A PV kombinálódobozokban lévő biztosítékok és leválasztók méretezéséhez az NEC 156% szabályt kell alkalmazni: szorozzuk meg a string rövidzárlati áramát (Isc) 1,56-tal, majd válasszuk ki a következő szabványos biztosítékértéket. Ez a kétszakaszos számítás figyelembe veszi a folyamatos üzemeltetést és a besugárzási csúcsokat. A megfelelő méretezés megakadályozza a rendszerhibákat, biztosítja a szabványmegfelelőséget és véd a tűzveszély ellen a napelemes rendszerekben.
A PV biztosítékok és leválasztók megértése
Mik azok a PV-besorolású biztosítékok?
PV biztosítékok– az IEC 60269-6 szabvány szerint gPV osztályba sorolva – olyan túláramvédelmi eszközök, amelyeket kifejezetten a napelemes rendszerekben történő egyenáramú alkalmazásokhoz terveztek. A szabványos AC biztosítékokkal ellentétben a gPV biztosítékok biztonságosan megszakíthatják az egyenáramú hibaáramokat, amelyeket a természetes áram-nullátmenet hiánya miatt rendkívül nehéz megszüntetni. Ezek a biztosítékok ellenállnak a változó napsugárzásból származó extrém hőciklusoknak a korai meghibásodás nélkül. Úgy tervezték őket, hogy a névleges áramuk 1,35-1,45-szörösénél szakítsák meg az áramot egy-két órán belül, védve a fordított túláramok ellen, amikor egy string egy hibás párhuzamos stringbe táplálkozik.
Mik azok az DC leválasztók?
DC leválasztók olyan kapcsolók, amelyek karbantartás és vészhelyzeti feszültségmentesítés céljából leválasztják a kombinálódoboz kimenetét a downstream berendezésekről. Az NEC 690.15 előírja, hogy ezek a leválasztók terhelés alatt megszakíthatóak legyenek a tetőtéri alkalmazásokhoz, ami azt jelenti, hogy biztonságosan nyithatják az áramköröket teljes terhelési áram mellett anélkül, hogy veszélyes ívkisülés keletkezne. A terhelés alatt megszakítható kapcsolók ívoltó kamrákat és érintkezőket tartalmaznak, amelyek az egyenáramú áramkörök nagy ívenergiájához vannak méretezve. A nem terhelés alatt megszakítható leválasztók – egyszerű szigetelők – csak az áramkör feszültségmentesítése után működtethetők, és nem alkalmasak a kombinálódoboz kimeneteihez.
Lépésről lépésre történő biztosítékméretezési módszertan
1. lépés: A string rövidzárlati áramának kiszámítása
Kezdje a modul rövidzárlati áramával (Isc) az adatlapból. A modern, nagy hatékonyságú panelek 9A és 18,5A közöttiek, a teljesítményosztálytól függően. A sorba kapcsolt modulokkal rendelkező stringeknél az Isc állandó marad (a soros kapcsolat nem ad hozzá áramot). Például egy 580 W-os TOPCon modul Isc = 14,45 A értékkel egy 10 modulból álló stringben még mindig 14,45 A-t termel rövidzárlat esetén.
2. lépés: Az NEC 156% szabály alkalmazása
Az NEC 690. cikk két egymást követő 125% szorzót ír elő:
Első szorzó (NEC 690.8(A)(1)): A maximális áramkör áramának kiszámítása
- Maximális áram = Isc × 1,25
- Figyelembe veszi a “felhőszél-hatást” – amikor a napfény visszaverődik a felhők széléről, a besugárzás rövid időre meghaladhatja az 1000 W/m²-t, ami az áramot a névleges Isc fölé tolja.
Második szorzó (NEC 690.9(B)): A túláramvédelem méretezése folyamatos üzemhez
- OCPD névleges érték = Maximális áram × 1,25
- A PV áramkörök naponta 3+ órán keresztül működnek maximális teljesítményen. A szabványos eszközök folyamatosan csak a névleges áram 80%-jét képesek kezelni, így a 125% tényező (a 80% inverze) megakadályozza a zavaró lekapcsolást.
Kombinált számítás: Isc × 1,25 × 1,25 = Isc × 1,56
3. lépés: A szabványos biztosítékérték kiválasztása
Kerekítsen felfelé a következő elérhető szabványos biztosítékméretre: 10A, 15A, 20A, 25A, 30A. A kiválasztott biztosíték nem haladhatja meg a modul maximális soros biztosítékértékét (az adatlapon van feltüntetve, a legtöbb panelnél általában 20A és 30A között).
Példa: String Isc = 14,45A
- Minimális biztosítékérték: 14,45A × 1,56 = 22,54A
- Kiválasztott biztosíték: 25A gPV-besorolású
4. lépés: A DC leválasztó méretezése
Összegezze az összes párhuzamos string maximális áramát, majd alkalmazzon egy 125% biztonsági tényezőt:
Leválasztó névleges értéke = (Stringek száma × Isc × 1,25) × 1,25
6 string esetén, egyenként 14,45A-rel:
- Teljes áram: 6 × 14,45A × 1,25 = 108,4A
- Leválasztó névleges értéke: 108,4A × 1,25 = 135,5A
- Kiválasztott leválasztó: 150A terhelés alatt megszakítható
1. táblázat: Biztosítékméretezési példák a gyakori PV modulokhoz
| Modul teljesítménye | Modul Isc | Min. biztosítékérték (×1,56) | Kiválasztott szabványos biztosíték | Max. stringek 30A-re Breaker (megszakító) |
|---|---|---|---|---|
| 400 W | 10,5A | 16,38A | 20A | 8 |
| 500W | 13,0A | 20,28A | 25A | 6 |
| 580W | 14,45A | 22,54A | 25A | 6 |
| 600W (TOPCon) | 18,5A | 28,86A | 30A | 4 |
| 750W (HJT) | 15,8A | 24,65A | 25A | 5 |
Gyors referencia méretezési táblázatok
Szabványos konfigurációk és leválasztó névleges értékek
2. táblázat: Leválasztó méretezése string konfiguráció szerint
| Stringek száma | String Isc | Teljes maximális áram (×1,25) | Minimális leválasztási érték (×1,56) | Ajánlott leválasztás |
|---|---|---|---|---|
| 4 | 10A | 50A | 62,4A | 80A |
| 6 | 10A | 75A | 93,6A | 100A |
| 8 | 10A | 100A | 124,8A | 150A |
| 4 | 14A | 70A | 87,4A | 100A |
| 6 | 14A | 105A | 131,0A | 150A |
| 8 | 14A | 140A | 174,8A | 200A |
NEC vs IEC: Fő méretezési különbségek
Bár mindkét szabvány a biztonságot helyezi előtérbe, a méretezési megközelítéseik eltérőek:
NEC 690.8/690.9 (Észak-Amerika):
- Biztosíték méretezése: Isc × 1,56 (156%)
- Indoklás: Folyamatos üzem + besugárzási csúcsok
- Kivétel: Az 100% névleges eszközöknek csak 1,25× szorzóra van szükségük
IEC 62548 (Nemzetközi):
- Biztosíték méretezési tartomány: 1,5 × Isc ≤ In ≤ 2,4 × Isc
- Rugalmasabb, lehetővé teszi az optimalizálást adott körülményekhez
- Hőmérséklet csökkentés szükséges 45°C feletti környezeti hőmérsékleten
3. táblázat: Kódeljárások összehasonlítása 12A-es stringhez
| Standard | Minimális biztosíték névleges árama | Tipikus kiválasztás | Tervezési filozófia |
|---|---|---|---|
| NEC | 18,72A (12A × 1,56) | 20A | Konzervatív, egyszeri szorzó |
| IEC | 18,0A - 28,8A (12A × 1,5 - 2,4) | 20A - 25A | Rugalmas tartomány a körülményektől függően |
Kritikus kiválasztási kritériumok
Feszültségre vonatkozó követelmények
A biztosíték és a leválasztó feszültségértékeinek meg kell haladniuk a rendszer maximális üresjárati feszültségét (Voc) a legalacsonyabb várható környezeti hőmérsékleten.
Számítás: Voc_max = Modul Voc × Soros modulok száma × Hőmérsékleti együttható
- -40°C-on: 49V × 10 × [1 + 0,0027 × (25 – (-40))] = 576V
- Szükséges érték: 600V minimum (szabvány: 600V, 1000V, 1500V). Az IEC 60269-6 szabvány a biztosíték feszültségértékének ≥ 1,2 × Voc_max értékét javasolja a további biztonsági tartalék érdekében.
Megszakítóképesség (Zárlati Szilárdság)
Az egyenáramú megszakítóképességnek (Icn vagy Icu) meg kell haladnia a maximális várható zárlati áramot a telepítési ponton. A kombináló doboz bemeneteinél ez általában az összes többi párhuzamos string kombinált Isc értéke. 8 string esetén, 14A-enként:
- Várható zárlati áram: 7 × 14A = 98A (legrosszabb eset: 7 ép string táplál 1 hibás stringet)
- Szükséges Icu: ≥ 150A (szabványos gPV biztosítékok: 200A - 1500A Icu)
Hőmérséklet csökkentés
A közvetlen napfénynek kitett kombináló dobozok belső hőmérséklete elérheti a 65°C - 75°C-ot. A legtöbb gPV biztosíték 40°C-os környezeti hőmérsékletre van méretezve. E felett az áramkapacitás csökken:
- 50°C-on: Névleges áram 95%-jére csökkentve
- 60°C-on: Névleges áram 90%-jére csökkentve
- 70°C-on: Névleges áram 85%-jére csökkentve
Ha a 20A-es biztosíték 65°C-os környezeti hőmérsékleten működik, a tényleges névleges áram = 20A × 0,87 = 17,4A. Ellenőrizze, hogy ez meghaladja-e a számított minimumot.
4. táblázat: Alkatrész kiválasztási ellenőrzőlista
| Kiválasztási Tényező | Specifikációs követelmény | Kódhivatkozás | Ellenőrzési módszer |
|---|---|---|---|
| Biztosíték névleges árama | ≥ Isc × 1,56 (NEC) vagy 1,5-2,4 (IEC) | NEC 690.9(B), IEC 62548 | Adatlap Isc × szorzó |
| Biztosíték feszültségértéke | ≥ 1,2 × Voc_max a minimális hőmérsékleten | IEC 60269-6 | Modul Voc × soros szám × hőmérsékleti tényező |
| Biztosíték osztály | gPV névleges (IEC 60269-6) | NEC 690.9(D) | Ellenőrizze a “gPV” jelölést |
| Maximális soros biztosíték | ≤ Modul maximális biztosíték névleges árama | Modul adatlap | Ellenőrizze a típustáblát |
| Leválasztó árama | ≥ Teljes Isc × 1,56 | NEC 690.13 | Összegezze az összes string áramát |
| Leválasztó típusa | Terhelés alatt megszakítható (tetőtéri) | NEC 690.15 | Ellenőrizze a terhelés alatti megszakíthatóság tanúsítványát |
| Megszakító kapacitás | ≥ Max. zárlati áram | NEC 690.9(C) | Számítsa ki a párhuzamos stringek hozzájárulását |
| Hőmérsékleti besorolás | Vegye figyelembe a környezeti csökkenést | IEC 60269-6 | Mérje meg a kombináló doboz belső hőmérsékletét |
Gyakori méretezési hibák, amelyeket el kell kerülni
Hiba 1: AC névleges biztosítékok használata DC alkalmazásokban
Az AC biztosítékok nem tudják biztonságosan megszakítani az egyenáramot. A DC ívek nem alszanak ki maguktól az áram nullaátmeneténél (nincs ilyen a DC-ben). Mindig gPV névleges biztosítékokat használjon, amelyek DC feszültségértékei megfelelnek a rendszerének.
Hiba 2: Alulméretezés folyamatos üzemre
Ha csak az első 1,25-ös szorzót (Isc × 1,25) alkalmazza a második nélkül, az csak 80%-os folyamatos üzemre méretezett biztosítékot eredményez. A készülék túlmelegszik és idő előtt meghibásodik a csúcs napsütéses órákban. Mindig használja a teljes 1,56-os tényezőt, hacsak nem 100%-os névleges eszközöket használ.
Hiba 3: A modul maximális soros biztosítékértékének figyelmen kívül hagyása
Még ha a számítások 30A-es biztosítékot javasolnak is, ha a modul adatlapja a soros biztosítékokat 20A-re korlátozza, akkor 20A-t kell használnia. Ennek az értéknek a túllépése érvényteleníti a garanciát és tűzveszélyt okoz. Megoldás: csökkentse a kombinálónkénti stringek számát, vagy használjon nagyobb biztosítékértékű modulokat.
Hiba 4: Párhuzamos stringek helytelen számítása
A fő kombináló leválasztó méretezésekor összegezze az összes string maximális áramát (Isc × 1,25), majd alkalmazza a második 1,25-ös szorzót. Ne alkalmazza az 1,56-ot külön-külön minden stringre – az első szorzó stringenkénti, a második a kombinált OCPD-re vonatkozik.
Helytelen: (String 1: 10A × 1,56) + (String 2: 10A × 1,56) = 31,2A
Helyes: [(10A + 10A) × 1,25] × 1,25 = 31,25A
Hiba 5: Túlméretezés “jövőbeli bővítés” céljából”
Ha egy 60A-es biztosítékot szerel be egy 10A-es stringhez “csak az esetre”, az megszünteti a túláramvédelmet. A biztosíték nem nyílik ki fordított hiba esetén, ami kábelkárosodást vagy tüzet okozhat. Méretezze a biztosítékokat a tényleges string áramához; bővítse a kombináló dobozokat a kapacitás növelésekor.
Gyakran Ismételt Kérdések
K: Mekkora biztosítékra van szükségem egy 10,5A Isc-vel rendelkező stringhez?
V: Minimális biztosítékérték = 10,5A × 1,56 = 16,38A. Válassza ki a következő szabványos méretet: 20A gPV névleges biztosíték. Ellenőrizze, hogy ez nem lépi-e túl a modul adatlapján szereplő maximális soros biztosítékértéket.
K: Használhatok szabványos AC biztosítékokat egy DC kombináló dobozban?
V: Nem. Az AC biztosítékok nem rendelkeznek a DC megszakítási képességgel a DC hibák biztonságos elhárításához. A DC ívek a nullaátmenet nélkül határozatlan ideig fennmaradnak. Mindig gPV névleges biztosítékokat (IEC 60269-6) használjon, amelyek DC feszültségértékei megfelelnek a rendszer feszültségének.
K: Mi a különbség a NEC és az IEC biztosítékméretezés között?
V: A NEC rögzített 1,56-os szorzót (Isc × 1,56) ír elő a folyamatos üzem és a besugárzási csúcsok figyelembe vételéhez. Az IEC 62548 1,5× és 2,4× Isc közötti tartományt engedélyez, lehetővé téve a tervezők számára, hogy optimalizálják a konkrét környezeti hőmérsékleteket és a modul jellemzőit. Mindkettő biztosítja a biztonságot, de eltérő rugalmasságot kínál.
K: Hogyan méretezzek egy kombinálót a jövőbeli string bővítéshez?
V: Méretezze a biztosítékokat a telepített stringek tényleges áramához. A leválasztó és a gyűjtősínek esetében túlméretezheti a tervezett kapacitás alapján. Példa: Szereljen be 20A-es biztosítékokat a jelenlegi 4 stringes rendszerhez (14A Isc), de használjon 150A-es leválasztót és 6 pozíciós gyűjtősínt, hogy később 2 további stringet is elhelyezhessen a ház cseréje nélkül.
K: Szükségem van terhelés alatt megszakítható leválasztókra minden kombináló dobozhoz?
V: A NEC 690.15 terhelés alatt megszakítható leválasztókat ír elő a tetőn található kombináló dobozokhoz. A földszinten lévő kombinálók nem terhelés alatt megszakítható szigetelőket használhatnak, ha a rendszernek van egy fő terhelés alatt megszakítható leválasztója máshol. Mindig ellenőrizze a helyi illetékes hatóságnál (AHJ), mivel az értelmezések eltérőek lehetnek.
Biztosítsa a rendszer hosszú távú biztonságát
A megfelelő biztosíték- és leválasztóméretezés megvédi a PV beruházását, és évekig tartó biztonságos, megbízható működést biztosít. Alkalmazza a NEC 1,56-os szabályt (Isc × 1,56) a biztosítékokhoz, válassza ki a következő szabványos értéket, ellenőrizze a modul maximális soros biztosítékhatárait, és méretezze a leválasztókat a teljes kombinált áramhoz. Ha kétségei vannak, forduljon a legújabb NEC 690. cikkéhez és az IEC 62548 szabványokhoz.
A VIOX Electric a PV kombináló dobozok, a gPV névleges biztosítékok és a terhelés alatt megszakítható DC leválasztók teljes választékát gyártja, amelyeket a NEC és az IEC követelményeknek megfelelően terveztek. Műszaki csapatunk ingyenes méretezési támogatást nyújt az Ön konkrét projektjeihez. Lépjen kapcsolatba velünk a VIOX.com címen adatlapokért és alkalmazási segítségért.
