Что такое распределительная коробка для фотоэлектрических панелей — полное руководство.

Электрическая защита и управление током имеют важное значение для солнечных энергетических систем. Фотоэлектрическая распределительная коробка играет в этом ключевую роль, обеспечивая централизованную защиту и упрощая проводку. В этой статье рассматриваются функции, типы и рекомендации по выбору фотоэлектрических распределительных коробок. Надеемся, эта статья поможет вам выбрать подходящую фотоэлектрическую распределительную коробку для вашей солнечной системы.

Что такое распределительная коробка для фотоэлектрических панелей?

Фотоэлектрический распределительный щит также может называться солнечным распределительным щитом или распределительным щитом для солнечных батарей. Это ключевое электрическое устройство на стороне постоянного тока фотоэлектрической системы выработки электроэнергии. Фотоэлектрический распределительный щит обычно устанавливается между фотоэлектрическими модулями и инвертором.

Его основная функция заключается в параллельном объединении цепочек солнечных панелей (фотоэлектрических цепочек), образованных последовательным соединением нескольких фотоэлектрических модулей, для централизованного вывода энергии. Это позволяет уменьшить количество кабелей постоянного тока инвертора, упростить структуру системы, что облегчает мониторинг и техническое обслуживание.

Функции распределительной коробки для фотоэлектрических панелей

Агрегирование тока (объединение нескольких солнечных батарей)

Фотоэлектрическая энергетическая система состоит из тысяч солнечных батарей, соединенных между собой. Если напрямую подключить каждую батарею к инвертору, это приведет к большому количеству кабелей и запутанной проводке. А это, в свою очередь, значительно увеличит затраты и риск электрических сбоев.

Однако распределительная коробка для солнечных батарей может объединять кабели в один основной выходной кабель, который подключается к инвертору. Это поможет упростить структуру системы и снизить затраты на кабели и строительство. Кроме того, это улучшит внешний вид и удобство обслуживания вашей системы.

Кроме того, распределительная коробка для солнечных батарей оснащена стандартными клеммными блоками ввода/вывода, шинами постоянного тока и т. д. Стандартизированные электрические интерфейсы значительно гарантируют безопасность и надежность кабельных соединений. Это также соответствует электрическим техническим требованиям.

Электрозащита и обеспечение безопасности

Защита от перегрузки по току и короткого замыканияПредохранители постоянного тока или миниатюрные автоматические выключатели постоянного тока отключат неисправную цепь при возникновении обратного тока из-за внутренних коротких замыканий или других причин внутри гирлянды. Это поможет предотвратить распространение неисправности и гарантировать нормальную выработку электроэнергии другими гирляндами.

Защита от молнии и скачков напряженияФотоэлектрические системы подвержены воздействию ударов молнии или скачков напряжения в электросети. Устройство защиты от перенапряжения (SPD), расположенное внутри распределительной коробки фотоэлектрической системы, способно отводить перенапряжение на землю в течение наносекунд. Оно может защитить ваши инверторы и оборудование от повреждений в результате пробоя.

Сегментация и изоляция на стороне постоянного тока: Основной выходной терминал обычно оснащен разъединителем постоянного тока или выключателем нагрузки. Это обеспечивает видимую и физическую точку отключения. При обслуживании инвертора или осмотре системы вы можете безопасно отключить выход постоянного тока через распределительную коробку, чтобы гарантировать безопасность эксплуатации.

Мониторинг и обнаружение неисправностей

Сбор подробных данныхДатчики тока и схемы измерения напряжения позволяют в режиме реального времени контролировать входной ток каждой цепочки (наиболее важный параметр), общее выходное напряжение, общий ток и мощность после суммирования тока, внутреннюю температуру корпуса, состояние автоматического выключателя и т. д.

Обнаружение неисправностей и оповещениеСистема способна обнаруживать и локализовать неисправные цепочки электростанций путем сравнения тока каждой цепочки. Более того, она также может определять тип неисправности в сочетании с данными в реальном времени. Если распределительная коробка фотоэлектрической системы обнаруживает падение тока, ухудшение работы устройства защиты от перенапряжения и т. д., она может провести профилактическое обслуживание, чтобы предотвратить распространение неисправности.

Загрузка данныхСобранные данные можно загружать в инверторы, устройства сбора данных или напрямую на облачную платформу мониторинга. Вы можете отслеживать рабочее состояние всех распределительных коробок фотоэлектрических систем. А также создавать отчеты, например, с анализом выработки электроэнергии.

Надежная физическая защита

В распределительной коробке для фотоэлектрических панелей обычно используется защитный корпус высокого уровня (как правило, IP65). Он предотвращает попадание пыли и воды и способен выдерживать суровые условия окружающей среды, такие как дождь, снег и песчаные бури. Корпус также предотвращает случайный контакт с людьми. Хорошо спроектированный корпус также способствует более эффективному рассеиванию тепла внутренними компонентами.

Преимущества использования распределительной коробки для фотоэлектрических панелей

Снижение затрат на прокладку кабелей и строительство.Упрощение количества выходных кабелей позволяет напрямую сэкономить на закупке кабелей постоянного тока, а также на затратах на мосты и рабочую силу. Это приносит значительные экономические выгоды.

Оптимизация структуры системыЦентрализация интерфейса для подключения стрингов позволит сделать структуру проводки постоянного тока солнечной электростанции понятной и упорядоченной. Это облегчит последующую проверку и модернизацию линии.

Точное управление и техническое обслуживаниеМониторинг в реальном времени и точное позиционирование могут значительно повысить эффективность обработки. Профилактическое техническое обслуживание эффективно помогает избежать внезапных неисправностей. Сбор ключевых данных позволяет всесторонне анализировать производительность фотоэлектрической электростанции.

Высокая адаптивность к окружающей средеВысокий уровень защиты корпуса обеспечивает стабильную рабочую среду для внутренних компонентов. Это продлевает срок службы устройств и снижает вероятность непредвиденных отказов, вызванных факторами окружающей среды.

Основные компоненты распределительной коробки фотоэлектрической системы

Предохранители для фотоэлектрических систем

Предохранители для каждой фотоэлектрической цепочки используются для защиты от перегрузки по току. Они защищают кабели и фотоэлектрические модули от повреждений, вызванных обратным током или коротким замыканием. Они также способны предотвратить протекание тока короткого замыкания в поврежденную цепочку из других параллельно подключенных цепочек.

Автоматические выключатели постоянного тока

Автоматический выключатель постоянного тока имеет функции ручной/автоматической защиты цепи. При перегрузке по току или коротком замыкании он автоматически срабатывает, защищая цепь. Кроме того, для проведения технического обслуживания автоматический выключатель постоянного тока можно отключить вручную. Автоматический выключатель постоянного тока повышает удобство технического обслуживания и работоспособность системы.

Устройства защиты от перенапряжения(СПД)

Устройство защиты от перенапряжений (SPD) в основном используется для предотвращения переходных перенапряжений. Оно может защитить оборудование постоянного тока от воздействия ударов молнии и импульсных перенапряжений. SPD также может ограничивать импульсное напряжение и безопасно заземлять избыточное напряжение. Оно может предотвратить отказы инверторов и отключение системы, вызванные скачками напряжения.

Разъединитель постоянного тока

Разъединитель постоянного тока выполняет функцию безопасной электрической изоляции. Он обеспечивает полное отключение фотоэлектрических панелей от инвертора. Обычно он используется во время технического обслуживания, аварийного отключения или ремонтных работ.

Шины

Обычно он используется для сбора токов от нескольких цепочек и вывода суммарного тока. Такая конструкция повышает эффективность и надежность системы. Она также упрощает проводку внутри распределительной коробки фотоэлектрической системы.

Клеммные колодки

Клеммная колодка обеспечивает надежные точки подключения для входящих и исходящих кабелей. Сальниковые уплотнения кабеля обеспечивают хорошее поглощение ударов и герметизацию.

Модуль мониторинга (умный распределительный щит)

Модуль мониторинга в основном отслеживает ток, напряжение и температуру стрингов. Кроме того, он также может обнаруживать неисправности стрингов или предохранитель сбои и т. д. Обнаруженные данные будут загружены на платформу для вашего анализа.

Корпус

Распределительная коробка для фотоэлектрических панелей обычно изготавливается из нержавеющей стали, алюминия или огнестойкого пластика. Корпус в основном обеспечивает защиту внутренних компонентов от воздействия окружающей среды и механических повреждений. Прочный корпус может гарантировать длительный срок службы внутренних компонентов в суровых условиях эксплуатации.

Типы распределительных коробок для фотоэлектрических систем

По напряжению

Распределительная коробка для фотоэлектрических панелей 600 В постоянного тока / Распределительная коробка для фотоэлектрических панелей 1000 В постоянного тока

Этот тип распределительных коробок для фотоэлектрических систем технологически зрелый, имеет полную производственную цепочку и относительно низкую стоимость. Распределительные коробки для солнечных батарей на 1000 В в настоящее время являются основным выбором для распределенной генерации электроэнергии в промышленности и коммерческих целях, а также для некоторых наземных электростанций. Они в основном применяются на ранних этапах строительства наземных фотоэлектрических электростанций или на крышах небольших и средних промышленных и коммерческих зданий.

Распределительная коробка для фотоэлектрических панелей 1500 В постоянного тока

Это позволяет существенно снизить потери в кабелях и уменьшить стоимость системы за счет повышения напряжения и снижения тока. Применяется в крупных наземных фотоэлектрических электростанциях и фотоэлектрических базах.

По количеству входных строк

Распределительные коробки для фотоэлектрических систем с малой мощностью (2-4 цепочки)

Распространёнными распределительными коробками для фотоэлектрических систем с малым входным напряжением являются коробки типа «2 в 1» и «4 в 1». Эти коробки проще в установке, дешевле и занимают гораздо меньше места. Они в основном применяются в фотоэлектрических системах на крышах жилых домов, небольших гибридных солнечных системах или системах со струнными инверторами с меньшим количеством входных напряжений.

Коммутаторы со средним входным напряжением (6-12 струн)

Распространёнными примерами являются распределительные коробки для фотоэлектрических систем с 6 входами и 1 выходом, 8 входами и 12 выходами. Они обладают средней пропускной способностью по току. Кроме того, они позволяют сократить длину кабеля и потери мощности, а также обеспечить баланс между масштабируемостью и стоимостью. Их можно применять в коммерческих или промышленных фотоэлектрических системах на крышах, наземных солнечных электростанциях среднего размера и т. д.

Мощные распределительные коробки для фотоэлектрических систем (16-24 стринга)

К распространенным примерам относятся распределительные коробки для фотоэлектрических систем с 16 входами и 1 выходом, 20 входами и 1 выходом, а также 24 входами и 1 выходом. Они отличаются высокой пропускной способностью по току. Большинство таких распределительных коробок оснащены модулями мониторинга. Их можно использовать на открытом воздухе и в суровых условиях, например, на крупных солнечных электростанциях и больших наземных фотоэлектрических массивах.

Сверхмощные или изготовленные на заказ распределительные коробки

Этот тип распределительной коробки для фотоэлектрических систем обычно имеет 32 цепочки или даже больше. Такие распределительные коробки, как правило, изготавливаются на заказ в соответствии с проектом и оснащаются передовыми системами мониторинга и связи. Они широко используются на крупных солнечных электростанциях, в проектах по установке солнечных батарей в пустынных или высокогорных районах, а также в проектах, требующих интеграции SCADA.

По функциям

Стандартные распределительные коробки для фотоэлектрических панелей

Стандартный распределительный щит для фотоэлектрических систем выполняет только основные функции: сбор тока, защиту от перегрузки по току и защиту от молнии. Он подходит для использования в проектах с низкими требованиями к эксплуатации и техническому обслуживанию, ограниченным бюджетом или небольшими масштабами.

Интеллектуальный/контролируемый распределительный щит для фотоэлектрических систем

На основе предыдущей модели интегрирован модуль мониторинга на уровне отдельных цепей. Он позволяет в режиме реального времени отслеживать ток, напряжение и мощность каждой цепи. Также имеются функции сигнализации о неисправностях и определения их местоположения. Это стандартное оборудование для средних и крупных промышленных и коммерческих проектов, а также проектов уровня электростанций.

Как работает распределительная коробка фотоэлектрической системы

Назначение распределительной коробки для фотоэлектрических систем можно свести к трем основным этапам: объединение, защита и мониторинг (интеллектуальная распределительная коробка для фотоэлектрических систем).

Сочетание

Фотоэлектрические модули соединяются последовательно, образуя цепочки с более высоким напряжением постоянного тока. Положительные и отрицательные кабели постоянного тока каждой цепочки подключаются к соответствующим входным клеммам распределительной коробки. Распределительная коробка может быть также разделена на 4-цепочечные, 6-цепочечные, 8-цепочечные и 12-цепочечные распределительные коробки в зависимости от входных клемм.

Внутри распределительной коробки солнечных батарей положительные полюса всех входных цепей соединены через предохранитель постоянного тока, а затем параллельно общей шине. Все отрицательные полюса также параллельно соединены с общей отрицательной шиной. Наконец, шина ведет к паре основных выходных кабелей, которые подключаются к секции постоянного тока инвертора.

Защита

Защита от перегрузки по токуПредохранитель постоянного тока быстро расплавится при выходе из строя одной из цепочек или возникновении обратного тока. Такой подход позволяет изолировать неисправную цепочку, предотвращая ее влияние на другие исправные цепочки и инвертор.

Защита от скачков напряженияУстройство защиты от перенапряжения (SPD) используется для защиты нижестоящего оборудования от переходных перенапряжений, вызванных молнией или работой коммутационного оборудования.

Мониторинг

Интеллектуальный распределительный щит для фотоэлектрических систем оснащен модулем сбора данных, который позволяет в режиме реального времени отслеживать постоянный ток в цепочке, общее постоянное напряжение, общий ток, температуру внутри щита и состояние предохранителей. Эти данные будут загружаться на платформу мониторинга или инвертор. Также можно удаленно точно определить местоположение конкретной неисправной цепочки. Это также повышает эффективность вашей работы.

Как выбрать подходящую распределительную коробку для фотоэлектрических панелей

Сопоставление основных электрических параметров

В зависимости от конструкции вашей фотоэлектрической системы вам необходимо выбрать архитектуру на 1000 В или 1500 В. Вы можете напрямую выбрать распределительную коробку для фотоэлектрических элементов, соответствующую номинальному напряжению. Система на 1500 В предъявляет более высокие требования к изоляции компонентов и в настоящее время является основным выбором для крупных электростанций.

Далее вы можете указать количество строк, равное или немного превышающее общее количество строковых групп. Например, если у вас 20 строк, вы можете выбрать 20 или 22 строки. Дополнительные строки зарезервированы для будущего расширения.

Также необходимо учитывать максимальный ток короткого замыкания выбранных фотоэлектрических модулей в экстремальных условиях и предусмотреть запас прочности не менее 1,25 раза.

Для предотвращения перегрузки цепи номинальный ток главного автоматического выключателя в шинопроводе и токоведущая способность внутренней шины должны быть больше или равны сумме максимальных рабочих токов всех гирлянд.

Учитывайте потребности в мониторинге.

Исходя из требований к проектированию вашей системы, вам необходимо выбрать, следует ли использовать интеллектуальный распределительный щит для солнечных батарей с функцией мониторинга. Стандартный распределительный щит для фотоэлектрических систем больше подходит для небольших проектов с ограниченным бюджетом, малыми размерами системы или без необходимости детального обслуживания и эксплуатации.

Если вы планируете использовать интеллектуальную распределительную коробку в промышленности, торговле и на электростанциях, это будет оптимальным решением.

Кроме того, необходимо также учитывать, требуются ли вам расширенные функции. Если ваш проект основан на обязательных правилах техники безопасности, следует выбрать распределительную коробку с функцией обнаружения дугового разряда постоянного тока и функцией быстрого отключения.

Условия окружающей среды

В зависимости от условий установки необходимо выбрать соответствующий уровень защиты. Для наружных установок базовым требованием является IP65. Для прибрежных или дождливых районов можно выбрать IP66.

В качестве материала для корпуса часто выбирают оцинкованную алюминиевую сталь, которая отличается высокой экономичностью и хорошей коррозионной стойкостью. Нержавеющая сталь больше подходит для сред с высокой коррозионной активностью, но она дороже.

Кроме того, следует проверить наличие вентиляционных отверстий или вентиляторов в корпусе. Если ваша система установлена плотно и пропускает большой ток, система терморегулирования просто необходима.

Наконец, исходя из плана вашего проекта, выберите подходящий способ установки, например, настенный, стоечный или напольный корпус.

Требования безопасности и сертификации

Помимо функциональных возможностей распределительной коробки, следует также проверить наличие сертификатов авторитетных организаций, таких как CE в ЕС или UL в США. При покупке следует отдавать предпочтение бренду с хорошей репутацией в сфере фотовольтаики. Необходимо убедиться в надежности, стабильности и доступности послепродажного обслуживания продукта.

Часто задаваемые вопросы

В чём разница между распределительной коробкой и клеммами постоянного тока внутри инвертора?

Назначение распределительной коробки — обеспечить независимую защиту и мониторинг каждой цепочки проводов. Распределительная коробка позволяет точно изолировать и защитить инвертор при возникновении неисправности. В то время как клеммы инвертора являются лишь общей точкой подключения, они не могут независимо управлять каждым проводом и защищать его.

Требуются ли для малогабаритных бытовых фотоэлектрических систем также отдельные распределительные коробки?

Как правило, в этом нет необходимости. Большинство современных бытовых фотоэлектрических систем позволяют напрямую подключать батареи к инвертору. Это связано с тем, что бытовые системы относительно невелики по размеру, а встроенная защита инвертора заменила основные функции защиты независимого распределительного щита. Более того, добавление независимых устройств нерентабельно для небольших систем.

Каковы экологические требования к установке распределительной коробки для фотоэлектрических панелей?

Распределительная коробка для фотоэлектрических панелей должна устанавливаться в хорошо проветриваемом, прохладном и сухом месте. Ее необходимо держать вдали от легковоспламеняющихся и взрывоопасных материалов. Высота установки и окружающее пространство должны быть удобными для наблюдения, эксплуатации и технического обслуживания. Материал корпуса должен соответствовать условиям окружающей среды.

Является ли функция защиты от перенапряжения в распределительной коробке фотоэлектрической системы постоянной?

Нет. Устройство защиты от перенапряжения (SPD) — это расходное защитное устройство. Оно поглощает и рассеивает энергию скачков напряжения, расходуя свои внутренние компоненты. Поэтому необходимо регулярно проверять его состояние и своевременно заменять.

Заключительная мысль

Компания KDM может предоставить вам надежные и качественные распределительные коробки. Мы имеем многолетний опыт в производстве электротехнических корпусов на заказ и получили ряд сертификатов. Мы используем высококачественное сырье и передовые производственные технологии. Если у вас есть какие-либо требования к электротехническим корпусам, изготовленным на заказ, мы оперативно отреагируем и предложим вам индивидуальное решение. Пожалуйста, не стесняйтесь обращаться к нам. связаться с нами.