PV コンバイナ ボックス配電キャビネット

中国の大手メーカー Csivei が提供するこの PV コンバイナー ボックス配電キャビネットは、2 ストリングから 24 ストリング入力までの構成で利用可能で、並列 PV ストリングを共通の DC バスに集約し、各入力チャンネルは専用の DC ヒューズ ホルダーとストリングの短絡電流定格のヒューズ リンクによって保護されています。メインの DC 切断スイッチまたはモールドケース回路ブレーカーはアレイ全体の単一点絶縁を提供し、正および負の両方のバスバー上のサージ保護デバイス (タイプ 1+2 またはタイプ 2) が雷による過電圧過渡現象から保護します。 DC バスバーの定格は 100A ～ 800A 以上の範囲にあり、システム電圧は仕様に応じて最大 1000VDC または 1500VDC です。キャビネットのエンクロージャは、亜鉛メッキ鋼板または耐候性粉体塗装を施したステンレス鋼で作られており、屋外に直接さらされる場合に備えて IP65 または IP66 定格で使用できます。オプションのスマート監視モジュールは、ストリングごとの電流、バス電圧、ブレーカーのステータスを測定し、RS485 Modbus RTU 経由でデータを SCADA システムまたはインバーターの通信プラットフォームに送信し、大規模な PV フィールド全体での迅速な障害位置特定を可能にします。 IEC 61439-1、IEC 61643-11、および関連する地域規格への完全な準拠が維持されます。

製品の用途

複数の PV ストリングがインバータの前に集中する場合、PV コンバイナ ボックス / 配電キャビネットは組織化され保護された DC アグリゲーションを提供し、ケーブル配線を簡素化し、安全性を高め、効率的な障害管理を可能にします。

太陽熱温水ポンプシステム

農業および自治体の太陽光発電施設では、PV アレイが数十の並列ストリングを備えた広いフィールドにまたがることがよくあります。中央に配置されたコンバイナー キャビネットは、アレイに近いすべてのストリング入力を収集し、単一の管理された DC フィードをポンピング インバーターに出力します。これにより、長く高価な DC ケーブルの配線が最小限に抑えられ、電圧降下の損失が軽減されます。統合された DC 切断により、ポンプまたはインバータのメンテナンス中に安全な絶縁が提供され、ストリングごとのヒューズにより単一ストリング障害が連鎖的に発生することはありません。

実用規模の太陽光発電所

大規模な地上設置型 PV 設置には、複数のインバータ ゾーンにわたる構造化された保護された DC 収集が必要です。アレイ フィールド内の戦略的なポイントに配置されたコンバイナ キャビネットはストリング グループを統合し、高電圧、低電流の DC を中央のインバータまたは変電所に供給します。スマート監視バージョンを使用すると、運用チームがパフォーマンスの低いストリングをリモートで検出できるようになり、数百ヘクタールにわたるトラブルシューティングの時間が大幅に短縮されます。

商業・産業用屋上太陽光発電

複数の PV ストリング方向を備えた工場、倉庫、オフィスビルの屋上では、アレイに隣接して配置されたコンバイナー キャビネットの恩恵を受けます。ストリングはルーフゾーン、向き、またはシェーディングプロファイルごとにグループ化され、ケーブルトレイを通ってインバータ室に配線される単一の DC 出力に結合されます。 PV コンバイナ ボックス配電キャビネットの耐候性エンクロージャは屋上の露出に耐え、メイン アイソレータは消防隊やメンテナンス作業員に便利な停止ポイントを提供します。

太陽光発電とディーゼルのハイブリッドシステム

遠隔地のオフグリッドサイト (通信塔、鉱山キャンプ、島のコミュニティなど) では、太陽光発電とディーゼル発電機が組み合わされることがよくあります。コンバイナキャビネットは、ハイブリッド充電コントローラまたはインバータに電力を供給する前に太陽電池アレイストリングを統合します。サイトへのアクセスがまれであり、障害分離が自動的かつ安全である必要があるこれらのアプリケーションでは、文字列ごとの保護が重要です。

バッテリーエネルギー貯蔵システム (BESS) DC コレクション

DC 結合ストレージ設備では、インバータとバッテリ充電器の両方に機能する共有 DC バスに接続する前に、コンバイナ キャビネットが PV ストリングを集約します。キャビネットのヒューズ付き入力とメイン ブレーカーは、安全なバッテリー システムの統合に必要な過電流保護と絶縁を提供します。

製品の特徴

PV コンバイナ ボックス配電キャビネットは、工場でテストされた完全な DC アグリゲーション ポイントとして設計されており、ストリング保護、サージ抑制、およびオプションのインテリジェンスを 1 つのエンクロージャに統合します。

1. 弦レベルの融合と保護

各 PV ストリング入力チャンネルは、システム仕様に応じて最大 1000VDC または 1500VDC までの DC 動作定格の専用ヒューズ ホルダーで終端されます。ヒューズ リンクは、ストリングの短絡電流 (通常、IEC 要件に従って 1.56 × Isc) に応じたサイズに設定されており、タッチセーフのフィンガープルーフ キャリアに収容されています。すべてのストリング入力は専用のヒューズ切断器によって個別に分離されているため、アレイの残りの部分が動作を継続している間に、テストまたはメンテナンスのために 1 つのストリングを安全に切断できます。組み合わせた DC バスバーの電流容量は、周囲温度が上昇した状態での連続全負荷動作に対する適切なディレーティングを使用して計算されます。

2. サージおよび過電圧保護

タイプ 1+2 またはタイプ 2 サージ保護デバイスは、メイン DC バスの正対アースと負対アースの間に取り付けられ、IEC 61643-11 および EN 61643-31 に従ってテストされます。落雷の危険性が高い地域では、インパルス電流定格が 12.5kA 以上のタイプ 1+2 SPD が指定されており、等電位ボンディングと過渡過電圧保護の両方を提供します。 SPD ステータス表示 (通常は緑/赤の機械的フラグ) により、運用準備状況を視覚的に確認できます。オプションの監視監視用リモート信号接点も備えています。

3. 切断と隔離

全バスバー電流とシステム電圧に対応する定格のメイン DC 切断スイッチまたはモールドケース回路ブレーカーは、単一点アレイ絶縁デバイスとして機能します。このスイッチはドアに取り付けられたハンドルを介して外部から操作できるため、キャビネットを開けることなく安全なロックアウト/タグアウトが可能です。大型のキャビネットでは、アーク シュートと磁気ブローアウト設計により、AC アークよりも消すのが難しい DC 故障電流を安全に遮断できます。

4. キャビネットの筐体と熱管理

エンクロージャは、沿岸および腐食環境向けに 1.5 mm ～ 2.0 mm の亜鉛メッキ鋼板またはグレード 304/316 ステンレス鋼で製造されています。製造後に耐候性、耐紫外線性のパウダーコート仕上げが施され、すべての継ぎ目は連続的に溶接またはガスケットされています。 IP65 または IP66 の保護等級が標準であり、IP65 はほとんどの屋外用途に適しており、IP66 は高圧洗浄または極端な粉塵環境に指定されています。 PV コンバイナー ボックス配電キャビネットのドアには、全周圧縮ガスケットとステンレス鋼のヒンジが取り付けられています。パッシブ換気は、湿気や昆虫の侵入をブロックしながら圧力を均一にするフィルター付きブリーザードレンによって提供されます。内部温度の上昇は、十分なバスバー断面積と控えめな電流密度設計によって管理され、ヒューズの性能を低下させる可能性のあるホットスポットを回避します。

5. 配線、端子、ケーブル取出口

ストリング入力ケーブルは、キャビネットの底部または側面にある IP 定格のケーブル グランドまたはグランド プレートを通過し、アレイ ケーブルの直径に一致するようにグランドのサイズが指定されています。内部端子はネジクランプまたはボルトタイプで、銅またはアルミニウムの導体に適しています。バスバーは錫メッキ銅で、すべての入力チャンネルにわたって均一な電流分布が得られる寸法になっています。キャビネット内のケーブル管理チャネルとタイダウンポイントにより、整理整頓された保守可能なレイアウトが保証されます。

6. スマートモニタリングモジュール（オプション）

オプションの監視ボードは、ホール効果センサーを介して個々のストリング電流、バス電圧、ブレーカーのステータス、SPD の状態を測定します。データは、RS485 Modbus RTU を介してローカル データ ロガー、インバーター、またはリモート SCADA プラットフォームに送信されます。ストリングの電流不均衡アラームにより、運用チームは制御室からパフォーマンスが低下しているストリングまたは障害のあるストリングを正確に特定できるため、大規模なアレイ全体で手動でクランプメーターを調査する必要がなくなります。このモジュールは DC バスから自己給電されるため、別個の補助電源は必要ありません。

7. 規格への準拠

キャビネットは、IEC 61439-1 (低電圧開閉装置および制御装置アセンブリ) および IEC 61643-11 (サージ保護装置) に従って設計およびテストされています。対象市場に応じて、CE や TUV などの地域認証を取得できます。

よくある質問

Q1: 1 つの PV コンバイナ ボックス配電キャビネットで、いくつの PV ストリングを組み合わせることができますか?

標準構成の範囲は 2 ～ 24 の文字列入力です。ご要望に応じてカスタム入力数も利用可能です。入力の数とストリングヒューズの定格を組み合わせて、バスバーの総電流が決まります。当社のエンジニアは、アレイ設計に基づいて正しいキャビネットサイズを選択するお手伝いをします。

Q2: 結合箱と配電盤の違いは何ですか?

これらの用語はしばしば同じ意味で使用されますが、当社の製品は 1 つの筐体で両方の機能を果たします。コンバイナーとして、複数の文字列入力を単一の DC 出力に集約します。配電キャビネットとして、DC 電力を複数の負荷に分割したり、複数のインバータ入力用の DC 開閉装置などの追加機能を組み込んだりすることもできます。キャビネットは、特定のシステム トポロジに一致するように構成できます。

Q3: 1000VDC または 1500VDC のどの定格電圧が必要ですか?

これは、PV アレイの最大システム電圧によって異なります。約 100kW までの住宅用および商用システムのほとんどは 1000VDC を使用します。実用規模のシステムでは、ケーブル損失と結合器の数量を削減するために 1500VDC を採用するケースが増えています。当社のキャビネットは、適切に定格されたコンポーネントを備えた両方の電圧クラスで利用できます。 1500V アレイに 1000V キャビネットを指定しないでください。最初にインバータの最大入力電圧を確認してください。

Q4: 雨や日光が直接当たる屋外に設置できますか?

はい。標準の IP65 エンクロージャは、密閉ドア ガスケット、耐紫外線コーティング、フィルタ付き排水管を備え、屋外に常設するように設計されています。極端に露出した場所では、IP66 が利用可能です。熱帯および砂漠気候では、太陽の直接加熱を軽減し、コンポーネントの寿命を延ばすために、サンシェード キャノピー アクセサリの使用をお勧めします。

Q5: すべての結合器キャビネットにサージ保護が必要ですか?

強くお勧めします。 PV アレイは広い表面積をカバーしており、本質的に近くの落雷による誘導過電圧の影響を受けやすくなっています。単一のサージ イベントが複数のストリングとインバーターの DC 入力段に損傷を与える可能性があります。当社のキャビネットにはタイプ 1+2 またはタイプ 2 SPD が標準で含まれており、多層保護のためにコンバイナ レベルとインバータ DC 入力の両方に SPD を取り付けることをお勧めします。

Q6: スマート モニタリング オプションとは何ですか? それは必要ですか?

モニタリング モジュールは、ストリングごとの電流を測定し、ストリング レベルのパフォーマンス データを SCADA またはモニタリング プラットフォームに伝達します。アレイに簡単にアクセスできる小規模システムの場合は、手動チェックで十分な場合があります。迅速な障害位置の特定が重要であるユーティリティ規模のサイトまたは設置の場合、スマート モニタリングにより、パフォーマンスが低下している文字列に正確にフラグを付けることで、トラブルシューティングの時間が数時間から数分に短縮されます。

Q7: コンバイナーキャビネットにはどのようなメンテナンスが必要ですか?

PV コンバイナ ボックス配電キャビネットを選択する理由

単一のコンバイナ キャビネットが各サイトに指定され、インバータに最も近いアレイの端に配置されました。すべてのストリング ケーブルはアレイの端からキャビネット内まで短距離で配線され、そこで個々のヒューズ入力で終端されます。キャビネットのメイン DC 出力 (保護された 1 本のケーブル ペア) はコンバイナーからインバーターまで伸びており、銅の総使用量が大幅に削減され、トレンチ形成が簡素化されました。

キャビネットの弦ごとのフュージングは​​、大規模な並列アレイには不可欠でした。バイパス ダイオードの短絡やモジュールの損傷などのストリング障害が発生した場合、影響を受けるヒューズがクリアされ、そのストリングが切り離され、残りのアレイは影響を受けずに動作を継続します。ストリングごとの融着がないと、単一の障害が他のすべての並列ストリングから障害のあるストリングにバックフィードされる可能性があり、火災の危険が生じます。

雷に対する保護が決定的な特徴でした。すべてのキャビネットに取り付けられたタイプ 1+2 サージ保護デバイスは、誘導サージに対する防御の第一線として、アレイ配線と下流の高価なインバータ電力段の両方を保護しました。メインの DC 切断スイッチにより、誤って再通電を防ぐロックアウト機能を備え、現地の技術者はインバーターのメンテナンスやポンプの交換中にアレイ全体を安全に切り離すことができました。

最大 10 のサイトには、オプションのスマート モニタリング モジュールが組み込まれており、ストリングごとの電流を測定し、インバータの GPRS リンクを介して中央の SCADA システムにデータを送信します。