Skrzynka łącząca instalacji fotowoltaicznej służy do odbioru prądu stałego z wielu ciągów paneli słonecznych poprzez oddzielne zaciski wejściowe lub złącza. Każdy ciąg jest zazwyczaj podłączany do skrzynki za pomocą dławika kablowego lub złącza fotowoltaicznego. Przewody dodatnie i ujemne są poprowadzone przez urządzenia zabezpieczające i łączące znajdujące się wewnątrz obudowy.
W wielu konstrukcjach strona dodatnia każdego ciągu przechodzi przez bezpiecznik prądu stałego. W zależności od konstrukcji systemu strona ujemna może być również zabezpieczona bezpiecznikiem lub podłączona za pomocą zacisków. Po przejściu przez zabezpieczenie wyjścia ciągów są podłączane do szyn zbiorczych lub listew zaciskowych. Połączone wyjście przechodzi następnie przez przełącznik prądu stałego lub wyłącznik wyjściowy, po czym opuszcza skrzynkę łączącą modułów fotowoltaicznych i jest podłączane do falownika.
Urządzenie ochrony przeciwprzepięciowej prądu stałego jest zazwyczaj podłączane między przewody prądu stałego a układ uziemienia. W przypadku wystąpienia przepięcia przejściowego urządzenie to pomaga odprowadzić prąd przepięciowy do uziemienia i ograniczyć napięcie docierające do wejścia falownika.
Taki sposób działania pozwala skrzynce łączącej instalacji fotowoltaicznej pełnić rolę kontrolowanego punktu zbierania prądu stałego oraz punktu zabezpieczającego w instalacji fotowoltaicznej.
Nie każda instalacja fotowoltaiczna wymaga osobnej skrzynki połączeniowej. To, czy jest ona potrzebna, zależy od wielkości instalacji, konstrukcji falownika, liczby ciągów, długości okablowania, wymagań dotyczących zabezpieczeń oraz potrzeb konserwacyjnych.
Być może nie będziesz potrzebować osobnej skrzynki łączącej, jeśli Twój system składa się tylko z jednego lub dwóch ciągów, a falownik posiada już wystarczającą liczbę wejść prądu stałego, wbudowane zabezpieczenia oraz funkcje izolacji.
Skrzynka łącząca paneli fotowoltaicznych jest zazwyczaj potrzebna, gdy instalacja składa się z wielu ciągów paneli fotowoltaicznych, zawiera długie odcinki kabli prądu stałego, charakteryzuje się wysokim napięciem systemowym, posiada równoległe połączenia ciągów, wiąże się z trudnościami związanymi z montażem na zewnątrz lub podlega wymogom kontrolnym na poziomie projektu.
Skrzynka łącząca instalacji fotowoltaicznej jest szczególnie przydatna w następujących przypadkach:
W razie wątpliwości przed wyborem skrzynki łączącej należy sprawdzić układ paneli fotowoltaicznych, parametry wejściowe falownika, prąd w łańcuchach oraz wymagania dotyczące zabezpieczeń.
Wybór rozmiaru skrzynki łączącej instalacji fotowoltaicznej powinien opierać się na rzeczywistych danych projektowych, a nie wyłącznie na liczbie ciągów wejściowych. Skrzynka łącząca na 4, 8 lub 12 ciągów może wydawać się prosta na stronie produktu, ale właściwy wybór zależy od napięcia, prądu, wartości znamionowej bezpiecznika, konfiguracji SPD oraz konstrukcji obudowy.
Pierwszym krokiem jest sprawdzenie, czy instalacja wykorzystuje architekturę prądu stałego o napięciu 600 V, 1000 V czy 1500 V. Skrzynka łącząca paneli fotowoltaicznych musi być dostosowana do maksymalnego napięcia instalacji. Nie należy stosować skrzynki łączącej o napięciu 1000 V w instalacji fotowoltaicznej o napięciu 1500 V DC.
Należy również wziąć pod uwagę maksymalne napięcie w obwodzie otwartym łańcuchów fotowoltaicznych w warunkach niskich temperatur, ponieważ napięcie modułów fotowoltaicznych może wzrosnąć wraz ze spadkiem temperatury.
Następnie należy policzyć, ile ciągów fotowoltaicznych ma zostać podłączonych do skrzynki łączącej. Najczęściej spotykane są skrzynki łączące dla 2, 3, 4, 6, 8, 12 i 16 ciągów fotowoltaicznych.
Liczba wejść powinna odpowiadać układowi instalacji fotowoltaicznej oraz konstrukcji wejść falownika. Większa liczba wejść nie zawsze jest lepszym rozwiązaniem. Odpowiednia skrzynka łącząca instalacji fotowoltaicznej powinna być dostosowana do rzeczywistego podziału na ciągi oraz przebiegu okablowania.
Każdy ciąg fotowoltaiczny ma znamionowy prąd określony na podstawie parametrów technicznych modułów słonecznych. Przed doborem bezpieczników, zacisków, kabli i elementów wyjściowych należy sprawdzić prąd zwarciowy oraz prąd znamionowy.
Jeśli wartość znamionowa prądu jest zbyt niska, może dojść do niepożądanego zadziałania bezpiecznika. Jeśli wartość znamionowa jest zbyt wysoka, zabezpieczenie może nie zadziałać prawidłowo w przypadku wystąpienia usterki.
W skrzynce łączącej instalacji fotowoltaicznej można zastosować bezpieczniki gPV do zabezpieczenia przed nadprądem na poziomie łańcucha. Dobór bezpieczników powinien opierać się na danych modułów fotowoltaicznych, prądzie łańcucha, maksymalnej wartości znamionowej bezpiecznika szeregowego oraz liczbie łańcuchów połączonych równolegle.
Bezpiecznik musi być przystosowany do zastosowań fotowoltaicznych w obwodach prądu stałego. Nie należy stosować zwykłych bezpieczników prądu przemiennego jako zamienników w obwodach fotowoltaicznych prądu stałego.
Jeśli skrzynka łącząca instalacji fotowoltaicznej jest wyposażona w urządzenie zabezpieczające przed przepięciami prądu stałego (SPD), napięcie znamionowe tego urządzenia musi odpowiadać napięciu instalacji fotowoltaicznej. Do kluczowych parametrów SPD należą: Ucpv, In, Imax, Iimp oraz Up.
W wielu instalacjach dachowych i komercyjnych powszechnie stosuje się urządzenia SPD typu 2 do prądu stałego. W przypadku instalacji narażonych na większe ryzyko uderzeń pioruna lub wyposażonych w zewnętrzne systemy ochrony odgromowej, w zależności od projektu, może być wymagane zastosowanie urządzeń SPD typu 1+2.
W skrzynkach łączących do instalacji fotowoltaicznych montowanych na zewnątrz należy stosować obudowy odporne na warunki atmosferyczne. W zastosowaniach fotowoltaicznych na zewnątrz powszechnie stosuje się stopień ochrony IP65 lub IP66. Należy również wziąć pod uwagę ekspozycję na promieniowanie UV, deszcz, kurz, wilgoć, upał, zimno oraz uszczelnienie przejść kablowych.
Montaż skrzynki łączącej instalacji solarnej wymaga odpowiedniego wyboru lokalizacji, zamocowania, okablowania, uziemienia oraz kontroli.
Skrzynka łącząca instalacji fotowoltaicznej powinna znajdować się wystarczająco blisko paneli fotowoltaicznych, aby ograniczyć długość przewodów, ale jednocześnie powinna być łatwo dostępna w celu przeprowadzenia kontroli i konserwacji. Nie należy jej montować w miejscach, w których może gromadzić się woda lub gdzie dostęp w celu konserwacji jest utrudniony.
Powierzchnia montażowa powinna wytrzymać ciężar skrzynki oraz być odporna na wibracje, wiatr i warunki atmosferyczne.
Kable łańcuchów fotowoltaicznych, kable wyjściowe oraz przewody uziemiające powinny być wprowadzane przez zatwierdzone dławiki kablowe lub złącza. Należy unikać ostrych zagięć, nadmiernego napięcia kabli oraz źle uszczelnionych przejść kablowych, aby zapewnić niezawodną i bezpieczną pracę.
Zacisk uziemiający ma kluczowe znaczenie dla ochrony przed przepięciami oraz ogólnego bezpieczeństwa systemu. Niezawodne połączenie uziemiające pomaga zapewnić skuteczne działanie urządzenia SPD i zmniejsza ryzyko wystąpienia usterek elektrycznych.
Przed podłączeniem zasilania do systemu należy sprawdzić polaryzację, dokręcenie zacisków, zamontowanie bezpieczników, stan urządzenia SPD, położenie przełącznika, etykiety, uszczelnienie kabli oraz zamknięcie obudowy.
Prawidłowo zamontowana skrzynka łącząca instalacji fotowoltaicznej ułatwia obsługę i konserwację systemu solarnego przez cały okres jego eksploatacji.
Częstym błędem jest dobieranie skrzynki łączącej instalacji fotowoltaicznej wyłącznie na podstawie liczby ciągów wejściowych. Na przykład skrzynka łącząca z 8 ciągami jednego dostawcy może mieć zupełnie inne elementy wewnętrzne niż skrzynka tego samego typu innego dostawcy.
Kolejnym błędem jest pomijanie wartości znamionowego napięcia prądu stałego. Skrzynka łącząca zaprojektowana dla napięcia 1000 V DC nie może być automatycznie zastosowana w systemie o napięciu 1500 V DC.
Trzecim błędem jest stosowanie elementów przeznaczonych do pracy w sieci prądu przemiennego (AC) wewnątrz skrzynki łączącej instalacji fotowoltaicznej zasilanej prądem stałym (DC). Przełączanie i zabezpieczenia w sieci prądu stałego wymagają stosowania odpowiednich elementów przeznaczonych do pracy w sieci prądu stałego.
Wielu nabywców zapomina również sprawdzić napięcie SPD, wartość znamionową bezpiecznika, przekrój przewodu, stopień ochrony IP obudowy oraz sposób uziemienia. Te szczegóły mają bezpośredni wpływ na bezpieczeństwo i długoterminową niezawodność.
Na co zwrócić uwagę przy wyborze profesjonalnej skrzynki łączącej instalacji fotowoltaicznej
Profesjonalna skrzynka łącząca do instalacji fotowoltaicznej powinna oferować coś więcej niż tylko niską cenę. Należy zwrócić uwagę na odpowiednie komponenty przystosowane do prądu stałego, przejrzysty układ okablowania, niezawodną obudowę ochronną, odpowiednią konfigurację bezpieczników i ograniczników przepięć oraz kompletną dokumentację techniczną.
Do najważniejszych funkcji należą:
