太陽光発電用集電箱の配線図は、複数の太陽光発電（PV）ストリングがインバーターへ送られる前に、どのようにして1つまたは複数のDC出力回路にまとめられるかを示しています。一般的な配線経路は以下の通りです：
PVストリングのプラス → ストリングヒューズまたはDCブレーカー → プラスバスバー → DCアイソレーターまたは出力ブレーカー → インバーターのDCプラス入力
PVストリングのマイナス → マイナス端子またはマイナスバスバー → インバーターのDCマイナス入力
PVモジュールフレーム / 機器接地導体 → PE（保護接地）または接地バスバー → 現場接地システム
DCサージ防護デバイス（SPD） → SPDの接続モードに従い、DC導体と保護接地の間に接続
この単純な経路が、ほぼすべてのPV集電箱の配線図の核心となります。詳細は、ストリング数、インバーターの最大電力点追従（MPPT）入力数、各ストリングにヒューズが必要かどうか、出力にDCアイソレーターとDCブレーカーのどちらを使用するか、そしてSPDがどのように配線されるかによって異なります。.
本ガイドでは以下に焦点を当てます DC太陽光発電用接続箱の配線, 、AC接続箱ではありません。より広範な製品概要が必要な場合は、VIOXを参照してください。 PVコンバイナボックスガイド. 。主な質問がデバイスの協調保護に関するものである場合は、以下を参照してください。 太陽光発電用接続箱の保護設計.
要点
- 接続箱はパネルを直列に接続するものではありません。直列接続は通常、各PVストリングを形成するために現場で行われます。.
- 接続箱内部では、ストリングは通常並列に接続されるため、電圧はほぼ一定のまま電流が加算されます。.
- 各ストリングの正極導体は、通常、正極バスバーに到達する前にストリングヒューズまたはDCブレーカーを経由します。.
- 正極と負極の両方のヒューズを使用する設計でない限り、負極導体は通常、負極端子台またはバスバーに接続されます。.
- ほとんどの最新のトランスレスPVシステムにおいて、保護接地（PE）または機器接地導体は、DCマイナス導体とは分離されています。.
- DC SPDは接地バーに対して短く直接的な接続を行う必要があります。SPDのリード線が長いと、サージ発生時の通過電圧が増大します。.
- マルチMPPTインバータでは、多くの場合、個別のコンバイナ出力が必要です。インバータの設計で許可されていない限り、異なるMPPTグループのストリングを結合しないでください。.
太陽光発電用コンバイナボックス配線図の概要
| 配線ポイント | 標準的な接続 | 検証する内容 |
|---|---|---|
| PVストリングのプラス側 | ストリング入力 + ヒューズホルダーまたはDCブレーカーへ |
極性、ストリング短絡電流(Isc)、ヒューズ定格、端子締め付けトルク |
| PVストリング負極 | ストリング入力 - 負極端子またはバスバーへ |
極性、端子グループ化、保護接地(PE)からの絶縁 |
| 正極出力 | DCアイソレーター/ブレーカーを経由した正極バスバーからインバーターへ PV+ |
合計電流、導体サイズ、DC定格電圧 |
| 負極出力 | 負極バスバーからインバータへ PV- |
定格電流、端子容量、ケーブル配線 |
| PE / 接地 | モジュールフレーム、エンクロージャ、SPD接地リード線からPEバーへ | 導通、ボンディング、地域ごとの接地規定 |
| SPD | +, -, SPDの配線モードに応じたL、N、PE端子 |
Ucpv定格、タイプ1/2の必要性、可能な限り最短のアースリード線 |
| 監視用CT/シャント | 取り付けられている場合、各ストリングまたは出力導体の周囲 | 方向、極性、通信配線 |
図面を読む前に：コンバイナボックスが実際に何を結合しているかを理解する
PVコンバイナボックスは以下を結合します 並列ストリング回路, 個別のモジュール配線ではなく。.
例えば、こうだ：
- 10個のモジュールを直列に接続して1つのストリングを形成する。.
- 4つの同一ストリングが接続箱（コンバイナボックス）に入る。.
- 接続箱は、それら4つのストリング出力を1つの出力回路にまとめるか、または2つのMPPTインバータ用に2つのグループ出力にまとめる。.
この区別は重要である。なぜなら、施工者が接続箱で直列ストリングが作られるかのように誤解して配線ミスを犯すことが多いためである。通常、接続箱では直列接続は行われない。ストリング電圧は、ケーブルが接続箱に到達する前に既に形成されている。.
基本的な4ストリングDC接続箱の配線図
最も一般的な図は、1つの正極バスバー、1つの負極バスバー、正極側のストリングヒューズ、DCサージ防護デバイス（SPD）、およびインバータへの1つの出力を備えた4ストリング入力接続箱である。.
PVストリング1 + ── ヒューズ1 ┐
この図は、4つのストリングすべてが並列接続に適している場合にのみ有効である。これは通常、各ストリングのモジュールタイプ、直列モジュール数、設置方位が同一であり、かつインバータのMPPT入力が合計電流を受け入れる仕様であることを意味する。.
シングルMPPTとマルチMPPTの配線比較
インバータのMPPT構成は、配線設計において最も重要な決定事項の一つである。.
シングルMPPT接続箱の配線
インバータのMPPT入力が1系統で、各ストリングの電気的特性が一致している場合、接続箱の出力はプラスとマイナスの1ペアとなる。.
4つの整合したPVストリング → 1つのヒューズ付き接続グループ → 1つのPV+/PV-出力 → インバータMPPT 1これは、すべてのストリングが同じ方向を向き、同様の日射条件にある場合に一般的である。.
2MPPTコンバイナボックスの配線
インバータが2つの独立したMPPT入力を備えている場合、コンバイナボックスは通常、それらのMPPTグループを分離した状態に保つ必要があります。.
ストリング1 + ストリング2 → コンバイナ出力A → インバータMPPT 1
インバータメーカーが明示的に許可していない限り、すべてのストリングを1つのバスバーにまとめてから出力を2つのMPPT入力に分岐させないでください。個別のMPPT入力は、異なる電圧・電流ポイントを追跡するように設計されています。インバータの前で不整合なストリングを結合すると、エネルギー収率が低下し、故障診断が複雑になる可能性があります。.
ストリングヒューズの配置場所
一般的なヒューズ付きDCコンバイナボックスでは、各ストリングのプラス導体は、プラス側が結合される前に個別のgPVヒューズホルダーに接続されます。.
ストリング+入力 → gPVヒューズ → プラスバスバーストリングヒューズの目的は、モジュールが過大な電流を発生するのを防ぐことではありません。PVモジュールは本質的に電流制限特性を持っています。ヒューズは主に、故障したストリングおよびその導体を、他の並列ストリングから供給される逆電流から保護するために使用されます。.
このため、並列ストリングの数が増えるほど、ストリングヒューズの重要性は高まります。ヒューズが必要かどうかは、モジュールの最大直列ヒューズ定格、並列ストリングの数、導体の許容電流、地域の規格、およびインバータ／コンバイナの設計によって決まります。.
国際的なプロジェクトでは、PVヒューズリンクは一般的に以下のように規定されています。 gPVヒューズ IEC 60269-6の用語に基づきます。北米のプロジェクトでは、PVソース回路の保護は、適用されるNEC第690条の要件および製品リストと照らし合わせて確認する必要があります。.
正極と負極の両方をヒューズで保護すべきか？
多くの図面では正極側のみがヒューズで保護されています。他のシステムでは正極と負極の両方を保護するものもあります。正しい選択は、接地方式、インバータのトポロジー、地域の規格、および機器の取扱説明書によって異なります。.
| システムの状態 | 一般的な配線手法 | 重要な注意 |
|---|---|---|
| フローティングまたは非接地型PVアレイ | 設計に応じて、正極側ヒューズまたは2極保護を使用する場合がある | DCマイナス側が接地されていると想定しないこと |
| 機能接地システム | ヒューズの配置は接地方式および規格に依存する | インバータおよび規格の要件に従うこと |
| バイポーラPVアレイ | 正極および負極のサブアレイには、特別な保護が必要となる場合があります。 | 標準的な簡易コンバイナ図を使用しないでください。 |
| ユーティリティスケールまたは監視機能付きコンバイナ。 | 両極の開閉／保護は、プロジェクト固有の要件となる場合があります。 | 設計図面に従ってください。 |
そのため、安全な配線図において、すべての太陽光発電システムで正極のみのヒューズ保護を前提とすべきではありません。より適切なエンジニアリング上のルールは以下の通りです。 記載されたコンバイナボックスの設計、インバータの取扱説明書、地域の法令、およびPVモジュールの最大直列ヒューズ定格に従ってください。.
出力側におけるDCアイソレータまたはDCブレーカの配線
多くの接続箱には、合流後の出力側にDCアイソレーター、DCスイッチ断路器、またはDCブレーカーが組み込まれています。.
出力デバイスは通常、ストリングが合流した後に配置されます。
ストリングヒューズ → 正極バスバー → 出力DCアイソレーター/ブレーカー → インバーターPV+一部の設計では、正極と負極の両方の出力導体が2極または4極のDCスイッチ断路器を通ります。これは、当該デバイスがローカルアレイ切断スイッチとして使用される場合に一般的です。.
DCアイソレーターとDCブレーカーを互換性があるものと見なさないでください。DCアイソレーターは主に手動での切断および絶縁を目的としています。DCブレーカーは、PVのDC電圧、電流、遮断容量、極性、および極配線構成に対して定格が適合している場合にのみ、過電流保護を提供できます。詳細については、以下を参照してください。 DCアイソレーターとDCサーキットブレーカーの比較.
太陽光発電接続箱におけるDC SPDの配線
DCサージ防護デバイス（SPD）は、負荷電流に対して直列ではなく、PV回路に対して並列に接続されます。.
一般的なSPDの接続は以下の通りです。
SPD + → PVプラス側バスまたはライン端子SPDの設計および接地システムに応じて、内部保護モードは以下のいずれかとなります：
+ から PE- から PE+ から -- Y結線、またはメーカーが規定するその他のPV用SPD構成
配線の重要な原則は、SPDの導体を可能な限り短く、直線的にすることです。サージ発生時、導体が長くなるほど誘導電圧降下が増加するため、見た目は整っていてもSPDのループが長いと、実際の保護性能が低下する可能性があります。.
DC用SPDの選定詳細については、以下を参照してください。 DC用サージ防護デバイス（SPD） そして SPDデータシートの読み方.
接地およびPEバーの配線
太陽光発電用コンバイナボックス内の接地バーは、負極バスバーとは異なります。.
PEバーには通常、以下が接続されます。
- PVモジュールフレームおよび架台からの機器接地導体
- コンバイナボックス筐体のボンディング導体
- SPD接地導体
- 接地システムへの出力機器接地導体
負極バスバーはDC帰還電流を流します。適切に設計されたシステムにおいて、PEバーは通常動作電流を流すべきではありません。.
インバータやシステムの設計で特に要求されない限り、PVの負極をコンバイナの筐体に接続しないでください。最新のトランスレスPVシステムの多くは、絶縁監視や残留電流監視の概念を採用しており、通常条件下ではDC導体を機器接地から絶縁しておく必要があります。.
太陽光発電用コンバイナボックスの配線手順（ステップバイステップ）
この手順は一般的なDC PVコンバイナボックス向けに作成されています。必ず付属の配線図、インバータの取扱説明書、および地域の電気設備基準に従ってください。.
1. 配線に触れる前に設計を確認する
配線前に以下を確認してください：
- ストリング数
- ストリングあたりのモジュール数
- 最大低温補正ストリング開放電圧
- モジュール短絡電流
- モジュールの最大直列ヒューズ定格
- インバータMPPT入力電圧および電流制限
- 接続箱の電圧、電流、および筐体定格
- システムが接地、非接地、または機能接地されているかどうかの確認
接続箱を適切な位置に取り付ける
接続箱は、環境への曝露、ケーブル配線、熱、および地域の離隔距離規則を考慮した上で、点検や保守が容易な場所に設置する必要があります。屋外設置の場合は通常、適切なIP/NEMA保護等級、耐紫外線ケーブルエントリ、およびグランドや電線管継手周りの確実なシール処理が求められます。.
ケーブルエントリ周辺に水が溜まる場所や、直接的な熱ストレスにより内部コンポーネントがディレーティング制限を超えてしまうような場所への設置は避けてください。.
PVストリングケーブルを適切なエントリに引き込む
各PVストリングのペアを、指定されたグランドまたは電線管エントリを通してボックス内に配線します。プラス極とマイナス極の導線が、引き込みから終端まで識別できるようにしてください。.
推奨事項：
- 各ストリングのケーブルエントリにラベルを貼付する
- ケーブルの曲げ半径をメーカーの規定範囲内に保つ
- ヒューズクリップやSPD端子の上を導体が横切らないようにしてください。
- メンテナンスのために十分なサービスループを確保しつつ、SPDの接地配線付近でループが乱雑にならないようにしてください。
ストリングのプラス側をヒューズまたはDCブレーカーに接続してください。
各ストリングのプラス側は、指定されたヒューズホルダーまたはブレーカーの入力端子に接続してください。ヒューズの出力側はプラス側のバスバーに接続します。.
複数の導体を接続できる定格が明示されていない限り、1つの端子に複数のストリングのプラス側を並列接続しないでください。.
ストリングのマイナス側をマイナス端子台またはバスバーに接続してください。
各ストリングのマイナス側を割り当てられたマイナス端子に接続してください。監視機能付きのコンバイナボックスでは、各マイナス側またはプラス側が電流センサーや監視ボードを経由する場合があります。監視デバイスの方向表示に従ってください。.
出力導体をインバーターに配線してください。
統合されたプラス出力は、取り付けられている場合は指定された出力デバイスを経由します。統合されたマイナス出力は、マイナスバスバーまたは出力端子から出力されます。.
チェック：
- 出力導体の許容電流
- インバータ入力電流制限
- 端子温度定格
- 両端の極性
- 正しいMPPTグルーピング
7. SPDを接続する
DC SPDをラベルおよびデータシートに従って配線してください。SPDの導体、特にPE導体は短く直線的に配線してください。SPDにリモート信号接点がある場合は、可能な限り高電流のDC導体から離して低電圧信号線を配線してください。.
8. PE（接地）導体を接続する
コンバイナエンクロージャおよび必要なすべての機器接地導体をPEバーにボンディングしてください。接続完了後、接地導通を確認してください。.
9. 通電前にラベル付け、点検、および試験を行ってください。
カバーを閉じる前に：
- すべてのストリングの極性を確認してください。
- ヒューズの定格が設計値と一致しているか確認してください。
- 素線が露出していないことを確認してください。
- メーカー指定のトルク値を使用して端子の締め付けトルクを確認してください。
- プロジェクトで要求されている場合は、絶縁抵抗を確認してください。
- SPDのステータスインジケーターが正常であることを確認する
- 最終接続の前に、DCアイソレーター／ブレーカーがOFFであることを確認する
- ストリングの開放電圧（Voc）値を記録し、類似するストリングと比較する
一般的な配線構成
2ストリング用接続箱
インバータおよびモジュールの設計が直接並列接続を許可している場合、2ストリング用接続箱にストリングヒューズが必ずしも必要とは限らない。しかし、メンテナンスや標準化の観点から、多くの既製品ボックスにはヒューズが組み込まれている。.
ストリング1 + → ヒューズ1 → プラス側バスバー4ストリング用接続箱
これは最も一般的な教育用配線図です。並列ストリング電流がバスバーでどのように加算されるかを示しているため有用です。.
4つのストリングのプラス側 → 4つのヒューズホルダー → 1つのプラスバス → 1つの出力4ストリング、2-MPPTコンバイナボックス
この配線は2つのグループを分離した状態に保ちます。.
ストリング1 + ストリング2 → 出力A → MPPT 1ボックスの外観は似ているかもしれませんが、内部ではプラス側のグループ分けと出力が分離されている必要があります。.
監視機能付きコンバイナボックス
監視機能付きボックスでは、各ストリングの導体が測定チャンネルを通過します。監視回路は、ストリング電流、ヒューズの状態、SPDの状態、または温度を測定します。.
配線の重要なルールは単純です。ヒューズホルダー、端子、またはケーブルを交換する際、監視経路をバイパスしないでください。.
最も多くの問題を引き起こす配線ミス
| 間違い | なぜそれが危険なのか | 推奨される施工方法 |
|---|---|---|
| ストリングの極性の逆転 | インバータ入力やSPDを損傷させ、故障状態を引き起こす可能性がある | 接続前にメーターで極性を確認すること |
| 異なるMPPTグループを混在させること | 追従性能を低下させ、故障の特定を複雑にする | MPPTグループは電気的に分離しておくこと |
| DC太陽光発電システムにおけるAC用ブレーカーまたはアイソレーターの使用 | DCアークはACアークよりも遮断が困難である | PV定格のDC機器のみを使用すること |
| SPDの接地リード線が長い | サージ発生時の実効通過電圧が上昇する | SPDのPE（保護接地）経路は短く直線的にすること |
| PEバーを負極バスバーとして扱うこと | 接地経路に動作電流が流れる可能性がある | 設計上のボンディング要求がない限り、DCマイナスとPEは分離しておくこと |
| 1つの端子に複数の導線を接続すること | 接続の緩みや過熱の原因となる | 導線の本数とサイズに適した定格の端子を使用すること |
| 特大ヒューズ | 導線やストリング配線の保護が機能しない可能性がある | モジュールおよび規格の要件に従ってサイズを選定すること |
| ストリングのラベル表示がないこと | 試運転やトラブルシューティングの遅延を招く | すべてのストリング、ヒューズ、および出力にラベルを貼付すること |
設置前に太陽光発電用コンバイナボックスの配線図を確認する方法
図面を承認する前に、以下のクイックレビューを使用すること：
- 各PVストリングに明確なマークが付けられているか
+そして-入力？ - 各ヒューズ付きストリングにおいて、システム設計に基づいた正しい導体にヒューズが配置されているか
- 正極および負極のバスバーがPEバーから明確に分離されているか
- SPDは接続されているか
+,-, SPDのデータシートに従って、L、N、PEが接続されていますか？ - SPDの接地経路は短く、直接接続されていますか？
- 出力機器は、DCアイソレーター、DCブレーカー、またはスイッチ断路器のいずれであるか明示されていますか？
- 複数のMPPTグループは分離されていますか？
- すべてのDC機器は、最大PV電圧に対して定格を満たしていますか？
- 出力導体は、合計電流および設置条件に適したサイズになっていますか？
- ラベル、極性表示、および警告ラベルが表示されていますか？
個別のコンバイナボックスが不要な場合
すべての太陽光発電システムに外部接続箱（コンバイナボックス）が必要なわけではありません。.
以下のような場合には、不要となる可能性があります。
- インバータが十分な数の独立したストリング入力を備えている場合
- インバータに必要なストリング保護機能と直流開閉器が内蔵されている場合
- ストリングが1つのみ使用される場合
- 2つのストリングが、メーカーが許可する認定コネクタまたはインバータ入力を介して直接接続される場合
- プロジェクトの設計において、アレイ側での外部監視、SPD（避雷器）、または現場での絶縁が必要とされない場合
ただし、商業用、産業用、および公共事業規模のシステムでは、ストリング保護、直流サージ保護、絶縁、監視、およびメンテナンスへのアクセスを一元化できるため、接続箱は依然として有用です。.
よくあるご質問
太陽光発電用接続箱の正しい配線図はどのようなものですか？
一般的なDC配線経路は、PVストリングのプラス側からヒューズまたはDCブレーカーを経由してプラス側バスバーへ接続し、その後出力側のアイソレーターまたはブレーカーを通ってインバーターへ至ります。PVストリングのマイナス側はマイナス側バスバーまたは端子台へ接続され、機器接地導体およびSPDの接地接続はPEバーへ接続されます。.
太陽光発電用接続箱は、パネルを直列に接続しますか、それとも並列に接続しますか？
接続箱は通常、すでに形成されたPVストリングを並列にまとめる役割を果たします。モジュールの直列接続は、通常、各ストリングを作成するために接続箱の外側で行われます。.
PV接続箱において、ヒューズはどこに配置すべきですか？
多くの設計では、各ストリングのプラス側導体は、プラス側バスバーに接続される前に個別のgPVヒューズを通過します。システムによっては、接地方式、規格、および機器の指示に応じて、異なるヒューズ配置や2極保護が必要になる場合があります。.
すべてのストリングを1つのMPPT入力に接続できますか？
インバーターのMPPT入力が合計電流に対して定格を満たしており、かつ各ストリングが組み合わせて動作するのに適している場合にのみ可能です。ストリングが異なる方向を向いている場合や、異なるMPPTチャンネルに属している場合は、通常、分離しておく必要があります。.
負極バスバーは接地（グランド）と同じですか？
いいえ。負極バスバーはDCリターン電流を流すためのものです。PE（保護接地）または接地バスバーは、機器のフレーム、筐体部品、およびSPDの接地導体を接続するためのものです。システム設計で特に指定がない限り、負極を接地しないでください。.
コンバイナボックス内のどこにSPDを接続しますか？
DC SPDはDC回路に対して並列に接続されます。その +, -, 、およびPE端子は、SPDの配線図に従う必要があります。PE導体は、可能な限り短く直線的に配線してください。.
ソーラーコンバイナボックスにACブレーカーを使用できますか？
ACブレーカーがPV DC回路に適していると判断しないでください。DCアークは、ACアークのように電流ゼロクロス点で自然消弧しません。PV DC電圧、電流、遮断容量、極性、および極接続の定格が明記された機器を使用してください。.
コンバイナボックスの配線後、何をテストすべきですか？
設置者は通電前に、最低限、極性、ストリング開放電圧、接地導通性、端子の締め付け、ヒューズ定格、SPDの状態、筐体の密閉性、および出力極性を確認する必要があります。プロジェクトの仕様によっては、絶縁抵抗試験や試運転記録が求められる場合もあります。.
概要
優れた太陽光発電用接続箱の配線図は、単なる配線の図面ではありません。それは保護機能の地図です。.
正極のストリング導体は、適切なストリング保護装置を経由して配線しなければなりません。負極の導体は、正しい端子経路を通って戻る必要があります。SPDは、短く直接的なPE接続で配線しなければなりません。出力機器は、絶縁、開閉、過電流保護、またはそれらの組み合わせなど、要求される役割に適合している必要があります。マルチMPPT設計では、ストリンググループを分離しておく必要があります。.
配線図によってこれらの経路が明確であれば、接続箱の設置、点検、トラブルシューティング、保守が容易になります。もし配線図でこれらの経路が隠されていると、見た目は整然としていても、重大な電気的リスクを抱える可能性があります。.
使用した情報源および参照ポイント
- レビュー済みの既存VIOXページ：太陽光発電用接続箱の配線図
- VIOX内部クラスター参照：PV接続箱ガイド
- VIOX内部クラスター参照：太陽光発電用接続箱の保護設計
- NECコンテキストページ：NFPA 70 米国電気工事規程（National Electrical Code）
- 太陽光発電用ヒューズの規格コンテキスト：IEC 60269-6は、太陽光発電システム向けのIEC低圧ヒューズ規格です。プロジェクトの適合性については、購入した最新の規格本文および現地の法規と照らし合わせて確認する必要があります。.
