DCとACのソーラーコンバイナーボックス：主な違いを解説

太陽光発電システムを計画する際には、多くの機器を選択する必要がありますが、DC と AC のコンバイナーボックスの選択は最も重要なものの 1 つです。この選択は、安全規則の遵守からシステムの動作性能まで、すべてに影響します。この記事では、AC 太陽光発電コンバイナーボックスと DC 太陽光発電コンバイナーボックスの主な違いと、 適切なソーラーコンバイナーボックスを選択する お客様のニーズに応じて。.

DCソーラーコンバイナーボックスとは何ですか？

DCソーラーコンバイナーボックスは、ソーラーパネルと変圧器の間に設置されます。これは、複数のPVストリングを1つの出力に結合します。 PVコンバイナーボックス. これは、パネルアレイから供給される高電圧直流エネルギーを安全にまとめ、直流電源に対応するように設計されたヒューズ、サージプロテクタ、遮断スイッチなどの重要な安全装置を内蔵しています。いわば交通整理係のようなものです。.

ACソーラーコンバイナーボックスとは何ですか？

インバーターの反対側には、複数のインバーターまたはマイクロインバーターから交流電力を集めて主配電盤または電力網に送るACコンバイナーボックスがあります。通常、AC回路ブレーカー、ACサージ保護装置、交流システム用の追跡装置が備えられています。これは、調整された電力のハブのような役割を果たします。.

DCとACのソーラーコンバイナーボックスの主な違いトップ10

基本的な電気機能

DCコンバイナーボックス

太陽光パネルから供給される未制御の電力は、DCコンバイナーボックスに送られます。このボックスは、直列接続された複数のパネル群（ストリング）からDC電源を受け取り、インバーターが使用できる単一のDC出力に統合します。インバーターが動作を開始する前に、この統合によって配線が容易になり、セキュリティも一元化されます。.

ACコンバイナーボックス

変圧器が直流電力を電力網で使用可能な交流電力に変換した後、ACコンバイナボックスがその役割を引き継ぎます。複数のストリングインバーターまたはマイクロインバーターからの交流出力を取り込み、それらを単一の電源にまとめて、主配電盤または電力会社との接続ポイントに供給します。この構成により、交流配電システムが適切に整理され、規則に準拠し、適切な過電流保護機能が確保されます。.

電圧レベルと電源タイプ

DCコンバイナーボックス

DCコンバイナボックスは、はるかに高い電圧で動作します。現在のシステムのほとんどは、600V、1000V、あるいは1500VのDCで動作しています。これらの高電圧は、電流を低減し、電線サイズを細くすることで効率を高めますが、同時にアークフラッシュの危険性も高めるため、特殊な部品が必要となります。DCコンバイナは、故障することなく、継続的なDCストレスに耐えられる必要があります。.

ACコンバイナーボックス

ACコンバイナーボックスは、一般的な交流電圧に対応しており、お住まいの地域やシステムの規模に応じて、208V、240V、400V、または480Vのいずれかになります。交流電源は、1秒間に50回から60回ほどゼロ電圧を超えるため、アーク放電を容易に停止できます。これらのボックスの設計上のあらゆる選択は、この電力の仕組みにおける基本的な違いに基づいています。.

部品設計および保護装置

DCコンバイナーボックス

DCボックス内の部品は、特に直流電流での使用に適した定格である必要があります。ストリングヒューズまたは 静止型直流回路ブレーカー 直流定格で、直流火花を安全に遮断するように設計されたもの。直流サージ保護装置（SPD）には、一定の直流電力を処理できる特殊なバリスタが使用されています。遮断スイッチが直流アークを適切に遮断するには、接点ギャップを大きくする必要があります。.

ACコンバイナーボックス

交流定格の通常の部品は、ここでは問題なく使用できます。ほとんどの場合、通常の交流遮断定格のモールドケース回路遮断器（MCCB）またはミニチュア回路遮断器（MCB）が使用されます。交流サージプロテクタは、直流サージプロテクタとは異なる分類（タイプ1またはタイプ2）と接続方法を持ちます。直流サージプロテクタに比べて安価で、部品への負荷も少なくて済みます。.

アークフォルトと安全要件

DCコンバイナーボックス

直流（DC）システムには、DCスパークが自然に消えないため、特別な安全上の問題があります。これは、DCコンバイナボックスが複数の方法で対処する必要がある問題です。まず、米国電気工事規程（NEC 690.11）では、多くの屋上太陽光発電システムにアーク故障遮断器（AFCI）を設置する必要があると規定されています。次に、すべてのDC遮断器は、接点間の一定の速度と間隔を満たす必要があります。さらに、DCコンバイナでは、スパークが表面を伝って移動するのを防ぐために、追加の絶縁と沿面距離が必要になることがよくあります。.

ACコンバイナーボックス

交流配電盤を含むあらゆる配電機器は、アークフラッシュのリスクを伴います。交流アークは危険ではありますが、ゼロクロス点では自然に消滅するため、対策は比較的容易です。交流配電盤は通常の過電流保護と電気安全規則に従っており、特別な太陽光発電アーク故障規則に従う必要はありません。.

太陽光発電システムの典型的な設置場所

DCコンバイナーボックス

DCコンバイナボックスは、ソーラーパネルアレイの近くに設置されます。通常は、屋上レール、地上設置型架台、またはアレイに近い外壁に取り付けられます。この配置により、高価な銅線を使用し、電圧降下が発生する長距離DC配線の数を減らすことができます。中央のインバータ室、または近くにある屋外対応インバータは、複数のDCコンバイナから電力を受け取ります。.

ACコンバイナーボックス

変圧器の反対側には、交流コンバイナボックスが設置されています。多くの場合、これらは屋内の電気室の主配電盤付近、または屋外のインバータバンクの横にある耐候性筐体内に設置されています。交流コンバイナは、電力が建物の配電システムに送られる前、または共通接続点で電力網に接続される前に、電力が集約される最後の場所です。.

インバータータイプの互換性

DCコンバイナーボックス

DCコンバイナは、DC入力に対応したセントラルインバーターおよびストリングインバーターでのみ使用できます。大規模電力プロジェクトでは、複数のDCコンバイナが、別の筐体に収められた単一のセントラルインバーターに接続されます。商用ストリングインバーター構成では、各インバーターは1つ以上のDCコンバイナボックスから電力を供給されます。このボックスは、インバーターの最大入力電圧および電流定格と完全に一致している必要があります。.

ACコンバイナーボックス

ACコンバイナは、マイクロインバータ、AC用に設計されたシステム、および通常のストリングインバータのAC出力と連携して動作します。マイクロインバータ構成では、ACコンバイナはアレイ全体に分散配置された数十台の独立したインバータの出力を統合します。ACコンバイナは各ストリングインバータからの出力を取り込み、扱いやすい単一のフィードにまとめます。近年では、ACコンバイナは、電力会社が必要とする迅速なシャットダウンや切断が可能な機器と組み合わせて使用されることが多くなっています。.

システムの規模とユースケース

DCコンバイナーボックス

大規模太陽光発電所や大型商業施設では、DCコンバイナが多用されます。10メガワットの太陽光発電所では、数百台のDCコンバイナボックスが屋外に設置されることがあります。これらのボックスは、10～20本のストリングを結合してから、中央処理装置に電力を供給します。これらのボックスは、高電圧で安全に動作しながら、25年以上もの間、屋外の厳しい気候条件に耐えなければなりません。.

ACコンバイナーボックス

分散型発電を利用する場合、ACコンバイナは真価を発揮します。ACコンバイナを使用すると、複数のストリングインバータを備えた商業用屋上設置型システムがグリッドに接続しやすくなります。ACコンバイナは、大規模な家庭用マイクロインバータシステムのメインパネルのアップグレードとして追加されることがよくあります。ACコンバイナは、複数のソーラーアレイが共有バスに電力を供給する産業用建物の電力の流れを整理するために使用されます。ACコンバイナは、バッテリーエネルギー貯蔵システムにおいても、インバータの出力を結合するためにますます使用されるようになっています。.

配線の複雑さと設置

DCコンバイナーボックス

DCコンバイナーの設置時には、細部に至るまで細心の注意を払ってください。各配線は専用のコンジットまたはケーブルグランドを通してボックス内に引き込まれ、最終的にヒューズホルダーまたは回路スイッチに接続されます。電圧降下を正確に計算し、すべての配線が正しく極性化されていることを確認し、すべてのDC定格部品がシステム電圧を満たしていることを確認する必要があります。DC電圧が高いため、部品間の間隔を広く取り、配線はより小さな半径で曲げる必要があります。.

ACコンバイナーボックス

ACコンバイナの設置は、一般的な電気工事の手順に従います。各インバータからコンバイナまでは、通常のAC配線を使用します。配線は適切なサイズのブレーカーに接続され、主電源を負荷側に接続します。DCよりも簡単ですが、電力会社の相互接続基準を満たしていること、位相が正しくバランスされていること、主ブレーカーの定格がインバータの総出力と一致していることを確認する必要があります。系統連系システムでは通常、電力会社が容易にアクセスできるロック付き遮断器がACコンバイナに組み込まれている必要があります。.

モニタリング、診断、およびアクセサリ

DCコンバイナーボックス

最近のDCコンバイナは、高度なストリングレベルのトラッキング機能を備えています。各ストリングに搭載された電流センサーが中央のトラッキングプラットフォームにデータを送信し、日陰、汚れ、機器の故障などが原因でストリングが正常に動作していない場合に、すぐに通知してくれます。サーマルイメージングポートを使用すれば、電源を入れたまま接続状態を安全に確認できます。さらに高度なコンバイナの中には、ストリングレベルの切断機能を備えたものもあり、アレイ全体をシャットダウンすることなく、修理中にストリングを分離することができます。.

ACコンバイナーボックス

ACコンバイナは、ストリングレベルの詳細ではなく、システム全体のパフォーマンスに重点を置いています。収益測定用のメーターは、発電量をチェックし、パフォーマンスを監視するために、ACコンバイナ内部に設置されることがよくあります。電力品質アナライザーは、2本の電線が接続される地点での電圧、周波数、力率を監視します。多くのACコンバイナには、出力データと気象条件を連携させる気象監視インターフェースが搭載されており、システム全体の状況を把握できます。.

規制基準と認証ニーズ

DCコンバイナーボックス

DCコンバイナは、太陽光発電専用の厳格な基準を満たす必要があります。北米ではUL 1741、世界各国ではIEC 61439-2に基づいて製造および試験が規定されています。地域の規則によっては、UL 1699Bに従ってDCアーク障害に対処するための認証を取得する必要があります。DCコンバイナの設計においては、急速シャットダウンへの対応がますます重要になってきています。現在では、NEC 690.12の要件に従い、多くの製品にシャットダウン開始装置と状態表示器が内蔵されています。.

ACコンバイナーボックス

ACコンバイナは、UL 67やIEC 61439-1などの配電機器規格を満たす必要があります。また、ACコンバイナを電力会社に接続する方法（米国ではIEEE 1547）に関する規定もあり、これには系統連系防止機能や電圧・周波数遮断設定などが含まれます。多くの地域では、ACコンバイナ本体に、または本体のすぐそばに、電力会社から見える位置に設置された施錠可能な遮断器を設ける必要があります。.

概要表：インストールとアプリケーションの違い

特徴	DCソーラーコンバイナーボックス	ACソーラーコンバイナーボックス
設置場所	太陽光発電アレイ（屋上設置型／地上設置型）の近く	インバーターまたはメインパネルの近く
インバーターとの互換性	中央集中型インバーターおよびストリングインバーター（DC入力）	マイクロインバーターとAC出力
標準スケール	公共施設、商業施設、大規模住宅	商用、産業用、マイクロインバータシステム
配線に焦点を当てる	極性、電圧降下、および直流定格	位相バランス、電力系統の協調
監視レベル	ストリングレベルの電流と電圧	総生産量と電力品質
主な資格	UL 1741、IEC 61439-2、UL 1699B	UL 67、IEC 61439-1、IEEE 1547

DCとACのソーラーコンバイナーボックス ― どちらが最適か？

どちらを選ぶかはシステムの構築方法によって決まるため、どちらも常に「最適」というわけではありません。DCコンバイナボックスは、中央インバータまたはストリングインバータを備えた大規模、商業用、または大規模な住宅用アレイでストリングを監視し、高電圧を結合する必要がある場合に最適な選択肢です。マイクロインバータシステム、複数のストリングインバータを備えた設備、または反転後にグリッドへのクリーンなリンクが必要なその他のプロジェクトには、ACコンバイナボックスを選択してください。アレイのDCコンバイナと集電点のACコンバイナは、どちらも多くの大規模プロジェクトで必要とされます。コンバイナがインバータの設計とプロジェクト規模にどれだけ適合するかは非常に重要です。.

KDM Steel社製のカスタム仕様のDC/ACソーラーコンバイナーボックスを入手しましょう

私たちは知っています KDMスチール既製品では必ずしもうまく機能しない場合があります。そのため、当社ではお客様のニーズに合わせてカスタムのDCおよびACソーラーコンバイナーボックスを製造しています。アークフォルト監視機能付きの1500V DCユーティリティスケールコンバイナーが必要な場合でも、収益グレードの計測機能付きのACコンバイナーパネルが必要な場合でも対応可能です。当社のコンバイナーボックスのセレクションをご覧ください。 お問い合わせ プロジェクトのニーズについて話し合うため。.

よくある質問

太陽光発電用コンバイナーボックスは、直流電力を交流電力に変換するのでしょうか？

変換という意味であれば、それはインバーターの役割です。コンバイナーボックスは電気配線を保護し、まとめて束ねるだけで、電力の種類を変えるものではありません。.

各発電機ごとに、交流太陽光発電用コンバイナーボックスには回路ブレーカーが必要ですか？

はい、インバーターの各入力には、出力に適した容量の過電流保護回路が必要です。これにより、工具と建物の両方をトラブルから守ることができます。.

太陽光発電用コンバイナーボックスは、サージ保護なしで動作することは可能ですか？

技術的には可能ですが、落雷や電力網の急激な変化によってツールが損傷する可能性があります。必ず適切な定格のSPDを含めてください。初期費用は壊滅的な失敗よりはましだ。.

DCソーラーコンバイナーボックスには、別途停止スイッチが必要ですか？

太陽光発電機器の遮断方法に関するNEC 690.15によると、ほとんどの場所で遮断装置が必要とされています。外部スイッチと比較して、一体型スイッチは法令遵守と保守性を向上させます。.

直流（DC）ソーラーコンバイナーボックスの代わりに交流（AC）ソーラーコンバイナーボックスを使用することは可能ですか？

いいえ。交流部品は直流アーク放電を防ぐことができず、適切な電圧値も持ち合わせていません。間違った種類の部品を使用すると、火災の原因になったり、機器を損傷したり、重大な法律違反となる可能性があります。.

ACソーラーコンバイナーボックスにはサージ保護機能も備わっていますか？

多くの製品にはタイプ2のACサーピッド保護デバイス（SPD）が内蔵されているので、必ずそれを指定してください。より多くの光が必要な場所には、サービス入口に外部のタイプ1サーピッド保護デバイスを追加すると良いでしょう。.

小規模な家庭用システムには、接続ボックスが必要ですか？

必ずしも必須ではありませんが、パネル6～8の場合でも強く推奨します。これにより、防御機能を一箇所に集約でき、拡張が容易になり、整理されていない配線や安全機能が不十分な配線を防ぐことができます。.

1つのコンバイナーボックスで直流と交流の両方を処理することは可能ですか？

標準的なボックスは1種類の回路しか収納できませんが、より複雑なシステムに対応するために設計された混合ボックスもあります。これらのボックスには、回路の種類ごとに仕切りで区切られた異なる区画が設けられています。.

ハイブリッド構成では、DCとACの両方のコンバイナーボックスを使用できますか？

はい、ほとんどの混合システムでは、両方のタイプが連携して動作する必要があります。太陽光発電パネルは直流（DC）コンバイナーに接続されますが、交流（AC）接続部品には独自の交流集約装置が必要です。.