เป็ กล่องหุ้มแผงรวมสายไฟโซลาร์เซลล์ ไม่ได้เป็นเพียงแค่เปลือกกันสภาพอากาศ แต่เป็นระบบจัดการความร้อนที่ทำงานภายใต้สภาวะที่รุนแรง ต่างจากกล่องรวมสายไฟมาตรฐาน กล่องรวมสายไฟโซลาร์เซลล์ต้องเผชิญกับความท้าทายทางวิศวกรรมสามประการพร้อมกัน: การสร้างความร้อนอย่างต่อเนื่องจากส่วนประกอบสวิตชิ่ง DC ที่มีกระแสไฟสูง, การสัมผัสรังสียูวีอย่างต่อเนื่องทำให้วัสดุเสื่อมสภาพตลอด 24 ชั่วโมง, และ ความเค้นจากความร้อน จากอุณหภูมิที่เปลี่ยนแปลงระหว่างกลางวัน/กลางคืนในทะเลทรายที่ 40°C ขึ้นไป วัสดุของกล่องหุ้มที่คุณเลือกจะเป็นตัวกำหนดโดยตรงว่าฟิวส์และเซอร์กิตเบรกเกอร์ของคุณทำงานภายในความสามารถที่กำหนดไว้หรือไม่ หรือจะเสื่อมสภาพจากความร้อนก่อนเวลาอันควร.
สิ่งสำคัญที่ต้องจดจำ
- กล่องหุ้มอะลูมิเนียมทำหน้าที่เป็นฮีทซิงค์แบบพาสซีฟ, ระบายความร้อนได้อย่างมีประสิทธิภาพมากกว่าโพลีคาร์บอเนตถึง 1,000 เท่า ซึ่งมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการป้องกัน การลดพิกัดความร้อนของเซอร์กิตเบรกเกอร์ ในระบบ 200A+
- ฉนวนสองชั้น Class II ของโพลีคาร์บอเนต ช่วยลดความจำเป็นของกล่องหุ้ม ข้อกำหนดในการต่อสายดิน, ลดแรงงานในการติดตั้งลง 15-20% ในตลาดที่มีค่าแรงแพง
- พลาสติก ABS ทั่วไปล้มเหลวอย่างร้ายแรง ในการใช้งาน PV การเสื่อมสภาพจากรังสียูวีทำให้เกิดความเปราะภายใน 6-12 เดือน (การวิเคราะห์ความล้มเหลวของวัสดุ)
- สแตนเลส 316L พิสูจน์ให้เห็นถึงราคาที่สูง เฉพาะในสภาพแวดล้อมที่มีละอองเกลือภายใน 5 ไมล์จากชายฝั่ง มิฉะนั้นอะลูมิเนียมจะให้ประสิทธิภาพทางความร้อนที่เหนือกว่าในราคาที่ต่ำกว่า
- สำหรับระบบ 1500V ที่มีกระแสไฟรวมเกิน 150A, กล่องหุ้มโลหะไม่ใช่ทางเลือก แต่เป็นสิ่งจำเป็น อุณหภูมิภายในกล่องพลาสติกอาจสูงถึง 65-75°C ซึ่งทำให้เกิด การทำงานของฟิวส์ที่ก่อให้เกิดความรำคาญ
ในฐานะผู้ผลิต B2B ที่ให้บริการ EPC พลังงานแสงอาทิตย์ขนาดใหญ่ VIOX Electric ได้ทดสอบกล่องหุ้มแผงรวมสายไฟในภาคสนามในแพลตฟอร์มอะลูมิเนียม สแตนเลส และโพลีคาร์บอเนตที่ทนต่อรังสียูวี ในสภาพแวดล้อมที่หลากหลาย ตั้งแต่ทะเลทรายแอริโซนาไปจนถึงการติดตั้งชายฝั่งนอร์เวย์ คู่มือนี้รวบรวมข้อมูลการถ่ายภาพความร้อน ผลการทดสอบรังสียูวีแบบเร่ง และการวิเคราะห์รูปแบบความล้มเหลว เพื่อช่วยคุณระบุกล่องหุ้มที่ป้องกันรูปแบบความล้มเหลวของกล่องรวมสายไฟที่พบบ่อยที่สุดสองประการ: การเสื่อมสภาพจากความร้อน แล้ว การสลายตัวของวัสดุที่เกิดจากรังสียูวี.
ความท้าทายเฉพาะของ PV: เหตุใดตรรกะของกล่องรวมสายไฟมาตรฐานจึงล้มเหลว
กล่องรวมสายไฟโซลาร์เซลล์ทำงานภายใต้สภาวะที่ทำให้เกณฑ์การเลือกกล่องหุ้มแบบเดิมเป็นโมฆะ:
1. การสร้างความร้อนภายในอย่างต่อเนื่อง
กล่องรวมสายไฟ 12 สตริงที่บรรทุก กระแสไฟ DC รวม 200A+ สร้างความร้อนอย่างต่อเนื่องจาก:
- ฟิวส์สตริง (10-15A แต่ละตัว): ความร้อนแบบต้านทานเป็นสัดส่วนกับค่าสูญเสีย I²R
- เซอร์กิตเบรกเกอร์ DC: ความร้อนจากความต้านทานการสัมผัสภายใต้ภาระ
- ข้อต่อบัสบาร์: ความต้านทานขนาดเล็กที่จุดสิ้นสุด
- กระแสสแตนด์บายของตัวต้านทานแรงดันเกิน SPD: ความร้อนจากการรั่วไหลของ MOV
การสร้างความร้อนภายในนี้คือ คงที่ในช่วงเวลากลางวันซึ่งแตกต่างจากกล่องรวมสายไฟ AC ที่มีภาระเป็นช่วงๆ ระบบ 200A สร้างขึ้นโดยประมาณ ความร้อนต่อเนื่อง 150-220W ที่ต้องระบายออกเพื่อป้องกันการเกิดความร้อนสูงเกินไปของส่วนประกอบ.
2. ภาระแสงอาทิตย์ภายนอกที่รุนแรง
กล่องรวมสายไฟที่ติดตั้งบนระบบโครงยึดแผงโซลาร์เซลล์จะได้รับ:
- การแผ่รังสีจากแสงอาทิตย์โดยตรง: 1000 W/m² ทำให้พื้นผิวกล่องหุ้มร้อนขึ้น
- การแผ่รังสีสะท้อน จากโครง PV อะลูมิเนียม: เพิ่มเติม 150-250 W/m²
- ไม่มีช่วงเวลาที่มีร่มเงา: 6-10 ชั่วโมงของการรับภาระความร้อนอย่างต่อเนื่องทุกวัน
กล่องหุ้มสีดำหรือสีเทาเข้ม (ซึ่งเป็นเรื่องปกติเพื่อความสวยงาม) สามารถเข้าถึง อุณหภูมิพื้นผิว 85°C ในแสงแดดเต็มที่ เปลี่ยนกล่องหุ้มให้เป็นตัวเก็บความร้อนจากแสงอาทิตย์มากกว่าที่จะเป็นกล่องป้องกัน.
3. ความเข้มของรังสี UV
กล่องรวมสายไฟ PV ทนทานต่อ การสัมผัสรังสียูวีสะสม เทียบเท่ากับ:
- 2,000-3,000 kWh/m²/ปี รังสียูวี (ความยาวคลื่น 280-400nm)
- 10,000-15,000 ชั่วโมง ของการสัมผัสรังสียูวีโดยตรงต่อปี
- ไม่มีการป้องกันรังสียูวี จากร่มเงาหรือลักษณะทางสถาปัตยกรรม
การรับรังสี UV นี้ สูงกว่า 5-10 เท่า เมื่อเทียบกับตู้ไฟฟ้ากลางแจ้งมาตรฐานที่ติดตั้งภายนอกอาคารที่มีร่มเงาบางส่วน.
ข้อมูลทางวิศวกรรม VIOX: ในโรงงานทดสอบของเราในเนวาดา กล่องรวมสายอะลูมิเนียมที่มีโหลด 200A สามารถรักษา อุณหภูมิภายใน 58-62°C ภายใต้สภาวะแวดล้อม 45°C หน่วยโพลีคาร์บอเนตที่เหมือนกันมีอุณหภูมิ 72-78°C อุณหภูมิภายใน ภายใต้โหลดเดียวกัน ซึ่งมีความแตกต่าง 14-16°C ที่ผลักดันฟิวส์และเบรกเกอร์ให้เกินเกณฑ์ 60°C ดูการวิเคราะห์ความร้อนโดยละเอียดใน คู่มือแนวทางการแก้ไขปัญหาความร้อนสูงเกินไปของเรา.
การจัดการความร้อน: เกณฑ์การคัดเลือกหลัก
อะลูมิเนียม: การกระจายความร้อนทางวิศวกรรม
ค่า การนำความร้อนของอะลูมิเนียมที่ 205 W/(m·K) เปลี่ยนตู้ทั้งหมดให้เป็นเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบแอคทีฟ ความร้อนที่เกิดจากส่วนประกอบภายในจะนำผ่านผนังอะลูมิเนียมและกระจายออกไปผ่านทาง:
- การนำความร้อนไปยังโครงสร้างการติดตั้ง: ความร้อนไหลจากตู้ไปยังระบบแร็ค
- การพาความร้อนไปยังอากาศโดยรอบ: กระแสการพาความร้อนตามธรรมชาติไปตามพื้นผิวด้านนอก
- การแผ่รังสีไปยังสิ่งรอบข้าง: การปล่อยรังสีอินฟราเรดจากพื้นผิวเคลือบสีฝุ่น
ประสิทธิภาพในโลกแห่งความเป็นจริง: ในกล่องรวมสาย 12 สตริง 210A ที่ทดสอบที่โรงงาน VIOX ในรัฐแอริโซนา (อุณหภูมิแวดล้อม 45°C, รับแสงอาทิตย์เต็มที่):
- ตู้อะลูมิเนียม: อุณหภูมิภายใน 59°C, เบรกเกอร์ทำงานที่ความจุที่กำหนด
- ตู้โพลีคาร์บอเนต: อุณหภูมิภายใน 73°C, เบรกเกอร์ลดพิกัดเหลือความจุ
การกระจายความร้อนที่เหนือกว่าของตู้อะลูมิเนียม ป้องกันการสูญเสียความจุ ที่จะต้องใช้เบรกเกอร์ขนาดใหญ่เกินไปหรือลดปริมาณงานของระบบ สิ่งนี้ส่งผลโดยตรงต่อ การคำนวณขนาดระบบ.
สแตนเลสสตีล: คอขวดความร้อนพร้อมประโยชน์ด้านการกัดกร่อน
ค่า การนำความร้อนของสแตนเลสสตีลเพียง 16 W/(m·K)—แย่กว่าอะลูมิเนียม—สร้างความท้าทายด้านความร้อนอย่างมาก:
- การสะสมความร้อน ในผนังตู้มากกว่าการกระจาย
- การก่อตัวของจุดร้อน รอบบล็อกฟิวส์และขั้วต่อเบรกเกอร์
- การระบายอากาศแบบบังคับที่จำเป็น สำหรับโหลดที่เกินกระแสไฟรวม 150A
โซลูชันทางวิศวกรรม: กล่องรวมสายสแตนเลสสตีลสำหรับการใช้งานที่มีกระแสไฟสูงต้องมี:
- ช่องระบายอากาศ NEMA 3R พร้อมมุ้งลวดกันแมลงสแตนเลสสตีล (ติดตั้งด้านบนและด้านล่าง)
- พัดลม 12VDC ควบคุมด้วยเทอร์โมสตัท (ขับเคลื่อนจากเอาต์พุตเสริมของระบบ PV)
- ตู้ขนาดใหญ่เกินไป (พื้นที่คำนวณขั้นต่ำเพื่อปรับปรุงการพาความร้อน)
ข้อจำกัดด้านความร้อนทำให้สแตนเลสสตีลเหมาะสำหรับ:
- การติดตั้งชายฝั่ง ที่หมอกเกลือบังคับให้ต้องทนต่อการกัดกร่อน
- การใช้งานกระแสไฟต่ำ (≤100A ทั้งหมด) ที่การสร้างความร้อนสามารถจัดการได้
- สภาพแวดล้อมที่มีสารเคมีรุนแรง (ไซต์อุตสาหกรรม) ที่อะลูมิเนียมจะกัดกร่อน
โพลีคาร์บอเนต: ฉนวนกันความร้อนที่ต้องใช้การระบายความร้อนแบบแอคทีฟ
ค่า การนำความร้อนของโพลีคาร์บอเนตที่ 0.2 W/(m·K)—แย่กว่าอะลูมิเนียม 1,000 เท่า—ทำให้เป็นฉนวนกันความร้อนมากกว่าตัวกระจายความร้อน ความร้อนภายในทั้งหมดจะถูกกักไว้ ทำให้ส่วนประกอบมีอุณหภูมิสูงถึงระดับวิกฤต.
เกณฑ์วิกฤต: สำหรับกล่องรวมสายที่เกิน กระแสไฟรวม 150A, โพลีคาร์บอเนตต้องการ:
- พัดลมระบายอากาศแบบบังคับ: อัตราการไหลของอากาศขั้นต่ำ 50 CFM
- ช่องระบายอากาศ: การออกแบบแบบ Cross-flow (ช่องลมเข้าด้านล่าง, ช่องลมออกด้านบน)
- การตรวจสอบอุณหภูมิ: เซ็นเซอร์วัดอุณหภูมิภายในพร้อมเอาต์พุตแจ้งเตือน
- พิกัดส่วนประกอบที่เกินขนาด: ฟิวส์และเบรกเกอร์มีพิกัดสำหรับอุณหภูมิแวดล้อม 75°C แทน 60°C
หน้าต่างการใช้งาน: โพลีคาร์บอเนตที่คงตัวต่อรังสียูวี ยังคงใช้งานได้สำหรับ:
- ระบบที่อยู่อาศัย: 3-8 สตริง, กระแสไฟรวม ≤80A
- เชิงพาณิชย์ขนาดเล็ก: ≤12 สตริง, กระแสไฟรวม ≤120A พร้อมการระบายอากาศ
- สถานที่ที่มีค่าแรงสูง: ที่ซึ่ง ข้อกำหนดในการต่อสายดิน ทำให้ตู้โลหะมีค่าใช้จ่ายสูงในการติดตั้ง
ข้อมูลการทดสอบความร้อน VIOX: เราได้ทำการศึกษาภาคสนามเป็นเวลา 90 วัน โดยเปรียบเทียบกล่องรวมสาย 8 สตริง (กระแสไฟรวม 140A) ในฟีนิกซ์, แอริโซนา:
- อลูมิเนียม (ไม่มีการระบายอากาศ): อุณหภูมิสูงสุดภายในเฉลี่ย 61°C
- โพลีคาร์บอเนต (ช่องระบายอากาศแบบ Passive): อุณหภูมิสูงสุดภายในเฉลี่ย 74°C
- โพลีคาร์บอเนต (พัดลม 50 CFM): อุณหภูมิสูงสุดภายในเฉลี่ย 65°C
หน่วยโพลีคาร์บอเนตที่ไม่มีการระบายอากาศแบบบังคับ ประสบปัญหา ฟิวส์ทำงานผิดพลาด 3 ครั้ง เนื่องจากการเสื่อมสภาพจากความร้อน สมบูรณ์ วิธีการแก้ไขปัญหาที่นี่.
การลดพิกัดความร้อนของเซอร์กิตเบรกเกอร์: ต้นทุนแฝงของการเลือกตู้ที่ไม่ดี
ความสัมพันธ์ระหว่างวัสดุของตู้และประสิทธิภาพของเซอร์กิตเบรกเกอร์ ถูกควบคุมโดย ปัจจัยการลดพิกัดอุณหภูมิแวดล้อม. เซอร์กิตเบรกเกอร์ DC ส่วนใหญ่มีพิกัดสำหรับ อุณหภูมิแวดล้อม 40°C พร้อมเส้นโค้งการลดพิกัดที่เผยแพร่สำหรับอุณหภูมิที่สูงขึ้น.
ผลกระทบของการลดพิกัดต่อความจุของระบบ
ตัวอย่าง: เบรกเกอร์ DC 20A ที่พิกัดอุณหภูมิแวดล้อม 40°C
| อุณหภูมิภายในตู้ | ปัจจัยการลดพิกัดเบรกเกอร์ | ความจุที่มีประสิทธิภาพ | การสูญเสียความจุ |
|---|---|---|---|
| 60°C (ตู้อลูมิเนียม) | 0.94 | 18.8A | 6% |
| 70°C (สแตนเลสสตีล, การระบายอากาศไม่ดี) | 0.86 | 17.2A | 14% |
| 75°C (โพลีคาร์บอเนต, ไม่มีการระบายอากาศ) | 0.80 | 16.0A | 20% |
ในกล่องรวมสาย 12 สตริงที่มีเบรกเกอร์ 20A ต่อสตริง การสูญเสียความจุจะส่งผลโดยตรงต่อความจุของระบบที่ไม่สามารถใช้งานได้:
- ตู้อะลูมิเนียม: ความจุที่มีประสิทธิภาพ 226A (12 × 18.8A)
- ตู้โพลีคาร์บอเนต: ความจุที่มีประสิทธิภาพ 192A (12 × 16.0A)
การ การขาดแคลนความจุ 34A ในตู้โพลีคาร์บอเนต หมายความว่าคุณไม่สามารถใช้ประโยชน์จากเอาต์พุต DC ของแผงโซลาร์เซลล์ได้อย่างเต็มที่ในช่วงเวลาที่มีแสงแดดสูงสุด ซึ่งส่งผลให้การผลิตพลังงานถูกตัดทอนและลด ROI.
ความต้านทานรังสียูวี: เหตุใดกล่องรวมสายพลาสติกทั่วไปจึงล้มเหลวอย่างร้ายแรง
ภัยพิบัติ ABS: เหตุใดจึงห้ามใช้พลาสติกทั่วไป
อะคริโลไนไตรล์ บิวทาไดอีน สไตรีน (ABS) พลาสติก ซึ่งพบได้ทั่วไปในกล่องไฟฟ้าภายในอาคาร ประสบปัญหาการเสื่อมสภาพจากรังสียูวีอย่างร้ายแรงในการใช้งาน PV กลางแจ้ง:
ไทม์ไลน์การเสื่อมสภาพจากรังสียูวี:
- 0-3 เดือน: การเกิดฝุ่นชอล์กบนพื้นผิวและการซีดจางของสี
- 3-6 เดือน: การแตกตัวของสายโซ่พอลิเมอร์เริ่มต้นขึ้น การสูญเสียความต้านทานแรงดึง 15-25%
- 6-12 เดือน: ความเปราะเกิดขึ้น รอยแตกปรากฏรอบจุดยึด
- 12-18 เดือน: ความล้มเหลวทางโครงสร้าง ตู้ไม่สามารถรักษาค่า IP ได้
ตัวอย่างความล้มเหลวภาคสนาม: ในฟาร์มโซลาร์เซลล์ในแคลิฟอร์เนียปี 2022 กล่องรวมสาย 47 กล่องที่มีตู้ ABS ล้มเหลวภายใน 14 เดือน การทดสอบแรงกระแทกแสดงให้เห็นว่าวัสดุสูญเสีย 68% ของความแข็งแรงทนทานต่อแรงกระแทกเดิม—เกิดรอยแตกร้าวรอบจุดนำสายเคเบิล ทำให้ความชื้นเข้าไปทำลายอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก (SPD) และเบรกเกอร์ ค่าใช้จ่ายในการเปลี่ยนทั้งหมดเกิน 180,000 บาท ดูการวิเคราะห์ความล้มเหลวของวัสดุโดยละเอียดใน คู่มือโพลีคาร์บอเนตเทียบกับ ABS ของเรา.
โพลีคาร์บอเนตที่มีความเสถียรต่อรังสียูวี: ออกแบบมาสำหรับงานพลังงานแสงอาทิตย์
สูตรโพลีคาร์บอเนตระดับพรีเมียมประกอบด้วย ชุดสารเพิ่มความคงตัวต่อรังสียูวี ที่ดูดซับโฟตอนยูวีก่อนที่จะทำลายสายโซ่โพลีเมอร์:
เคมีของสารเพิ่มความคงตัว:
- สารดูดซับรังสียูวีเบนโซไตรอะโซล: ดูดซับ UV-A (315-400nm) และ UV-B (280-315nm)
- HALS (Hindered Amine Light Stabilizers): กำจัดอนุมูลอิสระที่เกิดจากการสัมผัสรังสียูวี
- ความเข้มข้น: ≥0.5% โดยน้ำหนักสำหรับประสิทธิภาพกลางแจ้ง 10 ปีขึ้นไป
ข้อกำหนดโพลีคาร์บอเนต VIOX:
- ปริมาณสารเพิ่มความคงตัวต่อรังสียูวี: 0.8% โดยน้ำหนัก (60% สูงกว่าเกณฑ์ขั้นต่ำของอุตสาหกรรม)
- การทดสอบสภาพดินฟ้าอากาศแบบเร่ง ASTM G154: การสูญเสียความต้านทานแรงดึง <12% หลังจากสัมผัสกับแสงซีนอนอาร์ค 5,000 ชั่วโมง
- อายุการใช้งานที่พิสูจน์แล้วในสนาม: 15-20 ปีในการสัมผัสแสงแดดโดยตรง
- ระดับการทนไฟ: UL94 V0 (ดับไฟเองภายใน 10 วินาที)
ความเหมาะสมในการใช้งาน: กล่องรวมสายโพลีคาร์บอเนตที่มีความเสถียรต่อรังสียูวีมีความเหมาะสมสำหรับ:
- ระบบที่อยู่อาศัย: 3-8 สตริง, กระแสไฟรวม ≤80A
- เชิงพาณิชย์ขนาดเล็ก: ≤12 สตริง, ≤120A พร้อมการจัดการความร้อนที่เหมาะสม
- สภาพอากาศปานกลาง: ภูมิภาคที่มีการสัมผัสรังสียูวี ≤2,500 kWh/m²/ปี
- โครงการที่คำนึงถึงงบประมาณ: ที่ซึ่งการประหยัดต้นทุน 30-40% ทำให้คุ้มค่ากับอายุการใช้งาน 15-20 ปี เทียบกับ 25 ปีขึ้นไป
ห้ามใช้โพลีคาร์บอเนตสำหรับ:
- ฟาร์มขนาดสาธารณูปโภค: กล่องกระแสไฟสูงสร้างความร้อนมากเกินไป
- การติดตั้งในทะเลทราย: ความเข้มของรังสียูวีเกินความสามารถของวัสดุ
- สภาพแวดล้อมชายฝั่ง: อากาศเค็มเร่งการเสื่อมสภาพของโพลีเมอร์
- ระบบ 1500V: สตริงเกอร์แรงดันไฟฟ้าที่สูงขึ้นต้องการความน่าเชื่อถือสูงสุด
อะลูมิเนียมและสแตนเลส: ภูมิคุ้มกันต่อรังสียูวีโดยธรรมชาติ
กล่องหุ้มโลหะที่มีพื้นผิวที่เหมาะสมคือ ภูมิคุ้มกันต่อการเสื่อมสภาพจากรังสียูวี:
ความทนทานสูงสุดและคุณสมบัติการป้องกัน EMC สแตนเลส Type 316 เป็นสิ่งจำเป็นสำหรับสภาพแวดล้อมทางทะเล การนำความร้อนที่สูงขึ้นต้องให้ความสนใจกับการระบายความร้อนอย่างระมัดระวัง ตัวเลือกพรีเมียมสำหรับการติดตั้งที่สำคัญต่อภารกิจ ซึ่งความน่าเชื่อถือเป็นเหตุผลที่ทำให้ต้นทุนสูงขึ้น
- องค์ประกอบของการเคลือบ: เรซินไฮบริดโพลีเอสเตอร์แบบเชื่อมขวางหรือโพลีเอสเตอร์-TGIC
- ความต้านทานรังสียูวี: การรักษาสภาพความเงา 10 ปีขึ้นไป, ไม่มีการเสื่อมสภาพของโครงสร้าง
- การแสดง: การซีดจางของสี ASTM D2244 ΔE <5 หลังจากสัมผัส QUV 5,000 ชั่วโมง
สแตนเลส 316L:
- ชั้นพาสซีฟโครเมียมออกไซด์: ฟิล์มป้องกันที่ซ่อมแซมตัวเองได้
- ไม่มีความไวต่อรังสียูวี: โครงสร้างโมเลกุลของสแตนเลสไม่ได้รับผลกระทบจากโฟตอนยูวี
- ผิวสำเร็จ: ผิวขัดเงา 2B หรือขัดด้วยไฟฟ้าเพื่อความต้านทานการกัดกร่อนสูงสุด
ฉนวนสองชั้น Class II: ข้อได้เปรียบในการติดตั้งของโพลีคาร์บอเนต
กล่องรวมสายโพลีคาร์บอเนตที่ออกแบบมาเพื่อ ข้อกำหนด IEC 61140 Class II ขจัดความจำเป็นในการต่อสายดินของกล่องหุ้มผ่านการออกแบบฉนวนสองชั้น:
สถาปัตยกรรมฉนวนสองชั้น:
- ฉนวนพื้นฐาน: เกราะป้องกันหลักระหว่างขั้วต่อ DC ที่มีไฟฟ้าและภายในกล่องหุ้ม (ส่วนประกอบที่ติดตั้งบนราง DIN ที่มีระยะห่างตามผิวฉนวน 8 มม.)
- ฉนวนเสริม: เกราะป้องกันทุติยภูมิที่ป้องกันการสัมผัสกับชิ้นส่วนที่มีไฟฟ้าแม้ว่าฉนวนพื้นฐานจะล้มเหลว (กล่องหุ้มแบบหล่อที่มีความหนาของผนังขั้นต่ำ 3 มม.)
ผลกระทบต่อการติดตั้ง:
- ไม่มีสายดินไปยังกล่องหุ้ม: ประหยัดตัวนำและหางปลาต่อสายดินขนาด 1× #10 AWG ต่อหน่วย
- ไม่มีการตรวจสอบการเชื่อมต่อสายดิน: ขจัดขั้นตอนการทดสอบระหว่างการติดตั้ง
- ติดตั้งได้รวดเร็วยิ่งขึ้น: ลดเวลาแรงงานลง 12-18 นาทีต่อกล่องรวมสาย
- ต้นทุนวัสดุลดลง: ไม่ต้องใช้สายดินทองแดงและหางปลาแบบบีบอัด
การวิเคราะห์ต้นทุนแรงงาน (ตลาดสหรัฐอเมริกา):
- อัตราค่าจ้างช่างไฟฟ้า: โดยเฉลี่ย $85/ชั่วโมง
- ประหยัดเวลา: 15 นาทีต่อหน่วย = ลดแรงงาน $21.25
- ประหยัดค่าวัสดุ: สายดิน + หางปลา = $8-12 ต่อหน่วย
- ประหยัดรวมต่อหน่วย: $29-33
สำหรับการติดตั้งขนาดใหญ่ระดับสาธารณูปโภค 100 หน่วย กล่องโพลีคาร์บอเนต Class II ช่วยประหยัด $2,900-3,300 ในค่าติดตั้ง เมื่อเทียบกับตู้โลหะที่ต้อง การติดตั้งสายดินที่เหมาะสม.
ข้อจำกัดที่สำคัญ:
- ฉนวนสองชั้น Class II ต้องการ ตู้พลาสติกที่ไม่แตกหัก—การเจาะช่องโลหะหรือเคเบิลแกลนด์ใดๆ จะทำให้การป้องกันเป็นโมฆะ
- ไม่เหมาะสำหรับระบบ 1500V: แรงดันไฟฟ้าที่สูงขึ้นต้องมีการต่อสายดินป้องกันเพิ่มเติมตาม IEC 62109-1
- ความซับซ้อนในการรวม RSD: อุปกรณ์ปิดระบบอย่างรวดเร็วมักจะต้องใช้ตู้โลหะสำหรับการป้องกัน EMI
การเปรียบเทียบประสิทธิภาพโดยละเอียดสำหรับกล่องรวมสาย PV
| พารามิเตอร์ประสิทธิภาพ | อะลูมิเนียม (เคลือบสีฝุ่น) | สแตนเลส 316L | โพลีคาร์บอเนตที่มีความคงตัวต่อรังสียูวี |
|---|---|---|---|
| การนำความร้อน | 205 W/(m·K) | 16 W/(m·K) | 0.2 W/(m·K) |
| การระบายความร้อน (โหลด 200A) | ดีเยี่ยม (−14°C เทียบกับพลาสติก) | ไม่ดี (ต้องมีการระบายอากาศ) | ไม่ดี (ฉนวน) |
| กระแสไฟสูงสุดที่แนะนำ | 300A+ | 150A (พร้อมการระบายความร้อนด้วยพัดลม) | 80A สำหรับที่อยู่อาศัย, 120A สำหรับเชิงพาณิชย์พร้อมพัดลม |
| การลดพิกัดเบรกเกอร์ (อุณหภูมิแวดล้อม 45°C) | สูญเสียความจุ 6% | สูญเสียความจุ 12-14% | สูญเสียความจุ 18-20% |
| ความต้านทานรังสียูวี (การสัมผัสกลางแจ้ง) | ดีเยี่ยม (เคลือบ) | ดีเยี่ยม (โดยธรรมชาติ) | ดี (ขึ้นอยู่กับสารเพิ่มความคงตัว) |
| อายุขัยที่คาดหวัง | 25+ ปี | 30+ ปี | 15-20 ปี |
| ความต้านทานละอองเกลือชายฝั่ง | ดี (ต้องมีการเคลือบสำหรับทะเล) | ดีเยี่ยม (เกรด 316L) | พอใช้ (UV+เกลือเร่งการเสื่อมสภาพ) |
| ฉนวนสองชั้น Class II | ไม่ (ต้องต่อสายดิน) | ไม่ (ต้องต่อสายดิน) | ใช่ (ไม่ต้องต่อสายดิน) |
| เวลาแรงงานในการติดตั้ง | 1.0× ค่าพื้นฐาน | 1.1× (หน่วยที่หนักกว่า) | 0.85× (ไม่ต้องต่อสายดิน) |
| ค่าใช้จ่ายสายดิน/ฮาร์ดแวร์ | $8-12 ต่อหน่วย | $8-12 ต่อหน่วย | $0 (ไม่จำเป็น) |
| เหมาะสำหรับระบบ 1500V | ใช่แล้ว | ใช่แล้ว | ไม่ (ต้องใช้โลหะเพื่อความปลอดภัย) |
| การป้องกัน EMI (การรวม RSD) | ดี | ยอดเยี่ยม | ไม่มี (ต้องการตะแกรงโลหะ) |
| ความต้านทานแรงกระแทก (ระดับ IK) | IK09 (เสียรูปทรง, รักษาซีล) | IK08 (อาจแตกภายใต้แรงกระแทกรุนแรง) | IK10 (ยืดหยุ่นโดยไม่แตกหัก) |
| พฤติกรรมการติดไฟ | ไม่ติดไฟ | ไม่ติดไฟ | UL94 V0 (ดับไฟเองได้) |
| ราคา (เทียบกับอลูมิเนียม) | 1.0× ค่าพื้นฐาน | 1.6-1.8 เท่า | 0.65-0.75 เท่า |
คู่มือการเลือกเฉพาะสำหรับการใช้งานสำหรับกล่องรวมสายไฟ PV
ฟาร์มพลังงานแสงอาทิตย์ขนาดสาธารณูปโภค (>5MW)
คำแนะนำ: อลูมิเนียม (เคลือบสีฝุ่น, เกรดมารีนสำหรับชายฝั่ง)
เหตุผลทางวิศวกรรม:
- การจัดการความร้อน: กระแสไฟรวม 200-300A ต่อกล่องรวมสายไฟต้องการการระบายความร้อนแบบพาสซีฟ—อลูมิเนียมป้องกันการสูญเสียจากการลดพิกัดเบรกเกอร์
- เศรษฐศาสตร์จากขนาด: 100-500 หน่วยต่อฟาร์ม—อัตราส่วนประสิทธิภาพต่อต้นทุนที่เหนือกว่าของอลูมิเนียมให้ ROI สูงสุด
- พันธบัตรประสิทธิภาพ 25 ปี: กล่องหุ้มโลหะสอดคล้องกับข้อกำหนดอายุการใช้งาน PPA
- การสร้างมาตรฐาน: อลูมิเนียมอำนวยความสะดวกในขั้นตอนการ O&M ที่สอดคล้องกันทั่วทั้งกลุ่ม
ข้อกำหนดเฉพาะ:
- ความหนาของการเคลือบสีฝุ่น: ≥60 ไมครอนสำหรับการติดตั้งทั่วไป, ≥80 ไมครอนสำหรับชายฝั่ง (ภายใน 10 ไมล์จากมหาสมุทร)
- การออกแบบเชิงความร้อน: การพาความร้อนตามธรรมชาติพร้อมบานเกล็ด NEMA 3R สำหรับกล่องหุ้มที่เกิน 8 สตริง
- ฮาร์ดแวร์: ตัวยึด บานพับ และสลักทั้งหมดต้องเป็นสแตนเลส 316
- กับบริเวณ: ใช้ เทคนิคการต่อสายดินที่เหมาะสม โดยมีขนาด AWG ขั้นต่ำ #6 ไปยังโครงสร้างแร็ค
ข้อยกเว้นสำหรับสาธารณูปโภคชายฝั่ง: โครงการที่อยู่ภายใน 5 ไมล์จากน้ำเค็มควรกำหนด สแตนเลส 316L แม้จะมีความท้าทายด้านความร้อน—ความเสี่ยงจากการกัดกร่อนมีมากกว่าประสิทธิภาพเชิงความร้อนที่ลดลง กำหนดให้มีการระบายอากาศแบบบังคับสำหรับกล่องหุ้มที่เกินกระแสไฟรวม 150A.
ดาดฟ้าเชิงพาณิชย์ (50kW-500kW)
คำแนะนำ: อลูมิเนียม (มาตรฐาน), โพลีคาร์บอเนตที่เสถียรต่อรังสียูวี (เฉพาะระบบ ≤120A)
เหตุผลทางวิศวกรรม:
- โหลดความร้อน: ช่วงกระแสไฟทั่วไป 100-200A—อลูมิเนียมป้องกันอุณหภูมิภายในที่สูงขึ้น 12-18°C ซึ่งก่อให้เกิด ปัญหาความร้อนสูงเกินไป
- ความท้าทายในการเข้าถึงหลังคา: หน่วยอลูมิเนียมที่เบากว่าช่วยลดความยุ่งยากในการติดตั้งโดยไม่ต้องใช้เครนบนโครงสร้างที่มีอยู่
- ความอ่อนไหวต่อต้นทุนแรงงาน: ในตลาดแรงงานสูง (แคลิฟอร์เนีย, นิวยอร์ก), ฉนวนสองชั้น Class II ของโพลีคาร์บอเนตช่วยประหยัดต้นทุนการติดตั้ง $25-35 ต่อหน่วย
หน้าต่างความอยู่รอดของโพลีคาร์บอเนต:
- กระแสไฟสูงสุด: 120A รวมกับบานเกล็ดระบายอากาศแบบบังคับ
- จำนวนสตริง: ≤8 สตริง
- สภาพภูมิอากาศ: การสัมผัสรังสียูวีปานกลาง (<2,500 kWh/m²/ปี)
- การระบายอากาศ: บานเกล็ดแบบไหลขวางบังคับ (ช่องรับด้านล่าง, ช่องระบายด้านบน) โดยมีอัตราการไหลของอากาศขั้นต่ำ 50 CFM
ห้ามใช้โพลีคาร์บอเนตสำหรับ:
- ระบบที่เกิน 8 สตริง: โหลดความร้อนเกินความสามารถของวัสดุ
- การติดตั้งในทะเลทราย: ความเข้มของรังสียูวี (3,000+ kWh/m²/ปี) ทำให้อายุการใช้งานสั้นลงเหลือ 10-12 ปี
- ดาดฟ้าอุตสาหกรรม: การสัมผัสสารเคมีเร่งการเสื่อมสภาพของพอลิเมอร์
ระบบที่อยู่อาศัย (3kW-15kW)
คำแนะนำ: โพลีคาร์บอเนตที่เสถียรต่อรังสียูวี
เหตุผลทางวิศวกรรม:
- โหลดกระแสไฟ: ช่วงทั่วไป 30-80A—ภายในความสามารถในการจัดการความร้อนของโพลีคาร์บอเนต
- ความอ่อนไหวต่อต้นทุน: ต้นทุนวัสดุที่ต่ำกว่า 30-40% มีความสำคัญในระดับที่อยู่อาศัย
- ความเร็วในการติดตั้ง: ฉนวนสองชั้น Class II ช่วยลดการต่อสายดิน ลดเวลาในการติดตั้งในภูมิภาคที่มีค่าแรงแพง
- ทนต่อแรงกระแทกระดับ IK10 ป้องกันอันตรายในที่พักอาศัย (อุปกรณ์สนามหญ้า, ลูกเห็บ, กิ่งไม้ร่วง)
ข้อกำหนดเฉพาะที่สำคัญ:
- ปริมาณสารเพิ่มความคงตัวต่อรังสียูวี≥0.51% โดยน้ำหนัก (ตรวจสอบรายงานการทดสอบ ASTM G154)
- ระดับการทนไฟUL94 V0 หรือ V1 บังคับ
- การระบายอากาศช่องระบายอากาศแบบ Passive พร้อมมุ้งลวดกันแมลงสำหรับระบบ >60A
- ฮาร์ดแวร์บานพับและสลักสแตนเลส (เหล็กชุบสังกะสีจะผุกร่อน)
เหตุผลสนับสนุนทางเลือกอลูมิเนียม:
- การติดตั้งระดับพรีเมียมในกรณีที่การรับประกัน 25 ปี กำหนดให้ใช้กล่องหุ้มโลหะ
- ภูมิภาคที่มีอุณหภูมิสูงแอริโซนา, เนวาดา, เท็กซัส ที่ซึ่งอุณหภูมิแวดล้อมสูงเกิน 45°C เป็นประจำ
- ความชอบด้านสุนทรียภาพอลูมิเนียมเคลือบสีฝุ่นมีตัวเลือกสีที่หลากหลายกว่าและรูปลักษณ์ที่สวยงาม
การติดตั้งในทะเลและชายฝั่ง (<5 ไมล์จากมหาสมุทร)
คำแนะนำ: สแตนเลส 316L (บังคับ)
เหตุผลทางวิศวกรรม:
- ความต้านทานต่อละอองเกลือปริมาณโมลิบดีนัม 2-3% ของ 316L ให้ความต้านทานการกัดกร่อนแบบรูเข็มที่เหนือกว่า—อลูมิเนียมเคลือบสีฝุ่นจะล้มเหลวภายใน 5-8 ปีในการพ่นละอองเกลือ
- ไม่ต้องบำรุงรักษาการเคลือบชั้น Passive โครเมียมออกไซด์จะสมานตัวเองเมื่อเกิดรอยขีดข่วน—ไม่จำเป็นต้องทาสีซ่อม
- เศรษฐศาสตร์ระยะยาวต้นทุนเริ่มต้นที่สูงกว่า (พรีเมียม 100-300 ดอลลาร์ต่อหน่วย) ชดเชยด้วยการกำจัดการเปลี่ยนกล่องหุ้มเมื่อครบ 10 ปี
ข้อกำหนดเฉพาะที่สำคัญ:
- การตรวจสอบเกรดตรวจสอบเกรด 316L (คาร์บอนต่ำ) ผ่านใบรับรองการทดสอบจากโรงงาน—เกรดมาตรฐาน 316 อาจไวต่อการเปลี่ยนแปลงที่รอยเชื่อม
- ฮาร์ดแวร์ส่วนประกอบทั้งหมด (บานพับ, สลัก, สกรู, แกลนด์สายเคเบิล) ต้องเป็นสแตนเลส 316—การผสมโลหะจะสร้างเซลล์กัลวานิก
- วัสดุปะเก็นซิลิโคน (ไม่ใช่ EPDM) เพื่อความต้านทานเกลือสูงสุด
- การจัดการความร้อนการระบายอากาศแบบบังคับด้วยชุดพัดลมสแตนเลสสำหรับโหลด >150A
ข้อควรระวังในการเคลือบ: ห้ามระบุสแตนเลสทาสี—การเคลือบที่หลุดลอกจะทำให้พื้นผิวสัมผัสกับการกัดกร่อนแบบร่องที่เร่งตัวขึ้น ใช้เฉพาะผิวขัดหรือขัดด้วยไฟฟ้าเท่านั้น.
ระบบแรงดันสูง 1500V
คำแนะนำ: อลูมิเนียมหรือสแตนเลส 316L (ต้องใช้โลหะ)
เหตุผลทางวิศวกรรม:
- ข้อกำหนดด้านความปลอดภัย: การปฏิบัติตามระบบ 1500V กำหนดให้มีการต่อสายดินป้องกันเพิ่มเติมตามมาตรฐาน IEC 62109-1—ฉนวน Class II ของโพลีคาร์บอเนตไม่เพียงพอ
- ความเสี่ยงจากอาร์คแฟลชแรงดันไฟฟ้าที่สูงขึ้นจะเพิ่มพลังงานที่เกิดขึ้น—ต้องใช้กล่องหุ้มโลหะเพื่อการป้องกันบุคลากร
- การป้องกัน EMIอุปกรณ์ปิดระบบอย่างรวดเร็ว 1500V ต้องมีตัวเรือนโลหะเพื่อความเข้ากันได้ทางแม่เหล็กไฟฟ้า
- ความสำคัญด้านความร้อนสตริงแรงดันไฟฟ้าที่สูงขึ้นโดยทั่วไปจะมีกระแสไฟฟ้าที่สูงขึ้นตามสัดส่วน—การจัดการความร้อนเป็นสิ่งที่ไม่สามารถต่อรองได้
ข้อกำหนดในการออกแบบ:
- การต่อสายดินของกล่องหุ้มยึดติดกับโครงสร้างแร็ค PV และตัวนำต่อสายดินของอุปกรณ์ด้วยการเชื่อมต่อที่ซ้ำซ้อน
- ส่วนประกอบภายในที่ได้รับการจัดอันดับอาร์คบัสบาร์, ขั้วต่อ และฮาร์ดแวร์ยึดเบรกเกอร์ทั้งหมดต้องเป็นไปตามข้อกำหนดอาร์คแฟลช NFPA 70E
- การสร้างแบบจำลองทางความร้อนคำนวณอุณหภูมิภายในที่เพิ่มขึ้นภายใต้สภาวะที่เลวร้ายที่สุด (อุณหภูมิแวดล้อม 45°C + โหลดแสงอาทิตย์เต็มที่ + กระแสไฟฟ้าสูงสุด)
คำถามที่ถูกถามบ่อย
ทำไมวัสดุของกล่องรวมสายไฟถึงส่งผลต่อประสิทธิภาพของเซอร์กิตเบรกเกอร์?
Circuit breaker ได้รับการจัดอันดับที่ อุณหภูมิแวดล้อม 40°C พร้อมปัจจัยลดพิกัดที่เผยแพร่สำหรับอุณหภูมิที่สูงขึ้น การนำความร้อนของวัสดุกล่องหุ้มเป็นตัวกำหนดอุณหภูมิแวดล้อมภายในโดยตรงภายใต้ภาระ กล่องหุ้มอลูมิเนียม (การนำความร้อน 205 W/(m·K)) ทำหน้าที่เป็นฮีทซิงค์ รักษาอุณหภูมิภายในให้เย็นกว่ากล่องหุ้มโพลีคาร์บอเนต (0.2 W/(m·K)) 12-18°C ความแตกต่างของอุณหภูมินี้ป้องกัน การลดพิกัดเนื่องจากความร้อน (thermal derating)—เบรกเกอร์ 20A ที่อุณหภูมิภายใน 75°C ทำงานที่ความจุที่มีประสิทธิภาพเพียง 16A (ลดพิกัด 20%), ในขณะที่เบรกเกอร์เดียวกันที่ 60°C รักษาความจุ 18.8A (ลดพิกัด 6%) สำหรับกล่องรวมสาย 12 สตริง สิ่งนี้แปลเป็นความจุของระบบที่สูญเสียไป 34A ในกล่องหุ้มโพลีคาร์บอเนตเทียบกับอลูมิเนียม.
กล่องรวมสายไฟโพลีคาร์บอเนตสามารถรองรับกระแสไฟฟ้าขนาดใหญ่ระดับสาธารณูปโภคได้หรือไม่?
ไม่—โพลีคาร์บอเนตไม่เหมาะสำหรับกล่องรวมสายขนาดสาธารณูปโภค เกินกระแสไฟรวม 150A คุณสมบัติฉนวนกันความร้อนของโพลีคาร์บอเนต (0.2 W/(m·K)) กักเก็บความร้อนภายใน ทำให้อุณหภูมิสูงถึง 72-78°C ภายใต้ภาระเต็มที่ในสภาวะแวดล้อม 45°C สิ่งนี้ทำให้เกิดการลดพิกัดความร้อนของ circuit breaker (การสูญเสียความจุ 15-20%), การทำงานของฟิวส์ที่น่ารำคาญ และการเสื่อมสภาพของ SPD ที่เร่งตัวขึ้น การทดสอบภาคสนามของ VIOX แสดงให้เห็นว่า กล่องรวมสายร้อนเกินไป กลายเป็นสิ่งสำคัญเหนือกระแสไฟรวม 150A ในกล่องหุ้มโพลีคาร์บอเนต แม้จะมีการระบายอากาศแบบบังคับ (พัดลม 50 CFM) อุณหภูมิภายในก็เกิน 65°C—สูงกว่าเกณฑ์ 60°C สำหรับพิกัดเบรกเกอร์ DC ส่วนใหญ่ ระบุอลูมิเนียมสำหรับการใช้งานใดๆ ที่เกิน 8 สตริงหรือกระแสไฟรวม 150A.
ทำไมกล่องรวมสายไฟพลาสติก ABS ทั่วไปถึงเสียเร็วจัง?
พลาสติก ABS ได้รับการตัดสายโซ่พอลิเมอร์ที่เกิดจากรังสียูวีอย่างร้ายแรง ในการใช้งาน PV กลางแจ้ง โฟตอน UV (ความยาวคลื่น 280-400nm) ทำลายพันธะคาร์บอน-คาร์บอนในสายโซ่พอลิเมอร์อะคริโลไนไตรล์-บิวทาไดอีน-สไตรีน ทำให้เกิด การสูญเสียความต้านทานแรงดึง 60-70% ภายใน 12-18 เดือน. วัสดุจะเปราะ—การทดสอบแรงกระแทกแสดงให้เห็นการก่อตัวของรอยแตกบริเวณจุดยึดและทางเข้าสายเคเบิล สิ่งนี้ทำให้ความชื้นเข้าไปทำลาย SPD และเบรกเกอร์ การวิเคราะห์ความล้มเหลวภาคสนามของกล่องรวมสาย ABS 47 กล่องในแคลิฟอร์เนียแสดงให้เห็นถึงความล้มเหลวทางโครงสร้างที่สมบูรณ์ภายใน 14 เดือน ทำให้ต้องเสียค่าใช้จ่าย 180,000 ดอลลาร์ในการเปลี่ยนฉุกเฉิน ABS ขาดชุดสารเพิ่มความคงตัวต่อรังสียูวี (สารดูดซับเบนโซไตรอะโซล, เคมี HALS) ที่จำเป็นสำหรับประสิทธิภาพกลางแจ้ง 10 ปีขึ้นไป ดูโหมดความล้มเหลวของวัสดุโดยละเอียดในของเรา การวิเคราะห์โพลีคาร์บอเนตเทียบกับ ABS. ห้ามระบุ ABS ทั่วไปสำหรับการใช้งาน PV—ใช้เฉพาะโพลีคาร์บอเนตที่คงตัวต่อรังสียูวี (ปริมาณสารเพิ่มความคงตัว ≥0.51%) หรือกล่องหุ้มโลหะเท่านั้น.
เมื่อใดที่สแตนเลสสตีล 316L คุ้มค่ากับส่วนต่างราคาที่สูงกว่าอลูมิเนียม 60-80%?
สแตนเลส 316L พิสูจน์ให้เห็นถึงความคุ้มค่าในสามสถานการณ์เฉพาะ: (1) การติดตั้งชายฝั่งภายใน 5 ไมล์จากมหาสมุทร—ละอองเกลือทำให้เกิดการกัดกร่อนของอลูมิเนียมเคลือบสีฝุ่นอย่างรวดเร็ว นำไปสู่การเปลี่ยนตู้ภายในปีที่ 8-10; ปริมาณโมลิบดีนัมของ 316L ช่วยป้องกันการกัดกร่อนแบบรูพรุนได้นานกว่า 25 ปี (2) สถานที่อุตสาหกรรมที่มีการสัมผัสสารเคมี—การพ่นปุ๋ยแอมโมเนีย (โซลาร์เซลล์ทางการเกษตร), ไอระเหยของกรด (การทำเหมือง/การกลั่น), หรือน้ำยาทำความสะอาดที่เป็นด่างทำให้การเคลือบสีฝุ่นอลูมิเนียมเสื่อมสภาพ; 316L ทนทานต่อสภาพแวดล้อม pH 2-12 (3) การติดตั้งที่มีความปลอดภัยสูงสุด—โรงงานนิวเคลียร์ ฐานทัพทหาร หรือโครงสร้างพื้นฐานที่สำคัญ ซึ่งความต้านทานต่อการงัดแงะมีความสำคัญมากกว่าประสิทธิภาพเชิงความร้อน. สำหรับระบบผลิตไฟฟ้าจากพลังงานแสงอาทิตย์บนหลังคาเชิงพาณิชย์หรือขนาดสาธารณูปโภคมาตรฐาน, อลูมิเนียมให้ประสิทธิภาพเชิงความร้อนที่เหนือกว่าและอายุการใช้งาน 25 ปีขึ้นไปด้วยต้นทุนที่ต่ำกว่า 40-50% ข้อได้เปรียบในการจัดการความร้อน (205 เทียบกับ 16 W/(m·K)) ป้องกันการลดทอนค่าของเบรกเกอร์ที่สแตนเลสสตีลได้รับ ดูข้อมูลที่ครอบคลุม เกณฑ์การเลือกของผู้ผลิต รวมถึงการวิเคราะห์ต้นทุนตลอดอายุการใช้งาน.
ฉันจะป้องกันความร้อนสูงเกินไปในกล่องรวมสายไฟกระแสสูงได้อย่างไร
การจัดการความร้อนสำหรับกล่องรวมสายไฟขนาด 200A+ ต้องใช้วิธีการสี่ระดับ: (1) การเลือกใช้วัสดุ—ระบุตู้หุ้มอลูมิเนียมสำหรับการระบายความร้อนแบบพาสซีฟ (อลูมิเนียมลดอุณหภูมิภายใน 14-16°C เมื่อเทียบกับโพลีคาร์บอเนตภายใต้ภาระที่เท่ากัน) (2) การกำหนดขนาดตู้—ใช้ปริมาตรส่วนประกอบที่คำนวณได้อย่างน้อย 150% เพื่อปรับปรุงการพาความร้อน; เลย์เอาต์ที่คับแคบจะกักเก็บความร้อน (3) การออกแบบการระบายอากาศ—ติดตั้งบานเกล็ด NEMA 3R (ช่องลมเข้าด้านล่าง ช่องระบายอากาศด้านบน) สำหรับการพาความร้อนตามธรรมชาติ; ระบบที่เกิน 250A ต้องใช้พัดลม 12VDC ที่ควบคุมด้วยเทอร์โมสตัท (พิกัด 50-100 CFM) (4) การลดทอนค่าส่วนประกอบ—คำนวณอุณหภูมิแวดล้อมภายในภายใต้สภาวะที่เลวร้ายที่สุด (อุณหภูมิภายนอก 45°C + ภาระจากแสงอาทิตย์ + การสูญเสีย I²R) และใช้ ปัจจัยการลดทอนค่าของเบรกเกอร์ ตามนั้น การสร้างแบบจำลองความร้อน VIOX แสดงให้เห็นว่าการออกแบบตู้ที่เหมาะสมรักษาอุณหภูมิภายใน ≤62°C ในสภาพแวดล้อม 45°C ซึ่งป้องกันการสะดุดที่น่ารำคาญที่บันทึกไว้ในของเรา คู่มือการแก้ไขปัญหา. สำหรับ ระบบ 1500V, การจัดการความร้อนมีความสำคัญอย่างยิ่งเนื่องจากการรวมกันของแรงดันและกระแสที่สูงขึ้นทำให้เกิดความร้อน I²R มากเกินไป.
ฉนวนสองชั้น Class II ขจัดข้อกำหนดในการต่อสายดินทั้งหมดหรือไม่?
ตู้โพลีคาร์บอเนต Class II ไม่จำเป็นต้องต่อสายดินของตู้ แต่ยังคงต้องต่อสายดินของอุปกรณ์. การออกแบบฉนวนสองชั้น (ฉนวนพื้นฐาน + ฉนวนเสริมตามมาตรฐาน IEC 61140) ป้องกันไฟฟ้าช็อตจากการสัมผัสพื้นผิวตู้ ซึ่งไม่จำเป็นต้องเชื่อมต่อตัวเรือนพลาสติกกับตัวนำต่อลงดินของอุปกรณ์ อย่างไรก็ตาม, เซอร์กิตเบรกเกอร์ DC, SPDs และบัสบาร์โลหะยังคงต้องต่อสายดินอย่างเหมาะสม ผ่านตัวนำต่อลงดินของอุปกรณ์ (สายสีเขียว) การประหยัดแรงงานมาจากการกำจัดสายดิน/หูลากไปยังตัวตู้เอง ซึ่งโดยทั่วไปคือ 12-18 นาทีต่อหน่วย และ 8-12% ในวัสดุ. ข้อจำกัดที่สำคัญ: (1) ช่องเคาะหรือแกลนด์สายเคเบิลที่เป็นโลหะจะทำให้การป้องกัน Class II เป็นโมฆะ (2) ระบบ 1500V ต้องมีการต่อสายดินป้องกันเพิ่มเติมโดยไม่คำนึงถึงวัสดุของตู้ (3) อุปกรณ์ปิดระบบอย่างรวดเร็ว การรวมอาจต้องใช้ตู้โลหะสำหรับการป้องกัน EMI ดูฉบับเต็ม วิธีการต่อสายดิน สำหรับการต่อสายดินระบบ PV ที่เหมาะสม.
ฉันควรกำหนดคุณสมบัติของสารเพิ่มความคงตัวต่อรังสียูวี (UV stabilizer) อย่างไรสำหรับกล่องรวมสายไฟโพลีคาร์บอเนต
ข้อกำหนดขั้นต่ำสำหรับประสิทธิภาพกลางแจ้ง 10 ปีขึ้นไป: (1) ปริมาณสารเพิ่มความคงตัว UV ≥0.5% โดยน้ำหนัก—ตรวจสอบผ่านเอกสารข้อมูลวัสดุหรือการวิเคราะห์จากห้องปฏิบัติการอิสระ (2) เคมีของสารเพิ่มความคงตัว: สารดูดซับ UV Benzotriazole (การป้องกัน UV-A/UV-B) + HALS (Hindered Amine Light Stabilizers) สำหรับการกำจัดอนุมูลอิสระ (3) การทดสอบสภาพดินฟ้าอากาศแบบเร่ง ASTM G154: การสูญเสียความต้านทานแรงดึง <15% หลังจากสัมผัสกับแสงอาร์คซีนอน 5,000 ชั่วโมง (4) ระดับการทนไฟ UL94: V0 (ดับไฟเองได้ <10 วินาที) หรือ V1 (<30 วินาที). ข้อกำหนด VIOX เกินค่าต่ำสุดของอุตสาหกรรม: สารเพิ่มความคงตัว UV 0.8% โดยน้ำหนัก แสดงให้เห็นถึงการลดลงของความแข็งแรง <12% ที่ 5,000 ชั่วโมง ซึ่งพิสูจน์แล้วว่าเทียบเท่ากับการสัมผัสทะเลทรายแอริโซนา 15-20 ปี. สัญญาณเตือนที่บ่งบอกถึงโพลีคาร์บอเนตที่ด้อยกว่า: ไม่มีการเปิดเผยปริมาณสารเพิ่มความคงตัว ไม่มีข้อมูลการผุกร่อนแบบเร่ง สีเทาหรือสีดำ (ไม่มีสารดูดซับ UV) ผู้ผลิตปฏิเสธรายงานการทดสอบ ASTM G154 ดูการวิเคราะห์ความล้มเหลวของวัสดุโดยละเอียดในของเรา คู่มือวัสดุสวิตช์ไอโซเลเตอร์—กลไกการย่อยสลาย UV เดียวกันนี้ใช้กับกล่องรวมสายไฟ.
เกี่ยวกับ VIOX Electric: ในฐานะผู้ผลิตอุปกรณ์จ่ายไฟฟ้าระบบ PV B2B ชั้นนำ วิศวกรของ VIOX Electric ออกแบบตู้กล่องรวมสายไฟให้เหมาะสมกับความท้าทายด้านความร้อนและ UV ที่เป็นเอกลักษณ์ของแอปพลิเคชันพลังงานแสงอาทิตย์ แพลตฟอร์มอลูมิเนียม สแตนเลสสตีล 316L และโพลีคาร์บอเนตที่คงตัวต่อรังสียูวีของเราได้รับการรับรอง UL508A และเป็นไปตามข้อกำหนดเฉพาะ PV ของ IEC 62109-1 ติดต่อทีมเทคนิคของเราเพื่อ คำแนะนำในการเลือกตู้ และการสนับสนุนการสร้างแบบจำลองความร้อนสำหรับพารามิเตอร์การติดตั้งเฉพาะของคุณ.
