コンバイナーボックスの電圧定格は、絶縁破壊や部品の故障を起こすことなく、機器が安全に処理できる最大DC電圧を定義します。この仕様により、コンバイナーボックスが対応できる太陽光発電システムが決まります。住宅用設備では通常 600V DC の定格が必要であり、商業プロジェクトでは 1000V DC のシステムが使用され、ユーティリティスケールの発電所は 1500V DC. で稼働します。正しい電圧定格を選択することは、NECへの準拠、システムの安全性、および長期的な信頼性にとって非常に重要です。.
重要なポイント
- 600V DC のシステムは、NEC 690.7で一戸建ておよび二戸建て住宅設備に義務付けられており、コンポーネントコストが最も低くなります。
- 1000V DC の構成は、600Vと比較してストリング数を40%削減し、商業プロジェクトのシステム全体のコストを削減します。
- 1500V DC の技術は、コンバイナーボックスの数を37%削減し、5MWを超えるユーティリティスケール設備でLCOEを15〜20%削減します。
- NEC表690.7(A)に基づく温度補正係数により、寒冷地では必要な電圧定格が12〜25%増加する可能性があります。
- 電圧定格が一致しない場合、機器の保証が無効になり、故障時に壊滅的なアークフラッシュの危険が生じます。
太陽光発電コンバイナーボックスにおけるDC電圧定格の理解
太陽光発電コンバイナーボックスの電圧定格は、機器が通常動作時および故障時の両方で安全に遮断および絶縁できる最大システム電圧を表します。住宅用回路ブレーカーにあるAC電圧定格とは異なり、DC電圧仕様は持続的なアーク形成を考慮する必要があります。DC電流はACのように1秒間に60回ゼロをクロスしないため、アークの消弧が著しく困難になります。.
太陽光発電業界では、3つの電圧クラスが主流です。 600V DC, 1000V DCそして 1500V DC. 。各クラスは、特定の市場セグメントと規制の枠組みに対応しています。NECは、第690.7条を通じてこれらの境界を確立し、設置場所で予想される最も低い周囲温度に基づいて最大システム電圧の計算を義務付けています。.
電圧定格が安全性とコンプライアンスにとって重要な理由
太陽光発電システムは、モジュール温度が標準試験条件を下回る寒くて晴れた朝に最高の電圧を生成します。通常の条件下で480Vと評価された太陽光パネルのストリングは、-20°Cで580V DCに急上昇する可能性があります。コンバイナーボックスの定格が500V DCのみの場合、この寒冷時の電圧スパイクは機器の絶縁耐力を超え、複数の故障モードが発生します。
- 絶縁破壊 母線とエンクロージャー壁の間
- SPDの故障 電圧が最大連続動作電圧（MCOV）を超えた場合
- ヒューズホルダーのアークトラッキング 低電圧定格のプラスチック絶縁体全体
- DC遮断器の接点溶着 高電圧遮断の試み中
2,300以上の現場設置からのVIOXエンジニアリングデータによると、 早すぎるコンバイナーボックスの故障の87% は、電圧定格が小さすぎることに起因します。パターンは一貫しています。設置業者は25°Cでストリング電圧を計算し、その公称電圧で定格された機器を注文し、最初の冬の寒波の間に壊滅的な故障を経験します。.
電圧計算に関するNEC 690.7の要件
NEC第690.7条は、最大PVシステムDC回路電圧を決定するための3つの計算方法を提供しています。
- 表690.7(A)の方法 （最も一般的）：直列接続されたモジュールの定格開放電圧（Voc）の合計に、表690.7(A)の温度補正係数を掛けます。結晶シリコンモジュールの場合、補正係数は25°Cで1.06から-40°Cで1.25の範囲です。.
- メーカーの温度係数法：モジュールのメーカーのVocの温度係数（通常は-0.27%/°C〜-0.35%/°C）を使用して、予想される最低周囲温度での電圧を計算します。NEC 110.3(B)に従い、メーカーのデータが入手可能な場合、この方法が優先されます。.
- プロのエンジニアによる計算 （システム≥100kW）：免許を持つPEは、業界標準の方法を使用してスタンプ付きのドキュメントを提供できます。これは、インバーター容量が100kW以上のシステムに必要です。.
温度補正係数と寒冷地の考慮事項
温度補正の背後にある物理学は簡単です。半導体のバンドギャップエネルギーは温度が低下するにつれて増加し、太陽電池あたりの光電圧が高くなります。公称Vocが40Vの一般的な72セルモジュールの場合、25°Cと-20°Cの標準動作条件の間の電圧シフトは約8.2Vです（-0.31%/°Cの係数を使用）。これを直列の16個のモジュール全体に掛けると、「640V」ストリングは771V DCで動作します。これは20%の増加であり、600V定格のコンバイナーボックスを破壊します。.
VIOXの電圧定格選択ツールは、米国の14,000以上の場所のASHRAE気候データを取り込み、サイト固有の温度補正係数を自動的に適用します。これにより、すべての 太陽光コンバイナーボックス が、地域の極端な温度に対応できる適切な電圧マージンを備えて出荷されます。.
600V DCコンバイナーボックス：住宅の標準
について 600V DC の電圧クラスは、北米全体の住宅および小規模商業用太陽光発電設備のバックボーンとして機能します。NEC 690.7(A)(3)は、一戸建ておよび二戸建て住宅のPVシステムの最大DC回路電圧を最大600V DCに明示的に制限しており、住宅用機器の仕様を定義する規制上の上限を作成しています。.
一般的なアプリケーションとシステム構成
4kW〜12kWの住宅用システムでは、通常、2〜6個の入力ストリングを備えた600V DCコンバイナーボックスが展開されます。標準構成では、以下を使用します。
- ストリング構成：ストリングあたり10〜13個のパネル（モジュールのVocによって異なります）
- モジュール仕様：40〜49V Vocの350W〜450Wパネル
- ストリング電圧：25°Cの動作温度で400〜480V DC
- コンバイナー容量：ストリングあたり2〜6ストリング@ 10〜15A
- 出力電流：マイクロインバーターまたはストリングインバーターへの30〜90A DC
たとえば、400Wパネル（45V Voc）を使用する7.2kWの住宅用システムで、合計18個のパネルを使用する場合、それぞれ9個のパネルの2つのストリングを展開します。-10°Cの気候に対するNEC 690.7(A)補正を使用した計算された最大電圧：45V×9×1.14 = 461V DC—600V DC定格内で安全であり、30%の安全マージンがあります。.
600V機器のコスト上の利点
住宅用600V市場は、大規模な規模の経済の恩恵を受けています。製造量は1000Vと1500Vの合計を超え、コンポーネントコストを押し下げています。
- ヒューズホルダー：ポジションあたり18〜25ドル（1000V定格の場合は35〜45ドル）
- DC遮断器：2極600Vユニットあたり85〜120ドル（1000Vの場合は180〜250ドル）
- SPDモジュール：タイプII 600V SPDの場合は65〜95ドル（1000V SPDの場合は140〜180ドル）
- エンクロージャー定格：IP65ポリカーボネートで十分（高電圧の場合はIP66ステンレス）
VIOXの住宅用600Vコンバイナーボックスラインは、12個のSKU全体で標準のULリストコンポーネントを活用し、同等の1000V構成と比較してワットあたり15〜18%低いコストを実現します。価格に敏感な住宅設備の場合、このコスト差はプロジェクトのIRRと回収期間に直接影響します。.
住宅のNECコンプライアンス
住宅設備に対する600V DCの制限は、NEC 690.7(A)(3)に由来し、次のように述べています。「一戸建ておよび二戸建て住宅の場合、PVシステムDC回路は、最大PVシステム電圧が最大600ボルトまで許可されるものとする。」この明確なルールにより、住宅設置業者は、ストリング計算が数学的に許可されている場合でも、より高電圧の機器を使用できなくなります。.
600Vシステムを選択するタイミング
住宅用途以外では、600V DCコンバイナーボックスは依然として以下に最適です。
- 小規模な商業用屋上 屋根のスペースにより多くのストリングを配置できる50kW未満の設備
- カーポート構造 日陰によってストリングの長さが制限され、必要なモジュール数が少ない場合
- 教育デモンストレーション 低電圧がトレーニング中の安全性を高める場合
- レガシーシステムの拡張 既存の600Vインフラストラクチャとの整合
VIOXは、修正された最大電圧が480V DCを下回り、設置 labor コストがより高電圧の最適化を正当化しない場合に、600V機器を推奨します。 ソーラーコンバイナーボックスのサイジングガイド 住宅用途向けの詳細なストリング計算ワークシートを提供します。.
1000V DCコンバイナーボックス：商業用主力
について 1000V DC 電圧クラスは、非住宅設備でのより高いシステム電圧を許可した2011年のNEC改訂後、商業用ソーラーの標準として登場しました。この電圧レベルは、50kWから5MWまでのプロジェクトに対して、コスト削減と安全管理の最適なバランスを提供します。.
商業および中規模アプリケーション
商業用屋上設備、駐車場キャノピー、および5MW容量未満の地上設置アレイは、通常、4〜16ストリングを処理するコンバイナーボックスを備えた1000V DCシステムを展開します。
- ストリング構成：ストリングあたり16〜27パネル（600Vシステムの場合は10〜13）
- モジュール仕様：400W〜550Wパネル、40〜49V Voc
- ストリング電圧：25°Cの動作温度で640〜890V DC
- コンバイナー容量：ストリングあたり10〜20Aの4〜16ストリング
- 出力電流：中央またはストリングインバーターへの80〜320A DC
500Wパネル（48V Voc）を使用する250kWの商業プロジェクトでは、約500個のモジュールが展開されます。1000V DCでは、これは25パネルの20ストリングとして構成されます（1,200V Voc × 1.12温度係数 = 1,344V—NEC 690.7(B)(3)に従って専門のエンジニアによる計算が必要です）。600V DCでは、同じシステムで15パネルの33ストリングが必要になり、コンバイナーの数が2ユニットから4ユニットに増加します。.
600Vシステムに対する利点
600Vから1000V DCシステムへの移行により、測定可能なシステム全体のバランス（BOS）コスト削減が実現します。
- より少ないストリング：コンバイナーボックスの数、ホームラン導体、およびAC収集インフラストラクチャを削減します
- より低い銅コスト：ストリングが長いため、アレイからインバーターへの並列導体が少なくなります
- より迅速なインストール：終端処理が少なく、コンジットの配線が少なく、ケーブル管理の複雑さが軽減されます
- より小さな電圧降下：より高い電圧により、同等の電力供給に対してより小さな導体サイズが可能になります
VIOXの180MWの商業設備ポートフォリオからの実際のデータは、平均BOSコスト削減を示しています 0.11ドル/ワット 600Vから1000V DCアーキテクチャに移行する場合。1MWのプロジェクトの場合、これは、最適なMPPT電圧ウィンドウからのインバーター効率の向上を考慮する前に、110,000ドルの直接コスト削減を表します。.
コンポーネント要件：1000V定格機器
1000V DCコンバイナーボックス内のすべてのコンポーネントには、明示的な電圧定格認証が必要です。
- gPVヒューズ：IEC 60269-6またはUL 2579に準拠した1000V DC定格の太陽光発電ヒューズを使用します。標準サイズには、10×38mm（1-30A）、14×51mm（25-32A）、および10×85mm（2.5-30A）が含まれます。VIOXは、ユーティリティ相互接続プロジェクト向けに、最小遮断容量15kAのMersenまたはLittelfuseヒューズを指定します。.
- DCサーキットブレーカー：PVアプリケーションに適したトリップ曲線を持つ2P-1000V DC定格のブレーカーを選択します。IEC 60947-2タイプBまたはC曲線は、朝の突入電流による誤トリップを防ぎます。一般的な定格：ストリング構成に基づいて32A、63A、80A、125A。.
- SPDモジュール：サージ保護デバイスは、1000Vシステムの場合、MCOV（最大連続動作電圧）定格が≥800Vである必要があります。40kA（8/20μs）の放電電流定格を持つタイプII SPDは、適切な保護を提供します。VIOXは、リモート表示接点付きのPhoenix ContactまたはDEHN SPDを推奨します。.
- バスバー：NEC 690.8(A)(1)の要件に従ってサイズ設定された銅または錫メッキ銅バスバー：電流容量≥最大ストリング電流×ストリング数×1.25安全率。90°Cで動作する銅バスバーの場合、最小2.0 A/mm²の電流密度。.
1000Vシステムのストリングサイジング計算
1000Vアーキテクチャのストリング長を最適化するには、この計算方法を使用します。
- 修正された最大電圧を決定します：Voc_module × temp_factor（NEC表690.7(A)またはメーカーデータから）
- 最大ストリング長を計算します：1000V ÷ corrected_Voc ÷ 1.15安全マージン
- 最も近い整数パネル数に切り下げます
- インバーター入力ウィンドウに対して検証します：動作温度でのVmpがMPPT範囲内にあることを確認します
-15°Cの記録的な低温（補正係数1.18）の気候ゾーンでの500Wパネル（48V Voc、40V Vmp）の計算例：
- 修正されたVoc：48V × 1.18 = 56.6V
- 最大ストリング長：1000V ÷ 56.6V ÷ 1.15 = 15.3パネル → ストリングあたり15パネル
- ストリングVoc：15 × 56.6V = 849V（1000V定格を下回るマージン）
- 25°CでのストリングVmp：15 × 40V = 600V（一般的なインバーターMPPT範囲：550-850V）
これは 1000Vコンバイナーボックスの設計 アプローチは、最適なシステム経済のためにストリング長を最大化しながら、コードコンプライアンスを保証します。.
1500V DCコンバイナーボックス：ユーティリティスケール革命
ソーラー業界の移行 1500V DC このシステムは、セントラルインバーターからストリングインバーターへの移行以来、最も重要なアーキテクチャの変革を意味します。5MWを超えるユーティリティスケールプロジェクトでは、1500V技術は、プロジェクトの銀行融資可能性と投資家の収益に直接影響を与える、魅力的なLCOE（均等化エネルギーコスト）の改善をもたらします。.
なぜ業界は1000Vから1500Vに移行したのか
1500V採用の背後にある経済的な推進力は単純です。電圧の上昇により、同等の電力供給に対して電流を削減できます（P = V × I）。この基本的な関係は、すべてのシステムコンポーネントに影響を及ぼします。
- ストリングコンバイナーボックスの37%削減例：1000Vの100MWソーラーファームには約240個のコンバイナーボックスが必要ですが、1500Vの同じプロジェクトではわずか150個で済みます。
- DC集電ケーブルの33%削減例：高電圧により、より小さい導体ゲージを使用できます（100MWプロジェクトの場合、銅含有量を約200メートルトン削減）。
- 設置作業の22%削減例：端子の削減、電線管の敷設の削減、ケーブル管理の簡素化
- BOSコストの15〜20%削減例：コンバイナーボックス、導体、設置作業、土木工事全体の節約
NREL（国立再生可能エネルギー研究所）の業界分析によると、1000Vから1500Vアーキテクチャへの移行により、総設置コストが削減されます。 0.08〜0.12ドル/ワット 50MWを超えるプロジェクトの場合。100MWのユーティリティスケール設備の場合、これは800万〜1200万ドルの直接的な設備投資の削減に相当します。.
LCOEの改善と投資収益率
1500V電圧クラスは、初期設備投資以外にも、複数のメカニズムを通じてLCOEを改善します。
- システム損失の削減例：DC電流の低下（33%削減）は、導体内のI²R損失の比例的な低下につながります。100MWシステムの場合、これは年間エネルギー収量の約0.3%の改善に相当し、システム寿命全体で25年間の収益に45万〜60万ドルを追加します。.
- インバーター効率の向上例：最新の1500Vセントラルインバーターは、より広いMPPT電圧範囲（通常900〜1350V）でピーク効率で動作します。動作温度でのストリング電圧は、インバーター電力エレクトロニクスのスイートスポットに収まり、より広い日射条件で98.5%を超える変換効率を維持します。.
- 運用とメンテナンスの削減例：コンバイナーボックスの数が37%少ないということは、検査するエンクロージャーの数が少なく、監視するヒューズの数が少なく、予防メンテナンス作業が削減されることを意味します。年間O&Mコストの削減：100MWプロジェクトあたり約15,000〜20,000ドル。.
1500Vシステムのエンジニアリングに関する考慮事項
1500V DCへの移行は、特別なコンポーネントの選択と強化された安全プロトコルを必要とする、重大なエンジニアリング上の課題をもたらします。
- コンポーネントの入手可能性例：1000V定格のコンポーネントは、幅広い市場での入手可能性と競争力のある価格設定の恩恵を受けていますが、1500V定格の機器は、専門メーカーに集中したままです。VIOXは、1500Vプロジェクトの信頼性の高いサプライチェーンを確保するために、Mersen（ヒューズ）、ABB（回路ブレーカー）、およびPhoenix Contact（SPD）との戦略的パートナーシップを維持しています。.
- アークフラッシュエネルギー例：1500Vシステムの短絡電流計算では、1000Vシステムと比較して、入射エネルギーレベルが50%高くなることが示されています。これにより、技術者向けの強化されたアーク定格PPE要件と、メンテナンス中のより厳格なロックアウト/タグアウト手順が必要になります。.
- 断熱コーディネーション例：絶縁体間のトラッキングを防ぐために、コンポーネントの間隔要件が増加します。VIOX 1500Vコンバイナーボックスは、ヒューズホルダーと端子台に、増加した沿面距離（≥25mm）と特殊な材料（CTI ≥600）を使用しています。.
- 安全と急速シャットダウン例：NEC 2023 Article 690.12の急速シャットダウン要件は、1500Vでより重要になります。緊急シャットダウンの作動から30秒以内に電圧を≤80Vに下げる必要があります。これは、寒い朝にストリング電圧が1200Vを超える場合に困難です。VIOXは、コード要件を満たすために、モジュールレベルの急速シャットダウンデバイスまたはオプティマイザーベースのソリューションを統合しています。.
電圧クラス別の重要なコンポーネント仕様
各電圧クラス内のコンポーネントの技術仕様を理解することで、コストのかかる仕様エラーを防ぎ、長期的なシステムの信頼性を確保できます。ヒューズホルダーからバスバーまで、コンバイナーボックスの各要素には、電圧に適した定格と認証が必要です。.
ヒューズ定格とgPVヒューズの選択
太陽光発電ヒューズは、DC短絡電流の独自の特徴により、標準的な電気ヒューズとは根本的に異なります。gPV指定（汎用太陽光発電）は、太陽光発電アプリケーションに固有のIEC 60269-6またはUL 2579規格への準拠を示します。.
- 600V DC gPVヒューズ:
- 一般的なサイズ：10×38mm（1〜30A）
- 遮断容量：最小10kA
- 遮断時間：定格電流の1.45倍で1時間未満
- 一般的なコスト：ヒューズあたり8〜15ドル
- アプリケーション：住宅および小規模商業ストリング
- 1000V DC gPVヒューズ:
- 一般的なサイズ：10×38mm（1〜30A）、14×51mm（25〜32A）
- 遮断容量：最小15kA（ユーティリティ相互接続の場合は20kAが推奨）
- 遮断時間：定格電流の1.35倍で1時間未満
- 一般的なコスト：ヒューズあたり12〜22ドル
- アプリケーション：商業および小規模ユーティリティスケールプロジェクト
- 1500V DC gPVヒューズ:
- 一般的なサイズ：14×65mm（2.5〜30A）、10×85mm（エクステンション付き）
- 遮断容量：最小30kA
- 遮断時間：定格電流の1.35倍で2時間未満
- 一般的なコスト：ヒューズあたり18〜35ドル
- アプリケーション：5MWを超えるユーティリティスケール設備
VIOXは、優れた遮断性能と、高電流動作中の発熱を最小限に抑える低抵抗接点設計により、1500VアプリケーションにMersen A70QSまたはLittelfuse KLKDシリーズを指定しています。.
DC回路ブレーカーの電圧定格
DC回路ブレーカーは、自然な電流ゼロクロスがないため、直流を遮断する際に独自の問題に直面します。アーク消弧には、機械的分離と、磁気吹き消しまたは電子アーク検出の組み合わせが必要です。.
DCブレーカーの電圧定格は、極構成に従います。
- 1Pブレーカー最大250V DC
- 2Pブレーカー最大500V DC（UL 489定格ブレーカーの場合は600V）
- 4Pブレーカー最大1000V DC
重要な仕様に関する注意交流電圧定格が直流アプリケーションに適用できると決して想定しないでください。「240VAC」定格のブレーカーは、直流回路でのアーク維持のため、48V DC動作に対してのみ安全である可能性があります。VIOXのエンジニアリング部門は、設置者が直流アプリケーションで交流定格のブレーカーを代用し、故障除去の試み中にエンクロージャー火災が発生した複数の現場故障を文書化しています。.
1500V DCアプリケーションの場合、直列接続された接点システムまたは電子ハイブリッド技術（機械的接点と半導体スイッチの組み合わせ）を備えた特殊なブレーカーが必要です。これらのコストは通常、1ユニットあたり800〜1,200ドルですが、同等の1000Vブレーカーの場合は180〜250ドルです。.
SPDの要件とMCOV定格
ソーラーコンバイナーボックス用のサージ保護デバイス（SPD）は、連続動作条件と過渡耐量に関連する特定の電圧基準を満たす必要があります。
最大連続動作電圧（MCOV）SPDが劣化なしに連続して耐えることができる最高の電圧。IEC 61643-31およびUL 1449に従い、MCOVは次のようになります。
- 600VシステムMCOV≥520V DC
- 1000VシステムMCOV≥800V DC
- 1500VシステムMCOV≥1200V DC
電圧保護レベル（Up）サージイベント中の最大電圧スルー。目標保護レベル：
- タイプI SPD（サービスエントランス）：Up≤4.0kV
- タイプII SPD（コンバイナーボックス）：Up≤2.5kV
VIOXは、Phoenix Contact PLT-SECシリーズまたはDEHN DEHNguardを1500Vアプリケーションに推奨しており、SPDの寿命終了をSCADA監視システムに通知するリモート表示接点が付いています。.
電圧クラス別のバスバーサイジング要件
銅または錫メッキ銅のバスバーは、コンバイナーボックス内の電流収集のバックボーンを形成します。適切なサイジングにより、過度の温度上昇と電圧降下を防ぎます。
サイジング方法論 （NEC 690.8に基づく）：
- 総収集電流を計算します：すべてのストリング短絡電流（Isc）の合計
- 連続デューティファクターを適用します：総電流×1.25
- 電流密度を決定します：90°Cの周囲温度で銅の場合は1.5〜2.0 A/mm²を目標とします
- 最小断面積を計算します：必要な電流÷電流密度
1000Vコンバイナーの計算例（12ストリング@ 12A Isc）:
- 合計Isc：12ストリング×12A = 144A
- 連続デューティ電流：144A×1.25 = 180A
- 必要な銅面積：180A÷1.8 A/mm² = 100mm²
- バスバーを指定します：10mm×10mm = 100mm²（標準サイズ）
高電圧システムは、より低い電流要件の恩恵を受け、より小さなバスバー断面積を可能にします。1000Vシステムと同等の電力を供給する1500Vシステムでは、バスバーの銅の使用量が33％少なくなり、全体的なBOSコストの削減に貢献します。.
エンクロージャーとIP定格に関する考慮事項
環境保護要件は、電圧クラスと設置環境によって異なります。
- 600V DCシステム （住宅/軽商業）：
- 最小定格：IP65またはNEMA 3R
- 材料：UV安定化ポリカーボネートまたは粉体塗装されたスチール
- アプリケーション：頭上保護を備えた屋上設置
- 1000V DCシステム （商業）：
- 最小定格：IP66またはNEMA 4X
- 材料：船舶グレードのアルミニウムまたはステンレス鋼304
- アプリケーション：直接的な気象暴露のある露出した屋上または地上設置
- 1500V DCシステム （ユーティリティスケール）：
- 最小定格：IP66またはNEMA 4X
- 材料：ステンレス鋼316（沿岸）または粉体塗装されたスチール（内陸）
- アプリケーション：砂/ほこりの侵入の可能性のある地上設置
VIOXの沿岸設置テストでは、標準の粉体塗装されたスチールエンクロージャーは、より高い電圧ポテンシャルからのガルバニック腐食が強化されているため、1000Vシステムと比較して1500Vアプリケーションで40％速い腐食速度を経験することが示されています。海水から10マイル以内のサイトの場合、強化されたガスケット材料を備えた316ステンレス鋼エンクロージャーを指定します。.
電圧定格選択ガイド：コスト対パフォーマンス分析
最適な電圧クラスを選択するには、初期資本コストと長期的な運用上の利点のバランスを取る必要があります。この意思決定フレームワークでは、システムサイズ、設置環境、およびプロジェクトの経済性を考慮します。
| 仕様 | 600V DCシステム | 1000V DCシステム | 1500V DCシステム |
|---|---|---|---|
| 典型的なアプリケーション | 住宅（4〜12kW）、小規模商業（<50kW） | 商業（50kW〜5MW）、中規模地上設置 | ユーティリティスケール（>5MW）、大規模C＆I |
| ストリングあたりのパネル数（例） | 10〜13パネル | 16〜27パネル | 24〜42パネル |
| コンバイナーあたりのストリング数 | 2〜6ストリング | 4〜16ストリング | 8〜24ストリング |
| コンポーネントコストインデックス | 100％（ベースライン） | 135% (+35%) | 180% (+80%) |
| インストール作業時間 | 100％（ベースライン） | 65% (-35%) | 48% (-52%) |
| BOSコスト削減 | — (ベースライン) | $0.08-0.11/ワット | $0.15-0.22/ワット |
| ROIタイムライン | 該当なし（規制対象クラス） | 18～24ヶ月 | 12～18ヶ月 |
| 故障リスクポイント | 低い（成熟したサプライチェーン） | 中程度（実績のある技術） | 高い（部品入手可能性） |
| NEC電圧制限 | 1～2世帯住宅に必須 | 業務用/産業用には許可 | 100kW以上の場合、PE計算が必要 |
| 温度ディレーティング係数 | 1.14（標準） | 1.18（標準） | 1.20（標準） |
コスト指標分析：1500Vコンポーネントは、ユニットあたり600V相当品よりも80%高価ですが、必要なユニットの大幅な削減（コンバイナーボックスが37%少なく、ストリングが33%少ない）により、システム全体のコストが削減されます。5MWのプロジェクトでは、個々の1500Vボックスが1000Vのボックスのほぼ2倍の費用がかかるにもかかわらず、1500Vでは約$42,000のコンバイナーボックス機器が必要ですが、1000Vでは$67,000が必要です。.
設置労務経済：労働時間の削減は、終端処理の減少とケーブル配線の簡素化によるものです。一般的な1MWの設置に必要なものは次のとおりです。
- 1000V構成：24個のコンバイナーボックス、約480個のストリング終端、192労働時間
- 1500V構成：15個のコンバイナーボックス、約300個のストリング終端、115労働時間
$85/時間の労働レート（電気技師+ヘルパーの混合）では、これは設置されたメガワットあたり$6,545の直接労働コストの削減に相当します。.
NEC準拠：電圧定格要件
米国電気工事規程第690条は、太陽光発電システムの電圧定格に関する規制の枠組みを確立しています。これらの要件を理解することで、コストのかかる再設計を防ぎ、検査官の承認を確実に得ることができます。.
NEC第690.7条：最大電圧計算
最大PVシステムDC回路電圧は、「回路の任意の2つの導体間、または任意の導体と接地間の最大電圧」として定義されます。この値は、機器の定格と作業スペースの要件を決定します。.
3つの計算方法:
- 表690.7(A)の方法 （標準的なアプローチ）：
- ストリングの合計Vocに温度補正係数を掛けます
- 補正係数：結晶シリコンの場合、1.06（25°C）～1.25（-40°C）
- すべてのAHJで受け入れられる保守的なアプローチ
- メーカーの温度係数 （精度を重視する場合）：
- モジュールデータシートのVoc温度係数を使用します
- 予想される最低周囲温度で電圧を計算します
- メーカーのデータが入手可能な場合は、NEC 110.3(B)に従って必須
- 計算式：Voc_max = Voc_STC × [1 + Temp_coeff × (T_min – 25°C)]
- プロのエンジニアによる計算 （100kW以上の場合に必須）：
- 認可されたPEが捺印されたドキュメントを提供します
- 業界標準の計算方法を使用する必要があります
- サイト固有の最適化と高度なモデリングが可能です
建物の種類による電圧制限
NEC 690.7(A)(3)は、建物の占有に基づいて厳格な電圧制限を課しています。
- 一戸建ておよび二戸建て住宅：最大600V DC
- 一戸建て住宅および二世帯住宅に適用されます
- システムのサイズや専門的なエンジニアリング計算に関係なく例外はありません
- 住宅環境での感電の危険性を制限するように設計されています
- 集合住宅、商業施設、工業施設：最大1000V DC（標準）
- 特別な要件なしで1000Vシステムを許可します
- 1000Vを超えることができるのは、システムが100kW以上の場合に専門のエンジニアが計算した場合のみです
- 資格のある担当者が高電圧システムを維持することを保証します
VIOXは、設置業者が住宅所有者の洗練度が電圧クラスのアップグレードを正当化すると仮定して、一戸建て住宅に1000V機器を設置しようとした多数の許可拒否シナリオを観察しました。AHJは、エンジニアリングの正当性に関係なく、これらの設置を普遍的に拒否します。.
NEC 690.7(D)に基づくラベル表示要件
最大DC電圧の永続的なラベル表示は、次の3つの場所のいずれかで必須です。
- DC遮断手段：最も一般的な場所であり、サービス担当者によく見えます
- 電子電力変換機器: DC遮断器が遠隔にある場合のインバータ筐体
- 配電機器: コンバイナボックスに遮断機能が含まれる場合
ラベル内容の要件:
- “「最大PVシステム電圧：[計算値] VDC」”
- 反射性または金属彫刻構造
- 屋外暴露に耐えるUV耐性材料
- 電圧値の最小テキスト高さ1/4インチ
VIOXは、電圧定格を示す、事前に取り付けられた準拠ラベル付きのすべてのコンバイナボックスを出荷します。ただし、最大システム電圧ラベル（温度補正を考慮）は、引き続き設置者の責任であり、実際のストリング構成を反映する必要があります。.
ラピッドシャットダウンのコンプライアンスに関する考慮事項
NEC 2023条項690.12のラピッドシャットダウン要件は、電圧定格の選択と相互作用します。
基本要件: PVシステムは、ラピッドシャットダウンによって制御される導体を、シャットダウン開始から30秒以内に≤80Vおよび≤2Aに低減する必要があります。.
電圧クラスの影響:
- 600Vシステム: モジュールレベルの電子機器またはオプティマイザベースのソリューションで実現可能
- 1000Vシステム: 複数のシャットダウンゾーンまたは強化されたモジュールレベルのデバイスが必要になる場合があります
- 1500Vシステム: ほぼ普遍的に、モジュールレベルのラピッドシャットダウンまたはオプティマイザアーキテクチャが必要
1500Vシステムのストリング長が長くなると、80Vの閾値を満たすのがより困難になります。VIOXは、設置後のレトロフィットを試みるのではなく、初期のコンバイナボックスの仕様中にラピッドシャットダウン設計を統合することをお勧めします。当社の 配線安全ガイド は、ラピッドシャットダウンの統合戦略について説明しています。.
メーカーの洞察：VIOXエンジニアリングの視点
VIOXエンジニアリングは、3つのすべての電圧クラスでコンバイナボックスを15年間製造してきた経験から、システムのパフォーマンスと寿命に直接影響を与える、繰り返し発生する仕様エラーと設計最適化の機会を特定しました。.
海岸設置における電圧定格の考慮事項
標準的な電圧定格の選択は、電気的考慮事項（ストリング長、温度補正、インバータの互換性）のみに焦点を当てています。ただし、塩水から10マイル以内の沿岸環境では、電圧クラスの経済性に影響を与える追加の複雑さが生じます。.
電食因子: DC電圧が高いほど、湿度が高く塩分を含んだ環境での電気化学的腐食が加速されます。当社のフィールドテストデータは次のことを示しています。
- 600Vシステム: ベースライン腐食率（1.0倍に正規化）
- 1000Vシステム: 銅製バスバーおよび端子での1.4倍の加速腐食
- 1500Vシステム: 18〜24か月後に目に見えるピッティングを伴う2.1倍の加速腐食
この加速された劣化は、より高い電圧ポテンシャルでの電解活性の強化に起因します。沿岸地域の場合、VIOXは以下を推奨します。
- 316ステンレス鋼エンクロージャへのアップグレード（標準の304と比較）
- すべての銅製バスバーにコンフォーマルコーティングを指定
- 検査頻度を年1回から半年に1回に増やす
- 1500Vが内陸部でより経済的な場合でも、1000Vアーキテクチャを検討する
1500V機器の一般的な仕様ミス
1000Vから1500Vシステムへの移行により、いくつかの繰り返し発生する調達エラーが明らかになります。
ミス1：電圧クラス間のコンポーネントの混合
1500Vシステムでの「ヒューズホルダーの溶融」を報告するお客様からの電話を複数回受けています。調査の結果、設置者は、1500V定格のホルダーがバックオーダーになったときに、容易に入手できる1000Vヒューズホルダーを代用したことが明らかになりました。最大1000V用に設計された絶縁体の電圧ストレスにより、トラッキングと最終的な炭化が発生します。. 液: リードタイムが長くなる場合でも、「1500V DC」の明示的なマーキングが付いたすべてのコンポーネントを注文してください。.
ミス2：不適切な沿面距離
1000Vシステム用に設計された標準の端子台は、隣接する極間に約12〜16mmの沿面距離があります。IEC 60664-1では、汚染度3（産業環境）での1500Vアプリケーションの場合、最小18mmが必要です。. 液: 間隔が拡大された1500V定格の端子台を指定するか、バリア分離を備えた個別の端子台を使用してください。.
ミス3：SPD MCOVの過小仕様
多くのプロジェクト仕様では、明示的なMCOV要件なしに「タイプII SPD」がリストされています。サプライヤは、800V MCOV（1000Vシステムに適しています）の最低コストのSPDを出荷しますが、最小1200V MCOVが必要な1500Vアプリケーションには壊滅的に不適切です。. 液: 調達ドキュメントでは、「MCOV≥1200V DCの1500V DC SPD」を明示的に指定する必要があります。.
極端な気候の電圧定格の安全マージン
NEC表690.7（A）の温度補正係数は、ほとんどの設置で保守的な安全マージンを提供します。ただし、極端な気候条件（日中の温度変動が大きい砂漠の設置、標高2,000mを超える高地、または極地の設置）では、強化された方法論が必要です。.
VIOXの強化された安全マージンプロトコル:
- NECテーブルではなく、メーカーの温度係数を使用します（通常、3〜5％の追加マージンを提供します）
- 50年の極端な温度ではなく、10年の気候の極端な温度を適用します（過度の保守主義を軽減します）
- 「ブラックスワン」イベント（前例のない寒波、機器エラー）に対して10％の電圧マージンを追加します
- 正確な計算値を使用しようとするのではなく、次の標準電圧定格に切り上げます
例：高砂漠の設置
- 記録的な低温：-28°C（メーカーデータ）
- モジュールVoc：STCで48V
- 温度係数：-0.31％/°C
- ストリング長：16パネル
従来のNEC表690.7（A）の計算：
- -30°Cでの補正係数：1.21
- ストリング電圧：48V×16×1.21 = 930V DC
- 1000V定格を選択（7％マージン）
強化されたVIOXプロトコル：
- 計算された電圧：48V×[1 +（-0.0031）×（-28 – 25）]×16 = 972V DC
- 10%の安全マージンを追加: 972V × 1.10 = 1069V DC
- 1500V定格を選択 (40%マージン)
強化されたプロトコルは、コンバイナーボックスあたり約$180の追加コストがかかります（1500V対1000V定格）。しかし、$150,000以上のセントラルインバーターを損傷する可能性のある電圧逸脱イベントのリスクを排除します。.
電圧クラス間のコンポーネント互換性の問題
電圧クラスの移行は、システムの拡張または部分的な交換時に互換性の課題を生み出します。
シナリオ1：600Vから1000Vへのシステム拡張
元のシステム：6本のストリングを備えた600Vコンバイナーボックス
拡張計画：1000V電圧クラスで8本のストリングを追加
問題：故障状態での電圧差により、同じコンバイナーボックス内で600Vと1000Vのストリングを並列に接続することはできません。1本のストリングで故障が発生した場合、健全なストリングからの逆流電流が600V定格のコンポーネントの遮断能力を超える可能性があります。.
VIOXのソリューション：拡張ストリング用に個別の1000Vコンバイナーボックスを配置します。両方の電圧クラスが安全に共存できるインバーターDC入力レベルで出力を結合します。コストへの影響：完全なシステム再構成の$8,500に対して、追加のコンバイナーボックスの$2,400。.
シナリオ2：混合電圧システムでのコンポーネント交換
老朽化した1000Vシステムでは、ヒューズの交換が必要です。サイトは最近の拡張のために1500V機器で標準化されています。.
問題：技術者は1000Vヒューズホルダーに1500V定格のヒューズを取り付けます。電圧定格は適切ですが、機械的寸法が異なり（14×65mm対10×38mm）、接触不良と潜在的なアーク故障の開始点が生じます。.
VIOXのソリューション：明確なラベル表示で、電圧クラスごとに個別のスペアパーツ在庫を維持します。設置前に部品検証のためのバーコードスキャンを実装します。.
コスト比較：実際の例
電圧定格の理論を実践的な経済学に翻訳するには、代表的なシステムサイズにわたる実際のプロジェクトコスト構造を調べる必要があります。.
住宅用8kWシステム（600V DCアーキテクチャ）
システム構成:
- 20枚のパネル @ 400W/枚 = 8kW
- 2ストリング × 10枚のパネル/ストリング
- ストリング電圧：45V × 10 × 1.14 温度係数 = 513V DC（600V定格内）
- コンバイナー：2ストリング、600V DC、ストリングあたり15Aヒューズ
コンポーネントの内訳:
| コンポーネント | 仕様 | 単位コスト | 量 | 合計 |
|---|---|---|---|---|
| コンバイナーエンクロージャー | IP65ポリカーボネート、16×12×6″ | $85 | 1 | $85 |
| ヒューズホルダー | 600V、10×38mm | $22 | 2 | $44 |
| gPVヒューズ | 15A、600V DC | $12 | 2 | $24 |
| DC回路ブレーカー | 63A、2P-600V | $95 | 1 | $95 |
| SPDモジュール | タイプII、600V、40kA | $75 | 1 | $75 |
| 母線と端子 | 100A定格 | $35 | 1セット | $35 |
| ケーブルグランド | PG16、IP65 | $8 | 4 | $32 |
| 総機器コスト | — | — | — | $390 |
| 設置作業 | 2.5時間 @ $85/時間 | — | — | $213 |
| 総設置コスト | — | — | — | $603 |
| ワットあたりのコスト | — | — | — | $0.075/W |
住宅用システムは、NEC 600V制限により、電圧最適化の機会が限られています。経済学は、コンポーネントの標準化と設置効率に焦点を当てています。 業務用250kWシステム（1000V DCアーキテクチャ）.
625枚のパネル @ 400W/枚 = 250kW
システム構成:
- 25ストリング × 25枚のパネル/ストリング
- ストリング電圧：45V × 25 × 1.18 温度係数 = 1,328V DC →
- NEC 690.7(B)(3)に従って専門のエンジニアによる計算が必要です 代替案：28ストリング × 22枚のパネル = 1,169V DC（1000V標準計算内）
- コンバイナー：各14ストリングの2ユニット
- コンポーネント内訳（コンバイナーボックスあたり）
ステンレス304、36×24×12″:
| コンポーネント | 仕様 | 単位コスト | 量 | 合計 |
|---|---|---|---|---|
| コンバイナーエンクロージャー | 1000V、14×51mm | $480 | 1 | $480 |
| ヒューズホルダー | 20A、1000V DC | $38 | 14 | $532 |
| gPVヒューズ | 250A、4P-1000V | $18 | 14 | $252 |
| DC回路ブレーカー | タイプII、1000V、40kA | $245 | 1 | $245 |
| SPDモジュール | 300A定格 | $165 | 1 | $165 |
| 母線と端子 | PG21、IP66 | $128 | 1セット | $128 |
| ケーブルグランド | ボックスあたりの機器コスト | $15 | 16 | $240 |
| 合計2つのボックス | — | — | — | $2,042 |
| 14時間 @ $85/時間 | — | — | — | $4,084 |
| 設置作業 | $0.021/W | — | — | $1,190 |
| 総設置コスト | — | — | — | $5,274 |
| ワットあたりのコスト | — | — | — | 同じシステムを600Vで展開した場合 |
：15枚のパネルの42ストリングが必要になり、4つのコンバイナーボックスが必要になります。総機器コスト：$6,890（+$1,616または+31%）。ユーティリティ5MWシステム（1500V DCアーキテクチャ）.
12,500枚のパネル @ 400W/枚 = 5MW
システム構成:
- 298ストリング × 42枚のパネル/ストリング
- ストリング電圧：45V × 42 × 1.20 温度係数 = 2,268V DC →
- String voltage: 45V × 42 × 1.20 temp factor = 2,268V DC → 専門技術者による計算が必要です。
- 調整後：298ストリング × 35パネル = 1,890V DC
- コンバイナー：19ユニット @ 各16ストリング（合計304ストリング）
ステンレス304、36×24×12″:
| コンポーネント | 仕様 | 単位コスト | 量 | 合計 |
|---|---|---|---|---|
| コンバイナーエンクロージャー | ステンレス316L、48×36×18インチ | $1,250 | 1 | $1,250 |
| ヒューズホルダー | 1500V、14×65mm | $65 | 16 | $1,040 |
| gPVヒューズ | 25A、1500V DC | $28 | 16 | $448 |
| DC回路ブレーカー | 400A、1500Vハイブリッド | $1,180 | 1 | $1,180 |
| SPDモジュール | I+II型、1500V、50kA | $385 | 1 | $385 |
| 母線と端子 | 定格500A | $295 | 1セット | $295 |
| ケーブルグランド | M32、IP66 | $22 | 18 | $396 |
| 監視インターフェース | SCADA統合 | $420 | 1 | $420 |
| 合計2つのボックス | — | — | — | $5,414 |
| 合計19箱 | — | — | — | $102,866 |
| 設置作業 | 285時間 @ $85/時間 | — | — | $24,225 |
| 総設置コスト | — | — | — | $127,091 |
| ワットあたりのコスト | — | — | — | $0.025/W |
同じシステムを1000Vで展開する場合：25パネルのストリングを500本必要とし、31個のコンバイナーボックスが必要になります。総設備コスト：$168,400（+$41,309または+32%）。設置作業：385時間（+$8,500）。.
ROI比較：1500Vアーキテクチャは、初期投資コストを$49,809削減します。年間エネルギー収量の0.3%向上（損失の削減）と組み合わせると、回収期間は1000Vの代替案と比較して約14か月になります。.
将来性：電圧定格のトレンド
太陽光発電業界の電圧進化は、LCOEの削減とシステム効率の向上に対する絶え間ない圧力により、今日の1500V標準を超えて続いています。.
1500Vへの業界の動きが普遍的な標準に
Wood Mackenzieの市場データによると、1500Vシステムは現在、世界の新規ユーティリティスケールプロジェクトの68%（2025年のデータ）を占めており、2020年の32%から増加しています。この採用曲線は、10年前の1000Vへの移行を反映しています。最初はユーティリティスケールに限定され、その後、コンポーネントコストが低下し、サプライチェーンが成熟するにつれて、C＆Iアプリケーションにまでカスケードダウンしました。.
1500Vの採用を加速する要因:
- インバーターメーカー 1MWを超えるすべての中央インバーターの1500V入力段を標準化しました
- モジュールメーカー 1500Vストリングに最適化されたVoc定格（49〜52Vの範囲）でパネルを設計します
- コンポーネントサプライヤー 1500V定格製品の研究開発にますます注力しており、1000Vラインを最適化せずに成熟させることができます
- 公益事業相互接続規格 主要市場（CAISO、ERCOT、MISO）では、合理化された承認プロセスを通じて1500Vアーキテクチャを奨励しています
VIOXは、2028年までに1500Vが1MWを超える新規PV容量の85%を占め、1000Vはレガシーシステムのメンテナンスと特定のニッチアプリケーションに限定されると予測しています。.
2000Vシステムが視野に
IEC技術委員会TC 82（太陽光発電エネルギーシステム）は、2000V DC PVシステムの予備標準化作業を開始しました。まだ市販されていませんが、いくつかの機器メーカーがプロトタイプコンポーネントを実証しています。
2000Vの理論上の利点:
- 1500Vを超えるBOSコストの12〜15%の追加削減
- 高効率モジュールのシナリオで、さらに長いストリング（50〜60パネル）を可能にします
- DC収集インフラストラクチャのさらなる削減
実用化を遅らせる実際的な課題:
- アークフラッシュエネルギー：2000Vの故障に対する入射エネルギーの計算は、広範なPPEなしでは安全な作業制限を超えています
- 絶縁材料：まだ費用対効果が高くないエキゾチックなポリマーとセラミック配合が必要です
- コード開発：NEC 2026は2000Vに対処する可能性は低く、最も早い採用はNEC 2029になる可能性があります
VIOXのエンジニアリング評価では、2000Vシステムは、強化された安全プロトコルと専門のメンテナンスクルーが経済的に運用できる低湿度の気候の砂漠ユーティリティスケール設備に限定される可能性があることが示唆されています。.
世界中の系統連系要件
国際的な電圧規格は大きく異なり、市場の断片化を引き起こしています。
- ヨーロッパ（EN 50618）：最大1500V DCが広く受け入れられており、ドイツ、フランス、スペインは1500Vシステムに系統連系インセンティブを提供しています
- 中国（GB/T 37655）：1MWを超えるシステムで最大1500V DCを許可します。政府補助金付きのプロジェクトでは、1500Vがますます義務付けられています
- インド（CEA規制2019）：商用屋上を1000V DCに制限します。地上設置型ユーティリティプロジェクトは1500Vまで許可されています
- オーストラリア（AS/NZS 5033）：ほとんどのアプリケーションで保守的な1000V DCの最大値。1500Vには特別な承認が必要です
- 中東（DEWA規格）：大規模なソーラーパーク（モハメッドビンラシッドアルマクトゥームソーラーパークは完全に1500V）に1500Vを積極的に推進しています
国際的なEPC企業および機器輸出業者にとって、この規格の寄せ集めは、3つのすべての電圧クラスにわたる柔軟な製造能力を必要とします。VIOXは、マルチマーケット要件に対応するために、コンバイナーボックスの完全なポートフォリオ全体でUL、CE、TÜV認証を維持しています。.
よくある質問
Q1：住宅用太陽光発電システムに必要な電圧定格は何ですか？
北米の1戸建ておよび2戸建て住宅の場合、NEC 690.7（A）（3）は、ストリング構成または計算された電圧に関係なく、最大600V DCのシステム電圧を義務付けています。NEC表690.7（A）またはメーカーの温度係数からの温度補正された最大電圧計算を使用して、補正係数を適用した後、ストリング長が600V DCを超えないようにしてください。穏やかな気候の400Wパネル（45V Voc）を備えた一般的な住宅用システムでは、ストリングあたり10〜11個のパネルを収容でき、適切な電圧マージンが得られます。より多くの電力を必要とする大規模な住宅用システムの場合は、ストリング長を600Vの制限を超えて増やすのではなく、追加のストリングを展開します。.
Q2：600Vシステムで1000Vコンバイナーボックスを使用できますか？
はい、低電圧システムで定格の高い接続箱を使用することは、電気的には安全であり、法規にも準拠していますが、経済的には非効率です。1000V定格のコンポーネント（ヒューズ、回路ブレーカー、SPD）は、電圧ストレスが絶縁破壊閾値を十分に下回るため、600V DCで安全に動作します。ただし、不要なコストが発生します。1000V機器は、絶縁要件の強化と特殊な材料の使用により、同等の600V定格のコンポーネントよりも通常35〜40％高価です。このアプローチは、混合電圧の設置全体で機器を標準化する場合、または将来のシステム拡張でより高い電圧を想定する場合にのみ意味があります。VIOXは、標準化の利点がコストプレミアムを上回らない限り、プロジェクトの経済性を最適化するために、電圧定格をシステム要件に一致させることを推奨します。.
Q3：1500Vシステムが普及しているのはなぜですか？
1500V DCシステムへの移行は、ユーティリティ規模において経済的な優位性をもたらします。複数のメカニズムを通じて、同等の1000Vシステムと比較して、LCOE（均等化発電原価）を15〜20%削減できます。高電圧化により、ストリングを50%長くすることが可能になり、ストリング数を37%削減し、対応する接続箱、DC集電ケーブル、および設置作業を不要にします。100MWの太陽光発電所では、1500Vで設計した場合、1000Vと比較してBOS（周辺設備）コストを800万〜1200万ドル節約できます。さらに、DC電流の低減（同等の電力に対して33%削減）は、I²R損失の比例的な低減を意味し、年間エネルギー収量を約0.3%向上させます。現代のユーティリティ規模の投資家は、収益を最大化するために、プロジェクトのRFP（提案依頼書）で1500Vアーキテクチャを義務付けており、コンポーネントコストの上昇にもかかわらず、業界全体での普及を推進しています。.
Q4: コンバイナーボックスに必要な電圧定格はどのように計算すればよいですか？
NEC 690.7 の方法論を用いて最大システム電圧を計算します。ストリングのモジュール開放電圧（データシートの Voc）の合計に、設置場所の予想最低周囲温度に基づき、NEC 表 690.7(A) から適切な温度補正係数を掛けます。例えば、-10°C の記録的な低温となる場所で 45V Voc モジュールを使用する 16 パネルのストリングの場合：16 × 45V × 1.14（-10°C での補正係数）= 最大 822V DC となります。計算値を超える次の標準電圧クラスの定格のコンバイナーボックスを選択します。この場合、1000V DC のコンバイナーボックスで十分なマージンが得られます。必ず計算が低温時の電圧上昇を考慮していることを確認してください。補正係数の適用を怠ることが、当社の 2,300 以上の現場設置で観察された電圧定格の故障の主な原因です。.
Q5: 電圧定格を小さくするとどうなりますか？
システムの最大補正電圧を下回る電圧定格のコンバイナーボックスを設置すると、モジュール電圧がピークに達する寒くて晴れた条件下で、複数の壊滅的な故障モードが発生します。低電圧動作は、ヒューズホルダー本体全体の絶縁破壊、バスバーからエンクロージャーへのトラッキング、および MCOV 閾値を超えた場合の SPD の故障を引き起こします。最も重要なことは、DC 回路ブレーカーは、電圧が定格を超えると遮断能力を失うことです。故障時、ブレーカー接点は開きますが、電圧耐性が不十分なため、アークがいつまでも持続し、エンクロージャーの火災や近くの作業員へのアークフラッシュによる負傷の可能性があります。VIOX の現場調査データによると、電圧定格を超えて動作するコンバイナーボックスの 18 か月以内の故障率は 100% であり、故障までの平均時間は 7 か月です。機器の保証は、電圧過負荷による損傷を明示的に除外しており、これは回復不能な経済的損失となります。.
Q6: 1500V システムは商業ビルにとって安全ですか？
はい、適切な設計、設置、および保守プロトコルが遵守されていれば、1500V DCシステムは商業ビルに安全に導入できます。NEC第690条は、システムが100kWを超えるインバーター容量を持ち、設計がNEC 690.7(B)(3)に従って認可された専門の電気エンジニアによって認証されている場合、商業、工業、および公益事業の設置に対して1000V DCを超える電圧を許可しています。強化された電圧には、対応する安全対策が必要です。すべてのサービス担当者に対するアーク定格PPE、強化されたロックアウト/タグアウト手順、NFPA 70Eに基づく特殊なアークフラッシュラベル、および電気的クリアランスの増加などです。最新の1500V機器には、タッチセーフな端子カバー、緊急時の非通電のための統合された急速シャットダウン、および壊滅的な故障の前に異常を検出するためのリモート監視などの安全機能が組み込まれています。商業ビルの所有者は、メンテナンススタッフが1500V固有のトレーニングを受け、システムの通電前に文書化された安全な作業手順を実施することを保証する必要があります。.
Q7: 600V と 1500V のコンバイナーボックスのコスト差はどれくらいですか？
1ユニットあたりで見ると、1500V DC接続箱は、特殊な部品、強化された絶縁要件、および製造量の少なさにより、同等の600Vユニットよりも約180〜200％高価になります。たとえば、住宅用の4ストリング接続箱は、600Vの場合、機器のみで約390ドルですが、同等の1500Vユニットは720〜780ドルかかります。ただし、システムレベルの経済性では、この関係が逆転します。1500Vアーキテクチャでは、ストリング長が長いため、接続箱の数が大幅に少なくて済み（箱数が37％削減）、ユニットあたりのコストが高くても、接続箱への総投資額は少なくなります。5MWの設備では、1500Vで19個の接続箱（総費用：102,866ドル）が展開されますが、1000Vでは31個の箱（総費用：168,400ドル）が展開され、65,534ドルの節約になります。コストのクロスオーバーは約1〜2MWのシステムサイズで発生し、それを超えると、1500Vはプレミアムコンポーネントの価格にもかかわらず、経済的に優位になります。.
