콤바이너 박스 인클로저 선택이 생각보다 중요한 이유

A 태양광 접속함 인클로저 단순한 방수 외피가 아니라 극한 조건에서 작동하는 열 관리 시스템입니다. 표준 정션 박스와 달리 PV 접속함은 다음과 같은 세 가지 동시 엔지니어링 문제에 직면합니다. 고전류 DC 스위칭 부품에서 발생하는 지속적인 열, 24시간 내내 재료를 저하시키는 지속적인 UV 노출및 열 순환 스트레스 사막의 주야 온도 변화가 40°C 이상입니다. 인클로저 재료를 선택하면 퓨즈와 회로 차단기가 정격 용량 내에서 작동하는지 또는 조기에 열화되는지 여부가 직접적으로 결정됩니다.

주요 내용

• 알루미늄 인클로저는 수동 방열판 역할을 합니다., 폴리카보네이트보다 1000배 더 효과적으로 열을 발산하여 다음을 방지하는 데 중요합니다. 회로 차단기 열 저감 200A+ 시스템에서
• 폴리카보네이트의 Class II 이중 절연 인클로저를 제거합니다. 접지 요구 사항, 인건비가 비싼 시장에서 설치 인건비를 15-20% 줄입니다.
• 일반 ABS 플라스틱은 치명적으로 고장납니다. PV 애플리케이션에서 UV 열화는 6-12개월 이내에 취성을 유발합니다(재료 고장 분석)
• 316L 스테인리스 스틸은 해안선에서 5마일 이내의 염수 분무 환경에서만 프리미엄을 정당화합니다. 그렇지 않으면 알루미늄이 더 낮은 비용으로 우수한 열 성능을 제공합니다. 총 전류가 150A를 초과하는 1500V 시스템의 경우
• 금속 인클로저는 선택 사항이 아닙니다. 플라스틱 하우징 내부 온도가 65-75°C에 도달하여, 오작동 퓨즈 작동 유틸리티 규모의 태양광 EPC에 서비스를 제공하는 B2B 제조업체인 VIOX Electric은 애리조나 사막에서 노르웨이 해안 설치에 이르기까지 다양한 환경에서 알루미늄, 스테인리스 스틸 및 UV 안정화 폴리카보네이트 플랫폼에서 접속함 인클로저를 현장 테스트했습니다. 이 가이드는 열 화상 데이터, 가속 UV 테스트 결과 및 고장 모드 분석을 종합하여 다음과 같은 두 가지 가장 일반적인 접속함 고장 모드를 방지하는 인클로저를 지정하는 데 도움이 됩니다.

열화 UV로 인한 재료 파괴 그리고 그림 1: 전체 태양광 부하에서 VIOX 알루미늄 접속함 성능을 보여주는 산업용 열 화상 비교. 왼쪽: 가시광선 설치 보기. 오른쪽: 주변 조건 45°C에서 내부 핫스팟이 58°C로 제어되는 효과적인 방열을 보여주는 열 적외선 프로필..

태양광 접속함은 기존 인클로저 선택 기준을 무효화하는 조건에서 작동합니다.

1. 지속적인 내부 열 발생

다음을 운반하는 12스트링 접속함

200A+ 총 DC 전류 다음에서 지속적인 열을 발생시킵니다. 스트링 퓨즈

• (각 10-15A): I²R 손실에 비례하는 저항 가열 : 부하 상태에서 접촉 저항 가열
• DC 회로 차단기버스바 조인트
• : 종단점의 미세 저항SPD 배리스터 대기 전류
• : MOV 누설 가열이 내부 열 발생은

낮 시간 동안 일정합니다. 간헐적인 부하가 있는 AC 정션 박스와는 다릅니다. 200A 시스템은 대략150-220W의 지속적인 열 구성 요소의 열 폭주를 방지하기 위해 소산되어야 합니다. 2. 극심한 외부 태양광 부하.

태양광 랙킹 시스템에 장착된 접속함은 다음을 경험합니다.

직접 태양 복사

• : 인클로저 표면을 가열하는 1000W/m²반사된 복사
• 알루미늄 PV 프레임에서: 추가 150-250W/m² 그늘 기간 없음
• : 매일 6-10시간의 지속적인 열 부하검은색 또는 짙은 회색 인클로저(미적 이유로 일반적)는 다음 온도에 도달할 수 있습니다.

85°C 표면 온도 햇볕이 잘 드는 곳에서 인클로저를 보호 하우징이 아닌 태양열 집열기로 바꿉니다. 3. UV 방사 강도.

PV 접속함은 견딥니다.

누적 UV 노출 다음과 동일합니다. 2,000-3,000 kWh/m²/년

• UV 방사(280-400nm 파장) 10,000-15,000시간
• 연간 직접 UV 노출 UV 보호 없음
• Zero UV protection 음영 또는 건축적 특징으로부터

이 UV 부하는 5-10배 더 높습니다. 부분적인 음영이 있는 건물 외부에 장착된 표준 실외 전기 인클로저보다 높습니다.

VIOX 엔지니어링 데이터: 네바다 테스트 시설에서 200A 부하의 알루미늄 컴바이너 박스는 58-62°C의 내부 온도를 유지했습니다. 45°C 주변 조건에서. 동일한 폴리카보네이트 장치는 72-78°C의 내부 온도에 도달했습니다. 동일한 부하에서 14-16°C의 차이는 퓨즈와 차단기를 60°C 정격 기준 이상으로 밀어냅니다. 자세한 열 분석은 다음에서 확인하십시오. 과열 방지 솔루션 가이드.

열 관리: 주요 선택 기준

알루미늄: 엔지니어링된 열 발산

알루미늄의 열전도율 205 W/(m·K) 전체 인클로저를 능동형 열 교환기로 변환합니다. 내부 구성 요소에서 생성된 열은 알루미늄 벽을 통해 전도되고 다음을 통해 발산됩니다.

1. 장착 구조로의 전도: 열이 인클로저에서 랙 시스템으로 흐릅니다.
2. 주변 공기로의 대류: 외부 표면을 따라 흐르는 자연 대류
3. 주변으로의 복사: 분체 도장된 표면에서 방출되는 적외선

실제 성능: VIOX의 애리조나 시설에서 테스트한 12스트링, 210A 컴바이너 박스(45°C 주변 온도, 전체 태양 부하)에서:

• 알루미늄 인클로저: 내부 온도 59°C, 차단기가 정격 용량의 95%로 작동
• 폴리카보네이트 인클로저: 내부 온도 73°C, 차단기가 용량의 82%로 저감

알루미늄 인클로저의 우수한 열 발산 13%의 용량 손실을 방지했습니다. 이로 인해 과도한 크기의 차단기 또는 시스템 처리량 감소가 필요할 수 있습니다. 이는 직접적으로 영향을 미칩니다. 시스템 크기 계산.

스테인리스 스틸: 부식 방지 이점이 있는 열 병목 현상

스테인리스 스틸의 열전도율은 16 W/(m·K)에 불과합니다.알루미늄보다 92% 나빠서 심각한 열 문제를 야기합니다.

• 열 축적 발산보다는 인클로저 벽에
• 핫스팟 형성 퓨즈 블록 및 차단기 단자 주변
• 필수 강제 환기 총 전류가 150A를 초과하는 부하의 경우

엔지니어링 솔루션: 고전류 애플리케이션용 스테인리스 스틸 컴바이너 박스에는 다음이 필요합니다.

• NEMA 3R 등급 루버 스테인리스 스틸 방충망 포함(상단 및 하단 장착)
• 온도 조절 장치가 있는 12VDC 팬 (PV 시스템 보조 출력에서 전원 공급)
• 과도한 크기의 인클로저 (대류 개선을 위해 계산된 공간의 최소 150% )

열 제한으로 인해 스테인리스 스틸은 다음에만 적합합니다.

• 해안 설치 염분 안개가 부식 방지를 요구하는 경우
• 저전류 애플리케이션 (총 ≤100A) 열 발생이 관리 가능한 경우
• 화학적으로 공격적인 환경 (산업 현장) 알루미늄이 부식될 수 있는 경우

폴리카보네이트: 능동 냉각이 필요한 열 절연체

폴리카보네이트의 열전도율은 0.2 W/(m·K)입니다.알루미늄보다 1000배 나빠서 열 발산기보다는 열 절연체입니다. 모든 내부 열이 갇혀 구성 요소 온도를 임계 수준으로 높입니다.

임계값: 초과하는 컴바이너 박스의 경우 총 전류 150A, 폴리카보네이트에는 다음이 필요합니다.

• 강제 환기 팬: 최소 50 CFM 정격 공기 흐름
• 환기 루버: 교차 흐름 설계 (흡입구 하단, 배기구 상단)
• 열 모니터링: 알람 출력이 있는 내부 온도 센서
• 과대 용량 구성 요소 등급: 퓨즈 및 차단기는 60°C 대신 75°C 주변 온도 정격

적용 창: UV 안정화 폴리카보네이트는 다음 기간 동안 사용 가능합니다.

• 주거 시스템: 3-8 스트링, 총 전류 ≤80A
• 경상업: ≤12 스트링, 환기 시 총 전류 ≤120A
• 인건비가 높은 위치: 위치 접지 요구 사항 금속 인클로저 설치 비용이 많이 듭니다.

VIOX 열 테스트 데이터: 애리조나주 피닉스에서 8 스트링 결합기 박스(총 전류 140A)를 비교하는 90일 현장 연구를 수행했습니다.

• 알루미늄 (환기 없음): 평균 내부 최고 온도 61°C
• 폴리카보네이트 (수동 통풍구): 평균 내부 최고 온도 74°C
• 폴리카보네이트 (50 CFM 팬): 평균 내부 최고 온도 65°C

강제 환기가 없는 폴리카보네이트 장치는 다음을 경험했습니다. 3가지 성가신 퓨즈 작동 열화로 인해. 완료 여기에서 문제 해결 방법론.

회로 차단기 열 저감: 열악한 인클로저 선택의 숨겨진 비용

인클로저 재료와 회로 차단기 성능 간의 관계는 다음에 의해 결정됩니다. 주변 온도 저감 계수. 대부분의 DC 회로 차단기는 다음 등급으로 평가됩니다. 40°C 주변 온도 상승된 온도에 대한 게시된 저감 곡선 포함.

시스템 용량에 미치는 저감 영향

예: 40°C 주변 온도에서 정격 20A DC 차단기

내부 인클로저 온도	차단기 저감 계수	유효 용량	용량 손실
60°C (알루미늄 인클로저)	0.94	18.8A	6%
70°C (스테인리스 스틸, 환기 불량)	0.86	17.2A	14%
75°C (폴리카보네이트, 환기 없음)	0.80	16.0A	20%

스트링당 20A 차단기가 있는 12 스트링 결합기 박스에서 용량 손실은 사용 불가능한 시스템 용량으로 직접 변환됩니다.

• 알루미늄 인클로저: 226A 유효 용량 (12 × 18.8A)
• 폴리카보네이트 인클로저: 192A 유효 용량 (12 × 16.0A)

그리고 34A 용량 부족 폴리카보네이트 인클로저에서 피크 태양 시간 동안 PV 어레이의 DC 출력을 완전히 활용할 수 없음을 의미합니다. 결과적으로 에너지 생산량이 줄어들고 ROI가 감소합니다.

UV 저항: 일반 플라스틱 결합기 박스가 치명적으로 고장나는 이유

ABS 재해: 일반 플라스틱이 금지되는 이유

아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌 (ABS) 플라스틱(실내 전기 박스에서 흔히 사용됨)은 실외 PV 응용 분야에서 치명적인 UV 분해를 겪습니다.

UV 분해 타임라인:

• 0-3개월: 표면 분필 및 색상 퇴색
• 3-6개월: 폴리머 사슬 절단이 시작되고 15-25% 인장 강도 손실
• 6-12개월: 취성이 발생하고 장착 지점 주변에 균열이 나타납니다.
• 12-18개월: 구조적 고장, 인클로저가 IP 등급을 유지할 수 없음

현장 고장 예: 2022년 캘리포니아 태양광 발전소에서 ABS 인클로저가 있는 47개의 결합기 박스가 14개월 이내에 고장났습니다. 충격 테스트 결과 재료가 손실된 것으로 나타났습니다. 원래 충격 강도의 68%—케이블 인입 지점 주변에 균열이 발생하여 습기가 침투하여 SPD 및 차단기를 파괴했습니다. 총 교체 비용은 $180,000을 초과했습니다. 자세한 재료 파괴 분석은 다음을 참조하십시오. 폴리카보네이트 대 ABS 가이드.

UV 안정화 폴리카보네이트: 태양광 애플리케이션용으로 설계됨

프리미엄 폴리카보네이트 제형에는 다음이 포함됩니다. UV 안정제 패키지 UV 광자가 폴리머 사슬을 끊기 전에 흡수하는 것:

안정제 화학:

• 벤조트리아졸 UV 흡수제: UV-A(315-400nm) 및 UV-B(280-315nm) 흡수
• HALS(방해 아민 광 안정제): UV 노출로 생성된 자유 라디칼 제거
• 농도: 10년 이상 실외 성능을 위해 중량 기준 ≥0.5%

VIOX 폴리카보네이트 사양:

• UV 안정제 함량: 중량 기준 0.8%(업계 최소값보다 60% 높음)
• ASTM G154 가속 내후성: 5,000시간 크세논 아크 노출 후 인장 강도 손실 <12%
• 현장 검증된 수명: 직사광선에 15-20년 노출
• 난연 등급: UL94 V0(10초 이내에 자동 소화)

적용 적합성: UV 안정화 폴리카보네이트 컴바이너 박스는 다음에 적합합니다.

• 주거 시스템: 3-8 스트링, 총 전류 ≤80A
• 소규모 상업용: 적절한 열 관리로 ≤12 스트링, ≤120A
• 온대 기후: UV 노출량이 ≤2,500 kWh/m²/년인 지역
• 예산에 맞는 프로젝트: 30-40% 비용 절감이 25년 이상 수명 대비 15-20년 수명을 정당화하는 경우

폴리카보네이트를 사용하지 마십시오.

• 유틸리티 규모 농장: 고전류 박스는 과도한 열을 발생시킵니다.
• 사막 설치: UV 강도가 재료 성능을 초과합니다.
• 해안 환경: 염분이 폴리머 분해를 가속화합니다.
• 1500V 시스템: 고전압 스트링거는 최대 신뢰성이 필요합니다.

알루미늄 및 스테인리스 스틸: 고유한 UV 면역

적절한 표면 마감 처리된 금속 인클로저는 UV 분해에 면역됩니다.:

분체 도장 알루미늄:

• 코팅 조성: 가교 폴리에스터 또는 폴리에스터-TGIC 하이브리드 수지
• 자외선 저항성: 10년 이상 광택 유지, 구조적 분해 없음
• 성능: 5,000시간 QUV 노출 후 ASTM D2244 색상 페이드 ΔE <5

316L 스테인리스 스틸:

• 산화 크롬 수동층: 자가 치유 보호 필름
• UV 민감도 제로: UV 광자에 의해 영향을 받지 않는 스테인리스 스틸 분자 구조
• 표면 마감: 최대 내식성을 위해 브러시 처리된 2B 마감 또는 전해 연마

클래스 II 이중 절연: 폴리카보네이트의 설치 이점

다음과 같이 설계된 폴리카보네이트 컴바이너 박스 IEC 61140 클래스 II 요구 사항 이중 절연 설계를 통해 인클로저 접지 필요성을 제거합니다.

이중 절연 아키텍처:

1. 기본 절연: 활선 DC 단자와 인클로저 내부 사이의 기본 장벽(8mm 연면 거리가 있는 DIN 레일 장착 구성 요소)
2. 보조 절연: 기본 절연이 고장나더라도 활선 부품과의 접촉을 방지하는 보조 장벽(최소 벽 두께 3mm의 성형 인클로저)

설치 영향:

• 인클로저에 접지선 없음: 장치당 1× #10 AWG 접지 도체 및 러그 절약
• 접지 본드 확인 없음: 시운전 중 테스트 단계 제거
• 더 빠른 설치: 컴바이너 박스당 작업 시간 12-18분 단축
• 낮은 재료비: 구리 접지선 및 압착 러그 제거

인건비 분석 (미국 시장):

• 전기 기술자 요율: 평균 $85/시간
• 시간 절약: 장치당 15분 = $21.25 인건비 절감
• 재료비 절감: 접지선 + 러그 = 장치당 $8-12
• 총 장치당 절감액: $29-33

100개 장치 규모의 유틸리티 배포의 경우, Class II 폴리카보네이트 박스는 절약됩니다. 설치 비용에서 $2,900-3,300 필요한 금속 인클로저에 비해 적절한 접지 설치.

중요한 제한 사항:

• Class II 이중 절연에는 다음이 필요합니다. 손상되지 않은 플라스틱 인클로저—금속 녹아웃 또는 케이블 글랜드는 보호 기능을 무효화합니다.
• 1500V 시스템에는 적합하지 않음: 더 높은 전압에는 다음 기준에 따른 추가 보호 접지가 필요합니다. IEC 62109-1
• RSD 통합 복잡성: 급속 차단 장비는 EMI 차폐를 위해 금속 인클로저가 필요한 경우가 많습니다.

PV 컴바이너 박스에 대한 상세 성능 비교

성능 매개변수	알루미늄 (분체 도장)	스테인리스 스틸 316L	UV 안정화 폴리카보네이트
열 전도율	205 W/(m·K)	16 W/(m·K)	0.2 W/(m·K)
열 방출 (200A 부하)	우수 (플라스틱 대비 -14°C)	불량 (환기 필요)	불량 (절연체)
최대 권장 전류	300A+	150A (강제 냉각 시)	팬 사용 시 주거용 80A, 상업용 120A
차단기 디레이팅 (주변 온도 45°C)	6% 용량 손실	12-14% 용량 손실	18-20% 용량 손실
UV 저항 (옥외 노출)	우수 (코팅됨)	우수 (고유)	양호 (안정제에 따라 다름)
예상 수명	25년 이상	30년 이상	15~20년
해안 염수 분무 저항	양호 (해양 코팅 필요)	우수 (316L 등급)	보통 (UV+염분에 의한 노화 가속화)
Class II 이중 절연	아니요 (접지 필요)	아니요 (접지 필요)	예 (접지 불필요)
설치 작업 시간	1.0× 기준선	1.1× (더 무거운 장치)	0.85× (접지 없음)
접지선/하드웨어 비용	장치당 $8-12	장치당 $8-12	$0 (불필요)
1500V 시스템에 적합	예	예	아니요 (안전을 위해 금속 필요)
EMI 차폐 (RSD 통합)	Good	우수	없음 (금속 메시 필요)
충격 저항 (IK 등급)	IK09 (변형되지만 밀봉 유지)	IK08 (심각한 충격 시 균열 발생 가능)	IK10 (파손 없이 유연하게 휘어짐)
화재 거동	불연성	불연성	UL94 V0 (자기 소화성)
비용 (알루미늄 대비)	1.0× 기준선	1.6-1.8×	0.65-0.75×

PV 컴바이너 박스용 애플리케이션별 선택 가이드

유틸리티 규모 태양광 발전소 (>5MW)

권장 사항: 알루미늄 (분체 도장, 해안용 해양 등급)

엔지니어링 근거:

• 열 관리: 컴바이너 박스당 총 전류 200-300A는 수동 열 방출을 요구함—알루미늄은 차단기 디레이팅 손실을 방지함
• 규모의 경제: 발전소당 100-500개 장치—알루미늄의 우수한 성능 대비 비용 비율은 최대 ROI를 제공함
• 25년 성능 보증: 금속 인클로저는 PPA 수명 요구 사항과 일치함
• 표준화: 알루미늄은 전체 플릿에서 일관된 O&M 절차를 용이하게 함

사양 요구 사항:

• 분체 도장 두께: 일반 설치의 경우 ≥60 미크론, 해안 (해양에서 10마일 이내)의 경우 ≥80 미크론
• 열 설계: 8개 스트링을 초과하는 인클로저의 경우 NEMA 3R 루버를 사용한 자연 대류
• 하드웨어: 모든 장착 브래킷, 힌지 및 래치는 316 스테인리스 스틸이어야 함
• 접지: 사용 적절한 접지 기술 래킹 구조에 최소 #6 AWG 사용

해안 유틸리티 규모 예외: 해수면에서 5마일 이내의 프로젝트는 다음을 지정해야 함 316L 스테인리스 스틸 열 문제에도 불구하고—부식 위험이 열 비효율보다 큼. 총 전류 150A를 초과하는 인클로저의 경우 강제 환기를 의무화하십시오.

상업용 옥상 (50kW-500kW)

권장 사항: 알루미늄 (표준), UV 안정화 폴리카보네이트 (≤120A 시스템만 해당)

엔지니어링 근거:

• 열 부하: 일반적인 전류 범위 100-200A—알루미늄은 다음을 유발하는 12-18°C 내부 온도 상승을 방지함 과열 문제
• 옥상 접근 문제: 더 가벼운 알루미늄 장치는 기존 구조물에 크레인 없는 설치를 간소화함
• 인건비 민감도: 인건비가 높은 시장 (캘리포니아, 뉴욕)에서 폴리카보네이트의 Class II 이중 절연은 장치 설치 비용을 $25-35 절감함

폴리카보네이트 실행 가능성 범위:

• 최대 전류: 강제 환기 루버를 사용하여 총 120A
• 스트링 수: ≤8 스트링
• 기후: 중간 UV 노출 (<2,500 kWh/m²/년)
• 환기: 최소 공기 흐름 50 CFM의 필수 교차 흐름 루버 (하단 흡입, 상단 배기)

폴리카보네이트를 사용하지 마십시오.

• 8개 스트링을 초과하는 시스템: 열 부하가 재료 성능을 초과함
• 사막 설치: UV 강도 (3,000+ kWh/m²/년)는 수명을 10-12년으로 단축함
• 산업용 옥상: 화학 물질 노출은 폴리머 열화를 가속화함

주거용 시스템 (3kW-15kW)

권장 사항: UV 안정화 폴리카보네이트

엔지니어링 근거:

• 전류 부하: 일반적인 범위 30-80A—폴리카보네이트 열 관리 기능 내
• 비용 민감도: 30-40% 낮은 재료 비용이 주거 규모에서 중요함
• 설치 속도: Class II 이중 절연은 접지를 제거하여 인건비가 비싼 지역에서 설치 시간을 단축함
• 충격 저항: IK10 등급은 주거 환경의 위험 요소(잔디 깎는 기계, 우박, 떨어지는 나뭇가지)로부터 보호합니다.

중요 사양 요구 사항:

• UV 안정제 함량: 중량 대비 ≥0.5% (ASTM G154 시험 보고서 확인)
• 난연 등급: UL94 V0 또는 V1 필수
• 환기: 60A 초과 시스템의 경우 방충망이 있는 패시브 루버
• 하드웨어: 스테인리스 스틸 힌지 및 래치 (아연 도금 강철은 부식됨)

알루미늄 대체 정당성:

• 프리미엄 설치: 25년 보증에 금속 인클로저가 필요한 경우
• 고온 지역: 애리조나, 네바다, 텍사스와 같이 주변 온도가 45°C를 정기적으로 초과하는 지역
• 미적 선호도: 분체 도장 알루미늄은 더 많은 색상 옵션과 프리미엄 외관을 제공합니다.

해양 및 해안 설치 (해안에서 5마일 이내)

권장 사항: 316L 스테인리스 스틸 (필수)

엔지니어링 근거:

• 염수 분무 저항: 316L의 2% 몰리브덴 함량은 우수한 점식 부식 저항성을 제공합니다. 분체 도장 알루미늄은 염수 분무에서 5-8년 이내에 고장납니다.
• 제로 코팅 유지 보수: 산화 크롬 피막은 긁힐 때 자체 치유되므로 터치업 페인팅이 필요 없습니다.
• 장기 경제성: 더 높은 초기 비용 (단위당 $200-300 프리미엄)은 10년 시점에서 인클로저 교체 불필요로 상쇄됩니다.

중요 사양:

• 등급 확인: 밀 테스트 인증서를 통해 316L 등급 (저탄소)을 확인합니다. 316 표준 등급은 용접 시 민감해질 수 있습니다.
• 하드웨어: 모든 구성 요소 (힌지, 래치, 나사, 케이블 글랜드)는 316 스테인리스 스틸이어야 합니다. 금속을 혼합하면 갈바닉 셀이 생성됩니다.
• 개스킷 재료: 최대 염분 저항을 위해 실리콘 (EPDM 아님)
• 열 관리: 150A 초과 부하의 경우 스테인리스 스틸 팬 어셈블리를 사용한 강제 환기

코팅 주의 사항: 도장된 스테인리스 스틸을 지정하지 마십시오. 코팅 칩은 기판을 가속화된 틈새 부식에 노출시킵니다. 브러시 처리 또는 전해 연마 마감만 사용하십시오.

1500V 고전압 시스템

권장 사항: 알루미늄 또는 316L 스테인리스 스틸 (금속 필수)

엔지니어링 근거:

• 안전 요구 사항: 1500V 시스템 규정 준수 IEC 62109-1에 따라 추가 보호 접지를 의무화합니다. 폴리카보네이트의 Class II 절연으로는 불충분합니다.
• 아크 플래시 위험: 전압이 높을수록 사고 에너지가 증가합니다. 인력 보호를 위해 금속 인클로저가 필요합니다.
• EMI 차폐: 1500V 급속 차단 장비는 전자기 호환성을 위해 금속 하우징이 필요합니다.
• 열적 중요성: 전압 스트링이 높을수록 일반적으로 비례적으로 더 높은 전류가 흐릅니다. 열 관리는 협상의 여지가 없습니다.

설계 요구 사항:

• 인클로저 접지: 중복 연결을 통해 PV 랙 구조 및 장비 접지 도체에 연결됩니다.
• 아크 정격 내부 구성 요소: 모든 부스바, 단자 및 차단기 장착 하드웨어는 NFPA 70E 아크 플래시 요구 사항을 충족해야 합니다.
• 열 모델링: 최악의 조건 (45°C 주변 온도 + 전체 태양 부하 + 최대 전류)에서 내부 온도 상승을 계산합니다.

자주 묻는 질문

콤바이너 박스 인클로저 재질이 회로 차단기 성능에 영향을 미치는 이유는 무엇입니까?

회로 차단기는 다음에서 정격됩니다. 40°C 주변 온도 상승된 온도에 대한 게시된 디레이팅 계수와 함께. 인클로저 재료의 열전도율은 부하 상태에서 내부 주변 온도를 직접 결정합니다. 알루미늄 인클로저 (205 W/(m·K) 열전도율)는 방열판 역할을 하여 폴리카보네이트 인클로저 (0.2 W/(m·K))보다 내부 온도를 12-18°C 더 낮게 유지합니다. 이 온도 차이는 다음을 방지합니다. 열 저감—75°C 내부 온도에서 20A 차단기는 16A 유효 용량 (20% 디레이팅)으로 작동하는 반면, 60°C에서 동일한 차단기는 18.8A 용량 (6% 디레이팅)을 유지합니다. 12 스트링 컴바이너 박스의 경우 폴리카보네이트 대 알루미늄 인클로저에서 34A의 시스템 용량 손실로 이어집니다.

폴리카보네이트 콤바이너 박스가 유틸리티 규모의 전류를 처리할 수 있습니까?

아니요—폴리카보네이트는 150A 총 전류를 초과하는 유틸리티 규모의 컴바이너 박스에 적합하지 않습니다. 폴리카보네이트의 열 절연 특성 (0.2 W/(m·K))은 내부 열을 가두어 45°C 주변 조건에서 전체 부하에서 온도가 72-78°C에 도달하게 합니다. 이로 인해 회로 차단기 열 디레이팅 (15-20% 용량 손실), 성가신 퓨즈 작동 및 가속화된 SPD 저하가 발생합니다. VIOX 현장 테스트에 따르면 컴바이너 박스 과열 폴리카보네이트 인클로저에서 총 전류가 150A를 초과하면 중요해집니다. 강제 환기 (50 CFM 팬)를 사용하더라도 내부 온도는 대부분의 DC 차단기 정격의 기준인 60°C를 초과합니다. 8 스트링 또는 150A 결합 전류를 초과하는 모든 애플리케이션에 알루미늄을 지정하십시오. ABS 플라스틱은 치명적인 UV 유도 폴리머 사슬 절단을 겪습니다.

일반 ABS 플라스틱 콤바이너 박스는 왜 그렇게 빨리 고장나는가?

옥외 PV 애플리케이션에서. UV 광자 (280-400nm 파장)는 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 폴리머 사슬의 탄소-탄소 결합을 끊어 다음을 유발합니다. 12-18개월 이내에 60-70% 인장 강도 손실 . 재료가 부서지기 쉽습니다. 충격 테스트 결과 장착 지점과 케이블 입구 주변에 균열이 형성됩니다. 이로 인해 습기가 침투하여 SPD와 차단기가 파괴됩니다. 캘리포니아에서 47개의 ABS 컴바이너 박스에 대한 현장 고장 분석 결과 14개월 만에 완전한 구조적 고장이 발생하여 $180,000의 긴급 교체 비용이 발생했습니다. ABS에는 10년 이상의 옥외 성능에 필요한 UV 안정제 패키지 (벤조트리아졸 흡수제, HALS 화학)가 없습니다. 자세한 재료 고장 모드는 다음에서 확인하십시오.. 폴리카보네이트 대 ABS 분석 PV 애플리케이션에 일반 ABS를 지정하지 마십시오.. —UV 안정화 폴리카보네이트 (≥0.5% 안정제 함량) 또는 금속 인클로저만 사용하십시오.316L 스테인리스 스틸은 세 가지 특정 시나리오에서 프리미엄을 정당화합니다.

스테인리스 스틸 316L은 알루미늄보다 60-80% 더 비싼 비용을 감수할 가치가 있는 경우는 언제입니까?

316L stainless steel justifies its premium in three specific scenarios: (1) 해안에서 5마일 이내의 해안 설치—염무는 분체 도장된 알루미늄의 부식을 가속화하여 8-10년 안에 인클로저 교체를 유발합니다. 316L의 몰리브덴 함량은 25년 이상 동안 점식 부식을 방지합니다. (2) 화학 물질 노출이 있는 산업 현장—암모니아 비료 스프레이(농업용 태양광), 산성 증기(광업/정제 작업) 또는 알칼리성 세척제는 알루미늄 분체 도장을 저하시킵니다. 316L은 pH 2-12 환경에 저항합니다. (3) 최대 보안 설치—내열 효율보다 변조 방지가 더 중요한 원자력 시설, 군사 기지 또는 중요 인프라. 표준 유틸리티 규모 또는 상업용 옥상 PV의 경우, 알루미늄은 우수한 열 성능과 25년 이상의 수명을 40-50% 낮은 비용으로 제공합니다. 열 관리 이점(205 vs 16 W/(m·K))은 스테인리스 스틸이 겪는 차단기 디레이팅을 방지합니다. 포괄적인 내용을 참조하십시오. 제조업체 선택 기준 수명 주기 비용 분석을 포함합니다.

고전류 콤비너 박스에서 열 과열을 방지하려면 어떻게 해야 합니까?

200A+ 컴바이너 박스의 열 관리는 4단계 접근 방식이 필요합니다. (1) 재료 선택—수동 열 발산을 위해 알루미늄 인클로저를 지정합니다(알루미늄은 동일한 부하에서 폴리카보네이트보다 내부 온도를 14-16°C 낮춥니다). (2) 인클로저 크기 조정—대류를 개선하기 위해 계산된 구성 요소 볼륨의 최소 150%를 사용합니다. 비좁은 레이아웃은 열을 가둡니다. (3) 환기 설계—자연 대류를 위해 NEMA 3R 등급 루버(흡입구 하단, 배기구 상단)를 설치합니다. 250A를 초과하는 시스템에는 온도 조절식 12VDC 팬(정격 50-100 CFM)이 필요합니다. (4) 구성 요소 디레이팅—최악의 조건(45°C 외부 + 태양열 부하 + I²R 손실)에서 내부 주변 온도를 계산하고 적용합니다. 차단기 디레이팅 계수 그에 따라. VIOX 열 모델링은 적절한 인클로저 설계가 45°C 주변에서 내부 온도를 ≤62°C로 유지하여 당사의 문서화된 성가신 트립을 방지함을 보여줍니다. 문제 해결 가이드. ~을 위한 1500V 시스템, 더 높은 전압-전류 조합이 과도한 I²R 가열을 생성하기 때문에 열 관리가 중요해집니다.

2중 절연 Class II는 모든 접지 요구 사항을 제거합니까?

Class II 폴리카보네이트 인클로저는 인클로저 접지를 제거하지만 장비 접지는 제거하지 않습니다. 이중 절연 설계(IEC 61140에 따른 기본 절연 + 보조 절연)는 인클로저 표면을 만져도 감전을 방지하여 플라스틱 하우징을 장비 접지 도체에 연결할 필요가 없습니다. 그러나, DC 회로 차단기, SPD 및 금속 버스바는 여전히 적절한 접지가 필요합니다. 장비 접지 도체(녹색 전선)를 통해. 인건비 절감은 인클로저 자체에 대한 접지선/러그를 제거하는 데서 비롯됩니다. 일반적으로 장치당 12-18분 및 재료비 8-12달러입니다. 중요한 제한 사항: (1) 금속 녹아웃 또는 케이블 글랜드는 Class II 보호를 무효화합니다. (2) 1500V 시스템은 인클로저 재료에 관계없이 보조 보호 접지가 필요합니다. (3) 급속 차단 장비 통합에는 EMI 차폐를 위한 금속 인클로저가 필요할 수 있습니다. 전체 내용을 참조하십시오. 접지 방법론 적절한 PV 시스템 접지를 위해.

폴리카보네이트 컴바이너 박스에 필요한 UV 안정제 사양은 무엇입니까?

10년 이상의 실외 성능을 위한 최소 사양: (1) UV 안정제 함량 ≥ 중량 기준 0.5%—재료 데이터 시트 또는 독립적인 실험실 분석을 통해 확인합니다. (2) 안정제 화학: 벤조트리아졸 UV 흡수제(UV-A/UV-B 보호) + 자유 라디칼 소거를 위한 HALS(방해 아민 광 안정제). (3) ASTM G154 가속 내후성: 5,000시간 제논 아크 노출 후 인장 강도 손실 <15%. (4) UL94 화염 등급: V0(자기 소화 <10초) 또는 V1(<30초). VIOX 사양은 업계 최소값을 초과합니다. 중량 기준 0.8% UV 안정제, 5,000시간에서 <12% 강도 저하를 입증 - 애리조나 사막 노출 15-20년과 동일한 것으로 입증되었습니다. 열등한 폴리카보네이트를 나타내는 적색 플래그: 안정제 함량 공개 없음, 가속 내후성 데이터 없음, 회색 또는 검은색(UV 흡수제가 없음), 제조업체가 ASTM G154 테스트 보고서를 거부합니다. 당사의 자세한 재료 고장 분석을 참조하십시오. 절연 스위치 재료 가이드—동일한 UV 분해 메커니즘이 컴바이너 박스에 적용됩니다.

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VIOX Electric 소개: PV 전기 배전 장비의 선도적인 B2B 제조업체인 VIOX Electric은 태양광 응용 분야의 고유한 열 및 UV 문제에 최적화된 컴바이너 박스 인클로저를 설계합니다. 당사의 알루미늄, 316L 스테인리스 스틸 및 UV 안정화 폴리카보네이트 플랫폼은 UL508A 인증을 받았으며 IEC 62109-1 PV 특정 요구 사항을 충족합니다. 당사 기술 팀에 문의하십시오. 인클로저 선택 지침 특정 설치 매개변수에 대한 열 모델링 지원.