Wichtige Strategien zur Optimierung von Solar-Kombinationskästen

Über riesigen Solarparks absorbieren unzählige Photovoltaikmodule still Sonnenlicht und wandeln es in elektrische Energie um. Die effiziente und sichere Zusammenführung dieser verteilten Energie für die Netzübertragung hängt jedoch von einer oft übersehenen Komponente ab: der Kombinationsbox. Als "Nervenzentrum" von Photovoltaikanlagen erfüllen diese Metallgehäuse wichtige Funktionen der Stromerfassung, des Schutzes und der Überwachung.

Kombinationsboxen sind elektrische Geräte, die dazu bestimmt sind, den Gleichstromausgang von mehreren Photovoltaik-Strings zu konsolidieren. In Solaranlagen werden Module in Reihe geschaltet, um Strings zu bilden, deren Ausgänge dann vor Erreichen des Wechselrichters kombiniert werden müssen. Die Kombinationsbox erfüllt diese wesentliche Funktion durch vier Hauptmechanismen:

• Stromkonsolidierung: Durch das Zusammenführen mehrerer String-Ausgänge reduzieren Kombinationsboxen die Anzahl der Kabel, die für den Anschluss an Wechselrichter benötigt werden, wodurch die Installationskomplexität und die Materialkosten gesenkt und gleichzeitig die Stromverteilung optimiert werden.
• Überstromschutz: Integrierte Sicherungen oder Leistungsschalter schützen Strings vor Schäden bei Kurzschlussereignissen und verhindern systemweite Ausfälle.
• Überspannungsschutz: Eingebaute Überspannungsschutzgeräte (SPDs) schützen Komponenten vor Blitzeinschlägen und Überspannungen, die zu Geräteschäden oder Bränden führen könnten.
• Systemüberwachung: Fortschrittliche Modelle bieten Echtzeitüberwachung von String-Leistungskennzahlen und ermöglichen die schnelle Identifizierung von Problemen wie Moduldegradation oder Verschattung.

Die Notwendigkeit von Kombinationsboxen hängt von der Anzahl der Photovoltaik-Strings in einem System ab. Die Installation wird wirtschaftlich und betrieblich vorteilhaft, wenn Systeme mehr als drei Strings enthalten, und bietet:

• Vereinfachte Verdrahtungskonfigurationen, die die Installationszeit und die Materialkosten reduzieren
• Optimierte Wartung durch zentralisierte Überwachungspunkte
• Erhöhte Systemsicherheit durch integrierte Schutzmechanismen

Für Solarparks im Versorgungsmaßstab bieten Kombinationsboxen erhebliche Kosteneinsparungen bei gleichzeitiger Aufrechterhaltung der Systemzuverlässigkeit und -effizienz.

Diese Gehäuse enthalten mehrere kritische Elemente:

• DC-Leistungsschalter (MCCB): Bemessen zwischen 63A und 630A für Großanlagen
• String-Sicherungen: Strombewerteter Schutz für einzelne Strings
• Sammelschienen: Leitfähige Metallstreifen zur Konsolidierung von Minus-/Erdungskabeln
• Klemmenblöcke: ABS-Verbund-Anschlusspunkte
• Wetterfeste Gehäuse: UV-beständige, wasserdichte Gehäuse

Hersteller bieten spezielle Designs für verschiedene Anwendungen an:

• Standardmodelle: Grundlegende Konsolidierung für konventionelle Installationen
• Isolationsfähig: Integrieren Wartungstrennschalter
• AFCI-ausgestattet: Lichtbogenerkennung zur Brandverhütung
• AC-Kombinierer: Für die Konsolidierung des Wechselrichterausgangs mit integrierten SPDs

Wichtige Sicherheitsmerkmale umfassen umfassenden Überspannungsschutz, Überstromschutz und DC-Isolationsfähigkeiten. Eine ordnungsgemäße Installation und Wartung erfordern:

• Einhaltung der Verdrahtungsrichtlinien des Herstellers
• Verwendung von ordnungsgemäß bemessenen Stromschutzgeräten
• Regelmäßige Inspektionen zur Identifizierung potenzieller Probleme
• Implementierung von String-Level-Überwachungssystemen

Die optimale Platzierung der Kombinationsbox wirkt sich erheblich auf die Systemeffizienz aus. Die zentrale Positionierung relativ zu den angeschlossenen Strings minimiert die Kabellängen, wodurch Materialkosten und Leistungsverluste reduziert werden. Fortschrittliche Designsoftware kann ideale Platzierungskonfigurationen berechnen, um die Energieausbeute zu maximieren.