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PV遮断器のサイジングは ない 普遍的な Isc × 1.56 計算。妥当な方法は、以下の4つの決定を個別に扱うことである：
- 以下を計算する： 最大回路電流 現地で採用されているNEC版に基づき。.
- 以下を決定する： 過電流保護が必要かどうか, 、必要な場合はOCPDのサイズを選定する。.
- 以下から選択してください： DC遮断器 最大回路電流、最大電圧、必要な開閉機能、および環境条件について。.
- 以下を確認してください： 製品およびアセンブリの完全な証拠：リスティング、マーキング、SCCR、極配置、エンクロージャ、導体端子、およびメーカーの指示。.
馴染みのある156%という値は、一般的なNECの経路における2つの125%ステップから導かれます。最初はモジュールの短絡電流から最大回路電流へ、次に最大回路電流から従来のOCPD定格へというステップです。2番目の係数は、自動的に遮断器定格係数になるわけではありません。.
設計境界： NECの版および地域の改正は、それぞれ異なるスケジュールで採用されます。管轄当局（AHJ）によって施行されている版、モジュールおよびインバータの指示書、リスティングされた機器の条件、およびプロジェクトのエンジニアリング記録を使用してください。この記事は意思決定の構造を説明するものであり、承認印のある設計図ではありません。.
4レーン選定モデル
| レーン | 質問 | 主出力 | これと混同しないでください |
|---|---|---|---|
| 回路電流 | このソース、出力、または入力回路に対するNECの最大電流はいくらですか？ | 最大回路電流 | ヒューズサイズまたはスイッチカタログのアンペア値 |
| 導体およびOCPD | 過電流保護は必要ですか？また、回路全体で許容される定格はどのくらいですか？ | 導体の許容電流およびOCPDの定格／配置 | 電流を流す遮断器 |
| 遮断器 | どのような電流、電圧、開閉責務、極数、エンクロージャ、および端子が必要ですか？ | 遮断器の仕様 | ヒューズまたは回路遮断器のトリップ機能 |
| 承認および短絡容量 | その特定のデバイスまたはアセンブリは、市場および利用可能な短絡電流に適していますか？ | リスティング、SCCR/遮断容量の証明、マーキング、文書 | 規格ロゴまたはファミリーレベルのパンフレット |
計算前に必要な入力事項
スイッチのカタログから始めないでください。まず回路データを収集してください。.
| 入力 | 重要な理由 | 証拠ソース |
|---|---|---|
| モジュールのIscおよびVoc | 電流および電圧計算の開始値 | 正確なモジュールのデータシート/銘板 |
| 最大直列ヒューズ定格 | ソース回路OCPDの上限制約 | モジュールのデータシート/銘板 |
| ストリングあたりの直列モジュール数 | ストリング開放電圧を確立する | アレイ設計 |
| サイジング対象点における並列ストリング | 合成電流および逆電流曝露を確立する | 単線結線図 |
| 最低予想温度 | 最大PV電圧に使用 | サイト設計基準およびNEC方式 |
| インバータまたはDC-DCコンバータの制限 | 許容される計算方法、逆潮流、および機器の互換性に影響を与える可能性がある | 製品の正確な取扱説明書 |
| 導体の種類、温度定格、および設置 | 許容電流、補正、および調整に必要 | 配線方法および導体データ |
| その他の接続電源 | 系統、バッテリー、または並列電源は、利用可能な電流およびOCPDの配置を変更する可能性がある | 完全なシステムアーキテクチャ |
| 利用可能な故障電流 | 遮断定格および短絡定格に必要 | エンジニアリングスタディまたは検証済み計算 |
| 遮断機能 | 負荷遮断、機器の絶縁、保守時の絶縁、またはその他の定義された機能 | 設計要旨および採用された規格 |
| 周囲環境、筐体、高度、および取り付け | 使用可能な電流および環境適合性を変更する可能性がある | 現場の状況および製品説明書 |
| ターゲット市場およびAHJ（管轄当局） | 採用される規格および必要な認証／証拠を決定する | プロジェクト要件 |
未解決の疑問が 配線がどこに 定格の決め方ではなく、遮断器の設置場所に関するものである場合は、まず以下を参照してください。 太陽光発電用遮断器の設置場所ガイド.
ステップ1：最大PV回路電流の計算
モジュールの短絡電流法を用いた一般的なPVソース回路の場合、よく知られた開始点は以下の通りです。
最大ソース回路電流 = モジュール Isc × 1.25
同一のストリングを並列に接続する場合：
最大合成出力電流 = 並列ストリング数 × モジュール Isc × 1.25
ここでの1.25という係数は、この一般的なNEC手法において、モジュールのIsc基準を最大回路電流に変換するものです。これはまだヒューズサイズ、導体の許容電流、または遮断器のカタログサイズではありません。.
第690条には、電子パワーコンバータに接続された回路や、特定の設計された大規模PV計算のための経路も含まれています。両面受光モジュールの電流処理や機器固有の制限によっても入力値が変化する可能性があります。したがって、すべてのシステムを同じ式に当てはめるのではなく、採用されているNEC版で許可され、プロジェクト文書でサポートされている手法を使用してください。.
従来の例：6つの並列ストリング
以下のモジュールを使用した、同一の6つのストリングを想定します：
- Isc = 14.45 A
- 最大直列ヒューズ定格 = 25 A
- この簡略化された例には、追加の電流寄与は含まれていません
合成最大回路電流は以下の通りです：
6 × 14.45 A × 1.25 = 108.4 A108.4 Aは、本計算における結合出力時の最大回路電流です。. これは自動的に150 Aの遮断器が必要になることを意味するものではありません。.
ステップ2：OCPDが必要かどうかの判断
PV回路は、モジュールを含んでいるという理由だけでヒューズが必要になるわけではありません。PV電源は電流制限されており、適用されるNECの条件が満たされている場合（例えば、導体が十分な許容電流を有しており、すべての電源からの電流が機器の許容過電流制限を超えない場合など）、一部の回路ではOCPDを省略できます。.
過電流保護は、並列ストリング、バッテリー、電力会社、またはその他の電源が、回路や導体に損傷を与える電流を流し込む可能性がある場合に重要となります。OCPDの設置場所は、単に都合の良い場所に配置するのではなく、その電流の方向と発生源を考慮しなければなりません。.
以下の質問を順に行ってください：
- 故障時にその導体に電流を供給し得る電源は何か？
- 導体の許容電流は、必要なすべての補正および調整を行った後、それらの電源からの最大電流をカバーしているか？
- すべての電源からの電流が、モジュール、コンバータ、導体、または機器の制限値を超える可能性がありますか？
- 採用されているNEC版では、一端での保護が許可されていますか、両端での保護が必要ですか、それともこの回路に対してOCPDが不要ですか？
- モジュール、インバータ、コンバイナ、ヒューズホルダ、またはその他のリストアップされた機器の指示書に、追加の条件が規定されていますか？
ヒューズ不要の条件および並列ストリングの逆電流に関する詳細な解説については、以下を参照してください。 NEC 690.9でPVストリングヒューズが必要とされる場合.
ステップ3：PVヒューズまたはその他のOCPDの選定
OCPDが必要な場合、一般的なNECの規定では、許容される100%定格のアセンブリ経路が適用されない限り、その最小定格を最大回路電流の125%に設定しています。.
従来のOCPD最小値 = 最大回路電流 × 1.25
これを従来のモジュールIsc法と組み合わせると、以下のようになります。
Isc × 1.25 × 1.25 = Isc × 1.5625これが「156%ルール」という略称の由来です。従来のソース回路のOCPD計算には有用ですが、採用するコードパスが適用されることを確認した上で使用してください。.
選択するヒューズまたは回路遮断器は、計算された最小値だけでなく、適用されるすべての制約を満たす必要があります。
- 必要な最小定格以上であること。;
- その制限が適用される場合、モジュールの最大直列ヒューズ定格以下であること。;
- 補正および調整後の導体許容電流と適合していること。;
- 最大DC電圧に適していること。;
- 利用可能な故障電流に対して十分な遮断定格を有していること。;
- 適切なPVアプリケーションカテゴリ、リスティング、ホルダー、およびアセンブリの組み合わせ、ならびに
- 機器の取扱説明書および標準的なアンペアサイズの規則によって許可されていること。.
次の標準的なOCPDサイズがモジュール、導体、ホルダー、または機器の制限を超える場合は、「切り上げて様子を見る」ことはしないでください。すべての制約を満たせるように、導体、アーキテクチャ、ストリング構成、または機器を変更してください。.
北米の製品評価において、UL SolutionsはPVヒューズのルートとしてUL 248-19およびUL 2579を特定しています。IEC準拠のプロジェクトでは、, IEC 60269-6 最大1,500 V DCまでのPVストリングおよびアレイを保護するヒューズリンクの補足要件を提供しています。gPVのマーキングやIEC試験報告書だけでは、米国のリスティング要件を満たすことにはなりません。.
ステップ4：DC遮断器の電流容量の個別選定
NEC第690条に基づく機器の絶縁については、遮断手段または絶縁装置は、それが制御する回路に対して評価される必要があります。基本として、遮断器の適用電流定格は、回路の最大電流を下回ってはなりません。その上で、製品固有のリスティング条件、連続使用の制限、周囲温度による補正、エンクロージャーの影響、端子の制限、およびメーカーの指示を適用してください。.
6ストリングの例では：
- 最大回路電流 = 108.4 A;
- 従来のOCPDの最小値（その出力に要求される場合）=
108.4 A × 1.25 = 135.5 A標準サイズおよび機器の制約を考慮する前段階として、; - 遮断電流の基準= 少なくとも108.4 A, 、続いて製品固有の使用方法およびディレーティングの確認を行います。.
その結果、正確な製品の定格および使用方法によっては、125 A、150 A、160 A、またはそれ以上のカタログデバイスになる可能性があります。重要なのは、 OCPD係数を遮断器に適用したからといって、自動的に150 Aになるわけではないということです.
カタログの定格電流がすべての製品で同じ意味を持つとは限りません。それが連続定格電流なのか、汎用スイッチ定格なのか、PV専用定格なのか、利用カテゴリ定格なのか、あるいは特定の極配置に依存する定格なのかを確認してください。 DCアイソレータ定格ガイド は、それらの銘板上の区別について説明しています。.
ステップ5：最大DC電圧の計算
電流のサイジングだけでPV用遮断器の適格性を判断することはできません。モジュールを直列に接続すると電圧が上昇し、セル温度が低下するとモジュールのVocは増加します。.
NECの表形式手法を使用するストリングの場合、概念的な計算式は以下の通りです。
最大PV電圧 = 直列モジュール数 × モジュールVoc × 適用される低温補正係数
その他の許容される手法として、メーカー提供の温度係数やエンジニアリング計算を用いることができます。採用されているNEC版および現場で予想される最低気温で認められた手法を使用してください。.
ヒューズ、ホルダ、回路遮断器、遮断器、コンバイナ、SPD、およびインバータ入力は、計算された最大値以上のDC電圧に対応するものを選定してください。極性、接地、および極直列配置の制限事項を確認してください。正確な指示書でその配置が明示的に許可されていない限り、個々の極の定格を合計して1,000 Vや1,500 Vの能力があると推測してはなりません。.
ステップ6：必要な開閉機能を定義する
“「Disconnect（遮断器）」、「isolator（絶縁器）」、「switch-disconnector（開閉遮断器）」という名称は、すべての規格や設置において互換性があるわけではありません。.
デバイスが電流の流れている状態で開放されることが想定される場合、実際の電圧、電流、および接続構成において、必要なDC負荷遮断義務について評価および表示がなされていなければなりません。一部の絶縁デバイスは、インターロックによって負荷遮断が防止されている場合、または負荷下での操作に対して禁止表示がなされている場合にのみ使用が許可されます。ハンドルやOFFのシンボルがあるからといって、負荷遮断能力が保証されるわけではありません。.
製品を選択する前に、機能を定義してください：
- 日常的に負荷下で操作されますか？
- 他のデバイスが回路を開放した後の、機器の絶縁ポイントとしてのみ機能しますか？
- 設計上、目視可能な開放状態やロック可能な絶縁が必要ですか？
- PVシステムの遮断手段、機器のディスコネクト、あるいはメンテナンス用アイソレーターのいずれとして機能する必要がありますか？
- 操作後に通電状態のままとなるのはどこですか？
DCディスコネクトは、自動的にラピッドシャットダウンシステムとなるわけではありません。場所と機能については、別途以下で説明します。 ソーラー用遮断器選定ガイド.
ステップ7：SCCRおよび遮断定格を確認する
2つの定格が混同されることがよくあります。
- 遮断定格 は、過電流保護装置（OCPD）が故障電流を安全に遮断する能力に適用されます。.
- 短絡電流定格（SCCR） は、機器またはアセンブリが規定条件下で想定故障電流に耐える能力に適用されます。.
ヒューズの遮断定格が、そのままコンバイナボックスや断路器アセンブリのSCCRになるわけではありません。アセンブリ全体のSCCRは、断路器、ヒューズおよびホルダ、端子、バスバー、エンクロージャ、導体範囲、間隔、および電流制限保護の評価された組み合わせに依存します。.
PVアレイは電流制限されていますが、バッテリー、並列コンバイナ、インバータ、または系統からの逆潮流経路によって、利用可能な故障電流が大幅に変化する可能性があります。すべての電源を文書化してください。以下を確認してください。
- OCPDの遮断定格が、その端子における利用可能な故障電流を下回っていないこと。;
- 断路器および機器のSCCRが設置に適していること。;
- 直列定格や電流制限に関する主張が具体的に許可され、文書化されていること。
- アセンブリラベルは、承認された構成を反映しています。.
詳細については、以下を参照してください。 PVヒューズの遮断容量.
ステップ8：製品評価パスを適合させる
規格は製品カテゴリを識別するものであり、名称だけで設置を承認するものではありません。.
| コンポーネントまたは機能 | UL Solutionsによって識別された北米の評価基準 | IEC準拠の参照 | 検証する内容 |
|---|---|---|---|
| 太陽光発電（PV）用ヒューズ | UL 248-19 / UL 2579 | IEC 60269-6 | 電圧、電流、用途、遮断定格、ホルダーの組み合わせ |
| PV遮断器 | UL 98B / UL 508I | IEC 60947-3 | 正確なリスト/カテゴリ、電流、電圧、デューティ、極数、マーキング、SCCR |
| PV用回路遮断器 | UL 489B | 市場固有の遮断器規格 | 電圧、電流、トリップ、極性、遮断容量、用途 |
| 集電箱 | UL 1741または適用可能な評価済みアセンブリパス | 適用可能なアセンブリ/製品規格 | アセンブリのSCCR、エンクロージャ、端子、保護、マーキング |
UL Solutionsのソーラー・バランス・オブ・システム認証ページ には、これらの製品ルートが記載されています。これらは互換性がありません。例えば、IEC 60947-3のレポートはIEC市場向けスイッチ断路器の関連証拠にはなり得ますが、UL 98BまたはUL 508Iのリスティングを確立するものではありません。.
製品を指定する前に、正確なモデル番号を入手し、関連する認証データベースで確認してください。ファミリーパンフレット、「設計準拠（designed to meet）」、CEマーキング、または類似モデルの証明書は、必要なリスティングおよび許容条件の代わりにはなりません。.
計算例A：PVストリング1回路
以下の条件の1ストリングを想定します：
- モジュール Isc = 14.45 A;
- モジュール Voc = 49.5 V;
- 直列20モジュール;
- 最大直列ヒューズ定格 = 25 A、および
- プロジェクトの許容手法から選択された、例示的な低温電圧係数1.14。.
現在
最大回路電流：
14.45 A × 1.25 = 18.06 A採用されたNEC条件において、ストリングに過大な電流を流す電源が存在せず、かつ導体／機器の制限が満たされている場合、ソース回路のOCPDは不要となる可能性がある。.
OCPDが必要であり、かつ従来の125% OCPD経路が適用される場合：
18.06 A × 1.25 = 22.58 A次に適切な標準サイズは25 Aとなる可能性があるが、それは25 Aの最大直列ヒューズ制限、導体許容電流、電圧、ホルダー、およびリスト要件も満たしている場合に限られる。この例は、異なるモジュールに対して25 Aヒューズの使用を許可するものではない。.
遮断電流の基準は少なくとも 18.06 A, であり、これは製品の正確な使用条件に依存します。OCPDのサイズ選定に使用されたという理由だけで、22.58 Aになるわけではありません。.
電圧
この例示的な方法における最大ストリング電圧：
20 × 49.5 V × 1.14 = 1,128.6 V DC1,000 V DCのデバイスでは、その計算値に対して不十分です。次の候補は1,200 Vまたは1,500 Vの製品となる可能性がありますが、許容電圧、極配置、デューティ、規格適合、および機器の互換性については、依然として正確に検証する必要があります。.
計算例B：6ストリング集電箱出力
同じ14.45 AのモジュールIscを持つ6つの並列ストリングを使用する場合：
最大回路電流
6 × 14.45 A × 1.25 = 108.4 A出力OCPD（必要な場合）
108.4 A × 1.25 = 135.5 A設計者は150 Aの標準OCPDを検討する可能性がありますが、それは導体の許容電流、コンバイナおよびインバータの制限、標準サイズの規則、遮断定格、およびリストされたアセンブリ条件を確認した後に限られます。いずれかの制約が下回る場合は、アーキテクチャを変更する必要があります。.
遮断器
断路器は、製品固有の条件が適用される前に、少なくとも108.4 Aの最大回路電流に適している必要があります。設計者はその後、最大電圧、負荷遮断機能、SCCR、リスト、エンクロージャ、端子、周囲環境、取り付け、および極配置を確認しなければなりません。.
（それぞれ10〜15A）：I²R損失に比例する抵抗加熱
各ストリングヒューズの決定には、他の並列ストリングからの逆電流寄与と、モジュールの最大直列ヒューズ定格も必要です。6つの分岐ヒューズすべてを、結合出力のOCPD値のみに基づいて選択しないでください。分岐回路と出力回路は異なる保護ゾーンです。.
一般的なサイズ設定エラー
| エラー | なぜ失敗するのか | 是正措置 |
|---|---|---|
| Iscに1.56を乗じ、その結果を断路器サイズとします | 2番目の1.25は通常OCPDのサイジングに属するものであり、自動的に断路器電流に適用されるものではありません | 最大回路電流を計算し、その上で正確な断路器の使用条件を適用してください |
| 必要性を確認することなく、すべてのストリングにヒューズを取り付けてください | 一部の電流制限回路は、OCPDなしでNECの条件を満たすことができます | すべての電源からの電流、導体の許容電流、および機器の制限を評価する |
| アンペア数のみで選択しない | スイッチは十分な電流容量を備えていても、DC電圧、デューティ、SCCR、極数、または認証が不十分な場合がある | マルチゲート仕様を使用する |
| 一般的な図面から極電圧を加算する | DC電圧の能力は、モデル固有の直列接点配置に依存する場合がある | 正確なモデルの配線図およびマーキングに従う |
| ヒューズの遮断定格をコンバイナのSCCRとして扱う | コンポーネントとアセンブリの定格は異なります | 評価済みアセンブリのSCCRと構成を確認してください |
| 一般的な80%、90%、または95%の温度係数を適用してください | 製品のディレーティングは、正確な設計、エンクロージャ、周囲環境、および試験条件に依存します | モデル固有の曲線および設置説明書を使用してください |
| IECの証拠を米国のリスティングとして扱ってください | 規格および市場承認システムは、それぞれ適用範囲が異なります | プロジェクトおよびAHJの要件に合わせて文書を照合してください |
| OFFの状態であっても、すべてのPV導体が非通電状態であるとは限りません | 光が当たっているモジュールは、アレイ側の導体を通電状態に保つ可能性があります | 絶縁境界を特定し、安全作業手順に従ってください |
設計レビューおよび見積依頼（RFQ）チェックリスト
サプライヤーやレビュアーには「150 Aの太陽光発電用遮断器が必要」と伝えるだけでなく、完全な回路定義を送付してください。以下を含めてください：
- 採用されているNEC版、管轄区域、および必要な製品評価パス;
- 単線結線図、および遮断器の正確な設置場所と機能;
- モジュールのメーカー/モデル、Isc、Voc、最大直列ヒューズ定格、および温度係数;
- ストリングあたりのモジュール数および並列ストリング数;
- 計算された最大回路電流および計算方法、;
- OCPDが必要か否か、その提案定格／設置場所、および制御上の制約、;
- 計算された最大DC電圧および最低設計温度、;
- 利用可能な故障電流および必要なOCPD遮断定格／アセンブリSCCR、;
- 負荷遮断または絶縁専用の要件、;
- 極配置、接地、極性、およびメーカーの配線図要件、;
- 導体材質、クラス、サイズ、温度定格、および端子要件、;
- エンクロージャタイプ、IP/NEMA要件、周囲温度範囲、標高、取り付け、およびケーブル導入方法。;
- 正確なモデルのデータシート、取扱説明書、寸法図、および接続図。;
- 必要な場合の正確なリスト/認証番号およびデータベース記録。そして
- 必要なラベル、付属品、ロックアウト規定、予備ヒューズ、および交換部品ポリシー。.
VIOXが提供するもの DCアイソレータースイッチ そして 太陽光コンバイナーボックス 技術比較のための製品ファミリー。それらのページを使用して機械的フォーマットと宣言された定格を絞り込み、プロジェクトで要求される正確なモデル固有の証拠を請求してください。製品ファミリーのページからNEC準拠やUL認証を推測しないでください。.
最終規定
最も安全なサイジング手順は、簡単に記憶できます。
最初に電流。次にOCPD。3番目に遮断器。最後に証拠。ただし、これは必須です。.
156%のショートカットは、125%のステップの両方が実際に必要な場合にのみ適用されます。準拠したPV設計では、最大回路電流、ヒューズ定格、遮断器定格、電圧、故障負荷、開閉機能、および製品承認を個別のチェック項目として維持し、すべてを合格させる必要があります。.
