Hộp kết hợp năng lượng mặt trời tự làm: Tại sao hầu hết các thiết kế tự chế đều là mối nguy hiểm hỏa hoạn (Và những gì bạn thực sự cần)

Bạn đã có 10 tấm pin mặt trời REC 350W sẵn sàng để lắp. Năm chuỗi gồm hai tấm mỗi chuỗi. Mỗi chuỗi bơm ra 93,4 volt DC ở 9 ampe. Bạn đã nghiên cứu các thiết kế hộp đấu dây năng lượng mặt trời DIY trực tuyến và bạn đã thực hiện phép toán—mọi thứ đều ổn. Sau đó, bạn định giá một hộp đấu dây năng lượng mặt trời thích hợp. ₫300. Có lẽ ₫400 nếu bạn muốn loại có tích hợp giám sát. Bạn nhìn vào bảng điều khiển phụ Square D đang nằm trong nhà để xe của bạn—bảng điều khiển mà bạn đã trả ₫60 vào năm ngoái. Cùng một hộp kim loại. Cùng một thanh cái. Cùng một bộ ngắt mạch. Tại sao chính xác bạn phải trả gấp 5 lần cho những gì trông giống như cùng một thứ? Đây là lý do: Bởi vì khoảng cách giá ₫240 đó là sự khác biệt giữa một hệ thống hoạt động trong 20 năm và một hệ thống bắt lửa trong 6 tháng. Hồ Quang Bất Diệt: Tại Sao DC Phá Hủy Thiết Bị AC Thời điểm bạn mở một bộ ngắt mạch AC dưới tải, một hồ quang điện hình thành giữa các tiếp điểm tách rời. Đó là plasma—khí ion hóa mang hàng nghìn ampe qua những gì từng là không khí, tạo ra nhiệt độ đạt 35.000°F, mà để tham khảo thì nóng hơn bốn lần so với bề mặt của mặt trời. Nhưng đây là điều về hồ quang AC: chúng tự tắt. Sáu mươi lần mỗi giây, nguồn điện AC tiêu chuẩn đi qua không volt khi dòng điện thay đổi hướng. Vào thời điểm chính xác đó—kéo dài chỉ vài mili giây—hồ quang mất nguồn năng lượng và tắt. Các tiếp điểm tiếp tục di chuyển ra xa. Mạch mở. Xong. DC không làm điều này. Khi bạn ngắt 93,4 volt DC, hồ quang đó sáng lên và vẫn sáng chừng nào các tiếp điểm còn đủ gần để duy trì nó. Không có điểm giao nhau bằng không. Không có sự gián đoạn tự nhiên. Chỉ có dòng điện liên tục, không ngừng cố gắng bắc cầu khoảng trống đó bằng một dòng plasma làm tan chảy kim loại, đốt cháy lớp cách điện và tiếp tục cháy cho đến khi các tiếp điểm đã tách rời vật lý đủ xa—thường gấp 3-4 lần so với thiết bị AC được thiết kế. Đây là "Hồ Quang Bất Diệt" và đó là lý do tại sao mọi thành phần bên trong một hộp đấu dây định mức DC thực sự trông khác với thiết bị AC. Khoảng cách tiếp xúc rộng hơn. Các máng hồ quang (những tấm kim loại zigzag kéo dài và làm mát hồ quang) dài hơn. Một số bộ ngắt mạch DC thậm chí sử dụng cuộn dây từ tính để thổi hồ quang ra ngoài, giống như dập tắt một ngọn nến. Bảng điều khiển phụ AC ₫60 của bạn không có điều này. Các bộ ngắt mạch của nó được thiết kế giả định hồ quang sẽ tự nhiên tắt trong vòng 8 mili giây. Đặt 93 volt DC qua chúng và giả định đó trở thành một trách nhiệm pháp lý. Các tiếp điểm cố gắng mở, hồ quang hình thành và thay vì tắt ở điểm giao nhau bằng không, nó chỉ... tiếp tục. Các máng hồ quang của bộ ngắt mạch không đủ dài. Khoảng cách tách tiếp xúc không đủ rộng. Các vật liệu không được định mức cho hồ quang DC kéo dài. Cuối cùng, một trong hai điều xảy ra: các tiếp điểm hàn lại với nhau (đóng mạch vĩnh viễn ngay cả khi bạn nghĩ rằng nó "tắt"), hoặc các thành phần bên trong của bộ ngắt mạch tan chảy và hỏng hóc thảm khốc. Không có kết quả nào liên quan đến việc hệ thống năng lượng mặt trời của bạn tắt một cách an toàn khi bạn cần. Sự Nhầm Lẫn 48V: Điện Áp Pin Của Bạn ≠ Điện Áp Chuỗi Của Bạn Đây là nơi hầu hết các kế hoạch hộp đấu dây năng lượng mặt trời DIY đi sai hướng. Bạn thấy "hệ thống 48V" trong các tài liệu lập kế hoạch của mình. Bạn tìm thấy một bảng điều khiển phụ AC được định mức cho "48 volt". Hoàn toàn phù hợp, phải không? Sai ở ba điểm. Thứ nhất: Định mức pin 48V đó là điện áp danh định—điểm hoạt động trung bình. Pin 48V của bạn thực sự hoạt động giữa 40V (xả) và 58V (sạc). Không liên quan đến việc định cỡ hộp đấu dây, nhưng quan trọng là phải biết các con số di chuyển xung quanh. Thứ hai: Các chuỗi năng lượng mặt trời của bạn không quan tâm pin của bạn chạy ở điện áp nào. Mỗi tấm REC 350W có điện áp mạch hở (Voc) là 46,7V. Hai tấm nối tiếp? Đó là 93,4 volt—gần gấp đôi điện áp pin của bạn—và đó là con số mà hộp đấu dây DIY của bạn phải xử lý. Bạn không kết hợp 48V; bạn đang kết hợp năm chuỗi 93,4V riêng biệt thành một mạch đầu ra DC. Thứ ba—và đây là Bẫy Định Mức Điện Áp: Khi một bảng điều khiển định mức AC nói "48 volt", nó có nghĩa là 48 volt AC. Nếu nó có bất kỳ định mức DC nào (hầu hết là không), nó được chôn trong bản in nhỏ và thấp hơn đáng kể. Một bộ ngắt mạch được định mức cho 240VAC có thể chỉ an toàn đến 48VDC. Một bảng điều khiển được định mức cho 480VAC? Có lẽ 60-80VDC nếu bạn may mắn. Tại sao lại có sự khác biệt lớn như vậy? Quay lại Hồ Quang Bất Diệt. Định mức điện áp AC giả định hồ quang tự tắt một cách tự nhiên. Định mức điện áp DC giả định hồ quang chống trả và cố gắng duy trì chính nó trên các khoảng trống rộng hơn. Điện áp DC càng cao, khoảng trống nó có thể nhảy càng rộng và cơ chế ngắt cần phải mạnh mẽ hơn. Vì vậy, bảng điều khiển Square D "được định mức cho 48V"? Ngay cả khi đó là định mức DC (kiểm tra bảng dữ liệu—tôi sẽ đợi), bạn đang cố gắng đẩy 93,4V qua nó. Bạn đang hoạt động ở 195% điện áp thiết kế của nó. Đó không phải là một biên độ an toàn; đó là một bộ đếm thời gian. ₫240 Thực Sự Mua Cho Bạn Điều Gì: Bên Trong Chứng Nhận UL 1741 "Đó chỉ là một nhãn dán UL," bạn có thể nghĩ. "Tôi có thể bỏ qua điều đó cho một thiết lập DIY." Nhưng UL 1741—tiêu chuẩn cho hộp đấu dây năng lượng mặt trời và thiết bị kết nối—không kiểm tra xem hộp của bạn có các góc tròn và một lớp sơn đẹp hay không. Nó đang kiểm tra xem thiết bị của bạn có sống sót qua các chế độ hỏng hóc chính xác xảy ra trong các hệ thống PV thực tế hay không. Đây là những gì một hộp đấu dây trải qua để kiếm được danh sách UL 1741 đó: Kiểm tra lỗi hồ quang DC: Các bộ ngắt mạch có thể ngắt hồ quang ở điện áp chuỗi đầy đủ dưới dòng điện tối đa không? Họ kiểm tra điều này hàng trăm lần. Các bộ ngắt mạch của bảng điều khiển AC của bạn? Chưa bao giờ được kiểm tra về hồ quang DC. Không lần nào. Kiểm tra dòng điện ngắn mạch: Điều gì xảy ra khi hai chuỗi vô tình ngắn mạch với nhau, đổ 90 ampe qua một thanh cái được định mức cho 20? Thử nghiệm này phơi bày mọi điểm kết nối với dòng điện lỗi gấp 10-20 lần dòng điện hoạt động bình thường. Mọi thứ sẽ tan chảy, tan chảy trong phòng thí nghiệm thay vì trên mái nhà của bạn. Chu kỳ nhiệt độ: Hộp đấu dây trên mái nhà dao động từ đêm mùa đông -40°F đến ngày hè 140°F dưới ánh nắng trực tiếp. UL chu kỳ thiết bị qua những thái cực này khi được tải đầy đủ. Các kết nối sẽ lỏng lẻo sau ba năm giãn nở nhiệt? Chúng thất bại trong buồng thử nghiệm. Bảo vệ môi trường: Định mức NEMA 3R đó không phải là trang trí. Nó có nghĩa là hộp sống sót qua mưa ngang, không tích tụ băng làm tắc nghẽn thông gió và giữ bụi khỏi các thanh cái ngay cả khi được gắn trong một môi trường công nghiệp bụi bặm. Bảng điều khiển phụ nhà để xe của bạn là NEMA 1—được thiết kế để sử dụng trong nhà sạch sẽ, đẹp đẽ ở nhiệt độ phòng. Chi phí thực tế của việc nâng cấp ₫240 đó không phải là vật liệu. Một bộ ngắt mạch định mức DC có giá có lẽ ₫30 thay vì ₫12 cho một bộ ngắt mạch AC. Vỏ kim loại có giá thêm ₫50. Phần còn lại? Đó là số giờ kỹ thuật dành để đảm bảo các thành phần đó hoạt động cùng nhau một cách đáng tin cậy trong các điều kiện xấu nhất và thử nghiệm để chứng minh điều đó. Khi bạn bỏ qua UL 1741, bạn không chỉ bỏ lỡ một nhãn dán. Bạn đang bỏ lỡ 10.000 giờ thử nghiệm phá hoại đã xác định mọi chế độ hỏng hóc mà hộp gắn trên mái nhà của bạn sẽ phải đối mặt trong 20 năm tới. Bạn đang tự mình thử nghiệm beta các chế độ hỏng hóc đó. Trong thời gian thực. Trên mái nhà của bạn. 4 Yêu Cầu Không Thể Thương Lượng Để Có Một Hộp Đấu Dây Năng Lượng Mặt Trời DIY An Toàn Hãy rõ ràng: việc xây dựng hộp đấu dây năng lượng mặt trời của riêng bạn là có thể về mặt kỹ thuật. Nhưng nó chỉ đáng làm nếu bạn đáp ứng mọi yêu cầu này. Bỏ qua ngay cả một yêu cầu và bạn sẽ tốt hơn nên mua hộp làm sẵn. Yêu Cầu 1: Các Thành Phần Định Mức DC Với Định Mức Điện Áp Thích Hợp Danh sách mua sắm của bạn cho một hộp đấu dây năng lượng mặt trời DIY bắt đầu từ đây: mọi bộ ngắt mạch, cầu chì, thanh cái, khối đầu cuối và ngắt kết nối bên trong hộp đó phải được định mức rõ ràng cho điện áp DC và cho ít nhất 600 volt DC. Không phải 600VAC. Không phải "thích hợp cho năng lượng mặt trời." Không phải "có lẽ ổn." Bảng dữ liệu phải ghi rõ: "600VDC" bằng văn bản thuần túy. Tại sao 600V khi các chuỗi của bạn chỉ là 93,4V? Hai lý do. Thứ nhất, Điều 690.7 của NEC yêu cầu tính toán điện áp dựa trên nhiệt độ dự kiến lạnh nhất ở vị trí của bạn. Các tấm pin mặt trời tạo ra điện áp cao hơn khi lạnh—cao hơn tới 10-15% so với Voc trên bảng tên tùy thuộc vào vùng khí hậu của bạn. Các tấm 46,7V của bạn có thể đạt 53V mỗi tấm vào một buổi sáng tháng Giêng. Hai tấm nối tiếp? 106 volt mỗi chuỗi. Thứ hai, bạn cần biên độ an toàn cho các gai điện áp thoáng qua trong các hiệu ứng cạnh đám mây (khi cường độ ánh sáng mặt trời thay đổi nhanh chóng) và cho sự suy giảm thiết bị theo thời gian. Tiêu chuẩn ngành: nếu điện áp hệ thống tối đa của bạn dưới 150VDC, hãy sử dụng các thành phần định mức 600VDC. Nó không phải là quá mức cần thiết; đó là mức tối thiểu cho tuổi thọ dịch vụ 25 năm. Nơi tìm nguồn cung cấp các thành phần định mức DC: Bộ ngắt mạch DC: Các nhà sản xuất như ABB, Eaton, Mersen và Littelfuse sản xuất bộ ngắt mạch vỏ đúc định mức DC (MCCB). Dự kiến sẽ trả ₫35-60 mỗi bộ ngắt mạch so với ₫12-18 cho các bộ ngắt mạch AC tương đương. Kiểm tra định mức DC "bổ sung UL 489" hoặc dấu "IEC 60947-2 DC". Cầu chì: Ferraz Shawmut, Mersen và Littelfuse cung cấp cầu chì định mức PV với định mức 600VDC đến 1000VDC. Sử dụng cầu chì 15A cho các tấm 350W tiêu chuẩn (tính là Isc × 1,56 theo NEC 690.8). Chi phí: ₫8-15 mỗi cầu chì cộng với ₫25-40 mỗi giá đỡ cầu chì. Thanh cái: Đồng hoặc nhôm được định mức cho tối thiểu 90°C. Nhiều thanh cái định mức AC hoạt động tốt, nhưng hãy xác minh thông số kỹ thuật vật liệu xử lý mật độ dòng điện DC (1,5-2,0 A/mm² cho đồng). Mẹo Chuyên Nghiệp 1: Dấu "48V" trên thiết bị AC? Nó đề cập đến điện áp pin của bạn, không phải điện áp chuỗi tấm pin của bạn. Hệ thống pin 48V của bạn có các chuỗi 93,4V cần thiết bị DC định mức 600VDC thích hợp. Yêu Cầu 2: Vỏ Bọc Được Liệt Kê UL 1741 Hoặc Bảo Vệ Tương Đương Bản thân hộp kim loại quan trọng hơn bạn nghĩ khi xây dựng hộp đấu dây năng lượng mặt trời DIY. Để lắp đặt trên mái nhà, bạn cần tối thiểu một vỏ bọc định mức NEMA 3R (chống mưa) hoặc IP54 (chống bụi và bắn tung tóe). Các bảng điều khiển trong nhà NEMA 1 không phù hợp. Vỏ bọc phải: Xử lý chu kỳ nhiệt: Nhiệt độ trên mái nhà dao động 80-100°F hàng ngày. Vỏ bọc cần các miếng đệm duy trì độ kín của chúng, các lỗ loại bỏ không bị nứt do giãn nở/co lại và sơn không bong tróc và làm ô nhiễm các kết nối điện. Cung cấp thông gió đầy đủ: Các bộ ngắt mạch DC tạo ra nhiệt khi mang dòng điện. Nếu không có thông gió thích hợp, nhiệt độ bên trong có thể vượt quá định mức thành phần ngay cả khi nhiệt độ môi trường chấp nhận được. Tìm kiếm các vỏ bọc có thông gió được tính toán cho tải nhiệt nhiều hơn ít nhất 30% so với dòng điện chuỗi tối đa của bạn. Bao gồm các điều khoản nối đất thích hợp: Vỏ bọc của bạn cần các thanh cái nối đất chuyên dụng với các vấu cơ học (không phải kẹp lò xo) được định mức cho tối thiểu đồng 6 AWG. Mọi bề mặt kim loại bên trong hộp phải được liên kết với đất. Điều này không phải là tùy chọn—NEC 690.43 yêu cầu nó. Kiểm tra thực tế chi phí: Một vỏ bọc NEMA 3R thích hợp có kích thước cho 5-6 chuỗi (khoảng 12" × 16" × 6") có giá ₫80-150. Một vỏ bọc chống chịu thời tiết ngoài trời với các lỗ loại bỏ, thanh cái và phần cứng lắp đặt phù hợp? ₫120-200. Đó là 50-60% tổng chi phí hộp đấu dây DIY của bạn ngay tại đó. Nếu bạn đang nghĩ "Tôi sẽ chỉ sử dụng bảng điều khiển AC và thêm một nắp chống chịu thời tiết," hãy dừng lại. Những nắp đó được thiết kế để giữ mưa khỏi các công tắc trong quá trình sử dụng tạm thời—không cung cấp bảo vệ NEMA 3R liên tục cho thiết bị sống ngoài trời 24/7 trong 25 năm. Yêu Cầu 3: Bảo Vệ Lỗi Hồ Quang (Tuân Thủ NEC 690.11) Đây là nơi hầu hết các bản dựng hộp đấu dây năng lượng mặt trời DIY không vượt qua kiểm tra quy chuẩn. NEC 690.11 quy định bộ ngắt mạch lỗi hồ quang (AFCI) cho bất kỳ hệ thống PV nào có mạch DC hoạt động ở 80 volt trở lên. Các chuỗi 93,4V của bạn? Bạn cao hơn ngưỡng 17%. AFCI là không thể thương lượng. AFCI thực sự làm gì: Nó theo dõi chữ ký điện của dòng điện chạy qua các mạch DC và phát hiện mẫu tiếng ồn cụ thể của lỗi hồ quang—tín hiệu hỗn loạn, tần số cao xuất hiện khi dòng điện nhảy qua một khoảng trống. Khi được phát hiện, nó sẽ ngay lập tức ngắt mạch trước khi hồ quang có thể đốt cháy các vật liệu lân cận. Nhớ Hồ Quang Bất Diệt? AFCI được thiết kế đặc biệt để tiêu diệt nó. Hai lựa chọn của bạn: Lựa chọn 1 - Biến tần có AFCI tích hợp: Hầu hết các biến tần chuỗi hiện đại (SMA, SolarEdge, Fronius, v.v.) đều có phát hiện lỗi hồ quang tích hợp theo UL 1741. Nếu biến tần của bạn có điều này, bạn không cần AFCI riêng trong hộp đấu dây DIY của mình. Xác minh điều này bằng cách kiểm tra bảng thông số kỹ thuật của biến tần của bạn để biết "tuân thủ UL 1741 AFCI" hoặc "bảo vệ lỗi hồ quang NEC 690.11." Lựa chọn 2 - Thiết bị AFCI độc lập: Nếu biến tần của bạn không bao gồm AFCI, bạn cần một máy dò lỗi hồ quang được liệt kê được lắp đặt trong hộp đấu dây của bạn hoặc trong vòng 6 feet của nó. Chúng có giá ₫200-400 và yêu cầu thêm dây. Các thương hiệu bao gồm Sensata, Eaton và Mersen. Chỉ riêng điều này có thể làm cho hộp đấu dây DIY của bạn đắt hơn so với việc mua một hộp làm sẵn. Ngoại lệ: Nếu dây DC của bạn chạy trong ống dẫn kim loại hoặc cáp bọc kim loại và không bao giờ thoát khỏi đường dẫn kim loại đó giữa các tấm và biến tần, bạn có thể bỏ qua AFCI. Nhưng thực tế? Việc lắp đặt trên mái nhà sử dụng dây PV lộ ra với các đầu nối MC4, có nghĩa là AFCI là bắt buộc. Mẹo Chuyên Nghiệp 2: Hồ quang DC không tắt khi bạn gạt công tắc—chúng tiếp tục cháy ở 35.000°F cho đến khi bị triệt tiêu vật lý. AFCI là cách bạn triệt tiêu chúng trước khi chúng gây ra hỏa hoạn. Yêu Cầu 4: Ghi Nhãn và Tài Liệu Thích Hợp (NEC 690.7, 690.15) Các thanh tra viên quy chuẩn sẽ gắn thẻ đỏ việc lắp đặt hộp đấu dây năng lượng mặt trời DIY của bạn vì thiếu nhãn nhanh hơn so với việc lựa chọn thành phần đáng ngờ. Các nhãn bắt buộc trên hộp đấu dây DIY của bạn: 1. Nhãn điện áp DC tối đa (NEC 690.7): ĐIỆN ÁP DC TỐI ĐA: 106V (Dựa trên 2 × 46,7V tấm ở nhiệt độ môi trường -10°C) TUÂN THỦ NEC 690.7(D) Nhãn này phải được đặt trên bên ngoài hộp đấu dây và có thể nhìn thấy mà không cần mở vỏ bọc. 2. Nhận dạng hộp đấu dây DC (NEC 690.15): CẢNH BÁO: HỘP ĐẤU DÂY DC NHIỀU NGUỒN ĐIỆN ÁP DC KHÔNG NGẮT KẾT NỐI KHI CÓ TẢI 3. Nhận dạng dây dẫn (NEC 690.31): Mọi chuỗi đến phải được dán nhãn với vị trí nguồn của nó: "CHUỖI 1 - MẢNG BẮC" "CHUỖI 2 - MẢNG BẮC" "CHUỖI 3 - MẢNG NAM" v.v. 4. Nhãn dây dẫn điện cực nối đất (nếu có): Nếu dây dẫn nối đất của bạn kết thúc trong hộp đấu dây, hãy dán nhãn nó theo NEC 690.47. Sử dụng nhãn kho định mức ngoài trời (nhãn polyester 3M hoặc Brady với mực chống tia cực tím). Nhãn giấy in trong tay áo chống chịu thời tiết sẽ không vượt qua kiểm tra—chúng xuống cấp quá nhanh. Tài liệu bạn cần: Sơ đồ một đường hiển thị cấu hình và điện áp chuỗi Bảng dữ liệu thành phần chứng minh định mức DC Tính toán hiển thị điện áp tối đa NEC 690.7 Tính toán dòng điện NEC 690.8 Giữ bản sao bên trong hộp đấu dây trong một túi tài liệu chống chịu thời tiết. Các thanh tra viên có thể yêu cầu chúng. Phép Toán Thực Tế: Hộp Đấu Dây ₫300 So Với Phương Án Thay Thế Hãy nói về tiền. Tiền thật. Danh sách các bộ phận hộp đấu dây năng lượng mặt trời DIY tuân thủ của bạn: Vỏ bọc NEMA 3R với giá đỡ bộ ngắt mạch: ₫120 Năm bộ ngắt mạch 15A định mức DC với giá ₫45 mỗi bộ: ₫225 Thanh cái và đầu cuối định mức DC: ₫60 Phần cứng, nhãn, dây, đầu nối: ₫40 Tổng: ₫445 Chờ đã. Hộp đấu dây được liệt kê UL 1741 làm sẵn có giá ₫320. "Tiết kiệm DIY" của bạn? Bạn đang mất ₫125 cộng với 6-8 giờ lắp ráp và đi dây. Nhưng đó là giả định bạn không cần AFCI riêng. Thêm thiết bị ₫300 đó? Bây giờ bạn đang ở mức ₫745 so với ₫320 cho hộp làm sẵn bao gồm AFCI tích hợp. Phép toán không hoạt động cho hầu hết các dự án hộp đấu dây năng lượng mặt trời DIY. Trừ khi bạn đang xây dựng cho 10+ chuỗi nơi các hộp làm sẵn trở nên đắt đỏ (trên ₫800), hoặc bạn cần một cấu hình tùy chỉnh không có sẵn trên kệ, hộp đấu dây DIY thường đắt hơn so với việc mua thiết bị được chứng nhận đúng cách. Đây là phép toán thực sự quan trọng: Chi phí cho một vụ cháy điện: ₫50.000.000-₫250.000.000 thiệt hại về cấu trúc, tùy thuộc vào thời điểm đội cứu hỏa đến. Chi phí tăng phí bảo hiểm nhà sau một vụ cháy điện: tăng 20-40% trong 3-5 năm = chi phí bổ sung ₫1.200.000-₫3.000.000. Chi phí từ chối yêu cầu bồi thường bảo hiểm vì bạn đã sử dụng thiết bị không được liệt kê: 100% thiệt hại = bất kể chi phí cháy là bao nhiêu. Chi phí các vấn đề về giấy phép khi bạn cố gắng bán nhà của mình: Chậm trễ, tái kiểm tra, chi phí tiềm ẩn của nhà thầu để đưa về đúng quy chuẩn = ₫2.000.000-₫8.000.000. Sự khác biệt về giá ₫240 đó? Đó không phải là mua một nhãn hiệu hào nhoáng. Đó là mua sự an tâm rằng mọi thành phần đơn lẻ đã được kiểm tra khắc nghiệt cho các chế độ hỏng hóc chính xác xảy ra trên mái nhà. Đó là mua thiết bị tuân thủ bảo hiểm sẽ không làm mất hiệu lực hợp đồng của bạn. Đó là mua phần cứng được thanh tra viên phê duyệt sẽ không trì hoãn giấy phép của bạn trong ba tháng. Mẹo Chuyên Nghiệp 3: Kỹ năng DIY thực sự không phải là tìm ra cách tự xây dựng mọi thứ—mà là biết những góc nào bạn có thể cắt và những góc nào cắt lại. Hộp đấu dây cắt lại. Khi nào DIY Thực Sự Hợp Lý Đừng nhầm lẫn bài viết này với "không bao giờ tự xây dựng bất cứ điều gì". Lắp đặt năng lượng mặt trời có rất nhiều cơ hội DIY hợp pháp: Các dự án DIY thông minh: Giá đỡ và lắp đặt: Bạn hoàn toàn có thể thiết kế và lắp đặt hệ thống lắp tấm pin của riêng mình. Nó mang tính cơ học, có thể kiểm chứng và không có Hồ Quang Bất Diệt cố gắng giết bạn nếu bạn làm sai điều gì đó. Đường ống dẫn: Chạy ống dẫn EMT hoặc PVC từ hộp đấu dây đến biến tần của bạn? Dự án DIY tuyệt vời. Chỉ cần tuân theo các tính toán lấp đầy ống dẫn NEC. Giám sát hệ thống: Thêm giám sát hiệu suất, ghi nhật ký dữ liệu, thậm chí cả tích hợp IoT để theo dõi hệ thống của bạn? Cứ thoải mái. Trường hợp xấu nhất là bạn mất một số dữ liệu. Các dự án DIY liều lĩnh: Hộp đấu dây (như chúng ta đã thảo luận) Ngắt kết nối DC giữa hộp đấu dây và biến tần (các vấn đề tương tự: ngắt hồ quang DC, định mức điện áp) Lắp đặt biến tần (kết nối điện phức tạp, điểm tích hợp AC/DC) Kết nối bảng điều khiển dịch vụ (yêu cầu thợ điện được cấp phép ở hầu hết các khu vực pháp lý) Mô hình? Nếu nó mang dòng điện DC điện áp cao hoặc kết nối với dịch vụ điện chính của bạn, hãy thuê chuyên gia hoặc mua thiết bị được liệt kê. Nếu đó là giám sát cấu trúc, cơ học hoặc điện áp thấp, hãy DIY. Điểm Mấu Chốt: Xây Dựng Thông Minh, Không Chỉ Rẻ Nếu bạn đã đi được đến đây, bạn đã vượt xa 90% những người lắp đặt năng lượng mặt trời DIY. Bạn đang đặt ra những câu hỏi đúng. Đây là những gì bạn đã học được: Hồ Quang Bất Diệt: Hồ quang DC không tự dập tắt như hồ quang AC. Chúng cháy ở 35.000°F cho đến khi bị triệt tiêu vật lý. Thiết bị AC không được thiết kế cho điều này. Sự Nhầm Lẫn 48V: Điện áp pin của bạn không phải là điện áp chuỗi của bạn. Hệ thống 48V đó có các chuỗi 93,4V cần thiết bị định mức 600VDC, không phải các tấm AC được tái sử dụng. Bẫy Định Mức Điện Áp: Định mức điện áp AC không chuyển thành DC. Một bộ ngắt mạch 240VAC có thể chỉ an toàn đến 48VDC. Các chuỗi 93,4V của bạn vượt quá khả năng DC của hầu hết các thiết bị AC. Chi Phí Tuân Thủ: Xây dựng hộp đấu dây năng lượng mặt trời DIY tuân thủ quy chuẩn có giá ₫445-₫745. Mua một hộp được liệt kê UL 1741 làm sẵn? ₫320. Phép toán không hỗ trợ DIY trừ khi bạn cần cấu hình tùy chỉnh. Bạn có thể tự xây dựng hộp đấu dây về mặt kỹ thuật không? Có. Với các thành phần phù hợp, vỏ bọc thích hợp, bảo vệ AFCI và ghi nhãn chính xác, điều đó là có thể. Bạn có nên làm vậy không? Có lẽ là không. Khoản tiết kiệm chi phí bốc hơi khi bạn định giá các thành phần định mức DC và AFCI. Việc đầu tư thời gian (8-10 giờ cho lần xây dựng đầu tiên, 4-6 giờ cho những lần tiếp theo) hiếm khi biện minh cho khoản tiết kiệm nhỏ. Và trách nhiệm pháp lý nếu có điều gì đó không ổn—việc từ chối yêu cầu bồi thường bảo hiểm đó, việc từ chối giấy phép đó, thẻ đỏ của thanh tra viên đó—xóa sạch mọi lợi ích tài chính. Bước DIY thực sự? Biết khi nào nên xây dựng và khi nào nên mua. Tiết kiệm năng lượng DIY của bạn cho giá đỡ, hệ thống giám sát,.

Bạn có 10 tấm pin mặt trời REC 350W đã sẵn sàng để lắp đặt. Năm chuỗi, mỗi chuỗi hai tấm pin. Mỗi chuỗi tạo ra 93.4 volt DC ở 9 amps. Bạn đã nghiên cứu các thiết kế hộp đấu dây năng lượng mặt trời DIY trên mạng và bạn đã tính toán—mọi thứ đều ổn.

Sau đó, bạn định giá một hộp đấu dây năng lượng mặt trời phù hợp. $300. Có thể là $400 nếu bạn muốn loại có tích hợp giám sát. Bạn nhìn vào bảng điều khiển phụ Square D đang nằm trong nhà để xe của bạn—cái mà bạn đã trả $60 vào năm ngoái. Vỏ kim loại giống nhau. Thanh cái giống nhau. Cầu dao giống nhau. Tại sao bạn lại phải trả gấp 5 lần cho thứ trông giống hệt như vậy?

Đây là lý do: Bởi vì khoảng cách giá $240 đó là sự khác biệt giữa một hệ thống hoạt động trong 20 năm và một hệ thống bốc cháy trong 6 tháng.

Hồ Quang Không Tắt: Tại Sao DC Phá Hủy Thiết Bị AC

Khoảnh khắc bạn lật một Cầu dao AC mở khi có tải, một hồ quang điện hình thành giữa các tiếp điểm tách rời. Đó là plasma—khí ion hóa mang hàng nghìn ampe qua thứ từng là không khí, tạo ra nhiệt độ lên tới 35.000°F, mà để tham khảo thì nóng hơn bốn lần so với bề mặt của mặt trời.

Nhưng đây là điều về hồ quang AC: chúng tự tắt.

Sáu mươi lần mỗi giây, nguồn điện AC tiêu chuẩn đi qua không volt khi dòng điện đổi hướng. Chính xác vào thời điểm đó—kéo dài chỉ vài mili giây—hồ quang mất nguồn năng lượng và tắt. Các tiếp điểm tiếp tục di chuyển ra xa. Mạch hở. Xong.

DC không làm điều này.

Khi bạn ngắt 93.4 volt DC, hồ quang đó sáng lên và vẫn sáng chừng nào các tiếp điểm còn đủ gần để duy trì nó. Không có điểm cắt không. Không có sự gián đoạn tự nhiên. Chỉ có dòng điện liên tục, không ngừng cố gắng bắc cầu khoảng trống đó bằng một dòng plasma làm tan chảy kim loại, đốt cháy lớp cách điện và tiếp tục cháy cho đến khi các tiếp điểm đã tách rời về mặt vật lý đủ xa—thường xa hơn 3-4 lần so với thiết bị AC được thiết kế.

Đây là “Hồ Quang Không Tắt,” và đó là lý do tại sao mọi thành phần bên trong một hộp đấu dây được định mức DC thực sự trông khác với thiết bị AC. Khoảng cách tiếp xúc rộng hơn. Các ống dập hồ quang (những tấm kim loại hình zigzag kéo dài và làm mát hồ quang) dài hơn. Một số cầu dao DC thậm chí còn sử dụng cuộn dây từ tính để thổi tắt hồ quang, giống như dập tắt một ngọn nến.

Bảng điều khiển phụ AC $60 của bạn không có những thứ này.

Các cầu dao của nó được thiết kế với giả định rằng hồ quang sẽ tự tắt trong vòng 8 mili giây. Đặt 93 volt DC qua chúng, và giả định đó trở thành một gánh nặng. Các tiếp điểm cố gắng mở ra, hồ quang hình thành, và thay vì tắt ở điểm cắt không, nó chỉ… tiếp tục. Các ống dập hồ quang của cầu dao không đủ dài. Khoảng cách tiếp xúc không đủ rộng. Các vật liệu không được định mức cho hồ quang DC liên tục.

Cuối cùng, một trong hai điều xảy ra: các tiếp điểm hàn lại với nhau (đóng mạch vĩnh viễn ngay cả khi bạn nghĩ rằng nó “tắt”), hoặc các thành phần bên trong của cầu dao tan chảy và hỏng hóc nghiêm trọng. Không có kết quả nào liên quan đến việc hệ thống năng lượng mặt trời của bạn tắt một cách an toàn khi bạn cần.

Sự Nhầm Lẫn 48V: Điện Áp Pin Của Bạn ≠ Điện Áp Chuỗi Của Bạn

Đây là nơi mà hầu hết các kế hoạch hộp đấu dây năng lượng mặt trời DIY đi sai hướng.

Bạn thấy “hệ thống 48V” trong tài liệu lập kế hoạch của mình. Bạn tìm thấy một bảng điều khiển phụ AC được định mức cho “48 volt.” Hoàn toàn phù hợp, phải không?

Sai ở ba điểm.

Đầu tiên: Định mức pin 48V đó là danh nghĩa điện áp—điểm hoạt động trung bình. Pin 48V của bạn thực sự hoạt động giữa 40V (xả) và 58V (sạc). Không liên quan đến việc định cỡ hộp đấu dây, nhưng quan trọng là phải biết các con số thay đổi.

Thứ hai: Các chuỗi năng lượng mặt trời của bạn không quan tâm đến điện áp mà pin của bạn chạy. Mỗi tấm REC 350W có điện áp mạch hở (Voc) là 46.7V. Hai tấm nối tiếp? Đó là 93.4 volt—gần gấp đôi điện áp pin của bạn—và đó là con số mà hộp đấu dây DIY của bạn phải xử lý. Bạn không kết hợp 48V; bạn đang kết hợp năm chuỗi 93.4V riêng biệt thành một mạch đầu ra DC.

Thứ ba—và đây là Cái Bẫy Định Mức Điện Áp: Khi một bảng điều khiển được định mức AC nói “48 volt,” nó có nghĩa là 48 volt Máy chủ. Nếu nó có bất kỳ định mức DC nào (hầu hết là không), nó được chôn vùi trong phần chữ in nhỏ và thấp hơn đáng kể. Một cầu dao được định mức cho 240VAC có thể chỉ an toàn đến 48VDC. Một bảng điều khiển được định mức cho 480VAC? Có thể 60-80VDC nếu bạn may mắn.

Tại sao lại có sự khác biệt lớn như vậy? Quay lại Hồ Quang Không Tắt. Định mức điện áp AC giả định hồ quang tự tắt. Định mức điện áp DC giả định hồ quang chống trả và cố gắng duy trì chính nó trên các khoảng trống rộng hơn. Điện áp DC càng cao, khoảng trống mà nó có thể nhảy qua càng rộng và cơ chế ngắt cần phải mạnh mẽ hơn.

Vì vậy, bảng điều khiển Square D đó “được định mức cho 48V”? Ngay cả khi đó là định mức DC (kiểm tra bảng dữ liệu—tôi sẽ đợi), bạn đang cố gắng đẩy 93.4V qua nó. Bạn đang hoạt động ở 195% điện áp thiết kế của nó. Đó không phải là một biên độ an toàn; đó là một bộ đếm thời gian.

Những Gì $240 Thực Sự Mua Cho Bạn: Bên Trong Chứng Nhận UL 1741

“Đó chỉ là một nhãn dán UL,” bạn có thể nghĩ. “Tôi có thể bỏ qua điều đó cho một thiết lập DIY.”

Nhưng UL 1741—tiêu chuẩn cho hộp đấu dây năng lượng mặt trời và thiết bị kết nối—không kiểm tra xem hộp của bạn có các góc tròn và lớp sơn đẹp hay không. Nó đang kiểm tra xem thiết bị của bạn có sống sót qua các chế độ hỏng hóc chính xác xảy ra trong các hệ thống PV thực tế hay không.

Đây là những gì một hộp đấu dây trải qua để đạt được danh sách UL 1741 đó:

Kiểm tra lỗi hồ quang DC: Các cầu dao có thể ngắt hồ quang ở điện áp chuỗi đầy đủ dưới dòng điện tối đa không? Họ kiểm tra điều này hàng trăm lần. Các cầu dao của bảng điều khiển AC của bạn? Chưa bao giờ được kiểm tra về hồ quang DC. Không lần nào.

Kiểm tra dòng điện ngắn mạch: Điều gì xảy ra khi hai chuỗi vô tình ngắn mạch với nhau, đổ 90 ampe qua một thanh cái được định mức cho 20? Thử nghiệm phơi bày mọi điểm kết nối với dòng điện sự cố gấp 10-20 lần dòng điện hoạt động bình thường. Mọi thứ sẽ tan chảy, tan chảy trong phòng thí nghiệm thay vì trên mái nhà của bạn.

Chu kỳ nhiệt độ: Các hộp đấu dây trên mái nhà dao động từ đêm mùa đông -40°F đến ngày hè 140°F dưới ánh nắng trực tiếp. UL chu kỳ thiết bị qua những thái cực này khi được tải đầy đủ. Các kết nối sẽ lỏng lẻo sau ba năm giãn nở nhiệt? Chúng thất bại trong buồng thử nghiệm.

Bảo vệ môi trường: Định mức NEMA 3R đó không phải là trang trí. Nó có nghĩa là hộp sống sót qua mưa ngang, không tích tụ băng làm tắc nghẽn thông gió và giữ bụi khỏi thanh cái ngay cả khi được gắn trong môi trường công nghiệp bụi bặm. Bảng điều khiển phụ nhà để xe của bạn là NEMA 1—được thiết kế để sử dụng trong nhà sạch sẽ, ở nhiệt độ phòng.

Chi phí thực sự của việc nâng cấp $240 đó không phải là vật liệu. Một cầu dao được định mức DC có giá có lẽ là $30 thay vì $12 cho một cầu dao AC. Vỏ kim loại có giá thêm $50. Phần còn lại? Đó là số giờ kỹ thuật được dành để đảm bảo các thành phần đó hoạt động cùng nhau một cách đáng tin cậy trong các điều kiện xấu nhất và thử nghiệm để chứng minh điều đó.

Khi bạn bỏ qua UL 1741, bạn không chỉ bỏ lỡ một nhãn dán. Bạn đang bỏ lỡ 10.000 giờ thử nghiệm phá hủy đã xác định mọi chế độ hỏng hóc mà hộp gắn trên mái nhà của bạn sẽ phải đối mặt trong 20 năm tới. Bạn đang tự mình thử nghiệm beta các chế độ hỏng hóc đó.

Trong thời gian thực.

Trên mái nhà của bạn.

4 Yêu Cầu Không Thể Thương Lượng Cho Một Hộp Đấu Dây Năng Lượng Mặt Trời DIY An Toàn

Hãy làm rõ: việc xây dựng hộp đấu dây năng lượng mặt trời của riêng bạn là hoàn toàn có thể về mặt kỹ thuật. Nhưng nó chỉ đáng làm nếu bạn đáp ứng mọi yêu cầu này. Bỏ qua ngay cả một yêu cầu, và bạn sẽ tốt hơn nếu mua hộp làm sẵn.

Yêu Cầu #1: Các Thành Phần Được Định Mức DC Với Định Mức Điện Áp Phù Hợp

Danh sách mua sắm của bạn cho một hộp đấu dây năng lượng mặt trời DIY bắt đầu từ đây: mọi cầu dao, cầu chì, thanh cái, thiết bị đầu cuối khối, và ngắt kết nối bên trong hộp đó phải được định mức rõ ràng cho điện áp DC và cho ít nhất 600 volt DC.

Không phải 600VAC. Không phải “thích hợp cho năng lượng mặt trời.” Không phải “có lẽ ổn.” Bảng dữ liệu phải ghi rõ: “600VDC” bằng văn bản thuần túy.

Tại sao 600V khi các chuỗi của bạn chỉ là 93.4V? Hai lý do. Thứ nhất, Điều 690.7 của NEC yêu cầu tính toán điện áp dựa trên lạnh nhất nhiệt độ dự kiến ở vị trí của bạn. Các tấm pin mặt trời tạo ra điện áp cao hơn khi trời lạnh—cao hơn 10-15% so với Voc trên nhãn tùy thuộc vào vùng khí hậu của bạn. Các tấm 46.7V của bạn có thể đạt 53V mỗi tấm vào một buổi sáng tháng Giêng. Hai tấm nối tiếp? 106 volt mỗi chuỗi.

Thứ hai, bạn cần biên độ an toàn cho các gai điện áp thoáng qua trong các hiệu ứng cạnh đám mây (khi cường độ ánh sáng mặt trời thay đổi nhanh chóng) và cho sự suy giảm thiết bị theo thời gian. Tiêu chuẩn ngành: nếu điện áp hệ thống tối đa của bạn dưới 150VDC, hãy sử dụng các thành phần được định mức 600VDC. Đó không phải là quá mức cần thiết; đó là mức tối thiểu cho tuổi thọ dịch vụ 25 năm.

Nguồn cung cấp các thành phần được định mức DC:

DC breakers: Các nhà sản xuất như ABB, Eaton, Mersen và Littelfuse sản xuất cầu dao vỏ đúc được định mức DC (MCCB). Dự kiến sẽ trả $35-60 mỗi cầu dao so với $12-18 cho các cầu dao AC tương đương. Kiểm tra định mức DC “bổ sung UL 489” hoặc dấu “IEC 60947-2 DC”.
Cầu chì: Ferraz Shawmut, Mersen và Littelfuse cung cấp cầu chì được định mức PV với định mức 600VDC đến 1000VDC. Sử dụng cầu chì 15A cho các tấm 350W tiêu chuẩn (tính theo Isc × 1.56 theo NEC 690.8). Chi phí: $8-15 mỗi cầu chì cộng với $25-40 mỗi giá đỡ cầu chì.
Thanh cái: Đồng hoặc nhôm được định mức tối thiểu 90°C. Nhiều thanh cái được định mức AC hoạt động tốt, nhưng hãy xác minh thông số kỹ thuật vật liệu xử lý mật độ dòng điện DC (1.5-2.0 A/mm² cho đồng).

Pro-Đầu #1: Dấu “48V” trên thiết bị AC? Nó đề cập đến điện áp pin của bạn, không phải điện áp chuỗi tấm của bạn. Hệ thống pin 48V của bạn có các chuỗi 93.4V cần thiết bị DC được định mức 600VDC phù hợp.

Yêu cầu #2: UL 1741-Vỏ bọc được liệt kê hoặc Bảo vệ tương đương

Bản thân hộp kim loại quan trọng hơn bạn nghĩ khi xây dựng hộp kết hợp năng lượng mặt trời DIY.

Đối với lắp đặt trên mái nhà, bạn cần tối thiểu một NEMA 3R (chống mưa) hoặc IP54 (chống bụi và bắn nước) được đánh giá. Các tấm trong nhà NEMA 1 không phù hợp. Vỏ bọc phải:

Xử lý chu kỳ nhiệt: Nhiệt độ trên mái nhà dao động 80-100°F hàng ngày. Vỏ bọc cần các miếng đệm duy trì độ kín, các lỗ chờ không bị nứt do giãn nở/co lại và sơn không bị bong tróc và làm ô nhiễm các kết nối điện.

Cung cấp thông gió đầy đủ: Bộ ngắt mạch DC tạo ra nhiệt khi mang dòng điện. Nếu không có thông gió thích hợp, nhiệt độ bên trong có thể vượt quá định mức của thành phần ngay cả khi nhiệt độ môi trường chấp nhận được. Tìm các vỏ bọc có thông gió được tính toán cho tải nhiệt nhiều hơn ít nhất 30% so với dòng điện chuỗi tối đa của bạn.

Bao gồm các điều khoản nối đất thích hợp: Vỏ bọc của bạn cần các thanh cái nối đất chuyên dụng với các vấu cơ (không phải kẹp lò xo) được định mức tối thiểu cho đồng #6 AWG. Mọi bề mặt kim loại bên trong hộp phải được nối đất. Điều này không phải là tùy chọn—NEC 690.43 yêu cầu điều đó.

Kiểm tra thực tế về chi phí: Một vỏ bọc NEMA 3R thích hợp có kích thước cho 5-6 chuỗi (xấp xỉ 12″ × 16″ × 6″) có giá $80-150. Một vỏ bọc chống chịu thời tiết ngoài trời với các lỗ chờ, thanh cái và phần cứng lắp đặt phù hợp? $120-200. Đó là 50-60% tổng chi phí hộp kết hợp DIY của bạn ngay tại đó.

Nếu bạn đang nghĩ “Tôi sẽ chỉ sử dụng bảng AC và thêm một nắp chống chịu thời tiết,” hãy dừng lại. Những nắp này được thiết kế để giữ mưa khỏi các công tắc trong quá trình sử dụng tạm thời—không cung cấp bảo vệ NEMA 3R liên tục cho thiết bị hoạt động ngoài trời 24/7 trong 25 năm.

Yêu cầu #3: Bảo vệ chống hồ quang điện (Tuân thủ NEC 690.11)

Đây là nơi hầu hết các bản dựng hộp kết hợp năng lượng mặt trời DIY không vượt qua kiểm tra mã.

NEC 690.11 quy định bộ ngắt mạch hồ quang điện (AFCI) cho bất kỳ hệ thống PV nào có mạch DC hoạt động ở 80 volt trở lên. Chuỗi 93,4V của bạn? Bạn đã vượt quá ngưỡng 17%. AFCI là không thể thương lượng.

AFCI thực sự làm gì: Nó theo dõi chữ ký điện của dòng điện chạy qua các mạch DC và phát hiện mẫu nhiễu cụ thể của lỗi hồ quang—tín hiệu hỗn loạn, tần số cao xuất hiện khi dòng điện nhảy qua một khoảng trống. Khi được phát hiện, nó sẽ ngay lập tức ngắt mạch trước khi hồ quang có thể đốt cháy các vật liệu lân cận.

Bạn còn nhớ Hồ quang không bao giờ tắt chứ? AFCI được thiết kế đặc biệt để dập tắt nó.

Hai lựa chọn của bạn:

Lựa chọn 1 – Biến tần có AFCI tích hợp: Hầu hết các biến tần chuỗi hiện đại (SMA, SolarEdge, Fronius, v.v.) đều có tính năng phát hiện hồ quang điện tích hợp theo UL 1741. Nếu biến tần của bạn có tính năng này, bạn không cần AFCI riêng trong hộp kết hợp DIY của mình. Xác minh điều này bằng cách kiểm tra bảng thông số kỹ thuật của biến tần để biết “Tuân thủ UL 1741 AFCI” hoặc “Bảo vệ chống hồ quang điện NEC 690.11”.”

Lựa chọn 2 – Thiết bị AFCI độc lập: Nếu biến tần của bạn không bao gồm AFCI, bạn cần một máy dò hồ quang điện được liệt kê được lắp đặt trong hộp kết hợp của bạn hoặc trong vòng 6 feet tính từ nó. Chúng có giá $200-400 và yêu cầu thêm hệ thống dây điện. Các thương hiệu bao gồm Sensata, Eaton và Mersen. Chỉ riêng điều này có thể làm cho hộp kết hợp DIY của bạn đắt hơn so với việc mua một hộp làm sẵn.

Ngoại lệ: Nếu hệ thống dây điện DC của bạn chạy trong ống dẫn kim loại hoặc cáp bọc kim loại và không bao giờ thoát ra khỏi máng cáp kim loại đó giữa các tấm và biến tần, bạn có thể bỏ qua AFCI. Nhưng thực tế? Các cài đặt trên mái nhà sử dụng dây PV lộ ra ngoài với các đầu nối MC4, điều đó có nghĩa là AFCI là bắt buộc.

Pro-Đầu #2: Hồ quang DC không tắt khi bạn gạt công tắc—chúng tiếp tục cháy ở 35.000°F cho đến khi bị dập tắt vật lý. AFCI là cách bạn dập tắt chúng trước khi chúng gây ra hỏa hoạn.

Yêu cầu #4: Ghi nhãn và Tài liệu thích hợp (NEC 690.7, 690.15)

Các thanh tra viên mã sẽ gắn thẻ đỏ vào cài đặt hộp kết hợp năng lượng mặt trời DIY của bạn vì thiếu nhãn nhanh hơn so với các lựa chọn thành phần đáng ngờ.

Các nhãn bắt buộc trên hộp kết hợp DIY của bạn:

1. Nhãn điện áp DC tối đa (NEC 690.7):

ĐIỆN ÁP DC TỐI ĐA: 106V

Nhãn này phải được đặt trên bên ngoài hộp kết hợp và có thể nhìn thấy mà không cần mở vỏ bọc.

2. Nhận dạng hộp kết hợp DC (NEC 690.15):

CẢNH BÁO:

3. Nhận dạng dây dẫn (NEC 690.31):
Mọi chuỗi đến phải được dán nhãn với vị trí nguồn của nó:

“CHUỖI 1 – MẢNG BẮC”
“CHUỖI 2 – MẢNG BẮC”
“CHUỖI 3 – MẢNG NAM”
vân vân.

4. Nhãn dây dẫn điện cực nối đất (nếu có):
Nếu dây dẫn nối đất của bạn kết thúc trong hộp kết hợp, hãy dán nhãn cho nó theo NEC 690.47.

Sử dụng nhãn kho ngoài trời (nhãn polyester 3M hoặc Brady với mực chống tia cực tím). Nhãn giấy in trong ống bọc chống chịu thời tiết sẽ không vượt qua kiểm tra—chúng xuống cấp quá nhanh.

Tài liệu bạn cần:

Sơ đồ một đường thể hiện cấu hình và điện áp chuỗi
Bảng dữ liệu thành phần chứng minh định mức DC
Tính toán hiển thị điện áp tối đa NEC 690.7
Tính toán dòng điện NEC 690.8

Giữ các bản sao bên trong hộp kết hợp trong một túi tài liệu chống chịu thời tiết. Các thanh tra viên có thể yêu cầu chúng.

Phép toán thực tế: Hộp kết hợp $300 so với Giải pháp thay thế

Hãy nói về tiền bạc. Tiền thật.

Danh sách các bộ phận hộp kết hợp năng lượng mặt trời DIY tuân thủ của bạn:

Vỏ bọc NEMA 3R với giá đỡ bộ ngắt mạch: $120
Năm bộ ngắt mạch 15A định mức DC với giá $45 mỗi cái: $225
Thanh cái và đầu cuối định mức DC: $60
Phần cứng, nhãn, dây, đầu nối: $40
Tổng cộng: $445

Chờ đã. Hộp kết hợp được liệt kê UL 1741 làm sẵn có giá $320. “Tiết kiệm DIY” của bạn? Bạn đang mất $125 cộng với 6-8 giờ lắp ráp và đi dây.

Nhưng đó là giả sử bạn không cần AFCI riêng. Thêm thiết bị $300 đó? Bây giờ bạn đang ở mức $745 so với $320 cho hộp làm sẵn bao gồm AFCI tích hợp.

Phép toán không hiệu quả đối với hầu hết các dự án hộp kết hợp năng lượng mặt trời DIY. Trừ khi bạn đang xây dựng cho 10+ chuỗi nơi các hộp làm sẵn trở nên đắt tiền (trên $800) hoặc bạn cần một cấu hình tùy chỉnh không có sẵn trên thị trường, thì các hộp kết hợp DIY thường hơn đắt hơn so với việc mua thiết bị được chứng nhận đúng cách.

Đây là phép toán thực sự quan trọng:

Chi phí cho một vụ cháy điện: ₫50.000.000-₫250.000.000 thiệt hại về cấu trúc, tùy thuộc vào thời điểm đội cứu hỏa đến.

Chi phí tăng phí bảo hiểm nhà sau một vụ cháy điện: tăng 20-40% trong 3-5 năm = chi phí bổ sung ₫1.200.000-₫3.000.000.

Chi phí từ chối yêu cầu bồi thường bảo hiểm vì bạn đã sử dụng thiết bị không được liệt kê: 100% thiệt hại = bất kể chi phí cháy là bao nhiêu.

Chi phí các vấn đề về giấy phép khi bạn cố gắng bán nhà của mình: Chậm trễ, tái kiểm tra, chi phí tiềm ẩn của nhà thầu để đưa về đúng quy chuẩn = ₫2.000.000-₫8.000.000.

Sự khác biệt về giá ₫240 đó? Đó không phải là mua một nhãn hiệu hào nhoáng. Đó là mua sự an tâm rằng mọi thành phần đơn lẻ đã được kiểm tra khắc nghiệt cho các chế độ hỏng hóc chính xác xảy ra trên mái nhà. Đó là mua thiết bị tuân thủ bảo hiểm sẽ không làm mất hiệu lực hợp đồng của bạn. Đó là mua phần cứng được thanh tra viên phê duyệt sẽ không trì hoãn giấy phép của bạn trong ba tháng.

Pro-Đầu #3: Kỹ năng DIY thực sự không phải là tìm ra cách tự xây dựng mọi thứ—mà là biết những góc nào bạn có thể cắt và những góc nào cắt lại. Hộp đấu dây cắt lại.

Khi nào DIY Thực Sự Hợp Lý

Đừng nhầm lẫn bài viết này với “không bao giờ tự xây dựng bất cứ điều gì”. Lắp đặt năng lượng mặt trời có rất nhiều cơ hội DIY hợp pháp:

Các dự án DIY thông minh:

Giá đỡ và lắp đặt: Bạn hoàn toàn có thể thiết kế và lắp đặt hệ thống lắp tấm pin của riêng mình. Nó mang tính cơ học, có thể kiểm chứng và không có Hồ Quang Bất Diệt cố gắng giết bạn nếu bạn làm sai điều gì đó.
Đường ống dẫn: Chạy ống dẫn EMT hoặc PVC từ hộp đấu dây đến biến tần của bạn? Dự án DIY tuyệt vời. Chỉ cần tuân theo các tính toán lấp đầy ống dẫn NEC.
Giám sát hệ thống: Thêm giám sát hiệu suất, ghi nhật ký dữ liệu, thậm chí cả tích hợp IoT để theo dõi hệ thống của bạn? Cứ thoải mái. Trường hợp xấu nhất là bạn mất một số dữ liệu.

Các dự án DIY liều lĩnh:

Hộp đấu dây (như chúng ta đã thảo luận)
Ngắt kết nối DC giữa hộp đấu dây và biến tần (các vấn đề tương tự: ngắt hồ quang DC, định mức điện áp)
Lắp đặt biến tần (kết nối điện phức tạp, điểm tích hợp AC/DC)
Kết nối bảng điều khiển dịch vụ (yêu cầu thợ điện được cấp phép ở hầu hết các khu vực pháp lý)

Mô hình? Nếu nó mang dòng điện DC điện áp cao hoặc kết nối với dịch vụ điện chính của bạn, hãy thuê chuyên gia hoặc mua thiết bị được liệt kê. Nếu đó là giám sát cấu trúc, cơ học hoặc điện áp thấp, hãy DIY.

Điểm Mấu Chốt: Xây Dựng Thông Minh, Không Chỉ Rẻ

Nếu bạn đã đi được đến đây, bạn đã vượt xa 90% những người lắp đặt năng lượng mặt trời DIY. Bạn đang đặt ra những câu hỏi đúng.

Đây là những gì bạn đã học được:

Hồ Quang Bất Diệt: Hồ quang DC không tự dập tắt như hồ quang AC. Chúng cháy ở 35.000°F cho đến khi bị triệt tiêu vật lý. Thiết bị AC không được thiết kế cho điều này.

Sự Nhầm Lẫn 48V: Điện áp pin của bạn không phải là điện áp chuỗi của bạn. Hệ thống 48V đó có các chuỗi 93,4V cần thiết bị định mức 600VDC, không phải các tấm AC được tái sử dụng.

Bẫy Định Mức Điện Áp: Định mức điện áp AC không chuyển thành DC. Một bộ ngắt mạch 240VAC có thể chỉ an toàn đến 48VDC. Các chuỗi 93,4V của bạn vượt quá khả năng DC của hầu hết các thiết bị AC.

Chi Phí Tuân Thủ: Xây dựng hộp đấu dây năng lượng mặt trời DIY tuân thủ quy chuẩn có giá ₫445-₫745. Mua một hộp được liệt kê UL 1741 làm sẵn? ₫320. Phép toán không hỗ trợ DIY trừ khi bạn cần cấu hình tùy chỉnh.

Bạn có thể tự xây dựng hộp đấu dây về mặt kỹ thuật không? Có. Với các thành phần phù hợp, vỏ bọc thích hợp, bảo vệ AFCI và ghi nhãn chính xác, điều đó là có thể.

Bạn có nên làm vậy không? Có lẽ là không. Khoản tiết kiệm chi phí bốc hơi khi bạn định giá các thành phần định mức DC và AFCI. Việc đầu tư thời gian (8-10 giờ cho lần xây dựng đầu tiên, 4-6 giờ cho những lần tiếp theo) hiếm khi biện minh cho khoản tiết kiệm nhỏ. Và trách nhiệm pháp lý nếu có điều gì đó không ổn—việc từ chối yêu cầu bồi thường bảo hiểm đó, việc từ chối giấy phép đó, thẻ đỏ của thanh tra viên đó—xóa sạch mọi lợi ích tài chính.

Bước DIY thực sự? Biết khi nào nên xây dựng và khi nào nên mua.

Tiết kiệm năng lượng DIY của bạn cho giá đỡ, hệ thống giám sát, đường ống dẫn, các bộ phận của việc lắp đặt năng lượng mặt trời nơi nỗ lực của bạn thực sự nhân lên tiền của bạn thay vì chỉ tăng rủi ro của bạn.

Và bảng điều khiển Square D ₫60 đó trong nhà để xe của bạn? Sử dụng nó ở nơi nó thuộc về—trên một mạch AC, nơi điểm giao nhau bằng không thực hiện công việc nặng nhọc và hồ quang tự tắt như chúng phải làm.

Bởi vì trong PV năng lượng mặt trời, sai lầm tốn kém nhất không phải là sai lầm khiến bạn tốn ₫300 trả trước. Đó là sai lầm giúp bạn tiết kiệm ₫240 hôm nay và khiến bạn tốn ₫50.000 sáu tháng kể từ bây giờ khi Hồ Quang Bất Diệt tìm thấy thứ gì đó dễ cháy.

Sẵn sàng thực hiện đúng việc lắp đặt năng lượng mặt trời của bạn? Hãy xem dòng sản phẩm hoàn chỉnh của chúng tôi về hộp đấu dây được liệt kê UL 1741 và thiết bị bảo vệ định mức DC được thiết kế đặc biệt cho các hệ thống PV dân dụng và thương mại. Chúng tôi đã thực hiện kỹ thuật và thử nghiệm—bạn có được thiết bị đáng tin cậy với mức giá khiến DIY trông đắt đỏ.