Um caixa de combinação fotovoltaica é um invólucro elétrico que reúne múltiplos circuitos de strings solares antes do inversor ou controlador de carga. Em um sistema solar fotovoltaico típico, cada string produz energia em corrente contínua (CC). A caixa de junção coleta as saídas dessas strings, fornece funções de proteção e seccionamento, e envia um ou mais circuitos de saída combinados para jusante.
Para opções específicas de projeto, consulte Soluções de caixas de junção fotovoltaicas VIOX. Este guia explica como as caixas de junção fotovoltaicas funcionam, quais componentes contêm, como o cabeamento é geralmente organizado e como escolher a configuração correta para projetos solares residenciais, comerciais e de grande escala.
O ponto importante é que uma caixa de junção não é apenas uma caixa de passagem. Em um sistema fotovoltaico com múltiplas strings, ela frequentemente se torna o primeiro ponto de proteção contra corrente reversa, surtos de energia, isolamento para manutenção, monitoramento e organização da fiação de campo. Uma caixa de junção mal selecionada pode causar superaquecimento, falhas indevidas, falha no DPS (Dispositivo de Proteção contra Surtos) ou condições inseguras de isolamento CC. Uma caixa corretamente selecionada torna o arranjo mais fácil de conectar, inspecionar, proteger e manter.
Se você precisa apenas de uma definição para iniciantes, comece com O que é uma Caixa de Junção Fotovoltaica (PV Combiner Box)?. Se a sua dúvida é principalmente sobre funcionalidade, consulte O que faz uma caixa combinadora solar?. Esta página é o guia técnico completo.
Resposta Rápida: O que faz uma caixa de junção fotovoltaica (String Box)?
Uma caixa de junção fotovoltaica desempenha cinco funções principais:
- Combina múltiplas strings fotovoltaicas em um ou mais circuitos de saída.
- Protege strings individuais utilizando fusíveis ou disjuntores CC onde a proteção contra sobrecorrente é necessária.
- Limita a sobretensão utilizando dispositivos de proteção contra surtos (DPS) CC.
- Proporciona isolamento ou seccionamento através de um seccionador CC ou interruptor-seccionador.
- Simplifica a cablagem, os testes, a manutenção e a monitorização ao concentrar as ligações das strings num único invólucro acessível.
Em sistemas pequenos com apenas uma ou duas strings, uma caixa de junção separada pode nem sempre ser necessária, uma vez que o inversor pode já fornecer canais de entrada e proteção suficientes. Em sistemas comerciais e de escala industrial com muitas strings em paralelo, uma caixa de junção é geralmente essencial.
Visão geral da caixa de junção fotovoltaica (PV Combiner Box)
| Ponto de seleção | O que verificar | Por que é importante |
|---|---|---|
| Número de strings | 2, 4, 6, 8, 12, 16, 24 ou entradas personalizadas | Determina os terminais de entrada, porta-fusíveis, canais de monitoramento e tamanho do invólucro |
| Tensão do sistema | 600 VCC, 1000 VCC, 1500 VCC ou classificação específica do projeto | Deve exceder a tensão de circuito aberto da string corrigida a frio máxima |
| Corrente da string | Isc do módulo, classificação do fusível, capacidade de condução do condutor | Determina o dimensionamento de fusíveis, disjuntores, terminais e barramentos |
| Dispositivo de proteção | Fusível gPV, disjuntor CC ou OCPD específico do projeto | Protege strings e condutores contra falhas de corrente reversa |
| Proteção contra surtos | Classe de tensão e modo de conexão do DPS CC | Protege a entrada do inversor e equipamentos CC contra sobretensões transitórias |
| Isolamento | Seccionadora CC ou interruptor-seccionador | Permite uma manutenção mais segura e o seccionamento total da caixa |
| Grau de proteção do invólucro | IP65/IP66, NEMA 3R/4/4X, resistência a UV e corrosão | Determina a adequação para ambientes externos, telhados, zonas costeiras ou instalações de serviços públicos |
| Controlo | Monitoramento opcional de corrente de string, módulo de comunicação | Ajuda a identificar strings com falha, sombreamento, operação de fusíveis e perda de desempenho |
O que é uma Caixa de Junção Fotovoltaica (PV Combiner Box)?
Uma caixa de junção fotovoltaica é um conjunto elétrico do lado CC usado para combinar a saída de múltiplas strings fotovoltaicas. Cada string normalmente consiste em vários módulos solares conectados em série. Quando várias strings são conectadas em paralelo, as saídas são levadas a uma caixa de junção para que possam ser coletadas e direcionadas ao inversor, controlador de carga ou equipamento de conversão de energia CC.
No nível mais simples, uma caixa de junção possui:
- terminais de entrada para strings fotovoltaicas
- proteção contra sobrecorrente para cada string, quando necessário
- barramentos ou blocos de distribuição positivo e negativo
- proteção contra surtos
- uma conexão de aterramento ou PE
- um ou mais terminais de saída
- um invólucro adequado para o ambiente de instalação
Em sistemas maiores, a caixa de junção também pode incluir monitoramento de corrente em nível de string, seccionadores CC, indicação de status, portas de comunicação ou contatos de alarme remoto.
A caixa de junção é frequentemente instalada próxima ao arranjo fotovoltaico para reduzir longos percursos de cabeamento paralelo. Em vez de levar doze circuitos de string separados até o inversor, o instalador pode levá-los a um invólucro de campo e rotear um par de saída devidamente dimensionado a jusante.
O que faz uma caixa combinadora solar?
A função de uma caixa de junção solar é prática, e não decorativa: ela organiza e protege a transição de várias strings fotovoltaicas para menos circuitos de saída.
1. Combina Múltiplas Strings Fotovoltaicas
Cada string fotovoltaica produz corrente contínua (CC). Em um sistema com múltiplas strings, essas saídas devem ser conectadas em paralelo antes de entrar no inversor ou no controlador de carga. A caixa de junção (combiner box) fornece um ponto controlado e acessível onde essa conexão paralela ocorre.
Sem uma caixa de junção, os instaladores precisariam criar a conexão paralela em outro local usando conectores separados, caixas de passagem ou entradas do inversor. Isso pode funcionar em sistemas pequenos, mas torna-se difícil de inspecionar e proteger à medida que o número de strings aumenta.
2. Fornece proteção contra sobrecorrente no nível da string
Quando as strings são conectadas em paralelo, uma string com falha pode receber corrente reversa das strings saudáveis. O condutor com falha e a fiação do módulo podem não estar dimensionados para a contribuição combinada de todas as outras strings. Fusíveis de string ou disjuntores CC são usados para interromper esse caminho de corrente reversa antes que os condutores ou circuitos dos módulos sejam danificados.
Uma verificação de engenharia comum é:
Exposição à corrente reversa = (número de strings em paralelo - 1) × Isc da stringSe esse valor puder exceder a classificação máxima do fusível em série do módulo, a capacidade de condução de corrente do condutor ou o limite padrão do projeto, a proteção contra sobrecorrente no nível da string é necessária. O requisito exato depende dos dados do módulo, das normas locais, do arranjo de aterramento, do projeto de entrada do inversor e do padrão do projeto.
3. Adiciona proteção contra surtos próxima ao arranjo
Os arranjos fotovoltaicos são estruturas expostas ao ar livre. Longos percursos de cabos CC, estruturas de montagem metálicas, atividade de raios nas proximidades e eventos de comutação podem introduzir sobretensões transitórias no lado CC do sistema. Um dispositivo de proteção contra surtos (DPS) CC dentro da caixa de junção ajuda a limitar essa tensão antes que ela chegue ao inversor.
Para sistemas solares, o DPS deve ser selecionado de acordo com a arquitetura de tensão CC e a aplicação fotovoltaica. Não escolha um DPS apenas pela classificação em kA. Parâmetros como Ucpv ou Uc, Up, In, Imax, modo de conexão e proteção de reserva são importantes. Para fundamentos mais amplos sobre DPS, consulte O que é um Dispositivo de Proteção contra Surtos? e o Guia de Dispositivos de Proteção contra Surtos CC da VIOX.
4. Proporciona isolamento para manutenção
Muitas caixas de junção incluem um seccionador CC ou interruptor-seccionador no lado da saída. Isso oferece aos técnicos um ponto de desconexão claro antes de trabalhar no circuito de saída da caixa de junção, na entrada do inversor ou no cabeamento CC a jusante.
O seccionador não é o mesmo dispositivo que um fusível de string ou um disjuntor CC. Fusíveis e disjuntores lidam com a proteção contra sobrecorrente. O seccionador proporciona comutação intencional e isolamento para manutenção. Para uma comparação mais aprofundada, consulte Interruptor Seccionador CC vs Disjuntor CC em Caixas de Combinador Solar.
5. Simplifica a inspeção e a resolução de problemas
Quando todas as entradas de string terminam em um único invólucro, os técnicos podem medir a tensão da string, comparar a corrente da string, inspecionar o estado dos fusíveis, verificar os indicadores do DPS, conferir o torque e solucionar problemas de strings com baixo desempenho de forma mais eficiente.
Para sistemas comerciais, esta facilidade de manutenção é muitas vezes tão importante quanto a redução inicial da cablagem. Uma caixa de junção que seja fácil de abrir, identificar, testar e isolar economiza tempo durante toda a vida útil da central fotovoltaica.
Principais componentes dentro de uma caixa de junção fotovoltaica
| Componente | Função | Notas de seleção |
|---|---|---|
| Terminais de entrada de string | Recebem os condutores positivos e negativos de cada string fotovoltaica | Devem corresponder ao tamanho do condutor, tipo de isolamento, método de terminação e requisitos de torque |
| Fusíveis ou porta-fusíveis fotovoltaicos (PV) | Interrupção de falhas de corrente reversa em strings individuais | Utilizar fusíveis com classificação fotovoltaica, como o tipo gPV, quando necessário; adequar a especificação do fusível aos dados do módulo e do condutor |
| Disjuntores CC | Proteção de string ou proteção de saída rearmável alternativa | Deve possuir classificação CC para a tensão do sistema, corrente, polaridade e capacidade de interrupção |
| Dispositivo de proteção contra surtos (DPS) CC | Limita a sobretensão transitória entre os condutores CC e o PE/terra | Escolher um DPS com classificação fotovoltaica/CC com Uc/Ucpv, Up, In, Imax e modo de conexão corretos |
| Seccionadora CC ou interruptor-seccionador | Proporciona desconexão manual para manutenção | Deve possuir classificação para CC e ser adequado para o regime de tensão/corrente real |
| Barramentos positivo e negativo | Combinam as saídas das strings protegidas em circuitos de saída principais | Deve suportar a corrente de saída contínua e as condições térmicas |
| Barramento de neutro/terra/PE ou terminal de aterramento | Conecta o invólucro e o caminho de terra do DPS ao sistema de aterramento | Deve fornecer um caminho de aterramento de baixa impedância e resistente à corrosão |
| Terminais de saída | Conecte a saída CC combinada ao inversor ou controlador de carga | Deve corresponder ao tamanho do cabo, à classificação de corrente e ao método de cabeamento de campo |
| Módulo de controlo | Mede a corrente da string, tensão, temperatura ou status do dispositivo | Útil para projetos de escala de concessionária, comerciais e de O&M remoto |
| Corpo do invólucro | Protege os componentes internos contra intempéries, raios UV, poeira, impacto e corrosão | Escolha a classificação IP/NEMA e o material com base no ambiente do local |
| Prensa-cabos ou conectores | Vede os cabos de entrada e saída | Deve manter a classificação do invólucro e corresponder ao diâmetro do cabo |
A qualidade destes componentes é fundamental. Em sistemas fotovoltaicos de CC, terminações fracas, revestimento deficiente de barramentos, porta-fusíveis incorretos, DPS subdimensionados e prensa-cabos de baixa qualidade tornam-se frequentemente os pontos reais de falha.
Visão geral do diagrama de cablagem
Um caminho típico de cablagem de uma caixa de junção fotovoltaica CC é o seguinte:
String FV 1 (+/-) -> fusível de string ou disjuntor -> barramento positivo/negativoA cablagem exata depende do esquema de ligação à terra, do design do inversor, das normas locais e se a caixa de junção protege uma ou ambas as polaridades. Alguns designs protegem apenas o condutor não ligado à terra. Sistemas sem ligação à terra ou sem transformador podem exigir disposições de proteção e comutação que variam consoante o mercado e o fabricante do inversor.
Princípios de cablagem importantes
- Mantenha a polaridade clara. Os condutores das strings positiva e negativa não devem ser invertidos. A inversão de polaridade pode danificar SPDs, módulos de monitoramento ou entradas de inversores.
- Proteja cada string de forma consistente. Se o projeto exigir fusíveis ou disjuntores de string, cada string em paralelo deve ser protegida de acordo com a mesma regra de engenharia.
- Mantenha os cabos do SPD curtos e diretos. Fiação longa do SPD aumenta a tensão residual durante um evento de surto.
- Aterre o invólucro corretamente. Invólucros metálicos e terminais de PE devem ser conectados ao sistema de aterramento do projeto.
- Siga os valores de torque. Terminais frouxos geram calor. Terminais excessivamente apertados podem danificar condutores ou porta-fusíveis.
- Identifique cada string. A identificação agiliza o comissionamento, testes de curva I-V, manutenção e isolamento de falhas.
Não considere o diagrama acima como uma instrução de cabeamento universal. Trata-se de uma visão geral funcional. O cabeamento final deve seguir a ficha técnica da caixa de junção (combiner box), o manual do inversor, os dados dos módulos e as normas elétricas aplicáveis.
Dimensionamento e Contagem de Strings
O dimensionamento de uma caixa de junção fotovoltaica começa pela arquitetura do arranjo, não pelo tamanho do invólucro. A caixa correta é determinada por quantas strings estão em paralelo, qual a tensão que as strings podem atingir em clima frio, quanta corrente a caixa deve suportar e quais dispositivos de proteção são necessários.
Passo 1: Conte as strings fotovoltaicas
As caixas de junção (combiner boxes) são comumente especificadas como 2-entradas/1-saída, 4-entradas/1-saída, 6-entradas/1-saída, 8-entradas/1-saída, 12-entradas/1-saída, 16-entradas/1-saída ou 24-entradas/1-saída. Projetos de grande escala (utility) podem utilizar configurações maiores ou personalizadas.
Não escolha uma caixa com a contagem exata de strings se houver probabilidade de expansão futura. Uma posição de entrada sobressalente pode ser útil, mas as aberturas não utilizadas devem permanecer vedadas e certificadas para o grau de proteção do invólucro.
Passo 2: Calcular a Tensão Máxima da String
A tensão de circuito aberto (Voc) do módulo fotovoltaico aumenta à medida que a temperatura cai. Para a seleção da tensão, utilize a Voc máxima da string na temperatura mais baixa esperada no local, e não a tensão nominal do sistema.
A verificação simplificada é:
Voc máxima da string = Voc do módulo em STC × número de módulos em série × fator de correção de temperatura friaA caixa de junção, fusíveis, porta-fusíveis, disjuntores CC, DPS, seccionadora, terminais e barramentos devem ser todos dimensionados para essa tensão máxima corrigida.
Passo 3: Calcular a Corrente da String e de Saída
Cada posição de entrada deve suportar a corrente da string. O circuito de saída combinado deve suportar a soma das strings em paralelo. Para uma caixa de junção de 12 strings, a corrente de saída baseia-se na contribuição de corrente de todas as 12 strings, ajustada de acordo com a norma do projeto e a margem de dimensionamento.
O barramento, os terminais de saída, o seccionador e o cabo de saída devem ser selecionados para esta corrente combinada. Não é suficiente que cada fusível de string esteja corretamente dimensionado se o lado da saída estiver subdimensionado.
Passo 4: Verificar a proteção contra corrente reversa
A proteção contra sobrecorrente da string refere-se principalmente à corrente reversa proveniente de outras strings em paralelo. Uma revisão prática do projeto deve comparar:
(N - 1) × Isccontra:
- classificação máxima do fusível em série do módulo
- capacidade de condução de corrente do cabo da string
- classificação do fusível ou disjuntor
- arquitetura de entrada do inversor
- código local ou norma do projeto
Onde o projeto exigir fusíveis, utilize fusíveis e bases porta-fusíveis com classificação fotovoltaica (PV). Onde o projeto utilizar disjuntores CC, verifique a tensão CC, corrente, polaridade, capacidade de interrupção e temperatura de operação.
Passo 5: Considere o calor e o ambiente
As caixas de junção (combiner boxes) operam frequentemente ao ar livre sob luz solar direta. As temperaturas internas podem ser muito superiores à temperatura ambiente. A alta temperatura afeta bases porta-fusíveis, disjuntores, terminais, DPS, vedações, eletrônica de monitoramento e isolamento de cabos.
Para ambientes agressivos, verifique:
- Resistência UV
- resistência à névoa salina ou corrosão
- Requisito IP65/IP66 ou NEMA 4/4X
- Controlo de condensação
- Vedação de prensa-cabos
- Ventilação ou dissipação de calor
- Derating (redução de potência) por altitude, se especificado pelos fabricantes dos componentes
Quadros de junção fotovoltaicos de 600V vs 1000V vs 1500V
A classe de tensão é uma das decisões mais importantes em quadros de junção. Afeta a seleção de componentes, o risco de arco elétrico, a compatibilidade com inversores, o dimensionamento de cabos e a economia do sistema.
| Classe de tensão | Uso típico | Vantagens | Cuidados na seleção |
|---|---|---|---|
| 600 VCC | Sistemas legados, residências pequenas ou projetos comerciais mais antigos | Menor estresse de tensão, ampla familiaridade com os componentes | Menos comum em sistemas comerciais modernos de alta potência; pode exigir mais circuitos em paralelo |
| 1000 VCC | Sistemas comerciais de telhado, industriais e muitos sistemas fotovoltaicos de médio porte | Bom equilíbrio entre o comprimento da string, disponibilidade de componentes e escala de instalação | Deve-se calcular a Voc a frio; todos os dispositivos na caixa devem ser classificados para a tensão máxima real |
| 1500 VCC | Usinas fotovoltaicas de grande porte e montadas no solo | Strings mais longas, menos circuitos paralelos, menor corrente para a mesma potência, redução das perdas nos cabos | Maior energia de arco CC, classificações de dispositivos mais rigorosas, disciplina de instalação e manutenção mais exigente |
Uma caixa de junção de 1000 V não é automaticamente adequada para todos os “sistemas de 1000 V”. Se a tensão de circuito aberto (Voc) da string corrigida para clima frio puder exceder 1000 V, o projeto deve ser ajustado. Isso pode significar reduzir o número de módulos por string ou selecionar equipamentos com uma classificação de tensão mais alta, onde permitido.
Para conteúdo de suporte específico sobre tensão, consulte o guia da VIOX em Classificações de tensão de caixas de junção solar: 600V vs 1000V vs 1500V.
Caixa de Junção AC vs DC
Projetos fotovoltaicos podem utilizar tanto caixas de junção CC quanto caixas de junção CA, mas elas não são intercambiáveis.
| Item | caixa de junção DC | caixa de junção AC |
|---|---|---|
| Localização | Entre as strings fotovoltaicas e o inversor/controlador de carga | Após inversores ou microinversores, antes da distribuição CA |
| Tipo atual | Corrente contínua do arranjo fotovoltaico | Corrente alternada das saídas do inversor |
| Proteção típica | Fusíveis CC, disjuntores CC, DPS CC, seccionadora CC | Disjuntores CA, DPS CA, seccionadora CA, terminais de distribuição |
| Risco principal | Comportamento de arco CC, corrente reversa, Voc a frio, polaridade | Corrente de curto-circuito em CA, coordenação neutro/terra, conexão à rede |
| Aplicação comum | Entrada de inversor de string, cablagem de campo de inversor central | Sistemas de microinversores, agregação de CA de múltiplos inversores |
| Substituição de dispositivos | Dispositivos de CA não podem ser considerados adequados para CC | Dispositivos de CC não podem ser considerados adequados para distribuição de CA |
O erro mais perigoso é utilizar dispositivos de comutação ou proteção classificados para CA numa caixa de junção de CC, porque o comportamento da corrente e do arco elétrico é diferente. Um dispositivo deve ser explicitamente classificado para a tensão e corrente de CC reais. Para o limite mais amplo do dispositivo, ver Isolador CC vs. Interruptor Isolador CA.
Erros comuns em caixas de junção fotovoltaicas
| Erro | Por que isso cria riscos | Melhores práticas |
|---|---|---|
| Dimensionamento apenas pela tensão nominal | A Voc em clima frio pode exceder a classificação do dispositivo | Calcule a Voc máxima corrigida da string e classifique cada componente adequadamente |
| Uso de dispositivos com classificação CA em circuitos CC | Arcos CC não se autoextinguem como arcos CA | Utilize fusíveis, disjuntores, DPS, seccionadoras e terminais com classificação CC |
| Omissão da proteção contra sobrecorrente em strings quando exigido | Uma string com falha pode ser alimentada inversamente por strings saudáveis | Verificar a exposição à corrente reversa e a classificação do fusível em série do módulo |
| Escolher a classificação do fusível por suposição | Fusíveis incorretos podem queimar indevidamente ou falhar na proteção dos condutores | Selecionar com base na folha de dados do módulo, na capacidade de condução de corrente do condutor e na norma do projeto |
| Cabos do DPS muito longos | Cabos mais longos aumentam a tensão de passagem efetiva | Manter as conexões do DPS curtas, diretas e devidamente conectadas ao PE/terra |
| Sem ponto de isolamento na saída | A manutenção torna-se mais lenta e menos segura | Utilize um seccionador ou interruptor-seccionador CC com classificação adequada onde necessário |
| Barramentos ou terminais de saída subdimensionados | A corrente combinada pode sobreaquecer o lado da saída | Dimensione o caminho de saída para a corrente total do arranjo e condições ambientais |
| Seleção inadequada do invólucro | UV, água, poeira, sal e calor degradam os componentes internos | Corresponder a classificação IP/NEMA e o material ao ambiente do local |
| Rotulagem fraca | As equipes de manutenção não conseguem identificar as strings rapidamente | Identificar entradas, saídas, polaridade, status do DPS, especificações dos fusíveis e pontos de isolamento |
| Tratar a caixa de junção (combiner box) como uma simples caixa de passagem | Requisitos de proteção, surto, isolamento e térmicos são negligenciados | Especificar como um conjunto de proteção fotovoltaica, não apenas como um invólucro de fiação |
Como escolher uma caixa de junção fotovoltaica (PV Combiner Box)
Utilize esta sequência ao selecionar uma caixa de junção (combiner box) para um projeto real.
1. Defina a Arquitetura do Sistema
Comece pela arquitetura do inversor ou do controlador de carga. Um projeto com inversor central geralmente necessita de caixas de junção de campo. Um inversor de string com múltiplas entradas MPPT pode exigir menos caixas de junção externas. Um sistema solar com armazenamento pode necessitar de diferentes limites de proteção CC.
2. Determine a Quantidade de Strings e a Configuração de Entrada
Conte quantas strings devem entrar na caixa e se cada string requer terminais positivos e negativos separados, monitoramento e proteção. Confirme se o projeto necessita de 4, 6, 8, 12, 16, 24 ou entradas personalizadas.
3. Verifique a Tensão CC Máxima
Calcule a Voc corrigida da string na temperatura mais baixa esperada no local. Selecione uma caixa de junção e componentes internos com classificação superior a esse valor.
4. Verifique a Classificação de Corrente
Verifique a Isc da string, a classificação do fusível, a corrente de saída, a capacidade de condução do condutor, a classificação do barramento e a corrente nominal do seccionador. Considere a operação contínua e a alta temperatura do invólucro.
5. Escolha a Proteção da String
Decida se o projeto utilizará fusíveis fotovoltaicos ou disjuntores CC. Fusíveis são comuns em caixas de junção comerciais e de grande escala. Disjuntores CC podem ser preferíveis quando a operação com rearme ou a sinalização de status forem valiosas. Em ambos os casos, verifique as classificações CC reais.
6. Selecione o DPS CC
Escolha um DPS com classificação fotovoltaica/CC com a classe de tensão, corrente de descarga, nível de proteção, indicação de falha e requisito de proteção de backup corretos. Para classificações de corrente do DPS, consulte Imax vs In no DPS.
7. Especifique o Seccionador CC
Se a caixa de junção incluir um seccionador de saída, verifique a tensão CC nominal, a corrente nominal, a disposição dos polos, a categoria de utilização, o tipo de manopla do invólucro e o requisito de bloqueio (lockout). Para fundamentos sobre seccionadores, consulte O que é um interrutor de isolamento DC?.
8. Adapte o invólucro ao local de instalação
Locais externos em telhados, montados no solo, costeiros, desérticos, agrícolas e de serviços públicos exercem diferentes tipos de estresse nos invólucros. Escolha o material, a vedação, o método de entrada de cabos, a ventilação e a resistência à corrosão de acordo com essas condições.
9. Decida se o monitoramento é necessário
O monitoramento ao nível da string não é necessário para todos os projetos, mas é útil quando o tempo de inatividade é dispendioso ou quando as equipes de O&M precisam de uma localização rápida de falhas. O monitoramento pode identificar fusíveis queimados, strings com baixa corrente, problemas de sombreamento e falhas na fiação.
10. Confirme as normas, a documentação e os testes de fábrica
Uma caixa de junção (combiner box) confiável deve vir acompanhada de diagrama de fiação, especificações dos componentes, valores de torque, etiquetas, classificação do invólucro, dados dos dispositivos de proteção e documentação de testes. Para projetos na América do Norte, verifique os requisitos de certificação ou listagem UL aplicáveis. Para projetos IEC, verifique o projeto do arranjo fotovoltaico relevante e as normas de componentes utilizadas pela especificação do projeto.
Lista de verificação de seleção
Antes de aprovar uma caixa de junção, confirme estes itens:
- O número de entradas de string corresponde ao projeto do arranjo fotovoltaico.
- A tensão nominal excede a Voc máxima da string corrigida para a temperatura mais baixa.
- Os fusíveis ou disjuntores das strings atendem aos requisitos de proteção do módulo e dos condutores.
- O barramento de saída, os terminais e o seccionador estão dimensionados para a corrente combinada.
- O DPS é classificado para serviço em PV/CC e para a tensão do sistema.
- O grau de proteção do invólucro é adequado para o ambiente externo.
- Os prensa-cabos mantêm o grau de proteção IP/NEMA do invólucro.
- Os terminais de aterramento e PE estão corretamente dimensionados.
- As etiquetas identificam a polaridade, strings, fusíveis, seccionador, DPS e saída.
- O acesso para manutenção é prático e seguro.
- O fornecedor pode fornecer desenhos, fichas técnicas e suporte de configuração específico para o projeto.
Notas de Instalação e Manutenção
A instalação deve ser realizada por pessoal qualificado, utilizando as instruções do fabricante e as normas elétricas aplicáveis. As verificações de campo mais importantes são geralmente simples:
- Verifique a polaridade antes de energizar.
- Aperte todos os terminais com o torque especificado.
- Confirme as especificações dos fusíveis em relação ao projeto aprovado.
- Inspecione os prensa-cabos e as aberturas não utilizadas quanto à vedação.
- Verifique os indicadores de status do DPS após o comissionamento.
- Meça a tensão e a corrente da string para identificar erros de cabeamento.
- Registre o diagrama de fiação final e as etiquetas das strings.
Durante a operação, a inspeção periódica deve focar em descoloração por calor, condutores soltos, entrada de água, corrosão, fusíveis queimados, indicadores de DPS falhos, etiquetas danificadas e leituras anormais de corrente das strings. A inspeção por infravermelho sob carga pode ajudar a identificar terminações de alta resistência antes que se tornem falhas.
FAQ
O que é uma caixa de junção fotovoltaica (string box)?
Uma caixa de junção fotovoltaica é um invólucro no lado CC que coleta as saídas de múltiplas strings solares e as combina em um ou mais circuitos de saída antes do inversor ou controlador de carga. Frequentemente inclui proteção de string, proteção contra surtos, barramentos, terminais de aterramento e uma seccionadora CC.
O que faz uma caixa de junção solar?
Combina strings fotovoltaicas, protege-as com fusíveis ou disjuntores CC quando necessário, adiciona proteção contra surtos, fornece um ponto de desconexão para manutenção e simplifica a cablagem de campo e a resolução de problemas.
Todos os sistemas solares precisam de uma caixa de junção (combiner box)?
Não. Sistemas pequenos com uma ou duas strings podem conectar-se diretamente a um inversor se este fornecer terminais de entrada e proteção adequados. Sistemas comerciais e de grande escala com múltiplas strings geralmente precisam de caixas de junção porque a contagem de strings, a corrente, a proteção e os requisitos de manutenção tornam-se mais complexos.
Quantas strings uma caixa de junção pode suportar?
As configurações comuns incluem 2, 4, 6, 8, 12, 16 e 24 entradas de string. Caixas maiores ou personalizadas são usadas em sistemas de escala industrial. O número correto depende da arquitetura do inversor, do layout do arranjo, da classificação de corrente e da estratégia de manutenção.
O que existe dentro de uma caixa de junção fotovoltaica?
Os componentes típicos incluem terminais de entrada de string, fusíveis fotovoltaicos ou disjuntores CC, barramentos positivos e negativos, DPS CC, terminais de aterramento/PE, terminais de saída, prensa-cabos, corpo do invólucro, etiquetas e, por vezes, um seccionador CC ou módulo de monitorização de string.
Qual deve ser a classificação de tensão de uma caixa de junção solar?
A caixa de junção deve ter uma classificação superior à tensão máxima de circuito aberto da string na temperatura mais baixa esperada no local. Não selecione apenas pela tensão nominal do sistema. Em sistemas fotovoltaicos modernos, as classes comuns incluem 600 VCC, 1000 VCC e 1500 VCC.
Qual é a diferença entre uma caixa de junção CC e uma caixa de junção CA?
Uma caixa de junção CC combina circuitos de strings fotovoltaicas antes do inversor. Uma caixa de junção CA combina circuitos de saída do inversor após a CC ter sido convertida em CA. Seus dispositivos de proteção, dispositivos de manobra, proteção contra surtos e regras de cabeamento são diferentes.
Uma caixa de junção fotovoltaica precisa de um DPS?
Muitos sistemas fotovoltaicos externos utilizam um DPS CC dentro ou próximo à caixa de junção para limitar a tensão de surto proveniente de transientes relacionados a raios ou eventos de comutação. Se é necessário ou não, depende da norma do projeto, avaliação de risco, exposição do local, requisitos do inversor e normas locais.
Posso usar disjuntores CA ou fusíveis CA em uma caixa de junção CC?
Não, a menos que o dispositivo seja explicitamente classificado para a tensão, corrente e capacidade de interrupção CC reais. Os arcos em CC comportam-se de forma diferente dos arcos em CA, portanto, dispositivos apenas para CA podem falhar perigosamente em circuitos fotovoltaicos CC.
Como escolho uma caixa de junção fotovoltaica?
Comece pela contagem de strings, tensão máxima corrigida pelo frio, corrente da string, corrente de saída, requisitos de proteção, seleção de DPS, necessidade de seccionadora, ambiente do invólucro, necessidades de monitoramento e requisitos de certificação. Em seguida, verifique a configuração completa em relação ao inversor, às fichas técnicas dos módulos e à norma do projeto.
Recursos VIOX relacionados
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