Щитки DC для сонячних панелей

Щитки DC призначені для комутації та захисту ліній постійного струму між сонячними панелями й інвертором. У корпусі можуть розміщуватися DC-автомати, вимикачі-роз’єднувачі, ПЗІП, запобіжники gPV, клеми та шини. Щоб правильно вибрати щиток DC для сонячної електростанції, потрібно врахувати кількість стрінгів, параметри фотомодулів, характеристики MPPT-входів і максимальну напругу системи.

Для чого потрібен щиток DC

Щиток постійного струму дозволяє відключити сонячний масив від інвертора, захистити обладнання від імпульсних перенапруг та організувати підключення одного або кількох стрінгів. У системах із паралельними лініями DC-щит також може захищати стрінги від зворотного струму. Конкретні функції залежать від установлених автоматів, запобіжників, ПЗІП і комутаційних пристроїв.

Де встановлюється DC-щиток

DC-щит встановлюють між сонячними панелями та фотоелектричними входами інвертора. Він може розташовуватися біля фотомодулів, поруч з інвертором або в окремому технічному приміщенні. Місце монтажу вибирають з урахуванням довжини сонячного кабелю, умов навколишнього середовища, доступності для обслуговування та допустимого ступеня захисту корпусу.

Щитки для різних типів інверторів

Щиток DC для мережевого, гібридного або автономного інвертора підбирають насамперед за параметрами його MPPT. Потрібно перевірити максимальну вхідну напругу, робочий діапазон MPPT, допустимий струм одного входу та граничний струм короткого замикання. Кількість виходів DC-щита повинна відповідати схемі розподілу стрінгів між трекерами інвертора.

Комплектація готового щитка DC

Готовий щиток DC може містити корпус, DIN-рейки, DC-автомат або вимикач-роз’єднувач, ПЗІП постійного струму, запобіжники gPV із тримачами, плюсові й мінусові клеми, розподільні шини та кабельні вводи. Перед купівлею потрібно перевірити фактичну комплектацію, кількість входів і виходів, номінали обладнання, полярність та допустимий переріз провідників.

DC-автомат і вимикач-роз’єднувач

Автоматичний вимикач DC може забезпечувати комутацію лінії та захист у межах характеристик конкретного пристрою. Його підбирають за робочою напругою, струмом, кількістю полюсів і вимикальною здатністю. Вимикач-роз’єднувач DC використовується переважно для ручного відключення сонячних панелей, але не завжди захищає від перевантаження або короткого замикання. AC-автомат не можна довільно встановлювати в коло постійного струму.

ПЗІП у щитку постійного струму

Щиток DC з ПЗІП обмежує імпульсні перенапруги, які можуть виникати в кабелях фотоелектричної системи. ПЗІП DC не замінює автоматичний вимикач, запобіжники або зовнішній блискавкозахист. Пристрій підбирають за максимальною напругою сонячного масиву, конфігурацією полюсів, системою заземлення та умовами встановлення електростанції.

Запобіжники gPV для сонячних стрінгів

Запобіжники gPV застосовують для захисту стрінгів від зворотного струму, який може надходити від інших паралельно підключених ліній. Вони потрібні не в кожній системі: необхідність визначають за кількістю паралельних стрінгів, струмом Isc і максимально допустимим серійним струмом запобіжника фотомодуля. Тримачі повинні відповідати типорозміру вставки, номінальній напрузі та струму.

Кількість стрінгів і MPPT

Щитки DC можуть бути розраховані на один, два, чотири або більше стрінгів. Стрінг складається з послідовно з’єднаних панелей: їхні напруги сумуються, а струм залишається на рівні одного модуля. При паралельному об’єднанні однакових стрінгів сумується струм. Отримані значення не повинні перевищувати допустимі параметри MPPT-входу інвертора, шин, кабелів і захисних апаратів.

Максимальна напруга щитка DC

Номінальна напруга DC-щита та всіх його компонентів повинна бути не нижчою за максимальну напругу фотоелектричного масиву. Для розрахунку використовують сумарне значення Voc панелей у стрінгу з урахуванням його зростання за низької температури. Щиток DC на 600, 1000 або 1500 В вибирають не лише за номіналом інвертора, а за фактичною конфігурацією панелей.

Як визначити робочий струм

Струм одного стрінга визначають за показниками Imp та Isc сонячної панелі. Якщо стрінги об’єднані паралельно, їхні струми сумуються. За отриманими параметрами підбирають DC-автомати, запобіжники, шини, клеми та переріз кабелю. Додатково потрібно перевірити максимальний робочий струм і допустимий струм короткого замикання MPPT-входу.

Полярність, клеми та підключення

У щитку постійного струму необхідно дотримуватися полярності «плюс» і «мінус». Схема підключення багатополюсного DC-автомата залежить від його конструкції, тому провідники потрібно приєднувати відповідно до позначень виробника. Клеми, шини й розподільні блоки повинні витримувати сумарний струм та напругу, а їхні затискачі — відповідати перерізу сонячного кабелю.

Корпус і ступінь захисту IP

Корпус щитка DC може бути пластиковим або металевим, із прозорими чи непрозорими дверцятами. Для сухого приміщення підходять моделі з базовим захистом, а для зовнішнього монтажу потрібен герметичний щиток DC, стійкий до пилу, вологи й ультрафіолету. Заявлений клас IP зберігається лише за правильно встановлених сальників, ущільнень та закритих дверцят.

Кабельні вводи та роз’єми MC4

Для підключення стрінгів використовують герметичні кабельні вводи або панельні роз’єми. Щиток DC з MC4 спрощує комутацію, однак потрібно перевіряти допустиму напругу, струм і сумісність конекторів. Роз’єми різних виробників не завжди можна з’єднувати між собою. Сонячний кабель підбирають за струмом, довжиною лінії, напругою системи та умовами прокладання.

Щиток DC і щиток AC

DC-щит працює між фотомодулями та інвертором, тоді як щиток AC встановлюється у колі змінного струму на вході або виході інвертора. Апарати AC і DC відрізняються допустимою напругою, полярністю та способом гасіння електричної дуги. Тому автомати, ПЗІП і вимикачі для різних типів струму не є взаємозамінними без прямої вказівки виробника.

Як вибрати щиток DC

Перед вибором потрібно визначити кількість панелей у стрінгу, значення Voc, Imp та Isc, кількість паралельних ліній і параметри кожного MPPT. Далі підбирають DC-автомат або роз’єднувач, ПЗІП, запобіжники gPV, клеми, шини та корпус. Готовий щиток DC повинен відповідати напрузі системи, сумарному струму, кількості входів і виходів, перерізу кабелів та умовам монтажу.

Від чого залежить ціна щитка DC

Ціна щитка DC залежить від максимальної напруги, кількості стрінгів, робочого струму, ступеня IP та розміру корпусу. На вартість також впливають DC-автомати, вимикачі-роз’єднувачі, ПЗІП, запобіжники gPV, тримачі, шини, клеми, MC4 і внутрішня комутація. Порівнювати готові щитки потрібно за фактичною комплектацією та сумісністю з параметрами сонячних панелей і інвертора.