Selecione uma caixa combinadora fotovoltaica convertendo o projeto aprovado do arranjo e do inversor em uma especificação circuito por circuito. Os dados mínimos são o agrupamento de MPPTs, o número de strings, a tensão CC máxima corrigida, a corrente das strings e sua exposição à corrente reversa, as funções exigidas de proteção e seccionamento, a configuração das saídas, o ambiente de instalação e a documentação requerida pelo mercado de destino.
Não selecione uma caixa apenas com base em “1000 V” e no “número de strings”. Essas duas indicações não confirmam a capacidade de corrente, a coordenação das proteções, a adequação do DPS, o regime de manobra, o desempenho do invólucro nem a compatibilidade com o inversor.
Este fluxo de trabalho auxilia na especificação preliminar e na aquisição. Os cálculos finais, a coordenação das proteções, a verificação do conjunto e a instalação devem ser realizados por profissionais qualificados, conforme as regras aplicáveis ao projeto.
Se primeiro você precisar entender a função do sistema e os limites entre os componentes, leia O que é uma caixa combinadora fotovoltaica e o que ela faz?. Para coordenar todo o percurso em CC, use o fluxo de seleção da proteção de circuitos CC solares.
Etapa 1: consolide a topologia e a tabela de strings
Confirme a topologia do inversor e dos MPPTs
Comece pelo diagrama unifilar e pela folha de dados do inversor. Registre:
- Número de entradas CC e de MPPTs do inversor
- Número de strings permitido por entrada
- Tensão CC máxima de entrada
- Faixa de tensão de operação do MPPT
- Corrente máxima de operação e de curto-circuito por entrada
- Se as entradas são interligadas internamente ou eletricamente independentes
- Funções integradas de fusível, DPS, chave ou monitoramento
Atribua cada string a um MPPT antes de definir as saídas da caixa combinadora. Strings com orientações diferentes, quantidades distintas de módulos ou atribuídas a rastreadores separados podem precisar permanecer em grupos elétricos independentes.
O número de entradas físicas da caixa não autoriza a combinação das strings. A arquitetura do inversor determina o agrupamento.
Preencha a tabela de strings
Crie uma linha para cada string ou grupo de strings idênticas.
| Campo | O que registrar |
|---|---|
| Identificação da string | Identificação exclusiva do projeto |
| Fabricante e modelo do módulo | Referência exata da folha de dados controlada |
| Módulos em série | Quantidade por string |
| Voc do módulo e coeficiente | Valores da folha de dados usados no cálculo do projeto |
| Tensão máxima corrigida da string | Resultado aprovado para a temperatura mínima de projeto |
| Isc do módulo | Valor da corrente de fonte indicado na folha de dados |
| Resultado da corrente de projeto | Valor calculado conforme o método aplicável |
| Corrente nominal máxima do fusível em série | Limite de coordenação do módulo |
| Atribuição do MPPT | Grupo de entrada do inversor |
| Seção e tipo do cabo | Requisito do condutor de entrada e do prensa-cabo |
Se as strings não forem eletricamente idênticas, não as consolide em uma única linha genérica. Diferenças no tipo de módulo, na quantidade em série, na orientação ou na atribuição ao rastreador podem alterar a configuração de combinação válida.
Etapa 2: defina os requisitos de tensão, corrente e proteção
Defina o requisito de tensão da caixa combinadora
Use a tensão máxima corrigida da string, e não a tensão nominal indicada para o sistema. O resultado corrigido deve considerar os dados de temperatura do módulo, a temperatura mínima de projeto, a quantidade de módulos em série e o método normativo aprovado para o projeto.
Verifique a adequação da tensão em todo o conjunto:
- Terminais ou conectores de entrada
- Elementos fusíveis e porta-fusíveis
- Condutores internos e barramentos
- Ucpv do DPS e configuração de ligação
- Chave seccionadora ou disjuntor de saída
- Terminais de saída e prensa-cabos
- Isolação, distâncias e construção do conjunto
A especificação nominal do equipamento selecionado deve ser maior ou igual ao valor de projeto exigido pelas regras aplicáveis, mas acrescentar um “fator de segurança” arbitrário não substitui o cálculo obrigatório.
A linha atualmente documentada de caixas combinadoras fotovoltaicas da VIOX abrange classes de 600 V e 1000 V, em pequenas configurações de 1 entrada/1 saída a 3 entradas/3 saídas. Essas configurações com entradas e saídas independentes não equivalem automaticamente a uma caixa de N entradas/1 saída que combina várias strings em paralelo em uma única saída. Confirme a topologia necessária antes de considerar a classe de tensão ou o número de entradas como correspondência de produto.
Determine os requisitos de proteção das strings
Avalie a corrente que pode fluir para uma string em falha a partir de todas as fontes em paralelo e de qualquer outro equipamento conectado. Compare essa exposição com:
- Limites de corrente reversa do módulo ou corrente nominal máxima do fusível em série
- Capacidade de condução de corrente do condutor de entrada
- Especificações nominais dos conectores e terminais
- Regras aplicáveis ao projeto do arranjo fotovoltaico
- Corrente de falta presumida e capacidade de interrupção exigida
Quando forem necessários fusíveis de string, especifique um sistema de fusíveis fotovoltaicos e verifique tanto o elemento fusível quanto o porta-fusível. A tabela deve incluir:
- Classe/aplicação do fusível
- Tensão nominal
- Corrente nominal
- Capacidade de interrupção
- Coordenação tempo-corrente
- Tensão e corrente nominais do porta-fusível
- Condições de temperatura e do invólucro
- Requisitos de substituição e identificação
A IEC 60269-6 estabelece requisitos suplementares para elementos fusíveis usados na proteção de sistemas fotovoltaicos. Ela não elimina a necessidade de coordenar o fusível CC fotovoltaico específico com o módulo, o condutor, o porta-fusível e as condições de falta.
Não substitua um fusível especificado por outro de maior corrente nominal devido a atuações indesejadas antes de investigar a causa. Classe incorreta, temperatura, conexões soltas, fiação danificada, exposição à corrente reversa ou uma falta real podem exigir ações corretivas diferentes.
Calcule os requisitos do circuito de saída
Para cada saída da caixa combinadora, registre o número de strings contribuintes e a corrente calculada para o projeto. Em seguida, verifique:
- Capacidade do barramento e dos condutores internos
- Capacidade dos terminais e conectores de saída
- Capacidade de condução de corrente do cabo de saída
- Corrente contínua nominal do dispositivo de saída e qualquer fator de redução
- Corrente de falta presumida proveniente de cada fonte conectada
- Limites de corrente de entrada e de curto-circuito do inversor
Se a caixa tiver várias saídas, documente quais entradas alimentam cada uma delas. Uma configuração “3 entradas/3 saídas” pode cumprir uma função muito diferente de uma “3 entradas/1 saída”. A notação de entradas/saídas descreve a topologia, não a integridade da proteção.
Etapa 3: especifique a proteção contra surtos e o dispositivo de saída
Defina a especificação da proteção contra surtos
O requisito do DPS decorre do projeto de risco de descargas atmosféricas e surtos, do encaminhamento dos condutores, do sistema de aterramento, do nível de suportabilidade do equipamento e das regras aplicáveis. Para um DPS CC fotovoltaico, especifique no mínimo:
- Tipo de DPS exigido
- Tensão máxima de operação contínua para sistemas fotovoltaicos (Ucpv)
- Modos de proteção e configuração dos polos
- Corrente nominal de descarga (In)
- Corrente máxima de descarga (Imax) ou corrente de impulso (Iimp), quando aplicável
- Nível de proteção de tensão (Up)
- Comportamento em curto-circuito e requisito de proteção de retaguarda
- Indicação local de estado e contato remoto, se exigidos
- Requisito de cartucho substituível, se aplicável
A IEC 61643-31 estabelece requisitos e métodos de ensaio para DPS destinados ao lado CC de instalações fotovoltaicas. A seleção ainda exige coordenação no nível da instalação. Uma descrição genérica como “DPS Tipo 2 incluído” é incompleta sem dados de tensão, modos, descarga, nível de proteção e curto-circuito.
Consulte a família de DPS CC fotovoltaicos da VIOX para conhecer as categorias de produto disponíveis e, em seguida, verifique o modelo exato em relação à tabela preenchida.
Defina a manobra, o seccionamento ou a proteção por disjuntor na saída
Especifique a função exigida, em vez de solicitar apenas “uma chave CC”. Os possíveis requisitos incluem:
- Manobra operacional
- Seccionamento para manutenção
- Proteção contra sobrecorrente e curto-circuito
- Posição OFF bloqueável
- Indicação de posição visível ou confiável
- Sinalização auxiliar remota
Para uma chave seccionadora CC, verifique tensão, corrente, número de polos, configuração da fiação, categoria de utilização em CC, regime de operação e marcações de seccionamento. Para um disjuntor CC, verifique também a capacidade de interrupção e o comportamento de disparo.
A IEC 60947-3 abrange chaves, seccionadores, chaves seccionadoras e unidades combinadas com fusíveis dentro de seu escopo. A IEC 60947-2 abrange disjuntores dentro de seu escopo. A referência normativa deve estar vinculada ao modelo e à especificação exatos; ela não deve ser usada como um atalho genérico de conformidade para o conjunto final.
Etapa 4: adeque o invólucro e as conexões ao local
Selecione o invólucro conforme as condições do local
“Uso externo” não é informação suficiente. Registre:
- Temperaturas ambiente mínima e máxima
- Exposição solar direta e condições de radiação UV
- Exposição à chuva, poeira, lavagem e condensação
- Presença de sal, amônia, produtos químicos ou condições corrosivas
- Altitude
- Risco de impacto e vandalismo
- Superfície e orientação de montagem
- Grau de proteção contra ingresso exigido
- Material do invólucro e tratamento anticorrosivo
- Direção e quantidade das entradas de cabos e faixas dos prensa-cabos
- Requisitos de dreno, respiro ou equalização de pressão, quando previstos no projeto
- Acesso e espaço livre para manutenção
Verifique o desempenho térmico com todos os dispositivos de proteção operando dentro do invólucro. As correntes nominais dos componentes podem variar em função da temperatura ambiente, do agrupamento e da dissipação de calor.
O código IP é apenas uma parte da especificação do invólucro. Isoladamente, ele não comprova resistência aos raios UV, resistência à corrosão, controle de condensação nem adequação de longo prazo a um local específico.
Especifique terminais, cabos e conectores
Registre o material do condutor, a faixa de seções, o tipo de isolação, a classe térmica e o método de terminação de cada entrada e saída. Confirme que:
- Os terminais aceitam o condutor especificado
- Os prensa-cabos correspondem aos diâmetros externos e mantêm a proteção do invólucro
- Os circuitos positivo e negativo estão claramente identificados
- O espaço para curvatura é adequado
- Os pontos de aterramento de proteção estão definidos
- Os conectores de campo são compatíveis como um sistema de conexão completo
Acoplar conectores de fabricantes diferentes apenas porque apresentam um formato conhecido pode gerar problemas de compatibilidade e certificação. Use pares de conectores compatíveis e documentados, além das ferramentas especificadas. Consulte a família de conectores solares MC4 da VIOX para conhecer as opções de projeto.
Etapa 5: defina o monitoramento e os documentos controlados
Decida se o monitoramento é necessário
O monitoramento pode ser simples ou abrangente. Defina a saída efetivamente necessária:
- Corrente individual da string ou corrente agrupada
- Estado do fusível
- Estado do DPS e alarme remoto
- Posição auxiliar da chave seccionadora ou do disjuntor
- Temperatura do invólucro
- Estado da porta
- Protocolo de comunicação e esquema de endereçamento
- Tensão da alimentação auxiliar
- Indicação local ou apenas supervisão remota
Confirme como os canais de monitoramento correspondem às identificações das strings e como os dados serão integrados ao sistema supervisório da planta. “Monitoramento incluído” não é um requisito verificável.
Defina a documentação e a verificação
Inclua os documentos exigidos na solicitação de cotação, e não somente após a produção. Dependendo do projeto, solicite:
- Desenho de arranjo geral
- Diagramas unifilar e de fiação interna
- Lista de materiais com referências exatas de fabricante/modelo
- Tabela de terminais e entradas de cabos
- Folhas de dados dos dispositivos
- Certificados aplicáveis correspondentes aos modelos e às especificações exatos
- Registros de inspeção ou de ensaios de rotina
- Tabela de torques
- Arte das etiquetas e da placa de identificação
- Lista de embalagem e peças sobressalentes
- Requisitos de controle de alterações e revisão de documentos
Separe as evidências dos componentes das evidências do conjunto. Um certificado de fusível ou DPS comprova apenas o escopo indicado nesse certificado; ele não abrange automaticamente a caixa completa.
Etapa 6: prepare e revise a solicitação de cotação
Estrutura ilustrativa de uma solicitação de cotação de caixa combinadora fotovoltaica
Considere um projeto hipotético de cobertura com várias strings divididas entre dois MPPTs independentes do inversor. A equipe de projeto deseja um único conjunto externo próximo ao arranjo, mas os grupos de MPPTs devem permanecer separados.
A solicitação de cotação deve definir a arquitetura em campos, em vez de pedir uma “caixa para múltiplas strings” genérica:
| Campo da solicitação de cotação | Exemplo ilustrativo |
|---|---|
| Topologia elétrica | Dois grupos de entradas independentes; sem combinação cruzada entre MPPTs |
| Entradas/saídas | Informar as entradas exatas das strings e uma saída por grupo aprovado |
| Tensão máxima | Valor corrigido calculado para o projeto; as especificações nominais dos dispositivos fornecidos devem ser verificadas acima desse requisito |
| Corrente da string | Isc da folha de dados e resultado aprovado da corrente de projeto anexados |
| Proteção da string | Exigida/não exigida conforme a análise de corrente reversa; coordenação exata do fusível anexada |
| Proteção contra surtos | Tipo de DPS CC fotovoltaico definido pelo projeto, Ucpv, modos, In/Imax ou Iimp, Up e proteção de retaguarda |
| Dispositivo de saída | Definido como seccionamento, manobra sob carga, proteção por disjuntor ou combinação aprovada |
| Ambiente | Condições externas, faixa de temperatura, exposição a UV/corrosão, requisito de ingresso e montagem |
| Entradas de cabos | Seções dos condutores de entrada/saída e diâmetros externos |
| Monitoramento | Canais, contatos, protocolo e alimentação auxiliar exatos — ou “não exigido” |
| Evidências | Desenhos, lista de materiais, folhas de dados dos dispositivos, certificados correspondentes e registro de ensaio de rotina |
Este exemplo omite intencionalmente as especificações numéricas. Esses valores devem ser obtidos a partir dos cálculos do projeto referentes aos módulos, ao inversor, ao ambiente e à engenharia, e não de um artigo reutilizável.
Rejeite estes atalhos de seleção incompletos
- “Escolha uma caixa de 1000 V para um sistema de 1000 V.” A tensão máxima corrigida e a especificação nominal de cada componente ainda precisam ser verificadas.
- “Use uma única corrente de fusível para todos os módulos.” A corrente do módulo, a corrente nominal máxima do fusível em série, o condutor, o porta-fusível e as regras de projeto variam.
- “Toda caixa externa deve ser IP65.” O ambiente do local e todos os requisitos de desempenho do invólucro devem ser especificados.
- “Todas as strings podem compartilhar uma saída.” O agrupamento de MPPTs e os limites de corrente do inversor podem impedir isso.
- “DPS Tipo 2” é uma especificação completa do DPS. Ucpv, modos, correntes de descarga, Up, comportamento em curto-circuito e coordenação ainda precisam ser definidos.
- “Os certificados dos componentes certificam a caixa completa.” As evidências dos componentes e do conjunto têm escopos distintos.
Lista de verificação final para a solicitação de cotação da caixa combinadora fotovoltaica
Antes de solicitar uma cotação, anexe:
- Folhas de dados do módulo e do inversor
- Diagrama unifilar aprovado ou proposto
- Tabela de strings e atribuição dos MPPTs
- Cálculo da tensão máxima corrigida da string
- Análise da corrente de projeto e da corrente reversa
- Topologia exigida de entradas/saídas
- Decisão sobre a proteção das strings e dados de coordenação
- Campos de seleção do DPS
- Função de manobra/seccionamento/proteção na saída
- Tabela dos cabos de entrada e saída
- Requisitos ambientais e do invólucro
- Requisitos de monitoramento e alimentação auxiliar
- País de destino e norma/esquema de certificação aplicável
- Requisitos de desenhos, ensaios, identificação, embalagem e peças sobressalentes
Envie a tabela preenchida para sales@vioxsolar.com a fim de discutir uma configuração VIOX. Qualquer modelo ou conjunto proposto deverá então ser analisado pelo engenheiro responsável em relação aos documentos controlados do projeto.
Perguntas frequentes
Quantas strings uma caixa combinadora pode receber?
O número de entradas físicas varia conforme o modelo, mas o agrupamento elétrico aceitável depende da arquitetura dos MPPTs, da corrente, das proteções, dos terminais, dos condutores internos e das especificações nominais da saída.
Uma caixa combinadora fotovoltaica deve usar fusíveis ou disjuntores?
Escolha com base na função exigida e no estudo de coordenação. Fusíveis fotovoltaicos são comuns para a proteção compacta de strings; disjuntores CC adequados podem oferecer proteção rearmável e manobra. Nenhuma das opções é automaticamente correta para todos os locais.
Qual tensão nominal devo escolher?
Use a tensão máxima calculada para o projeto na menor temperatura de projeto e verifique cada componente em série, a configuração dos polos e os requisitos de isolação do conjunto em relação a esse valor.
O monitoramento é necessário?
Não em todos os projetos. Ele é mais útil quando se exige visibilidade individual das strings, indicação remota de falhas ou integração de dados no nível da planta. Especifique os canais e as saídas exatos.
O fornecedor pode calcular tudo apenas com a potência do módulo?
Não. A potência do módulo, isoladamente, não determina o comportamento da Voc com a temperatura, a Isc, o limite do fusível em série, o comprimento da string, a exposição a fontes em paralelo, o agrupamento dos MPPTs nem os requisitos do local.
