نکات کلیدی برای انتخاب یک جعبه ترکیبی PV ایمن و مقیاس پذیر

تصور کنید یک بعدازظهر آفتابی که پنل‌های خورشیدی روی پشت بام شما به طور موثر نور خورشید را به برق تبدیل می‌کنند. اما این توان توزیع شده چگونه به یک منبع انرژی قابل اعتماد برای خانه یا شبکه شما تبدیل می‌شود؟ پاسخ در یک جزء حیاتی اما اغلب نادیده گرفته شده نهفته است—جعبه ترکیبی PV. این مرکز الکتریکی خروجی چندین پنل خورشیدی را ادغام می‌کند و در عین حال حفاظت از جریان بیش از حد، سرکوب نوسانات و عملکردهای قطع مدار را برای اطمینان از عملکرد ایمن و کارآمد سیستم ارائه می‌دهد.

این جزء که به عنوان جعبه ترکیبی خورشیدی نیز شناخته می‌شود، به عنوان یک اتصال حیاتی در سیستم‌های فتوولتائیک عمل می‌کند. عملکرد اصلی آن شامل جمع‌آوری جریان مستقیم از آرایه‌های متعدد پنل خورشیدی قبل از هدایت خروجی ترکیبی به اینورترها برای تبدیل به جریان متناوب است. این جعبه‌ها شامل عناصر محافظتی متعددی از جمله کلیدهای مدار DC، فیوزها، محافظ‌های نوسان و کلیدهای قطع برای حفظ قابلیت اطمینان سیستم هستند.

• کلیدهای مدار DC: به طور خودکار مدارها را در شرایط ولتاژ بیش از حد یا جریان بیش از حد قطع می‌کنند تا از آسیب به تجهیزات و خطرات آتش‌سوزی جلوگیری شود.
• فیوزها: به عنوان حفاظت ثانویه با ذوب شدن در هنگام اتصال کوتاه یا اضافه بار برای ایزوله کردن مدارهای معیوب عمل می‌کنند.
• محافظ‌های نوسان: ولتاژهای گذرا را از صاعقه یا نوسانات شبکه جذب می‌کنند تا از وسایل الکترونیکی حساس محافظت شود.
• کلیدهای قطع: قطع دستی مدار را برای نگهداری و سرویس فعال می‌کنند.
• شینه‌ها: مسیرهای الکتریکی را از آرایه‌های متعدد به ترمینال‌های خروجی متمرکز ادغام می‌کنند.

انتخاب یک جعبه ترکیبی مناسب برای ایمنی، کارایی و طول عمر سیستم ضروری است. انتخاب نامناسب ممکن است منجر به موارد زیر شود:

• خطرات ایمنی از جمله گرم شدن بیش از حد، اتصال کوتاه و شوک الکتریکی
• کاهش راندمان از افت ولتاژ و تلفات جریان
• خرابی سیستم به دلیل ظرفیت ولتاژ/جریان ناکافی
• عدم انطباق با استانداردهای ایمنی برق

اندازه‌گیری مناسب مستلزم ارزیابی عوامل متعددی از جمله مقدار آرایه، مشخصات ولتاژ/جریان، شرایط محیطی و نیازهای توسعه آینده است. مراحل تعیین کلیدی عبارتند از:

1. شمارش تمام آرایه‌های فتوولتائیک که نیاز به اتصال دارند
2. محاسبه حداکثر جریان اتصال کوتاه (Isc) با ضریب ایمنی 1.25
3. تعیین حداکثر ولتاژ مدار باز (Voc) که برای شرایط دمای پایین تنظیم شده است
4. انتخاب واحدی که از حداکثر مقادیر محاسبه شده با پورت‌های ورودی/خروجی کافی فراتر رود
5. در نظر گرفتن توسعه‌های احتمالی سیستم

محاسبه جریان:
جمع Isc هر آرایه ضربدر ضریب ایمنی 1.25

محاسبه ولتاژ:
Voc هر آرایه را که برای حداقل دمای محیط تنظیم شده است، تعیین کنید: Voc(تنظیم شده) = Voc + (ضریب دما × (حداقل دما - 25 درجه سانتی‌گراد))

طراحان باید حاشیه‌های ایمنی کافی را در نظر بگیرند و در عین حال به کدهای الکتریکی مانند کد ملی برق (NEC) پایبند باشند، که موارد زیر را الزامی می‌کند:

• دستگاه‌های حفاظت از جریان بیش از حد (فیوز/شکن)
• سیستم‌های اتصال به زمین مناسب
• برچسب‌گذاری تجهیزات واضح

طرح‌های آینده‌نگر باید رشد احتمالی سیستم را از طریق موارد زیر در نظر بگیرند:

• ترمینال‌های ورودی اضافی فراتر از نیازهای فعلی
• طرح‌های مدولار که امکان توسعه ظرفیت را فراهم می‌کنند
• ظرفیت‌های جریان/ولتاژ با رتبه بالاتر

نصاب‌ها باید از این خطاهای مکرر اجتناب کنند:

• دست کم گرفتن الزامات ولتاژ/جریان
• نادیده گرفتن شرایط عملیاتی محیطی
• استفاده از تجهیزات غیرمجاز
• عدم مشاوره فنی حرفه‌ای

واحدهای نصب شده در فضای باز نیاز دارند:

• حداقل درجه حفاظت از نفوذ IP65
• مواد مقاوم در برابر اشعه ماوراء بنفش
• طراحی تهویه مناسب

تطابق تأیید شده با استانداردهای UL (Underwriters Laboratories) و IEC (کمیسیون بین‌المللی الکتروتکنیکی) تضمین می‌کند که تجهیزات معیارهای ایمنی و عملکردی دقیقی را برآورده می‌کنند.

طراحان سیستم ممکن است از موارد زیر استفاده کنند:

• ماشین حساب‌های اندازه‌گیری آنلاین
• مشاوره‌های نصب خورشیدی حرفه‌ای

جعبه‌های ترکیبی PV به عنوان اجزای حیاتی سیستم عمل می‌کنند که خروجی‌های آرایه فتوولتائیک را ادغام می‌کنند و در عین حال عملکردهای حفاظتی حیاتی را ارائه می‌دهند. انتخاب و نصب صحیح، سیستم‌های انرژی خورشیدی ایمن، کارآمد و قابل توسعه را تضمین می‌کند که نیازهای فعلی را برآورده می‌کنند و در عین حال رشد آینده را در نظر می‌گیرند.