Mensaiz fius dan pemutus dalam kotak penggabung PV memerlukan penggunaan peraturan NEC 156%: darabkan arus litar pintas rentetan (Isc) dengan 1.56, kemudian pilih penarafan fius standard seterusnya. Pengiraan dua peringkat ini mengambil kira operasi tugas berterusan dan pancaran sinaran. Pensaizan yang betul menghalang kegagalan sistem, memastikan pematuhan kod, dan melindungi daripada bahaya kebakaran dalam pemasangan solar.
Memahami Fius dan Pemutus PV
Apakah Fius Berpenarafan PV?
Fius PV—ditetapkan sebagai kelas gPV di bawah IEC 60269-6—ialah peranti perlindungan arus lebih yang direka khusus untuk aplikasi arus terus dalam sistem solar. Tidak seperti fius AC standard, fius gPV boleh memutuskan arus kerosakan DC dengan selamat, yang sangat sukar dipadamkan kerana ketiadaan lintasan sifar arus semula jadi. Fius ini menahan kitaran terma yang melampau daripada sinaran solar yang turun naik tanpa kegagalan pramatang. Ia direka untuk memutuskan pada 1.35 hingga 1.45 kali arus berkadar mereka dalam masa satu hingga dua jam, melindungi daripada arus lebih terbalik apabila satu rentetan memberi suapan ke dalam rentetan selari yang rosak.
Apakah Pemutus DC?
Pemutus DC ialah suis yang mengasingkan output kotak penggabung daripada peralatan hiliran untuk penyelenggaraan dan penyah tenaga kecemasan. NEC 690.15 menghendaki pemutus ini dinilai pemutus beban untuk aplikasi atas bumbung, bermakna ia boleh membuka litar dengan selamat di bawah arus beban penuh tanpa mewujudkan kilat arka yang berbahaya. Suis pemutus beban termasuk ruang pemadam arka dan sesentuh yang dinilai untuk tenaga arka tinggi litar DC. Pemutus bukan pemutus beban—pengasing mudah—hanya boleh dikendalikan selepas litar dinyah tenaga dan tidak sesuai untuk output kotak penggabung.
Metodologi Pensaizan Fius Langkah demi Langkah
Langkah 1: Kira Arus Litar Pintas Rentetan
Mulakan dengan arus litar pintas modul (Isc) daripada helaian data. Panel kecekapan tinggi moden berjulat dari 9A hingga 18.5A bergantung pada kelas kuasa. Untuk rentetan dengan modul secara bersiri, Isc kekal malar (sambungan siri tidak menambah arus). Contohnya, modul TOPCon 580W dengan Isc = 14.45A dalam rentetan 10 modul masih menghasilkan 14.45A pada litar pintas.
Langkah 2: Gunakan Peraturan NEC 156%
Artikel 690 NEC memerlukan dua pendarab 125% berturut-turut:
Pendarab pertama (NEC 690.8(A)(1)): Kira arus litar maksimum
- Arus Maksimum = Isc × 1.25
- Mengambil kira “kesan tepi awan”—apabila cahaya matahari memantul dari tepi awan, sinaran boleh melebihi 1,000 W/m² seketika, menolak arus melebihi Isc berkadar.
Pendarab kedua (NEC 690.9(B)): Saiz perlindungan arus lebih untuk tugas berterusan
- Penarafan OCPD = Arus Maksimum × 1.25
- Litar PV beroperasi pada output maksimum selama 3+ jam setiap hari. Peranti standard hanya mengendalikan 80% arus berkadar secara berterusan, jadi faktor 125% (songsang 80%) menghalang trip gangguan.
Pengiraan gabungan: Isc × 1.25 × 1.25 = Isc × 1.56
Langkah 3: Pilih Penarafan Fius Standard
Bundarkan ke saiz fius standard tersedia seterusnya: 10A, 15A, 20A, 25A, 30A. Fius yang dipilih tidak boleh melebihi penarafan fius siri maksimum modul (ditentukan pada helaian data, biasanya 20A hingga 30A untuk kebanyakan panel).
Contoh: Rentetan Isc = 14.45A
- Penarafan fius minimum: 14.45A × 1.56 = 22.54A
- Fius yang dipilih: 25A berpenarafan gPV
Langkah 4: Saiz Pemutus DC
Jumlahkan arus maksimum daripada semua rentetan selari, kemudian gunakan faktor keselamatan 125%:
Penarafan Pemutus = (Bilangan Rentetan × Isc × 1.25) × 1.25
Untuk 6 rentetan pada 14.45A setiap satu:
- Jumlah arus: 6 × 14.45A × 1.25 = 108.4A
- Penarafan pemutus: 108.4A × 1.25 = 135.5A
- Pemutus yang dipilih: 150A berpenarafan pemutus beban
Jadual 1: Contoh Pensaizan Fius untuk Modul PV Biasa
| Kuasa Modul | Modul Isc | Penarafan Fius Min (×1.56) | Fius Standard Dipilih | Rentetan Maks setiap 30A Breaker (Pemutus) |
|---|---|---|---|---|
| 400W | 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 |
Jadual Pensaizan Rujukan Pantas
Konfigurasi Standard dan Penarafan Pemutus
Jadual 2: Pensaizan Pemutus mengikut Konfigurasi Rentetan
| Bilangan Rentetan | Rentetan Isc | Jumlah Arus Maksimum (×1.25) | Kadar Putus Minimum (×1.56) | Putus yang Disyorkan |
|---|---|---|---|---|
| 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 lwn IEC: Perbezaan Saiz Utama
Walaupun kedua-dua kod mengutamakan keselamatan, pendekatan saiz mereka berbeza:
NEC 690.8/690.9 (Amerika Utara):
- Saiz fius: Isc × 1.56 (156%)
- Rasional: Tugas berterusan + lonjakan sinaran
- Pengecualian: Peranti berkadar 100% hanya memerlukan pengganda 1.25×
IEC 62548 (Antarabangsa):
- Julat saiz fius: 1.5 × Isc ≤ In ≤ 2.4 × Isc
- Lebih fleksibel, membolehkan pengoptimuman untuk keadaan tertentu
- Penurunan kadar suhu diperlukan melebihi suhu ambien 45°C
Jadual 3: Perbandingan Kod untuk Rentetan 12A
| Standard | Kadar Fius Minimum | Pemilihan Tipikal | Falsafah Reka Bentuk |
|---|---|---|---|
| NEC | 18.72A (12A × 1.56) | 20A | Konservatif, pengganda tunggal |
| IEC | 18.0A hingga 28.8A (12A × 1.5 hingga 2.4) | 20A hingga 25A | Julat fleksibel berdasarkan keadaan |
Kriteria Pemilihan Kritikal
Keperluan Kadar Voltan
Kadar voltan fius dan putus mesti melebihi voltan litar terbuka maksimum (Voc) sistem pada suhu ambien terendah yang dijangkakan.
Pengiraan: Voc_max = Modul Voc × Bilangan Modul Bersiri × Pekali Suhu
- Pada -40°C: 49V × 10 × [1 + 0.0027 × (25 – (-40))] = 576V
- Kadar yang diperlukan: Minimum 600V (standard: 600V, 1000V, 1500V). IEC 60269-6 mengesyorkan kadar voltan fius ≥ 1.2 × Voc_max untuk margin keselamatan tambahan.
Kapasiti Pemutusan (Breaking Capacity)
Kapasiti pemotongan DC (Icn atau Icu) mesti melebihi arus kerosakan prospektif maksimum pada titik pemasangan. Untuk input kotak penggabung, ini biasanya Isc gabungan semua rentetan selari yang lain. Untuk 8 rentetan pada 14A setiap satu:
- Arus kerosakan prospektif: 7 × 14A = 98A (kes terburuk: 7 rentetan sihat memberi suapan ke dalam 1 rentetan yang rosak)
- Icu yang diperlukan: ≥ 150A (fius gPV standard: 200A hingga 1500A Icu)
Penurunan Kadar Suhu
Kotak penggabung dalam cahaya matahari langsung boleh mencapai suhu dalaman 65°C hingga 75°C. Kebanyakan fius gPV dinilai pada ambien 40°C. Di atas ini, kapasiti arus berkurangan:
- Pada 50°C: Turunkan kadar kepada 95% arus nominal
- Pada 60°C: Turunkan kadar kepada 90% arus nominal
- Pada 70°C: Turunkan kadar kepada 85% arus nominal
Jika fius 20A anda beroperasi pada ambien 65°C, kadar berkesan = 20A × 0.87 = 17.4A. Sahkan ini melebihi minimum yang anda kira.
Jadual 4: Senarai Semak Pemilihan Komponen
| Faktor Pemilihan | Keperluan Spesifikasi | Rujukan Kod | Kaedah Pengesahan |
|---|---|---|---|
| Kadar arus fius | ≥ Isc × 1.56 (NEC) atau 1.5-2.4 (IEC) | NEC 690.9(B), IEC 62548 | Helaian data Isc × pengganda |
| Kadar voltan fius | ≥ 1.2 × Voc_max pada suhu min | IEC 60269-6 | Modul Voc × kiraan siri × faktor suhu |
| Kelas fius | Dinilai gPV (IEC 60269-6) | NEC 690.9(D) | Sahkan tanda “gPV”. |
| Fius siri maks | ≤ Kadar fius maks modul | Helaian data modul | Semak plat nama |
| Arus putus | ≥ Jumlah Isc × 1.56 | NEC 690.13 | Jumlahkan semua arus rentetan |
| Jenis pemutus | Dinilai pemutus beban (atas bumbung) | NEC 690.15 | Sahkan pensijilan pemutus beban |
| Kapasiti mengganggu | ≥ Arus kerosakan maksimum | NEC 690.9(C) | Kira sumbangan rentetan selari |
| Penarafan suhu | Ambil kira penurunan nilai ambien | IEC 60269-6 | Ukur suhu dalaman kotak penyambung |
Kesilapan Saiz Biasa yang Perlu Dielakkan
Kesilapan 1: Menggunakan Fius Berpenarafan AC dalam Aplikasi DC
Fius AC tidak boleh mengganggu arus DC dengan selamat. Arka DC tidak padam sendiri pada lintasan sifar arus (tiada dalam DC). Sentiasa nyatakan fius berpenarafan gPV dengan penarafan voltan DC yang sepadan dengan sistem anda.
Kesilapan 2: Saiz Terlalu Kecil untuk Tugas Berterusan
Menggunakan hanya pendarab 1.25 pertama (Isc × 1.25) tanpa yang kedua menghasilkan fius yang dinilai hanya untuk tugas berterusan 80%. Peranti akan terlalu panas dan gagal sebelum waktunya semasa waktu puncak matahari. Sentiasa gunakan faktor penuh 1.56 melainkan menggunakan peranti berpenarafan 100%.
Kesilapan 3: Mengabaikan Penarafan Fius Siri Maksimum Modul
Walaupun pengiraan mencadangkan fius 30A, jika helaian data modul mengehadkan fius siri kepada 20A, anda mesti menggunakan 20A. Melebihi nilai ini membatalkan jaminan dan mewujudkan risiko kebakaran. Penyelesaian: kurangkan rentetan setiap penyambung atau gunakan modul dengan penarafan fius yang lebih tinggi.
Kesilapan 4: Salah Kira Rentetan Selari
Apabila menentukan saiz pemutus penyambung utama, jumlahkan arus maksimum (Isc × 1.25) semua rentetan, kemudian gunakan pendarab 1.25 kedua. Jangan gunakan 1.56 pada setiap rentetan secara berasingan—pendarab pertama adalah setiap rentetan, yang kedua adalah untuk OCPD gabungan.
Tidak Betul: (Rentetan 1: 10A × 1.56) + (Rentetan 2: 10A × 1.56) = 31.2A
Betul: [(10A + 10A) × 1.25] × 1.25 = 31.25A
Kesilapan 5: Saiz Terlalu Besar untuk “Pengembangan Masa Depan”
Memasang fius 60A untuk rentetan 10A “sekiranya berlaku” menghapuskan perlindungan arus lebih. Fius tidak akan terbuka semasa keadaan kerosakan terbalik, membenarkan kerosakan kabel atau kebakaran. Saizkan fius untuk arus rentetan sebenar; naik taraf kotak penyambung apabila menambah kapasiti.
Sering Bertanya Soalan-Soalan
S: Apakah saiz fius yang saya perlukan untuk rentetan dengan 10.5A Isc?
J: Penarafan fius minimum = 10.5A × 1.56 = 16.38A. Pilih saiz standard seterusnya: Fius berpenarafan gPV 20A. Sahkan ini tidak melebihi penarafan fius siri maksimum modul pada helaian data.
S: Bolehkah saya menggunakan fius AC standard dalam kotak penyambung DC?
J: Tidak. Fius AC tidak mempunyai kapasiti gangguan DC untuk membersihkan kerosakan DC dengan selamat. Arka DC kekal selama-lamanya tanpa lintasan sifar arus. Sentiasa gunakan fius berpenarafan gPV (IEC 60269-6) dengan penarafan voltan DC yang sepadan dengan voltan sistem anda.
S: Apakah perbezaan antara saiz fius NEC dan IEC?
J: NEC memerlukan pendarab tetap 1.56 (Isc × 1.56) untuk mengambil kira tugas berterusan dan pancang sinaran. IEC 62548 membenarkan julat dari 1.5× hingga 2.4× Isc, membolehkan pereka bentuk mengoptimumkan untuk suhu ambien dan ciri modul tertentu. Kedua-duanya memastikan keselamatan tetapi menawarkan fleksibiliti yang berbeza.
S: Bagaimana saya menentukan saiz penyambung untuk pengembangan rentetan masa depan?
J: Saizkan fius untuk arus sebenar rentetan yang dipasang. Untuk pemutus dan bar bas, anda boleh menentukan saiz yang lebih besar berdasarkan kapasiti yang dirancang. Contoh: Pasang fius 20A untuk sistem 4 rentetan semasa (14A Isc), tetapi gunakan pemutus 150A dan bar bas 6 kedudukan untuk menampung penambahan 2 lagi rentetan kemudian tanpa menggantikan penutup.
S: Adakah saya memerlukan pemutus berpenarafan pemutus beban untuk semua kotak penyambung?
J: NEC 690.15 memerlukan pemutus berpenarafan pemutus beban untuk kotak penyambung yang terletak di atas bumbung. Penyambung aras tanah boleh menggunakan pengasing bukan pemutus beban jika sistem mempunyai pemutus pemutus beban utama di tempat lain. Sentiasa sahkan dengan Pihak Berkuasa Mempunyai Bidang Kuasa (AHJ) tempatan anda, kerana tafsiran berbeza-beza.
Pastikan Keselamatan Sistem Jangka Panjang
Saiz fius dan pemutus yang betul melindungi pelaburan PV anda dan memastikan operasi yang selamat dan boleh dipercayai selama bertahun-tahun. Gunakan peraturan NEC 1.56 (Isc × 1.56) untuk fius, pilih penarafan standard seterusnya, sahkan terhadap had fius siri maksimum modul, dan saizkan pemutus untuk jumlah arus gabungan. Jika ragu-ragu, rujuk Artikel 690 NEC dan piawaian IEC 62548 terkini.
VIOX Electric mengeluarkan barisan lengkap kotak penyambung PV, fius berpenarafan gPV dan pemutus DC pemutus beban yang direka untuk memenuhi keperluan NEC dan IEC. Pasukan teknikal kami menyediakan sokongan saiz percuma untuk projek khusus anda. Hubungi kami di VIOX.com untuk helaian data dan bantuan aplikasi.
