Combiner Box خورشیدی یا String Combiner Box یکی از تجهیزات مهم بخش DC نیروگاههای فتوولتائیک است که برای جمعآوری خروجی چند String پنل خورشیدی و انتقال آنها به یک یا چند مسیر خروجی DC مورد استفاده قرار میگیرد.
به زبان ساده، اگر یک نیروگاه تعداد زیادی String داشته باشد، بهجای انتقال جداگانه تمام کابلهای String تا اینورتر، در برخی معماریها میتوان چند String را وارد یک DC Combiner Box کرد و پس از تجمیع، خروجی با جریان بالاتر را به بخش بعدی سیستم انتقال داد.
اما وظیفه Combiner Box فقط جمعکردن کابلها نیست. بسته به طراحی، این تابلو میتواند شامل فیوز gPV، DC Isolator، SPD خورشیدی، باسبار، ترمینالها، سیستم String Monitoring و تجهیزات ارتباطی نیز باشد. نمونههای صنعتی موجود در بازار نیز همین ترکیب را نشان میدهند؛ برای مثال Phoenix Contact برای برخی String Combiner Boxهای 1500 ولتی، فیوز String، DC Switch-Disconnector، حفاظت Surge و String Monitoring را در یک مجموعه ارائه میکند.
در این راهنمای تخصصی از تکه کابل بررسی میکنیم Combiner Box چیست، چه کاربردی دارد، چه تجهیزاتی داخل آن نصب میشوند، آیا همه نیروگاهها به Combiner Box نیاز دارند و هنگام خرید یا ساخت آن باید چه مشخصاتی را بررسی کرد.
Combiner Box چیست؟
Combiner Box یا جعبه تجمیع Stringهای خورشیدی تابلویی است که خروجی چند String فتوولتائیک را دریافت کرده و آنها را در یک مسیر مشترک یا چند مسیر مشخص تجمیع میکند.
بهعنوان مثال فرض کنید یک نیروگاه دارای:
16 String
باشد.
هر String دارای دو کابل مثبت و منفی است.
در یک معماری مشخص، این 16 String میتوانند وارد Combiner Box شوند و پس از حفاظت و تجمیع، یک خروجی DC با جریان بیشتر به اینورتر منتقل شود.
مسیر ساده سیستم میتواند چنین باشد:
پنل → String → Combiner Box → اینورتر
Phoenix Contact وظایف اصلی String Combiner Boxهای نیروگاهی را حفاظت در برابر اضافهولتاژ، جمعآوری و حفاظت Stringها و در برخی مدلها امکان جداسازی بخش PV از منبع معرفی میکند.
String چیست؟
برای درک Combiner Box ابتدا باید مفهوم String را بدانیم.
چند پنل خورشیدی که بهصورت سری به یکدیگر متصل میشوند یک String را تشکیل میدهند.
در اتصال سری:
ولتاژ پنلها با یکدیگر جمع میشود
اما جریان تقریباً در محدوده جریان یک پنل باقی میماند.
برای مثال اگر 20 پنل هرکدام دارای Vmp حدود 40 ولت باشند:
20 × 40 = حدود 800V DC
ولتاژ کاری String خواهد بود.
اگر نیروگاه 10 String مشابه داشته باشد، ممکن است این Stringها در بخشی از سیستم بهصورت موازی تجمیع شوند.
در اتصال موازی Stringها چه اتفاقی میافتد؟
در اتصال موازی:
جریانها با یکدیگر جمع میشوند.
فرض کنید هر String در نقطه حداکثر توان حدود:
13 آمپر
جریان داشته باشد.
اگر 10 String موازی شوند، جریان مجموع میتواند در شرایط طراحی به محدودهای بسیار بالاتر برسد.
بنابراین بعد از Combiner Box دیگر نمیتوان از همان کابل 4 یا 6 میلیمتر مربع String برای خروجی اصلی استفاده کرد.
کابل خروجی، باسبار و تجهیزات قطع باید بر اساس جریان مجموع طراحی شوند.
وظیفه Combiner Box چیست؟
وظایف اصلی یک Combiner Box بسته به طراحی میتوانند شامل موارد زیر باشند:
- تجمیع Stringهای خورشیدی
- حفاظت اضافهجریان Stringها
- حفاظت در برابر Surge
- ایجاد امکان قطع و جداسازی
- توزیع یا انتقال خروجی DC
- مانیتورینگ جریان Stringها
- ایجاد نقطه منظم برای کابلکشی
- اتصال به سیستم Bonding و ارت
در محصولات صنعتی، همه این قابلیتها الزاماً همزمان وجود ندارند. Phoenix Contact نیز برای Combiner Boxهای مختلف خود، برخی قابلیتها مانند String Fuse، DC Disconnector و Monitoring را بهصورت وابسته به مدل و Configuration معرفی میکند.
آیا همه نیروگاههای خورشیدی Combiner Box نیاز دارند؟
خیر.
این یکی از مهمترین نکاتی است که باید بدانید.
در بسیاری از String Inverterهای جدید، تعداد زیادی ورودی String و MPPT مستقیماً روی خود اینورتر وجود دارد.
در چنین معماریای ممکن است Stringها:
مستقیماً به اینورتر
متصل شوند و نیازی به Combiner Box کلاسیک برای تجمیع جریان وجود نداشته باشد.
از طرف دیگر، در نیروگاههای بزرگتر یا معماریهایی با Central Inverter، استفاده از Combiner Box میتواند بسیار رایج باشد.
حتی بعضی Combiner Boxهای جدید فقط وظایف حفاظت Surge یا عبور Bonding را انجام میدهند و الزاماً چند String را به یک خروجی مشترک تبدیل نمیکنند. نمونههای Phoenix Contact برای سیستمهای Rooftop و Ground-Mounted این تنوع معماری را نشان میدهند.
Combiner Box در نیروگاه String Inverter
در نیروگاه دارای String Inverter معمولاً هر اینورتر دارای چند MPPT و چند ورودی String است.
اگر تعداد ورودیهای دستگاه کافی باشد، کابلها میتوانند مستقیماً به اینورتر متصل شوند.
اما حتی در این ساختار ممکن است از یک DC Box برای:
- SPD
- Fireman Switch
- Disconnect
- Bonding
- حفاظت اضافی
استفاده شود.
بنابراین حذف تجمیع String به معنی حذف کامل تمام تابلوهای DC نیست.
Combiner Box در نیروگاه Central Inverter
در معماری Central، تعداد زیادی String باید به ورودیهای DC اینورتر مرکزی منتقل شوند.
در چنین پروژهای معمولاً استفاده از چندین String Combiner Box منطقیتر است.
هر Combiner Box تعدادی String را جمع میکند و خروجی آن با کابل DC بزرگتر به اینورتر مرکزی منتقل میشود.
این معماری باعث کاهش تعداد کابلهای طولانی تا اینورتر مرکزی میشود، اما همزمان نیازمند طراحی دقیق جریان، حفاظت و افت ولتاژ است.
اجزای اصلی Combiner Box خورشیدی
ساختار دقیق تابلو میتواند متفاوت باشد، اما معمولاً تجهیزات زیر قابل مشاهده هستند:
| تجهیز | وظیفه |
|---|---|
| String Fuse | حفاظت اضافهجریان String |
| Fuse Holder | نصب و نگهداری فیوز |
| SPD DC | حفاظت در برابر Surge |
| DC Isolator | قطع و جداسازی خروجی |
| Busbar | تجمیع جریان Stringها |
| Terminal | اتصال کابلها |
| String Monitor | پایش جریان یا ولتاژ String |
| Communication | ارسال اطلاعات Monitoring |
| Enclosure | حفاظت تجهیزات در محیط |
فیوز gPV در Combiner Box
یکی از مهمترین تجهیزات داخل Combiner Box، فیوز gPV است.
این فیوز برای مدارهای فتوولتائیک طراحی شده است.
استاندارد IEC 60269-6:2010+A1:2021 الزامات تکمیلی فیوزهای حفاظت String و Arrayهای PV را برای مدارهایی با ولتاژ نامی تا 1500V DC پوشش میدهد.
این موضوع نشان میدهد نباید از هر Fuse معمولی بهعنوان جایگزین gPV در String خورشیدی استفاده کرد.
چرا Stringها فیوز میشوند؟
فرض کنید چند String موازی هستند.
اگر یکی از Stringها دچار خطا شود، علاوه بر جریان همان String ممکن است جریان از سایر رشتههای موازی نیز به سمت مدار معیوب حرکت کند.
در چنین شرایطی جریان برگشتی میتواند از محدوده قابل تحمل اجزای String عبور کند.
فیوز gPV برای محدودکردن چنین شرایطی در طراحیهای نیازمند حفاظت استفاده میشود.
اما نیاز واقعی به فیوز باید براساس:
- تعداد String موازی
- جریان Isc
- Maximum Series Fuse Rating پنل
- جریان برگشتی احتمالی
محاسبه شود.
آیا مثبت و منفی هر String باید فیوز شوند؟
نمیتوان برای تمام سیستمها یک پاسخ ثابت ارائه کرد.
این موضوع به:
- نوع Earthing سیستم
- معماری DC
- الزامات پروژه
- استاندارد مورد استفاده
وابسته است.
به همین دلیل بهتر است طراحی فیوزها از روی Single Line Diagram انجام شود، نه براساس یک تابلو نمونه موجود در بازار.
Fuse Holder خورشیدی
فیوز gPV داخل Fuse Holder نصب میشود.
Fuse Holder نیز باید برای:
- DC
- ولتاژ سیستم
- جریان
- سایز فیوز
مناسب باشد.
ممکن است فیوز 1500V باشد اما Holder فقط برای ولتاژ پایینتر طراحی شده باشد.
در چنین حالتی کل مدار با محدودیت ضعیفترین تجهیز روبهرو خواهد شد.
سایز فیوزهای PV
در سیستمهای مختلف ممکن است با فیوزهای:
- 10×38
- 10/14×85
- NH gPV
یا ساختارهای دیگر مواجه شوید.
برای نمونه Phoenix Contact در یک مدل 1000V از Fuse Holder نوع Midget/10.3×38 و در بعضی مدلهای 1500V از Fuse Holder برای 10.3×85 استفاده میکند.
بنابراین سایز فیزیکی و Rating فیوز باید همزمان بررسی شوند.
SPD در Combiner Box چیست؟
یکی دیگر از تجهیزات مهم Surge Protective Device یا SPD است.
این تجهیز برای محدودکردن اضافهولتاژهای گذرا ناشی از عواملی مانند صاعقه یا Switching استفاده میشود.
استاندارد IEC 61643-31:2018 الزامات SPDهای متصل به سمت DC سیستمهای فتوولتائیک را تا 1500V DC تعریف میکند.
بنابراین SPD مورد استفاده در Combiner Box باید مخصوص سیستم PV و متناسب با ولتاژ DC آن باشد.
SPD Type 1 یا Type 2؟
در بازار معمولاً با مواردی مانند:
Type 1
Type 2
و:
Type 1+2
مواجه میشویم.
انتخاب به طراحی حفاظت صاعقه و محل نصب بستگی دارد.
بعضی Combiner Boxهای صنعتی با SPD نوع T1/T2 ارائه میشوند و برخی دیگر فقط T2 دارند. نمونههای فعلی Phoenix Contact نیز هر دو Configuration را نشان میدهند.
بنابراین نمیتوان گفت تمام Combiner Boxها باید یک نوع SPD یکسان داشته باشند.
ولتاژ SPD را چگونه انتخاب کنیم؟
یکی از اشتباهات رایج انتخاب SPD صرفاً براساس عدد اسمی String است.
باید حداکثر Voc آرایه در پایینترین دمای قابل انتظار سایت بررسی شود.
زیرا با کاهش دمای سلول، Voc افزایش مییابد.
در نتیجه SPD و سایر تجهیزات باید با Maximum DC Voltage واقعی طراحی سازگار باشند.
IEC 62548-1 الزامات طراحی کابلکشی DC، تجهیزات حفاظتی، Switching و Earthing آرایههای PV را پوشش میدهد.
DC Isolator در Combiner Box
در برخی Combiner Boxها یک DC Switch-Disconnector در خروجی نصب میشود.
وظیفه آن ایجاد امکان قطع و جداسازی بخش تابلو از مدار بعدی است.
برای مثال برخی Combiner Boxهای 1500V Phoenix Contact علاوه بر String Fuse و Monitoring، DC Switch-Disconnector نیز دارند.
چرا کلید DC با AC تفاوت دارد؟
در جریان AC جریان در هر سیکل از صفر عبور میکند.
اما در DC چنین Zero Crossing طبیعیای وجود ندارد.
به همین دلیل خاموشکردن Arc DC میتواند دشوارتر باشد.
کلیدی که برای کاربرد AC ساخته شده است الزاماً نمیتواند یک String با چندصد یا بیش از هزار ولت DC را قطع کند.
بنابراین Voltage Rating واقعی DC باید بررسی شود.
Busbar در Combiner Box
بعد از فیوزها، جریان Stringها معمولاً روی یک Busbar یا سیستم توزیع مناسب جمع میشود.
باسبار باید بر اساس:
- جریان مجموع
- دمای داخل تابلو
- شرایط اتصال
- سطح مقطع
- Short Circuit
طراحی شود.
اگر تعداد String زیاد شود، جریان Busbar میتواند بسیار بزرگتر از جریان تکString باشد.
مثال جریان Busbar
فرض کنید:
16 String
داریم و جریان هر String حدود:
13A
است.
جریان مجموع در حالت ساده:
16 × 13 = 208A
خواهد بود.
در طراحی واقعی باید شرایط و ضرایب لازم نیز لحاظ شوند، اما همین مثال نشان میدهد چرا باسبار و کابل خروجی Combiner Box با کابل 6mm² String یکسان نیستند.
کابل خروجی Combiner Box
خروجی Combiner Box باید توانایی انتقال جریان مجموع Array را داشته باشد.
بنابراین سطح مقطع کابل خروجی به موارد زیر وابسته است:
- مجموع جریان
- طول مسیر
- افت ولتاژ
- دمای محیط
- روش نصب
- نوع هادی
بعضی Combiner Boxهای بزرگ برای خروجی کابل با سطح مقطع بسیار بالا طراحی میشوند؛ برای نمونه Phoenix Contact در یکی از مدلهای 1500V خود خروجی تا 300mm² را پشتیبانی میکند.
ورودی کابل Combiner Box
ورودی Stringها میتواند به روشهای مختلف انجام شود:
- Cable Gland
- MC4 / MC4-Evo
- SUNCLIX
- کانکتورهای مورد تأیید دیگر
محصولات صنعتی موجود نشان میدهند که هر سه نوع معماری در بازار وجود دارند.
روش اتصال باید با کابل، Connector System و شرایط نگهداری پروژه هماهنگ باشد.
Cable Gland یا MC4؟
هر روش مزایا و محدودیتهای خود را دارد.
Cable Gland
کابل مستقیماً وارد تابلو شده و داخل تابلو روی Terminal یا Fuse Holder متصل میشود.
Connector
امکان Plug-in Connection را فراهم میکند.
در پروژههایی که سرعت سرویس یا تعویض اهمیت دارد، Connector میتواند جذاب باشد.
اما سازگاری دقیق کانکتورها اهمیت زیادی دارد.
String Monitoring چیست؟
در نیروگاههای بزرگ، یکی از مهمترین قابلیتهای Combiner Box String Monitoring است.
این سیستم میتواند جریان هر String را اندازهگیری کند.
اگر یک String نسبت به سایر رشتهها جریان کمتری تولید کند، سیستم Monitoring میتواند اپراتور را از وجود مشکل آگاه کند.
Phoenix Contact نیز برای Combiner Boxهای مانیتوردار، اندازهگیری پیوسته وضعیت سیستم، جریانها و ولتاژ Stringها را از کاربردهای اصلی Monitoring معرفی میکند.
String Monitoring چه خطاهایی را آشکار میکند؟
کاهش جریان یک String میتواند ناشی از موارد مختلف باشد:
- خرابی فیوز
- کانکتور قطعشده
- کابل آسیبدیده
- سایه غیرعادی
- خرابی پنل
- مشکل String
Monitoring بهتنهایی علت را مشخص نمیکند، اما میتواند محل احتمالی مشکل را سریعتر محدود کند.
ارتباط RS485 در Combiner Box
در مدلهای Monitoring معمولاً اطلاعات باید به سیستم مرکزی منتقل شوند.
ممکن است از:
- RS485
- Wireless
- سایر پروتکلها
استفاده شود.
برای نمونه یکی از Combiner Boxهای 1500V Phoenix Contact از RS-485 و مدل دیگری از Trusted Wireless برای انتقال اطلاعات Monitoring استفاده میکند.
تغذیه سیستم Monitoring
سیستم مانیتورینگ به انرژی نیاز دارد.
در برخی طراحیها از منبع تغذیه مستقل و در بعضی محصولات از DC/DC Converter برای تأمین انرژی تجهیزات Monitoring از خود سیستم PV استفاده میشود.
Phoenix Contact نیز DC/DC Converter را یکی از راهکارهای تأمین مستقل توان برای تجهیزات String Monitoring معرفی میکند.
تعداد ورودی Combiner Box
Combiner Boxها میتوانند برای تعداد مختلف String ساخته شوند.
مثلاً:
- 2 String
- 4 String
- 6 String
- 8 String
- 12 String
- 16 String
- 24 String
- 32 String
یا تعدادهای دیگر.
محصولات فعلی صنعتی نیز طیف گستردهای از 1 تا 32 String و معماریهای چند MPPT را نشان میدهند.
Combiner Box چند MPPT
در سیستم String Inverter نباید Stringهای متعلق به MPPTهای مستقل بدون طراحی با یکدیگر ترکیب شوند.
ممکن است یک DC Box چند بخش مستقل برای چند MPPT داشته باشد.
برای مثال در محصولات فعلی Phoenix Contact مدلهایی برای 3، 4، 10 و 12 MPPT نیز وجود دارند.
این موضوع نشان میدهد تعداد ورودی بهتنهایی مشخصکننده ساختار تابلو نیست.
یک MPPT یا چند MPPT؟
اگر پنلها دارای:
- جهت متفاوت
- زاویه متفاوت
- شرایط سایه متفاوت
باشند، ممکن است روی MPPTهای جداگانه قرار گیرند.
Combiner Box نباید ساختار MPPT طراحیشده را از بین ببرد.
به همین دلیل قبل از سفارش تابلو باید نقشه String Layout و Datasheet اینورتر مشخص باشند.
Combiner Box 1000 ولت
در بسیاری از سیستمها Combiner Box با Rating:
1000V DC
استفاده میشود.
تمام تجهیزات داخلی مانند:
- SPD
- Fuse Holder
- Isolator
- Terminal
باید برای همین ولتاژ یا بالاتر طبق طراحی مناسب باشند.
نمونههای صنعتی متعددی برای 1000V DC وجود دارند.
Combiner Box 1500 ولت
در نیروگاههای Utility جدید استفاده از معماریهای 1500V DC رایج است.
Combiner Box 1500V باید تمام اجزای خود را برای این سطح ولتاژ داشته باشد.
Phoenix Contact مدلهای فعلی 16-String با MPP Voltage برابر 1500V DC و تجهیزات حفاظت، قطع و Monitoring ارائه میکند.
همچنین IEC 60269-6 و IEC 61643-31 تجهیزات فیوز و SPD فتوولتائیک را تا 1500V DC پوشش میدهند.
آیا تجهیز 1000V را میتوان در Combiner Box 1500V نصب کرد؟
خیر.
Rating تمام تجهیزات باید با Maximum Voltage سیستم هماهنگ باشد.
اگر فقط یک Fuse Holder یا SPD دارای Rating پایینتر باشد، همان تجهیز میتواند محدودیت کل تابلو را تعیین کند.
Combiner Box Outdoor
بیشتر Combiner Boxهای نیروگاه زمینی در فضای باز نصب میشوند.
بنابراین Enclosure باید در برابر شرایط محیطی مناسب باشد.
موارد مهم عبارتاند از:
- IP Rating
- UV
- دمای محیط
- رطوبت
- گردوغبار
- خوردگی
- Condensation
عبارت ساده «تابلو ضدآب» برای یک پروژه حرفهای کافی نیست.
تابلو پلیکربنات یا فلزی؟
هر دو میتوانند کاربرد داشته باشند.
پلیکربنات
برای تابلوهای کوچک و متوسط، وزن پایین و مقاومت مناسب محیطی میتواند مزیت باشد.
فلزی
در تابلوهای بزرگ، جریان بالا و ساختار صنعتی کاربرد زیادی دارد.
انتخاب باید براساس اندازه، حرارت تجهیزات و شرایط سایت انجام شود.
چرا دمای داخل Combiner Box اهمیت دارد؟
تجهیزاتی مانند:
- Fuse
- SPD
- Switch
همگی در هنگام کار گرما تولید میکنند.
از طرف دیگر تابلو ممکن است زیر تابش مستقیم خورشید قرار داشته باشد.
در یک روز گرم، دمای داخل Enclosure میتواند بسیار بیشتر از دمای محیط شود.
در نتیجه طراحی حرارتی تابلو و Derating تجهیزات اهمیت دارد.
نصب زیر سایبان
در برخی پروژهها Combiner Box زیر استراکچر پنل یا سایبان نصب میشود تا تابش مستقیم کاهش یابد.
این کار میتواند شرایط حرارتی و محیطی بهتری ایجاد کند.
اما محل نصب نباید باعث:
- تجمع آب
- دشواری سرویس
- کابلکشی نامناسب
شود.
ارتفاع نصب Combiner Box
تابلو باید در ارتفاعی نصب شود که:
- دسترسی سرویس مناسب باشد.
- احتمال تماس با آب کمتر شود.
- کابلها تحت کشش نباشند.
- دسترسی افراد غیرمجاز کنترل شود.
ارتفاع نهایی به شرایط سایت و طراحی پروژه بستگی دارد.
ارت Combiner Box
تابلو و SPD باید به سیستم ارت و Equipotential Bonding پروژه متصل شوند.
IEC 62548-1 طراحی PV Array را شامل الزامات Earthing و تجهیزات حفاظتی میداند.
مسیر اتصال SPD به ارت نیز باید براساس طراحی مناسب انجام شود.
طول سیم SPD تا ارت
در طراحی Surge Protection معمولاً مسیرهای اتصال کوتاه و مستقیم اهمیت زیادی دارند.
کابل بلند میتواند Inductance مسیر را افزایش دهد.
بنابراین جانمایی SPD و PE Busbar باید از ابتدا در طراحی داخلی تابلو دیده شود.
لیبلگذاری Combiner Box
یک تابلو حرفهای باید Labeling واضح داشته باشد.
از جمله:
- String 01
- String 02
- Positive
- Negative
- DC Output
- Warning DC Voltage
- SPD
- Isolator
این موضوع تعمیر و نگهداری را بسیار سادهتر میکند.
نقشه Single Line Diagram
یکی از مهمترین مدارکی که باید همراه Combiner Box وجود داشته باشد Single Line Diagram است.
SLD باید نشان دهد:
- تعداد String
- Fuse
- SPD
- Switch
- Busbar
- Output
چگونه به یکدیگر متصل شدهاند.
بدون نقشه، عیبیابی و سرویس بسیار دشوارتر میشود.
Combiner Box برای نیروگاه 5 کیلووات
در سیستم 5kW معمولاً تعداد String بسیار کم است.
در بسیاری از این پروژهها Stringها مستقیماً به اینورتر متصل میشوند و Combiner Box تجمیعی لزوماً مورد نیاز نیست.
ممکن است فقط یک DC Protection Box کوچک نصب شود.
Combiner Box برای نیروگاه 20 کیلووات
در این ظرفیت بسته به:
- نوع اینورتر
- تعداد MPPT
- تعداد String
ممکن است از DC Protection Box یا Combiner Box استفاده شود.
اگر اینورتر ورودی کافی داشته باشد، تجمیع پیش از اینورتر ممکن است ضروری نباشد.
Combiner Box نیروگاه 100 کیلووات
در سیستمهای 100kW با String Inverterهای جدید، معمولاً تعداد زیادی ورودی DC مستقیماً روی اینورتر وجود دارد.
اما معماری پروژه تعیین میکند آیا تابلو DC مستقل برای SPD، Disconnect یا سایر وظایف نیاز است یا خیر.
Combiner Box نیروگاه 1 مگاوات
در مقیاس مگاواتی، بهخصوص در معماری Central، Combiner Box میتواند نقش بسیار مهمی داشته باشد.
ممکن است دهها Combiner Box در سطح سایت نصب شوند.
در چنین نیروگاهی قابلیت String Monitoring نیز ارزش بیشتری پیدا میکند، زیرا کنترل دستی هزاران پنل دشوار است.
Combiner Box و کاهش کابل
یکی از دلایل استفاده از Combiner Box در معماریهای مناسب این است که چندین کابل String کوتاه در نزدیکی آرایه جمع شوند و فقط تعداد کمتری کابل Main DC طولانی به اینورتر منتقل شود.
اما چون جریان کابل Main افزایش مییابد، سطح مقطع آن نیز بیشتر خواهد شد.
بهینهسازی نهایی باید براساس هزینه:
کابل + تابلو + تلفات + نصب
انجام شود.
محل مناسب Combiner Box
قرار دادن تابلو در مرکز الکتریکی مناسب آرایه میتواند طول کابلهای String را متعادل کند.
اما موارد دیگری نیز اهمیت دارند:
- دسترسی نگهداری
- سایه
- سیلاب
- امنیت
- مسیر کابل اصلی
بنابراین محل تابلو فقط براساس کوتاهترین کابل تعیین نمیشود.
افت ولتاژ Combiner Box
خود تابلو نیز دارای نقاط اتصال است.
هر:
- Fuse
- Terminal
- Switch
- Busbar
مقداری مقاومت دارد.
اتصالات ضعیف میتوانند افت و گرمای بیشتری ایجاد کنند.
به همین دلیل کیفیت مونتاژ و Torque اتصالات اهمیت زیادی دارد.
Torque اتصالات
شلبودن اتصال میتواند باعث:
- افزایش مقاومت
- افزایش حرارت
- آسیب تجهیز
شود.
از طرف دیگر سفتکردن بیش از حد نیز ممکن است به Terminal آسیب بزند.
مقدار Torque باید طبق Datasheet تجهیز اعمال شود.
ترموگرافی Combiner Box
در برنامه نگهداری نیروگاه، استفاده از دوربین حرارتی میتواند برای شناسایی نقاط گرم مفید باشد.
Hot Spot روی:
- Fuse Holder
- Busbar
- Terminal
- Switch
میتواند نشانه یک اتصال نامناسب یا بار غیرعادی باشد.
خرابی فیوز String
اگر یک Fuse عمل کند، یک String ممکن است از مدار خارج شود.
در نیروگاه بدون Monitoring ممکن است این موضوع مدتی تشخیص داده نشود.
به همین دلیل String Monitoring در نیروگاههای بزرگ میتواند به تشخیص سریعتر کاهش تولید کمک کند.
خرابی SPD
SPDها ممکن است دارای Indicator وضعیت باشند.
در صورت پایان عمر Cartridge، نشانگر تغییر وضعیت میدهد.
در برخی سیستمها Remote Contact نیز برای ارسال Alarm به SCADA وجود دارد.
بنابراین بازدید SPD باید جزو برنامه نگهداری باشد.
قیمت Combiner Box خورشیدی
قیمت تابلو به عوامل زیادی بستگی دارد:
- تعداد String
- ولتاژ 1000 یا 1500V
- فیوزها
- SPD
- Isolator
- Monitoring
- Enclosure
- برند تجهیزات
- سایز Busbar
- کابل خروجی
- سیستم Communication
به همین دلیل دو تابلو «16 String» میتوانند قیمت کاملاً متفاوتی داشته باشند.
چرا فقط تعداد String برای استعلام قیمت کافی نیست؟
عبارت:
Combiner Box 16 String
هنوز اطلاعات کافی برای قیمت دقیق نیست.
حداقل باید مشخص شود:
- 1000V یا 1500V؟
- جریان String؟
- فیوز چند آمپر؟
- SPD Type؟
- DC Isolator؟
- Monitoring دارد؟
- Output Current؟
- IP؟
- Indoor یا Outdoor؟
چه اطلاعاتی برای سفارش Combiner Box لازم است؟
مشخصات پنل
- Voc
- Vmp
- Isc
- Imp
- Maximum Series Fuse Rating
String
- تعداد پنل سری
- تعداد String
- تعداد MPPT
سیستم
- Maximum DC Voltage
- جریان خروجی
- محل اینورتر
- نوع Inverter
تابلو
- Fuse
- SPD
- Disconnect
- Monitoring
- IP
- Cable Entry
- Communication
چکلیست خرید Combiner Box
قبل از سفارش بررسی کنید:
- ولتاژ تابلو با Maximum String Voltage هماهنگ است.
- تعداد Stringها دقیق است.
- MPPTها اشتباه تجمیع نشدهاند.
- gPV Fuse مناسب انتخاب شده است.
- Fuse Holder Rating کافی دارد.
- SPD مخصوص PV است.
- DC Disconnect Rating مناسب دارد.
- Busbar برای جریان مجموع طراحی شده است.
- کابل خروجی صحیح انتخاب شده است.
- Enclosure مناسب Outdoor است.
- سیستم ارت مشخص است.
- Labeling کامل است.
- SLD ارائه میشود.
- برند و مدل تجهیزات مشخص هستند.
اشتباهات رایج در Combiner Box
مهمترین خطاها عبارتاند از:
- استفاده از Fuse معمولی بهجای gPV
- استفاده از SPD AC در سمت DC
- تجهیز 1000V در سیستم 1500V
- اشتباه در تجمیع MPPTها
- Busbar کوچک
- کابل خروجی نامناسب
- ارت ضعیف SPD
- نبود Labeling
- نصب تابلو زیر آفتاب شدید بدون بررسی حرارت
- انتخاب صرفاً براساس پایینترین قیمت
سوالات متداول درباره Combiner Box
Combiner Box خورشیدی چیست؟
تابلویی است که میتواند Stringهای PV را جمعآوری، حفاظت و در صورت نیاز تجمیع کند و سپس خروجی DC را به اینورتر یا بخش بعدی سیستم منتقل کند.
آیا همه نیروگاهها Combiner Box دارند؟
خیر. نوع اینورتر و معماری پروژه تعیینکننده است.
داخل Combiner Box چه تجهیزاتی وجود دارد؟
بسته به طراحی، gPV Fuse، SPD، DC Isolator، Busbar، Terminal و String Monitoring قابل استفاده هستند. نمونههای صنعتی فعلی نیز همین Configurationها را نشان میدهند.
فیوز Combiner Box چیست؟
معمولاً در مدارهای نیازمند حفاظت String از فیوز gPV مطابق مشخصات سیستم استفاده میشود؛ IEC 60269-6 الزامات این فیوزها را تا 1500V DC پوشش میدهد.
SPD Combiner Box چیست؟
SPD سمت DC برای حفاظت در برابر اضافهولتاژهای گذرا استفاده میشود و IEC 61643-31 تجهیزات PV DC تا 1500V را پوشش میدهد.
Combiner Box 1000V بهتر است یا 1500V؟
هیچکدام بهصورت عمومی بهتر نیستند؛ Voltage Rating باید با طراحی String و اینورتر سازگار باشد.
String Monitoring چیست؟
سیستمی برای پایش جریان و در برخی ساختارها ولتاژ Stringها است تا کاهش عملکرد یا خرابی سریعتر شناسایی شود.
Combiner Box چند String دارد؟
مدلهای مختلفی وجود دارد. نمونههای صنعتی فعلی از تعداد کم String تا مدلهای 16 و 32 String عرضه میشوند.
Combiner Box با DCDB چه تفاوتی دارد؟
Combiner Box بیشتر بر تجمیع Stringها تأکید دارد؛ DCDB اصطلاح عمومیتری برای تابلو حفاظت و توزیع DC است.
جمعبندی؛ چه Combiner Box خورشیدی انتخاب کنیم؟
Combiner Box خورشیدی یکی از تجهیزات مهم بخش DC در بسیاری از نیروگاههای فتوولتائیک است، اما استفاده از آن به معماری سیستم وابسته است.
در نیروگاههایی که تعداد زیادی String باید قبل از اینورتر تجمیع شوند، Combiner Box میتواند وظایفی مانند:
String Collection + gPV Protection + Surge Protection + DC Isolation + Monitoring
را در یک مجموعه انجام دهد. این کاربردها در محصولات صنعتی فعلی String Combiner Box نیز دیده میشوند.
با این حال انتخاب تابلو فقط با اعلام تعداد String امکانپذیر نیست.
برای طراحی دقیق باید حداقل:
Voc + Isc + تعداد پنل سری + تعداد String + Maximum DC Voltage + MPPT Architecture
مشخص باشند.
همچنین تمام تجهیزات داخلی باید از نظر Rating با سیستم هماهنگ باشند؛ استاندارد IEC 62548-1 طراحی سیمکشی، حفاظت، Switching و Earthing آرایه PV را پوشش میدهد، IEC 60269-6 برای فیوزهای PV و IEC 61643-31 برای SPDهای سمت DC مرجع تخصصی ارائه میکنند.
به همین دلیل برای خرید یک Combiner Box حرفهای بهتر است بهجای درخواست ساده:
«تابلو کمباینر 16 ورودی میخواهم»
مشخصات کامل پنل، String و اینورتر در اختیار سازنده قرار گیرد.
در مجموعه تخصصی انرژی خورشیدی تکه کابل، مقاله بعدی را به فیوز gPV چیست؟ نحوه انتخاب فیوز DC مناسب پنل و String خورشیدی اختصاص خواهیم داد.
12 بازدید
فروشگاه ها
