltételekre kell méretezni |
| Nem megfelelő szekrényválasztás | Az UV-sugárzás, a víz, a por, a só és a hő károsítja a belső alkatrészeket | Illessze az IP/NEMA védettségi fokozatot és az anyagot a helyszíni környezethez |
| Gyenge minőségű feliratozás | A karbantartó csapatok nem tudják gyorsan azonosítani a stringeket | Jelölje meg a bemeneteket, kimeneteket, polaritást, túlfeszültség-levezető (SPD) állapotát, biztosítékértékeket és a leválasztási pontokat |
| A gyűjtődoboz (combiner box) egyszerű kötődobozként való kezelése | A védelemre, túlfeszültségre, leválasztásra és hőkezelésre vonatkozó követelmények figyelmen kívül hagyása | PV-védelmi egységként, ne csupán vezetékezési szekrényként specifikálja |
Hogyan válasszunk napelemes (PV) gyűjtődobozt
Alkalmazza ezt a sorrendet, amikor egy valós projekthez választ gyűjtődobozt.
1. Határozza meg a rendszerarchitektúrát
Kezdje az inverter vagy a töltésvezérlő architektúrájával. A központi inverteres projektekhez általában mezőgyűjtőkre van szükség. A sok MPPT-bemenettel rendelkező sztringinverterek kevesebb külső gyűjtőt igényelhetnek. A napelemes energiatároló rendszerek eltérő DC védelmi határokat igényelhetnek.
2. Határozza meg a sztringek számát és a bemeneti konfigurációt
Számolja meg, hány sztringnek kell belépnie a dobozba, és hogy minden sztring igényel-e külön pozitív és negatív csatlakozókat, felügyeletet és védelmet. Erősítse meg, hogy a kialakítás 4, 6, 8, 12, 16, 24 vagy egyedi bemenetet igényel-e.
3. Ellenőrizze a maximális DC feszültséget
Számítsa ki a korrigált sztring Voc értéket a legalacsonyabb várható helyszíni hőmérsékleten. Válasszon olyan gyűjtődobozt és belső alkatrészeket, amelyek névleges értéke meghaladja ezt az értéket.
4. Ellenőrizze az áramerősség-besorolást
Ellenőrizze a string rövidzárlati áramát (Isc), a biztosító névleges értékét, a kimeneti áramot, a vezető áramterhelhetőségét, a gyűjtősín névleges áramát és a szakaszoló névleges áramát. Vegye figyelembe a folyamatos üzemet és a magas környezeti hőmérsékletet a tokozáson belül.
5. Válassza ki a stringvédelmet
Döntse el, hogy a tervezés PV-biztosítókat vagy DC-megszakítókat használ-e. A biztosítók elterjedtek a közüzemi és kereskedelmi gyűjtődobozokban. A DC-megszakítók előnyösebbek lehetnek, ha a visszaállíthatóság vagy az állapotjelzés fontos szempont. Bármelyiket is választja, ellenőrizze a tényleges DC-névleges értékeket.
6. Válassza ki a DC túlfeszültség-levezetőt (SPD)
Válasszon PV/DC névleges értékkel rendelkező SPD-t a megfelelő feszültségosztály, kisülési áram, védelmi szint, hibaállapot-jelzés és tartalékvédelmi követelmények alapján. Az SPD áramértékeivel kapcsolatban lásd: Imax vs In az SPD-nél.
7. Határozza meg a DC-szakaszolót
Ha a gyűjtődoboz kimeneti szakaszolót is tartalmaz, ellenőrizze a névleges DC-feszültséget, a névleges áramot, a póluskiosztást, a felhasználási kategóriát, a tokozás fogantyújának típusát és a lakatolhatósági követelményeket. A szakaszolók alapelveivel kapcsolatban lásd: Mi az egyenáramú leválasztó kapcsoló?.
8. Illessze a szekrényt a helyszínhez
A kültéri tetőtéri, talajra szerelt, tengerparti, sivatagi, mezőgazdasági és közüzemi helyszínek mind eltérő módon terhelik a szekrényeket. Ennek megfelelően válassza ki az anyagot, a tömítést, a kábelbevezetés módját, a szellőzést és a korrózióállóságot.
9. Döntse el, szükség van-e felügyeletre
A string-szintű felügyelet nem minden projektnél szükséges, de hasznos, ha az állásidő költséges, vagy az üzemeltetési és karbantartási (O&M) csapatoknak gyors hibabehatárolásra van szükségük. A felügyelet képes azonosítani a kiolvadt biztosítékokat, az alacsony áramerősségű stringeket, az árnyékolási problémákat és a vezetékezési hibákat.
10. Erősítse meg a szabványokat, a dokumentációt és a gyári tesztelést
Egy megbízható gyűjtődoboznak (combiner box) tartalmaznia kell kapcsolási rajzot, alkatrész-besorolásokat, nyomatékértékeket, címkéket, szekrénybesorolást, védelmi eszközök adatait és vizsgálati dokumentációt. Észak-amerikai projektek esetén ellenőrizze az alkalmazandó UL-listázást vagy tanúsítási követelményeket. IEC-projektek esetén ellenőrizze a projekt specifikációja által használt vonatkozó PV-tömb tervezési és alkatrészszabványokat.
Kiválasztási ellenőrzőlista
Mielőtt jóváhagyná a gyűjtődobozt, erősítse meg az alábbiakat:
- A string bemenetek száma megegyezik a napelemmező kialakításával.
- A névleges feszültség meghaladja a maximális, hideg hőmérsékletre korrigált string üresjárati feszültséget (Voc).
- A string biztosítékok vagy megszakítók megfelelnek a modulok és a vezetők védelmi követelményeinek.
- A kimeneti gyűjtősín, a csatlakozók és a szakaszoló kapcsoló méretezése megfelel az összesített áramerősségnek.
- A túlfeszültség-levezető (SPD) alkalmas PV/DC alkalmazásra és a rendszerfeszültségre.
- A szekrény védettsége megfelel a kültéri környezeti feltételeknek.
- A kábelátvezetők biztosítják a szekrény IP/NEMA védettségi fokozatát.
- A földelő és PE csatlakozók méretezése megfelelő.
- A címkék azonosítják a polaritást, a stringeket, a biztosítékokat, a szakaszolókapcsolót, a túlfeszültség-levezetőt (SPD) és a kimenetet.
- A karbantartási hozzáférés praktikus és biztonságos.
- A szállító biztosítani tudja a rajzokat, az adatlapokat és a projektspecifikus konfigurációs támogatást.
Telepítési és karbantartási útmutató
A telepítést szakképzett személyzetnek kell elvégeznie a gyártó utasításai és a vonatkozó elektromos szabványok betartásával. A legfontosabb helyszíni ellenőrzések általában egyszerűek:
- Feszültség alá helyezés előtt ellenőrizze a polaritást.
- Húzza meg az összes csatlakozót az előírt nyomatékkal.
- Ellenőrizze a biztosítékok névleges értékeit a jóváhagyott terv alapján.
- Ellenőrizze a kábelátvezető tömszelencéket és a nem használt nyílások tömítettségét.
- Üzembe helyezés után ellenőrizze a túlfeszültség-levezető (SPD) állapotjelzőit.
- Mérje meg a stringfeszültséget és az áramerősséget a bekötési hibák azonosítása érdekében.
- Rögzítse a végleges kapcsolási rajzot és a stringek feliratait.
Az üzemeltetés során az időszakos ellenőrzésnek a hő okozta elszíneződésekre, a laza vezetékekre, a víz bejutására, a korrózióra, a kiolvadt biztosítékokra, a meghibásodott SPD-jelzőkre, a sérült címkékre és a rendellenes string-áramértékekre kell összpontosítania. A terhelés alatti infravörös vizsgálat segíthet azonosítani a nagy ellenállású csatlakozásokat, mielőtt azok meghibásodáshoz vezetnének.
GYIK
Mi az a PV gyűjtődoboz?
A PV gyűjtődoboz egyenáramú oldali szekrény, amely több napelemes string kimenetét gyűjti össze, és azokat egy vagy több kimeneti áramkörbe kapcsolja az inverter vagy a töltésvezérlő előtt. Gyakran tartalmaz stringvédelmet, túlfeszültség-védelmet, gyűjtősíneket, földelőkapcsokat és egyenáramú szakaszolókapcsolót.
Mi a feladata a napelemes gyűjtődoboznak?
Összeköti a PV-sztringeket, szükség esetén biztosítékokkal vagy DC-megszakítókkal védi azokat, túlfeszültség-védelmet biztosít, karbantartási leválasztási pontot nyújt, valamint egyszerűsíti a helyszíni vezetékezést és a hibakeresést.
Minden napelemes rendszerhez szükséges gyűjtődoboz (combiner box)?
Nem. Az egy vagy két sztringből álló kis rendszerek közvetlenül is csatlakoztathatók az inverterhez, ha az inverter megfelelő bemeneti csatlakozókkal és védelemmel rendelkezik. A több sztringes kereskedelmi és közüzemi rendszerek általában igényelnek gyűjtődobozt, mivel a sztringek száma, az áramerősség, a védelem és a karbantartási követelmények összetettebbek.
Hány stringet képes kezelni egy kombináló doboz?
A gyakori konfigurációk 2, 4, 6, 8, 12, 16 és 24 sztringbemenetet tartalmaznak. A közüzemi méretű rendszerekben nagyobb vagy egyedi kialakítású dobozokat használnak. A megfelelő darabszám az inverter architektúrájától, a tömb elrendezésétől, az áramerősségtől és a karbantartási stratégiától függ.
Mi található egy PV-gyűjtődobozban?
A tipikus alkatrészek közé tartoznak a sztringbemeneti csatlakozók, a PV-biztosítékok vagy DC-megszakítók, a pozitív és negatív gyűjtősínek, a DC túlfeszültség-levezető (SPD), a földelő/PE csatlakozók, a kimeneti csatlakozók, a kábeltömszelencék, a ház, a címkék, és esetenként egy DC-leválasztó kapcsoló vagy sztringfelügyeleti modul.
Milyen névleges feszültségűnek kell lennie egy napelemes gyűjtődoboznak?
A gyűjtődoboz névleges feszültségének magasabbnak kell lennie, mint a maximális sztring üresjárási feszültség a legalacsonyabb várható helyszíni hőmérsékleten. Ne csak a névleges rendszerszintű feszültség alapján válasszon. A modern PV-rendszerekben a gyakori osztályok a 600 VDC, 1000 VDC és 1500 VDC.
Mi a különbség az egyenáramú (DC) és a váltakozó áramú (AC) gyűjtődoboz között?
Az egyenáramú gyűjtődoboz a napelemes sztringek áramköreit egyesíti az inverter előtt. A váltakozó áramú gyűjtődoboz az inverter kimeneti áramköreit egyesíti, miután az egyenáram már váltakozó árammá alakult. A védelmi eszközeik, kapcsolókészülékeik, túlfeszültség-védelmi eszközeik és a vezetékezési szabályaik eltérőek.
Szüksége van egy napelemes gyűjtődoboznak túlfeszültség-levezetőre (SPD)?
Számos kültéri napelemes rendszer használ egyenáramú túlfeszültség-levezetőt a gyűjtődobozban vagy annak közelében, hogy korlátozza a villámcsapásokból vagy kapcsolási eseményekből eredő túlfeszültséget. Az, hogy ez szükséges-e, a projekt szabványaitól, a kockázatértékeléstől, a helyszín kitettségétől, az inverter követelményeitől és a helyi előírásoktól függ.
Használhatok váltakozó áramú megszakítókat vagy biztosítékokat egyenáramú gyűjtődobozban?
Nem, kivéve, ha az eszköz kifejezetten rendelkezik a tényleges egyenfeszültségre, áramerősségre és megszakítási teljesítményre vonatkozó minősítéssel. Az egyenáramú ívek viselkedése eltér a váltakozó áramú ívektől, ezért a kizárólag váltakozó áramra tervezett eszközök veszélyes módon meghibásodhatnak a napelemes egyenáramú körökben.
Hogyan válasszak napelemes gyűjtődobozt?
Kezdje a sztringek számával, a maximális hideg-korrigált feszültséggel, a sztringárammal, a kimeneti árammal, a védelmi követelményekkel, az SPD kiválasztásával, a leválasztó kapcsoló igényével, a tokozás környezeti megfelelőségével, a felügyeleti igényekkel és a tanúsítási követelményekkel. Ezután ellenőrizze a teljes konfigurációt az inverter, a modulok adatlapjai és a projekt szabványai alapján.
Kapcsolódó VIOX források
- VIOX napelemes gyűjtődoboz (PV Combiner Box) megoldások
- DC leválasztó vs. DC megszakító a napelem kombináló dobozokban
- Napelemes gyűjtődobozok feszültségértékei: 600V vs 1000V vs 1500V
- DC túlfeszültség-levezető útmutatót
- Gyakorlati útmutató a napelemes, akkumulátoros és elektromos rendszerekhez való egyenáramú megszakítókhoz
