วิธีการกำหนดขนาดฟิวส์และตัวปลดวงจรในกล่องรวมสายไฟโซลาร์เซลล์

การกำหนดขนาดฟิวส์และตัวปลดวงจรในกล่องรวมสาย PV ต้องใช้กฎ NEC 156%: คูณกระแสไฟฟ้าลัดวงจรของสตริง (Isc) ด้วย 1.56 จากนั้นเลือกขนาดฟิวส์มาตรฐานถัดไป การคำนวณสองขั้นตอนนี้คำนึงถึงการทำงานอย่างต่อเนื่องและสไปค์ของความเข้มแสง การกำหนดขนาดที่เหมาะสมจะป้องกันความล้มเหลวของระบบ รับรองการปฏิบัติตามข้อกำหนด และป้องกันอันตรายจากไฟไหม้ในการติดตั้งระบบสุริยะ.

ทำความเข้าใจเกี่ยวกับฟิวส์และตัวปลดวงจร PV

ฟิวส์พิกัด PV คืออะไร

ฟิวส์ PV—กำหนดเป็นคลาส gPV ภายใต้ IEC 60269-6—เป็นอุปกรณ์ป้องกันกระแสเกินที่ได้รับการออกแบบมาโดยเฉพาะสำหรับการใช้งานกระแสตรงในระบบสุริยะ ต่างจากฟิวส์ AC มาตรฐาน ฟิวส์ gPV สามารถขัดขวางกระแสไฟฟ้าขัดข้อง DC ได้อย่างปลอดภัย ซึ่งเป็นเรื่องยากที่จะดับเนื่องจากไม่มีการตัดข้ามศูนย์ของกระแสไฟฟ้าตามธรรมชาติ ฟิวส์เหล่านี้ทนทานต่อการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิอย่างรุนแรงจากความเข้มแสงอาทิตย์ที่ผันผวนโดยไม่เกิดความล้มเหลวก่อนเวลาอันควร ได้รับการออกแบบมาให้ขัดขวางที่ 1.35 ถึง 1.45 เท่าของกระแสไฟฟ้าที่กำหนดภายในหนึ่งถึงสองชั่วโมง ป้องกันกระแสไฟเกินย้อนกลับเมื่อสตริงหนึ่งป้อนเข้าสู่สตริงคู่ขนานที่ผิดพลาด.

ตัวปลดวงจร DC คืออะไร

ตัวตัดการเชื่อมต่อ DC คือสวิตช์ที่แยกเอาต์พุตของกล่องรวมสายออกจากอุปกรณ์ปลายน้ำสำหรับการบำรุงรักษาและการตัดไฟฉุกเฉิน NEC 690.15 กำหนดให้ตัวปลดวงจรเหล่านี้ต้องมีพิกัดการตัดโหลดสำหรับการใช้งานบนหลังคา ซึ่งหมายความว่าสามารถเปิดวงจรได้อย่างปลอดภัยภายใต้กระแสไฟฟ้าเต็มโหลดโดยไม่ก่อให้เกิดอาร์คแฟลชที่เป็นอันตราย สวิตช์ตัดโหลดประกอบด้วยห้องดับอาร์คและหน้าสัมผัสที่มีพิกัดสำหรับพลังงานอาร์คสูงของวงจร DC ตัวปลดวงจรที่ไม่ใช่แบบตัดโหลด—ตัวแยกสัญญาณอย่างง่าย—สามารถใช้งานได้หลังจากที่วงจรถูกตัดไฟแล้วเท่านั้น และไม่เหมาะสำหรับเอาต์พุตของกล่องรวมสาย.

วิธีการกำหนดขนาดฟิวส์ทีละขั้นตอน

ขั้นตอนที่ 1: คำนวณกระแสไฟฟ้าลัดวงจรของสตริง

เริ่มต้นด้วยกระแสไฟฟ้าลัดวงจร (Isc) ของโมดูลจากแผ่นข้อมูล แผงประสิทธิภาพสูงสมัยใหม่มีตั้งแต่ 9A ถึง 18.5A ขึ้นอยู่กับระดับพลังงาน สำหรับสตริงที่มีโมดูลต่ออนุกรม Isc จะคงที่ (การเชื่อมต่อแบบอนุกรมไม่ได้เพิ่มกระแส) ตัวอย่างเช่น โมดูล TOPCon 580W ที่มี Isc = 14.45A ในสตริง 10 โมดูลยังคงสร้าง 14.45A เมื่อลัดวงจร.

ขั้นตอนที่ 2: ใช้กฎ NEC 156%

NEC Article 690 กำหนดให้ใช้ตัวคูณ 125% สองตัวติดต่อกัน:

ตัวคูณแรก (NEC 690.8(A)(1)): คำนวณกระแสไฟฟ้าสูงสุดของวงจร

• กระแสไฟฟ้าสูงสุด = Isc × 1.25
• คำนึงถึง “เอฟเฟกต์ขอบเมฆ”—เมื่อแสงแดดสะท้อนจากขอบเมฆ ความเข้มแสงอาจเกิน 1,000 W/m² ในช่วงเวลาสั้นๆ ทำให้กระแสไฟฟ้าสูงกว่า Isc ที่กำหนด.

ตัวคูณที่สอง (NEC 690.9(B)): กำหนดขนาดการป้องกันกระแสเกินสำหรับการทำงานอย่างต่อเนื่อง

• พิกัด OCPD = กระแสไฟฟ้าสูงสุด × 1.25
• วงจร PV ทำงานที่เอาต์พุตสูงสุดนานกว่า 3 ชั่วโมงต่อวัน อุปกรณ์มาตรฐานรองรับกระแสไฟฟ้าที่กำหนดเพียง 80% อย่างต่อเนื่อง ดังนั้นปัจจัย 125% (ส่วนกลับของ 80%) จึงป้องกันการทริปที่ไม่พึงประสงค์.

การคำนวณรวม: Isc × 1.25 × 1.25 = Isc × 1.56

ขั้นตอนที่ 3: เลือกขนาดฟิวส์มาตรฐาน

ปัดขึ้นเป็นขนาดฟิวส์มาตรฐานถัดไปที่มี: 10A, 15A, 20A, 25A, 30A ฟิวส์ที่เลือกต้องไม่เกินพิกัดฟิวส์อนุกรมสูงสุดของโมดูล (ระบุไว้ในแผ่นข้อมูล โดยทั่วไปคือ 20A ถึง 30A สำหรับแผงส่วนใหญ่).

ตัวอย่าง: String Isc = 14.45A

• พิกัดฟิวส์ขั้นต่ำ: 14.45A × 1.56 = 22.54A
• ฟิวส์ที่เลือก: พิกัด 25A gPV

ขั้นตอนที่ 4: กำหนดขนาดตัวปลดวงจร DC

รวมกระแสไฟฟ้าสูงสุดจากสตริงคู่ขนานทั้งหมด จากนั้นใช้ปัจจัยด้านความปลอดภัย 125%:

พิกัดตัวปลดวงจร = (จำนวนสตริง × Isc × 1.25) × 1.25

สำหรับ 6 สตริงที่ 14.45A แต่ละสตริง:

• กระแสไฟฟ้ารวม: 6 × 14.45A × 1.25 = 108.4A
• พิกัดตัวปลดวงจร: 108.4A × 1.25 = 135.5A
• ตัวปลดวงจรที่เลือก: พิกัดการตัดโหลด 150A

ตารางที่ 1: ตัวอย่างการกำหนดขนาดฟิวส์สำหรับโมดูล PV ทั่วไป

กำลังไฟของโมดูล	โมดูล Isc	พิกัดฟิวส์ขั้นต่ำ (×1.56)	ฟิวส์มาตรฐานที่เลือก	จำนวนสตริงสูงสุดต่อ 30A Breaker
400วัตต์	10.5A	16.38A	20เอ	8
500W	13.0A	20.28A	25ก.	6
580W	14.45A	22.54A	25ก.	6
600W (TOPCon)	18.5A	28.86A	30เอ	4
750W (HJT)	15.8A	24.65A	25ก.	5

ตารางขนาดอ้างอิงด่วน

การกำหนดค่ามาตรฐานและพิกัดตัวปลดวงจร

ตารางที่ 2: การกำหนดขนาดตัวปลดวงจรตามการกำหนดค่าสตริง

จำนวนสตริง	สตริง Isc	กระแสสูงสุดรวม (×1.25)	พิกัดการตัดวงจรขั้นต่ำ (×1.56)	แนะนำการตัดวงจร
4	10เอ	50เอ	62.4A	80เอ
6	10เอ	75เอ	93.6A	100เอ
8	10เอ	100เอ	124.8A	150เอ
4	14A	70เอ	87.4A	100เอ
6	14A	105A	131.0A	150เอ
8	14A	140A	174.8A	200เอ

NEC เทียบกับ IEC: ความแตกต่างที่สำคัญในการกำหนดขนาด

ในขณะที่ทั้งสองมาตรฐานให้ความสำคัญกับความปลอดภัย แต่แนวทางการกำหนดขนาดของพวกเขาแตกต่างกัน:

NEC 690.8/690.9 (อเมริกาเหนือ):

• การกำหนดขนาดฟิวส์: Isc × 1.56 (156%)
• เหตุผล: การทำงานต่อเนื่อง + กระแสไฟฟ้ากระชาก
• ข้อยกเว้น: อุปกรณ์ที่ได้รับการจัดอันดับ 100% ต้องการตัวคูณเพียง 1.25 เท่า

IEC 62548 (สากล):

• ช่วงการกำหนดขนาดฟิวส์: 1.5 × Isc ≤ In ≤ 2.4 × Isc
• มีความยืดหยุ่นมากขึ้น ช่วยให้ปรับให้เหมาะสมกับเงื่อนไขเฉพาะได้
• ต้องลดพิกัดกระแสตามอุณหภูมิเมื่ออุณหภูมิแวดล้อมสูงกว่า 45°C

ตารางที่ 3: การเปรียบเทียบมาตรฐานสำหรับสตริง 12A

มาตรฐาน	พิกัดฟิวส์ขั้นต่ำ	การเลือกโดยทั่วไป	ปรัชญาการออกแบบ
เอ็นอีซี	18.72A (12A × 1.56)	20เอ	ระมัดระวัง ตัวคูณเดียว
IEC	18.0A ถึง 28.8A (12A × 1.5 ถึง 2.4)	20A ถึง 25A	ช่วงที่ยืดหยุ่นตามเงื่อนไข

เกณฑ์การคัดเลือกที่สำคัญ

ข้อกำหนดด้านพิกัดแรงดันไฟฟ้า

พิกัดแรงดันไฟฟ้าของฟิวส์และตัวตัดวงจรต้องสูงกว่าแรงดันไฟฟ้าวงจรเปิดสูงสุด (Voc) ของระบบที่อุณหภูมิแวดล้อมต่ำสุดที่คาดไว้.

การคำนวณ: Voc_max = Voc ของโมดูล × จำนวนโมดูลที่ต่ออนุกรม × สัมประสิทธิ์อุณหภูมิ

• ที่ -40°C: 49V × 10 × [1 + 0.0027 × (25 – (-40))] = 576V
• พิกัดที่ต้องการ: ขั้นต่ำ 600V (มาตรฐาน: 600V, 1000V, 1500V) IEC 60269-6 แนะนำให้ใช้พิกัดแรงดันไฟฟ้าของฟิวส์ ≥ 1.2 × Voc_max เพื่อเพิ่มความปลอดภัย.

Interrupting Capacity (Breaking Capacity)

ความสามารถในการตัดกระแสตรง (Icn หรือ Icu) ต้องเกินกระแสไฟฟ้าลัดวงจรที่คาดการณ์ได้สูงสุด ณ จุดติดตั้ง สำหรับอินพุตของกล่องรวมสาย โดยทั่วไปคือ Isc รวมของสตริงขนานอื่นๆ ทั้งหมด สำหรับ 8 สตริงที่ 14A แต่ละสตริง:

• กระแสไฟฟ้าลัดวงจรที่คาดการณ์ได้: 7 × 14A = 98A (กรณีที่เลวร้ายที่สุด: 7 สตริงที่ปกติจ่ายไฟให้กับ 1 สตริงที่ผิดปกติ)
• Icu ที่ต้องการ: ≥ 150A (ฟิวส์ gPV มาตรฐาน: 200A ถึง 1500A Icu)

การลดทอนอุณหภูมิ

กล่องรวมสายที่โดนแสงแดดโดยตรงสามารถมีอุณหภูมิภายในสูงถึง 65°C ถึง 75°C ฟิวส์ gPV ส่วนใหญ่ได้รับการจัดอันดับที่อุณหภูมิแวดล้อม 40°C เหนือสิ่งนี้ ความสามารถในการรับกระแสจะลดลง:

• ที่ 50°C: ลดพิกัดเหลือ 95% ของกระแสไฟฟ้าที่ระบุ
• ที่ 60°C: ลดพิกัดเหลือ 90% ของกระแสไฟฟ้าที่ระบุ
• ที่ 70°C: ลดพิกัดเหลือ 85% ของกระแสไฟฟ้าที่ระบุ

หากฟิวส์ 20A ของคุณทำงานที่อุณหภูมิแวดล้อม 65°C พิกัดที่มีผลบังคับใช้ = 20A × 0.87 = 17.4A ตรวจสอบว่าค่านี้เกินค่าต่ำสุดที่คุณคำนวณไว้.

ตารางที่ 4: รายการตรวจสอบการเลือกส่วนประกอบ

การเลือกปัจจั	ข้อกำหนดเฉพาะ	อ้างอิงรหัส	วิธีการตรวจสอบ
พิกัดกระแสไฟฟ้าของฟิวส์	≥ Isc × 1.56 (NEC) หรือ 1.5-2.4 (IEC)	NEC 690.9(B), IEC 62548	Isc ของเอกสารข้อมูล × ตัวคูณ
พิกัดแรงดันไฟฟ้าของฟิวส์	≥ 1.2 × Voc_max ที่อุณหภูมิต่ำสุด	IEC 60269-6	Voc ของโมดูล × จำนวนอนุกรม × ปัจจัยอุณหภูมิ
ประเภทฟิวส์	ได้รับการจัดอันดับ gPV (IEC 60269-6)	NEC 690.9(D)	ตรวจสอบเครื่องหมาย “gPV”
ฟิวส์อนุกรมสูงสุด	≤ พิกัดฟิวส์สูงสุดของโมดูล	เอกสารข้อมูลโมดูล	ตรวจสอบแผ่นป้าย
กระแสไฟฟ้าของตัวตัดวงจร	≥ กระแสลัดวงจรทั้งหมด × 1.56	NEC 690.13	รวมกระแสไฟฟ้าของทุกสตริง
ชนิดของตัวปลดวงจร	พิกัดตัดต่อขณะมีโหลด (บนหลังคา)	NEC 690.15	ตรวจสอบการรับรองการตัดต่อขณะมีโหลด
การขัดจังหวะความจุ	≥ กระแสไฟฟ้าลัดวงจรสูงสุด	NEC 690.9(C)	คำนวณผลรวมของกระแสไฟฟ้าสตริงแบบขนาน
พิกัดอุณหภูมิ	พิจารณาการลดพิกัดตามอุณหภูมิแวดล้อม	IEC 60269-6	วัดอุณหภูมิภายในกล่อง Combiner

ข้อผิดพลาดทั่วไปในการกำหนดขนาดที่ควรหลีกเลี่ยง

ข้อผิดพลาดที่ 1: การใช้ฟิวส์พิกัด AC ในการใช้งาน DC

ฟิวส์ AC ไม่สามารถตัดกระแส DC ได้อย่างปลอดภัย อาร์ค DC ไม่ดับเองที่จุดตัดศูนย์ของกระแส (ไม่มีใน DC) ระบุฟิวส์พิกัด gPV ที่มีพิกัดแรงดัน DC ที่ตรงกับระบบของคุณเสมอ.

ข้อผิดพลาดที่ 2: การกำหนดขนาดต่ำกว่าที่ควรสำหรับการใช้งานต่อเนื่อง

การใช้ตัวคูณเพียงตัวแรก 1.25 (กระแสลัดวงจร × 1.25) โดยไม่มีตัวที่สอง ส่งผลให้ฟิวส์มีพิกัดสำหรับการใช้งานต่อเนื่องเพียง 80% อุปกรณ์จะร้อนเกินไปและเสียหายก่อนเวลาอันควรในช่วงเวลาที่มีแสงแดดสูงสุด ใช้ปัจจัย 156% เต็มเสมอ เว้นแต่จะใช้อุปกรณ์ที่มีพิกัด 100%.

ข้อผิดพลาดที่ 3: การละเลยพิกัดฟิวส์อนุกรมสูงสุดของโมดูล

แม้ว่าการคำนวณจะแนะนำฟิวส์ 30A แต่ถ้าเอกสารข้อมูลโมดูลจำกัดฟิวส์อนุกรมไว้ที่ 20A คุณต้องใช้ 20A การเกินค่านี้จะทำให้การรับประกันเป็นโมฆะและก่อให้เกิดความเสี่ยงต่อการเกิดไฟไหม้ วิธีแก้ไข: ลดจำนวนสตริงต่อ Combiner หรือใช้โมดูลที่มีพิกัดฟิวส์สูงกว่า.

ข้อผิดพลาดที่ 4: การคำนวณสตริงแบบขนานผิดพลาด

เมื่อกำหนดขนาดตัวปลดวงจรหลักของ Combiner ให้รวมกระแสสูงสุด (กระแสลัดวงจร × 1.25) ของทุกสตริง จากนั้นใช้ตัวคูณ 1.25 ตัวที่สอง อย่าใช้ 156% กับแต่ละสตริงแยกกัน ตัวคูณแรกเป็นต่อสตริง ตัวที่สองสำหรับ OCPD รวม.

ไม่ถูกต้อง: (สตริงที่ 1: 10A × 1.56) + (สตริงที่ 2: 10A × 1.56) = 31.2A

ถูกต้อง: [(10A + 10A) × 1.25] × 1.25 = 31.25A

ข้อผิดพลาดที่ 5: การกำหนดขนาดใหญ่เกินไปสำหรับ “การขยายในอนาคต”

การติดตั้งฟิวส์ 60A สำหรับสตริง 10A “เผื่อไว้” จะกำจัดการป้องกันกระแสเกิน ฟิวส์จะไม่เปิดออกในระหว่างสภาวะความผิดพร่องย้อนกลับ ทำให้สายเคเบิลเสียหายหรือเกิดไฟไหม้ กำหนดขนาดฟิวส์สำหรับกระแสสตริงจริง อัปเกรดกล่อง Combiner เมื่อเพิ่มความจุ.

คำถามที่ถูกถามบ่อย

ถาม: ฉันต้องใช้ฟิวส์ขนาดเท่าใดสำหรับสตริงที่มีกระแสลัดวงจร 10.5A

ตอบ: พิกัดฟิวส์ขั้นต่ำ = 10.5A × 1.56 = 16.38A เลือกขนาดมาตรฐานถัดไป: ฟิวส์พิกัด gPV 20A. ตรวจสอบว่าค่านี้ไม่เกินพิกัดฟิวส์อนุกรมสูงสุดของโมดูลในเอกสารข้อมูล.

ถาม: ฉันสามารถใช้ฟิวส์ AC มาตรฐานในกล่อง Combiner DC ได้หรือไม่

ตอบ: ไม่ได้ ฟิวส์ AC ขาดความสามารถในการตัดกระแส DC เพื่อเคลียร์ความผิดพร่อง DC ได้อย่างปลอดภัย อาร์ค DC คงอยู่ตลอดไปโดยไม่มีจุดตัดศูนย์ของกระแส ใช้ฟิวส์พิกัด gPV (IEC 60269-6) ที่มีพิกัดแรงดัน DC ที่ตรงกับแรงดันไฟฟ้าระบบของคุณเสมอ.

ถาม: อะไรคือความแตกต่างระหว่างการกำหนดขนาดฟิวส์ NEC และ IEC

ตอบ: NEC กำหนดให้ใช้ตัวคูณคงที่ 156% (กระแสลัดวงจร × 1.56) เพื่อพิจารณาการใช้งานต่อเนื่องและกระแสไฟฟ้าที่เพิ่มขึ้น IEC 62548 อนุญาตช่วงตั้งแต่ 1.5 เท่าถึง 2.4 เท่าของกระแสลัดวงจร ทำให้ผู้ออกแบบสามารถปรับให้เหมาะสมกับอุณหภูมิแวดล้อมและลักษณะเฉพาะของโมดูล ทั้งสองอย่างรับประกันความปลอดภัย แต่ให้ความยืดหยุ่นที่แตกต่างกัน.

ถาม: ฉันจะกำหนดขนาด Combiner สำหรับการขยายสตริงในอนาคตได้อย่างไร

ตอบ: กำหนดขนาดฟิวส์สำหรับกระแสไฟฟ้าจริงของสตริงที่ติดตั้ง สำหรับตัวปลดวงจรและบัสบาร์ คุณสามารถกำหนดขนาดใหญ่เกินไปตามความจุที่วางแผนไว้ ตัวอย่าง: ติดตั้งฟิวส์ 20A สำหรับระบบ 4 สตริงปัจจุบัน (กระแสลัดวงจร 14A) แต่ใช้ตัวปลดวงจร 150A และบัสบาร์ 6 ตำแหน่ง เพื่อรองรับการเพิ่มอีก 2 สตริงในภายหลังโดยไม่ต้องเปลี่ยนตู้.

ถาม: ฉันต้องใช้ตัวปลดวงจรพิกัดตัดต่อขณะมีโหลดสำหรับกล่อง Combiner ทั้งหมดหรือไม่

ตอบ: NEC 690.15 กำหนดให้ใช้ตัวปลดวงจรพิกัดตัดต่อขณะมีโหลดสำหรับกล่อง Combiner ที่อยู่บนหลังคา Combiner ที่พื้นดินอาจใช้ตัวแยกที่ไม่ใช่พิกัดตัดต่อขณะมีโหลด หากระบบมีตัวปลดวงจรหลักพิกัดตัดต่อขณะมีโหลดอยู่ที่อื่น ตรวจสอบกับหน่วยงานที่มีอำนาจ (AHJ) ในพื้นที่ของคุณเสมอ เนื่องจากมีการตีความที่แตกต่างกัน.

มั่นใจในความปลอดภัยของระบบในระยะยาว

การกำหนดขนาดฟิวส์และตัวปลดวงจรที่เหมาะสมจะช่วยปกป้องการลงทุน PV ของคุณและรับประกันการทำงานที่ปลอดภัยและเชื่อถือได้เป็นเวลาหลายปี ใช้กฎ NEC 156% (กระแสลัดวงจร × 1.56) สำหรับฟิวส์ เลือกพิกัดมาตรฐานถัดไป ตรวจสอบกับขีดจำกัดฟิวส์อนุกรมสูงสุดของโมดูล และกำหนดขนาดตัวปลดวงจรสำหรับกระแสไฟรวมทั้งหมด หากมีข้อสงสัย ให้ปรึกษามาตรฐาน NEC Article 690 และ IEC 62548 ล่าสุด.

VIOX Electric ผลิตกล่อง Combiner PV, ฟิวส์พิกัด gPV และตัวปลดวงจร DC พิกัดตัดต่อขณะมีโหลด ที่ได้รับการออกแบบมาเพื่อให้เป็นไปตามข้อกำหนด NEC และ IEC ทีมเทคนิคของเราให้การสนับสนุนด้านขนาดฟรีสำหรับโครงการเฉพาะของคุณ ติดต่อเราได้ที่ VIOX.com สำหรับเอกสารข้อมูลและความช่วยเหลือในการใช้งาน.