太陽光発電ボックス: カスタム PV ソリューション

太陽光発電ボックスが太陽光発電システムで行う役割と仕様が重要な理由

太陽光発電ボックス は、太陽電池アレイとインバーターまたはバッテリー バンク間の DC 電力を統合、保護、分配する電気エンクロージャです。小規模な住宅設備では、電源ボックスの役割は、2 つまたは 3 つのストリングを組み合わせて 1 つの DC 切断ポイントを提供することに限定される場合があります。商用の屋上または公共規模の地上設置システムでは、同じカテゴリの機器が数十のストリング入力を処理し、600 アンペアを超える連続 DC 電流を流し、エンクロージャ内の 60°C を超える周囲温度に耐え、ライブのストリングレベルのパフォーマンスデータをリモート監視プラットフォームに報告する必要があります。これら 2 つのシナリオの違いは、単に規模だけではありません。電気工学要件の違いであり、ボックス内のすべてのコンポーネントの選択に反映する必要があります。

正しく指定された太陽光発電ボックスは、4 つの異なる機能を同時に実行します。複数の PV ストリングからの電流を共通の DC バスバーに結合します。ヒューズまたは DC 回路ブレーカーを通じて各ストリングに過電流保護を提供します。雷やスイッチング過渡現象をインバータから遠ざけるためのサージ保護デバイス (SPD) が組み込まれています。また、スマートな構成では、個々のストリングの電流と電圧をリアルタイムで監視します。これらの機能のいずれかで障害が発生すると、検出されないストリングヒューズの切れによる発電出力の低下から、高電圧 DC 回路の保護されていないアーク故障による火災の危険に至るまで、さまざまな障害が発生します。選択とカスタマイズ 太陽光発電ボックス したがって、各プロジェクトの正確な要件に適合させることは、調達の形式ではなく、システムの安全性に関する決定です。

太陽光発電配電ボックス: アーキテクチャ、コンポーネント、構成オプション

用語 太陽光発電配電ボックス これには、ストリング入力を集約するコンバイナ ボックス、中央インバータの前に複数のコンバイナ出力を統合するリコンバイナ ボックス、単一のアレイ セクションから複数のインバータ入力に電力を供給する DC 配電パネルなど、太陽光発電システム内の DC 電力の流れを管理するエンクロージャのより広範なカテゴリが記載されています。特定のプロジェクトにどのアーキテクチャが適用されるかを理解することが、正確な機器仕様の出発点となります。

コア内部コンポーネント

構成タイプに関係なく、適切に設計されたすべての太陽光発電配電ボックスは、共通の内部コンポーネントのセットを共有しており、それぞれに定義された性能要件があります。

• DC ストリング ヒューズまたは小型サーキット ブレーカー (MCB): ストリング入力ごとに 1 つの保護デバイス。IEC 60269-6 または同等品に基づくストリング短絡電流 (Isc) の 1.25 倍と定格されます。ストリングヒューズは、障害状態時に並列ストリングからの逆電流を防ぎます。メンテナンス中に個別のストリングの分離が実行されるアクセス可能な設置では、明確なトリップ インジケーターを備えた DC 定格 MCB が推奨されます。
• 銅バスバーアセンブリ: 正および負のバスバーは、高温での連続 DC サービス向けに最小 25% のディレーティング マージンを備え、合計電流に合わせてサイズ設定されています。錫メッキ銅が標準です。銀メッキバスバーは、25 年の耐用年数にわたる接触抵抗の安定性が必要とされる大電流産業用途向けに仕様化されています。
• メイン DC 切断スイッチ: 出力側の負荷遮断定格 DC アイソレータにより、アレイに影を付けることなく、メンテナンスのためにボックス全体の電源を安全に遮断できます。最低設置温度での最大複合出力電流とシステム開回路電圧 (Voc) について定格されています。
• サージ保護デバイス (SPD): 入力端子と出力端子には少なくともタイプ 2 DC SPD。設置場所が落雷の危険性が高い場合、または高い金属フレーム構造物に露出している場合のタイプ 1 と 2 の組み合わせユニット。 SPD の選択は、システムの最大連続動作電圧 (MCOV) およびサイトの雷保護レベルの最大放電電流定格と一致する必要があります。
• アースバーと等電位ボンディング端子: エンクロージャ本体、SPD アース端子、およびシステムの等電位ボンディング ネットワークに接続された専用の銅製アース バー。アースの導通は、現場検査で最も頻繁に失敗する項目の 1 つです。適切に設計された太陽光発電配電ボックスにより、この接続が明示的かつテスト可能になります。

システム規模による構成の選択

太陽光発電ボックスの OV 保護: 過電圧リスクの理解とその管理方法

過電圧 (機器の仕様書や保護調整文書では一般に OV と略されます) は、太陽光発電ボックスとそれに給電するインバーターに早期故障を引き起こす 2 つの主な電気的ストレス メカニズムのうちの 1 つです。あ ソーラーパワーボックスOV 保護システムは、2 つの異なる過電圧源に対処する必要があります。1 つは、周囲温度が標準試験条件である 25°C を下回ったときに発生する、開回路ストリング電圧のゆっくりとした予測可能な上昇で、もう 1 つは、直接または間接の落雷や、系統またはインバーター自体のスイッチング動作によって引き起こされる高速で高振幅の過渡電圧です。

熱過電圧: 安全なシステム Voc の計算

PV モジュールの開放電圧は、モジュール温度が低下すると、Voc の温度係数によって決まる割合で増加します (結晶シリコン モジュールの場合、通常は -0.27% ～ -0.35%/°C)。標準テスト温度が 25°C の気候で、-10°C の寒い冬の朝には、弦の Voc が銘板の値より 12 ～ 14% 高くなる可能性があります。 STC で 1,350V Voc のストリングを使用して設計された 1,500V DC システムの場合、この計算により、ワーストケースの Voc は約 1,540V となり、回路内のすべてのコンポーネントの定格システム電圧を超えます。 ソーラーパワーボックスOV したがって、熱過電圧に対する保護は、コンポーネントの選択段階ではなく、設計段階から始まります。まず、サイトの最小温度をストリングのサイジング計算に適用し、計算された最大 Voc がシステム内のすべてのヒューズ、ブレーカー、切断スイッチ、SPD、およびケーブルの電圧定格を下回っていることを確認します。

過渡過電圧: SPD の選択と調整

雷による過渡過電圧は、非常に速い立ち上がり時間 (通常、ピークまで 1.2 マイクロ秒) と、保護されていない DC 回路では振幅が数キロボルトに達する可能性があるという特徴があります。効果的な ソーラーパワーボックスOV 過渡保護スキームには、アプリケーションごとに確認された次のパラメータとともに、正しい SPD の選択と取り付けが必要です。

• 最大連続動作電圧 (Uc): SPD Uc 定格は、上記の熱 Voc 計算を含む最大システム DC 電圧を超える必要があります。 1,500V DC システムの場合、Uc ≥ 1,500V の SPD が指定されます。 Uc が不十分な SPD を使用すると、バリスタ素子に継続的な熱ストレスが発生し、劣化が加速され、SPD の耐用年数が定格値の数分の 1 に短縮されます。
• 電圧保護レベル (上限): Up 値は、SPD がサージ電流を流し始めるクランプ電圧を定義します。 Up は、インバータ入力のインパルス耐電圧よりも低くなければなりません (IEC 62109 に準拠し、1,500V DC インバータの場合は通常 4 kV)。Up 値が低いほど保護は強化されますが、SPD が各放電イベントでより高いエネルギーを吸収できる必要があります。
• 公称放電電流 (In) および最大放電電流 (Imax): In は、SPD が劣化することなく繰り返し放電できる電流です。 Imax は、単一イベントの最大放電です。ほとんどの屋上アプリケーションでは、In = 20 kA および Imax = 40 kA のタイプ 2 SPD が標準です。熱帯または山岳地帯の落雷の危険性が高い場所、または高台に直接露出する設置場所では、IEC 61643-31 に従って Iimp ≧ 12.5 kA のタイプ 1 SPD を使用する必要があります。
• アースリード長さ: SPD の性能は、アースリードの長さに応じて急速に低下します。アース接続が 1 メートルごとに約 1 µH のインダクタンスが追加され、雷の立ち上がり速度で最大 1 kV の電圧が追加されます。 SPD 端子から太陽光発電配電ボックス内のアースバーまで​​のアース接続は、可能な限り 0.5 メートル未満に保ち、ループなしで配線する必要があります。

Senta Energy のカスタム太陽光発電ボックス: 仕様プロセスと利用可能な構成

専用として 太陽光発電ボックス 中国に本拠を置くサプライヤーおよびメーカーである Senta Energy Co., Ltd. は、世界中の住宅、商業、産業、および実用規模の PV プロジェクト向けに受注設計の太陽光発電ボックスを提供しています。カスタマイズ プロセスは、プロジェクトの電気パラメータ (システム電圧クラス、ストリング入力の数、最大ストリング Isc、合計出力電流、SPD タイプの要件、モニタリング プロトコル、エンクロージャの環境定格) から始まり、出荷前に工場でテストされる完成したアセンブリを生成します。

Senta Energy の製品全体で利用可能な標準のカスタマイズ オプション 太陽光発電ボックス 製品範囲は次のとおりです。

• 電圧クラス: 600V DC、1,000V DC、および 1,500V DC 構成。すべての内部コンポーネント (ヒューズ、ブレーカー、切断スイッチ、SPD、バスバー) は、選択された電圧クラスに適合し、目的市場の要求に応じて IEC または UL 規格に認定されています。
• 文字列入力数: 標準のエンクロージャーサイズで 4 弦から 32 弦までの構成。セクションごとに 32 を超える文字列入力を必要とするプロジェクト向けのマルチエンクロージャ ソリューション。
• エンクロージャの定格: 屋内および保護された屋外の取り付けでは IP54。完全に露出した屋外設置の場合は IP65。 IP66 およびステンレス鋼の筐体は沿岸、砂漠、または化学的に攻撃的な環境に適しています。
• モニタリングの統合: ストリングインバータ監視プラットフォームと統合するための RS-485 Modbus RTU 出力。スタンドアロン SCADA 接続用のオプションのイーサネットまたは 4G 通信。性能比計算の精度が ±0.5% のストリングごとのホール効果電流センサー。
• OV 保護仕様: タイプ 2 DC SPD を標準装備。落雷の危険性が高いプロジェクトに利用可能なタイプ 1 と 2 の組み合わせ SPD。サイト障害管理システムと統合するための乾接点アラーム出力を備えたリモート SPD ステータス表示。

あらゆるカスタム 太陽光発電配電ボックス Senta Energy が製造する製品は、定格システム電圧の 1.5 倍での絶縁抵抗測定、すべてのアース接続の導通検証、すべてのストリング入力とメイン出力の極性確認、SPD ステータス インジケーターと取り付けられている場合のモニタリング通信の機能テストを含む工場受け入れテストを受けます。テスト記録は標準文書パッケージの一部として各出荷に提供され、サイトの試運転と継続的な O&M 監査要件をサポートします。

プロジェクトエンジニアと調達チームが評価する場合 太陽光発電ボックス 今後の設置に関して、Senta Energy は、ストリングのサイジングのレビュー、OV 保護の調整分析、選択された構成がプロジェクトの最大周囲条件で温度制限内で動作することを確認するためのエンクロージャの熱計算などの販売前技術サポートを提供します。プロジェクトの単線図とサイトの位置データを送信するだけで、必要な特定の構成のリードタイムと価格を含む詳細な技術提案を開始できます。