صندوق تجميع كهروضوئي هو تجميع كهربائي يستقبل عدة دوائر مصدرية كهروضوئية ويقوم بتنظيمها في دائرة أو أكثر قبل العاكس أو معدات تحويل الطاقة الأخرى. اعتمادًا على المشروع، يمكنه أيضًا توفير الحماية من زيادة التيار للدائرة، والحماية من زيادة الجهد، والعزل الناتج، والمراقبة، والموصلات، والحاوية المحمية.
يشير مصطلح «تجميع» إلى دوره الأساسي في الدائرة الكهربائية. لا يعني أن كل صندوق تجميع كهروضوئي يحتوي على نفس الأجهزة - أو أن كل نظام كهروضوئي يحتاج إلى صندوق منفصل.
حيث يقع نظام كهروضوئي في النظام
قد يتم عرض مسار مبسط سلسلة كهروضوئية كما يلي:
وحدات PV → سلسلة كهروضوئية → صندوق تجميع كهروضوئي → مدخل التيار المستمر للعكس → نظام التيار المتردد
تنتقل عدة سلاسل إلى الصندوق عبر دوائر إدخال منفصلة. داخل التجميع، يتم إنهاء الموصلات وترتيبها وفقًا لنمط الدائرة أحادية المعتمد. ثم تستمر عدة دوائر إخراج نحو العاكس.
هذه الحدود مهمة. يجب عدم دمج السلاسل المخصصة لإدخالات المتابِع الأقصى لقوة نقطية (MPPT) المختلفة ببساطة لتقليل عدد الكابلات. يجب أن يحافظ الصندوق على التجميع الكهربائي المطلوب وفقًا لتصميم العاكس.
في بعض الأحيان، قد تقبل العاكسات الحديثة مدخلات سلسلة فردية وتدمج وظائف كانت تتطلب صندوق تجميع خارجي. في هذه الأنظمة، قد لا يكون الصندوق المنفصل ضروريًا أو قد يخدم دورًا محدودًا في الجمع والتحماية والانتقال.
ما هي وظيفة صندوق تجميع كهروضوئي؟
1. تنظيم دوائر المصدر الكهروضوئي
يوفر الصندوق مداخلًا محددة، وموصلات طرفية، وتحديد الدائرة، وتوجيه المخرجات. يمكن أن يبسط هذا تجميع الكابلات بين منطقة مصفوفة وشريط العاكس، خاصةً عندما تشترك عدة سلاسل في مجموعة كهربائية معتمدة.
2. يوفر الحماية من زيادة التيار للسلاسل الكهروضوئية عندما يكون ذلك مطلوبًا
يمكن أن تعيد السلاسل المتوازية التيار إلى سلسلة معطلة. عندما تتطلب القواعد والتصميم وحدود الوحدات حماية من زيادة التيار، قد يحتوي الصندوق على مصهر كهرضوئي DC روابط ومحافظات أو ترتيب حماية تيار مستمر آخر موثق.
لا يتم اختيار الحماية من سلسلة وحدات منفردة فقط. يجب على المصمم تقييم التيار العكسي المحتمل، وتقييم الحد الأقصى لتقييم سلسلة المصهر لكل وحدة، وحدود الموصلات، ودرجة الحرارة، والمساهمة في العطل، والقواعد التركيبية المعمول بها.
3. حدود الجهد الزائد المؤقت
يمكن أن يحتوي صندوق تجميع كهروضوئي على جهاز حماية تيار مستمر كهروضوئي. يتم اختيار جهاز الحماية من زيادة الجهد للدائرة الكهربائية المستمرة الكهروضوئية للمشروع، بما في ذلك الجهد التشغيلي المستمر الأقصى، ونوعه، وأنماط الحماية، والقدرة على تصريف التيار، ومستوى الحماية للجهد، والاحتياط، وطريق التأريض.
لا يحمي جهاز الحماية من زيادة الجهد بشكل مستمر مثل المصهر أو القاطع، بل يعمل بشكل مختلف.
4. يخلق نقطة تبديل أو عزل.
يخرج مفتاح عزل التيار المستمرأو بشكل موثق بشكل مناسب قاطع دائرة التيار المستمرقد يوفر هذا نقطة تبديل محلية. يجب تحديد الوظيفة المطلوبة بوضوح: تبديل الحمل، عزل الصيانة، الحماية من زيادة التيار، أو مجموعة من الوظائف المدعومة بتقييمات الجهاز.
5. يدعم المراقبة والصيانة
قد تتضمن التجميعات الأكبر أو الخاصة بالمشاريع مراقبة تيار السلسلة، وموصلات مساعدة، وإشارة عن بُعد لجهاز الحماية من زيادة الجهد، والاتصالات، أو وظائف الحالة الأخرى. يمكن لهذه الميزات أن تحسن الرؤية، ولكنها لا تحل محل قياسات التركيب أو خطة صيانة.
المكونات النموذجية الموجودة داخل صندوق تجميع كهروضوئي
| مكون | الغرض المحتمل | يجب تحديده من قبل المشروع |
|---|---|---|
| أطراف أو موصلات الإدخال | استقبال الدوائر المتسلسلة | الكمية، نطاق الموصلات، قطبية، درجة الحرارة، التوافق |
| وصلات المصهر والمحافظ عليها في أنظمة كهروضوئية | الحماية من زيادة التيار في السلاسل الكهروضوئية | الحاجة، التقييم، الفئة، قدرة القطع، التنسيق، درجة الحرارة |
| قضبان التوزيع أو الموصلات في الأنظمة الكهروضوئية | تجميع التيار في الأنظمة الكهروضوئية | التيار، والمادة، والعزل، والتباعد، والأداء الحراري |
| جهاز الحماية من زيادة الجهد للأنظمة الكهروضوئية DC | حد تجاوز الجهد العابر | النوع، Ucpv، أوضاع، تصنيفات التفريغ، Up، الحماية الاحتياطية |
| قاطع الدائرة أو مفتاح العزل للتيار المستمر | تبديل/عزل المخرجات وربما الحماية | الجهد، التيار، الأقطاب، فئة الاستخدام، قدرة القطع، الوظيفة |
| وحدة مراقبة | قياس أو إشارة حالة الدائرة | قنوات، دقة، إمداد، بروتوكول، إنذارات |
| طرف التأريض/PE | توفير نقاط اتصال للحماية وجهاز الحماية من زيادة الجهد | تصميم ترتيب الموصلات وتركيبها |
| الحاوية والغلافات الكابلية | حماية وتنظيم التجميع | الوصول، الأشعة فوق البنفسجية، التآكل، الصدمات، درجة الحرارة، التكثيف، أحجام الكابلات |
ليست «مجهز بالكامل» مواصفة فنية. يحدد الوصف الشراء المفيد الوظيفة والتقييم لكل جزء.
ما هي الاختلافات بين صندوق تجميع كهروضوئي، صندوق الوصل، والعاكس؟
مقارنة بين صندوق تجميع كهروضوئي وصندوق الوصل
صندوق الوصل هو مصطلح عام لغلاف يحتوي على اتصالات كهربائية. يتم تعريف صندوق تجميع كهروضوئي من خلال دوره في شبكة المصفوفة: قبول دوائر مصدر PV متعددة وتنظيمها في دوائر إخراج، غالبًا مع وظائف الحماية أو العزل.
مقارنة بين صندوق تجميع كهروضوئي وعاكس
العاكس يحول الطاقة المستمرة التيار المتردد إلى طاقة التيار المتردد. لا يقوم صندوق التجميع بتحويل الطاقة. يقع على جانب تجميع التيار المستمر وقد يعد ويحمي ويعزل أو يراقب الدوائر قبل وصولها إلى العاكس.
مقارنة بين صندوق تجميع كهروضوئي وجهاز إيقاف سريع
جهاز إيقاف تشغيل سريعجهاز إيقاف تشغيل سريعينفذ وظيفة إيقاف تشغيل خاصة بكل سوق. قد يتفاعل صندوق تجميع مع هذه البنية، ولكن العزل العادي للإخراج في صندوق التجميع لا يلبي تلقائيًا متطلبات الإيقاف السريع.
متى يكون نظام تجميع كهروضوئي منفصلًا مفيدًا؟
غالبًا ما يتم تقييم نظام تجميع منفصل عندما:
- يتطلب تجميع عدة سلاسل كهروضوئية في دوائر إخراج محددة
- يتطلب حماية التيار الزائد للسلاسل الكهروضوئية خارج العاكس
- يتم تطبيق مفهوم الحماية من الزيادة في الجهد، ويتم وضع جهاز الحماية من زيادة الجهد بالقرب من نقطة تجميع المصفوفة الكهروضوئية
- يتطلب نقطة تبديل أو عزل محلية
- تستفيد مسارات الكابلات الطويلة من التجميع المنظم والتعرف على الدوائر
- يتم تحديد المراقبة على السلاسل الكهروضوئية أو الحالة عن بُعد
- يتطلب المشروع انتقالًا مُتحكمًا بين الكابلات الميدانية والمُغذّيات الخارجة
قد لا يكون ضروريًا عندما يقبل المحوّل بالفعل السلاسل بشكل فردي ويقدم الوظائف المطلوبة للمشروع، أو عندما يكون تصميم المصفوفة ذو عدد قليل جدًا من السلاسل بحيث لا تبرر تجميع خارجي. يجب أن يعتمد القرار على الرسم التخطيطي أحادي الخط، تعليمات المحوّل، والقواعد المعمول بها.
تخطيطات صندوق تجميع كهروضوئي شائعة
يمكن لتمثيل الإدخال/الإخراج المستخدم بشكل شائع في أسماء النماذج أن يصف الترتيبات الكهربائية الفيزيائية، ولكن يجب عدم الخلط بينه وبين مواصفة كهربائية كاملة.
- 1-في/1-خارج:انتقال محمي أو معزول لمقاوم واحد
- 2-في/1-خارج:مقيفران متوافقان مجمعان في مقاوم واحد
- 2-في/2-خارج:يتبقى دائرتان مسيطرتان كمدخلين/مخرجات.
- 3-في/1-خارج أو 3-في/3-خارج:يتم دمج أو الاحتفاظ بثلاثة مداخل كمخرجات مستقلة وفقًا للتصميم.
- تجميعات سلاسل أعلى:يتم تجميع سلاسل متعددة في مخرج واحد أو أكثر، غالبًا مع حماية السلسلة الاختيارية والمراقبة.
قبل اختيار أي ترتيب، تأكد من أن السلاسل الكهربائية تنتمي إلى كل محول MPPT، وهل التصميم الحالي للحماية يسمح لها بمشاركة خرج واحد.
تأتي سلسلة كهروضوئية VIOX نطاق صندوق تجميع كهروضوئي VIOXيشمل تكوينات 600 فولت و 1000 فولت مع العديد من الترتيبات الصغيرة للإدخال/الإخراج. هذه هي خيارات عائلات المنتجات، وليست بديلاً عن عمليات التحقق من الجهد والتيار والحماية والبيئة الخاصة بالمشروع.
كيفية تحديد ما إذا كانت المواصفات كاملة
تعتبر مواصفة صندوق تجميع مفيدة عند الإجابة على جميع الأسئلة التالية:
- كم عدد السلاسل التي تدخل، وكيف يتم تعيينها لـ MPPTs؟
- ما هو الجهد DC الأقصى المصحح؟
- ما هي قيمة التيار المستمر (Isc) لكل سلسلة، والتيار التشغيلي، والتيار العكسي المحتمل؟
- هل يلزم الحماية من زيادة التيار لكل سلسلة، وكيف يتم تنسيقها؟
- ما هو التيار الناتج وعدد الدوائر الناتجة المطلوبة؟
- ما هو نوع الحماية من الزيادة في الجهد والمواصفات المطلوبة من تصميم المشروع؟
- هل يلزم عزل المخرجات، تبديل الحمل، أو حماية القاطع؟
- ما هي الظروف المطبقة للحاوية، والبيئة المحيطة، والأشعة فوق البنفسجية، والتآكل، والتبخر، والمدخلات الكابلية؟
- هل يلزم المراقبة أو المؤشر عن بعد؟
- ما هي الرسومات، والسجلات التجريبية، والشهادات، والملصقات المطلوبة للسوق الوجهة؟
إذا كانت هذه المدخلات غير معروفة حتى الآن، استخدم نظام تجميع PVلبناء جدول جاهز لتقديم العروض. وبالنسبة لبنية الحماية الأوسع، اقرأ كيفية اختيار الحماية الكهربائية لنظام التيار المستمر للطاقة الشمسية.
معايير والحدود المتعلقة بالامتثال
لا يوجد معيار واحد يثبت كل جوانب مشروع صندوق تجميع، ويمكن تطبيق طبقات منفصلة على:
- تصميم وتركيب شبكة PV
- بناء تجميع الجهد المنخفض
- منتجات المصهر الفردي، والقاطع، والمفتاح، وجهاز الحماية من زيادة الجهد
- أداء الحاوية والأداء من دخول الماء
- الشهادة والمعاينة للسوق المستهدف
يستعرض معيار IEC 62548-1 متطلبات تصميم شبكة كهروضوئية، بما في ذلك توصيلات التيار المستمر، وأجهزة الحماية الكهربائية، والتبديل، وتوفير التأريض. قد تنطبق معايير خاصة بالمنتج بعد ذلك على المصهرات، وقواطع الدوائر، والمفاتيح، وأجهزة الحماية من الزيادة في الجهد PV. يجب تحديد الإصدارات الدقيقة، واعتمادها المحلي، ومتطلبات التجميع، ونظام الشهادة في مواصفات المشروع.
يجب مطابقة شهادة أو شعار معيار إلى المصنع المحدد، والطراز، والتقييم، والنطاق. لا تثبت الشهادات المكونية بشكل عام أن التجميع المكتمل معتمد.
أسئلة متكررة
هل كل نظام شمسي يحتاج إلى صندوق تجميع؟
لا. يعتمد الحاجة على عدد السلاسل الكهروضوئية، وبنية مدخل العاكس، والوظائف المطلوبة للحماية والعزل، وتخطيط الكابلات، والمراقبة، والقوانين المحلية.
هل صندوق تجميع هو نفسه صندوق توزيع التيار المستمر؟
يمكن أن تتداخل المصطلحات في الممارسة العملية، ولكن "صندوق تجميع كهرضوئي" يصف تحديدًا تجميع دوائر المصدر الكهروضوئي. يجب تحديد المدخلات والمخرجات والوظائف بدلاً من الاعتماد على الملصق.
هل يزيد صندوق تجميع من القدرة؟
لا. إنه ينظم الدوائر وقد يوفر حماية، وتبديل، وقيود على الزيادة، أو مراقبة. لا يخلق طاقة كهربائية.
هل يمكن أن تشارك سلاسل متصلة بمحولات MPPT مختلفة في مخرج واحد مُجمّع؟
بشكل عام، لا ينبغي دمجه عبر حدود MPPT ما لم يوفر التصميم الخاص بالمحول والنظام بشكل صريح لهذه الترتيبات. اتبع الرسم التخطيطي أحادي الخط المعتمد ومتطلبات المحول.
هل يمكنني اختيار صندوق تجميع كهروضوئي فقط بناءً على الجهد وعدد السلاسل؟
لا. يهم التيار، وتعرض التيار العكسي، والتكوين الناتج، وتقييمات الجهاز، وظروف الحاوية، والمراقبة، وعبور الكابلات، والمعايير، والوثائق أيضًا.
الخطوة التالية
لتقييم خاص بالمشروع، يرجى إرسال بيانات وحدات PV، وبيانات العاكس، وجدول السلاسل الكهروضوئية، ورسم تخطيطي أحادي الخط، والجهد والتيار الأقصى المصحح، وتحليل التيار، وبيئة التركيب، والأسواق المستهدفة إلى sales@vioxsolar.com.
