即使是單個太陽能電池板與建筑物的電源相連也需要一些專門針對光伏技術(shù)的專用布線組件。典型的屋頂應(yīng)用需要將多個面板串在一起并將它們連接到系統(tǒng)電子設(shè)備,最終連接到主電源系統(tǒng)。
任何固定PV安裝都包含一些關(guān)鍵組件。將至少有一個太陽能電池板,并且需要DC-AC轉(zhuǎn)換電子器件以將收集的能量饋送到標(biāo)準(zhǔn)家用電線或電網(wǎng)中。顯然,系統(tǒng)也需要互連,并且存在各種布線產(chǎn)品以幫助實(shí)現(xiàn)從面板到電負(fù)載的連接。
對于住宅或工業(yè)屋頂太陽能系統(tǒng),需要特別注意監(jiān)管要求。在美國,最低基線是國家電氣規(guī)范(NEC),但許多其他州和地方法規(guī)可能適用,必須在任何系統(tǒng)設(shè)計或安裝之前查閱。一旦確定了最低適用位置規(guī)定,就可以指定系統(tǒng)組件。第二個考慮因素是布線系統(tǒng)的長期可靠性,考慮到組件將在戶外并受到潛在的惡劣條件的影響。還需要考慮對防風(fēng)雨的需求。例如,NEC要求PV布線絕緣必須具有90°C,日光和耐濕性。這包括每根電線的連接器端。
建立連接
安裝光伏系統(tǒng)的人工成本是很重要的,很可能是許多配置的整體系統(tǒng)成本的最大部分。因此,可以節(jié)省時間的硬件和布線將限制初始安裝期間以及任何未來維護(hù)事件的人工成本。
對于許多PV板,第一個連接可能由制造商確定。許多供應(yīng)商生產(chǎn)的面板已經(jīng)組裝好了接線盒。雖然方便,但這將預(yù)先確定必須用于連接面板的接線連接器系統(tǒng)。 Amphenol Helios H4,Molex SolarSpec和TE Connectivity SOLARLOK是三種流行的選擇。
在某些情況下,可以使用需要使用面板接線盒的裸面板。除了提供防風(fēng)雨外殼以連接面板內(nèi)的太陽能電池總線并提供連接到其余布線以進(jìn)行安裝的裝置外,面板接線盒還應(yīng)包含用于安全的保險絲和用于確保電流的二極管嚴(yán)格不在小組范圍內(nèi)。
SOLARLOK A99646-ND面板安裝接線盒可用于帶有多達(dá)四個接觸導(dǎo)軌箔的太陽能電池板。包括三個SL1010保護(hù)二極管。外部連接采用直接導(dǎo)線,可靈活選擇下游接線組件。通過使用3M VHB膠帶粘合劑(例如?-in),可以簡化將接線盒(如圖1所示)連接到太陽能電池板上。 3M6468-ND。
圖1:TE Connectivity的SOLARLOK A99646-ND面板安裝接線盒。
在每個面板的接線盒之外,接線必須至少將收集的能量傳遞給負(fù)載。通常,系統(tǒng)更復(fù)雜,幾個單獨(dú)的面板串在一起。除了最小的屋頂太陽能裝置之外,連接多個面板是必不可少的部分并且是主要考慮因素。對于面板的串聯(lián)互連,有連接器鍵入并按極性標(biāo)記。對于10-AWG線,公和母正側(cè)耦合器(如圖2所示)的部件號分別為A98825-ND和A98829-ND。 A98826-ND和A99561-ND用于負(fù)極性側(cè)。
圖2:SOLARLOK A98825-ND公陽性鍵控電纜耦合器。
接地是任何電氣系統(tǒng)的一個非常重要的方面,因?yàn)樗谑彝獠⑶冶┞对谔鞖夂烷W電中,所以不會比光伏系統(tǒng)更重要。簡化接地連接避免了忽視它們的任何可能性,并且還降低了安裝的勞動力成本。 SOLARLOK A97546-ND接地夾(如圖3所示)是一種簡單有效的解決方案。通過用手夾住塑料外殼,可以固定10到12 AWG的堅固的非絕緣地線。接地線在一個短的單步驟中接觸和終止,無需任何工具。通過使用螺絲刀簡單地將夾子撬回其原始打開位置,可以在維護(hù)期間釋放電線。
圖3:SOLARLOK A97546-ND接地夾。
雖然連接器是鍵控的,以確保面板和電子設(shè)備的準(zhǔn)確互連,但電氣規(guī)范還要求對不同位置進(jìn)行特定標(biāo)記。由于可能存在危險電壓,NEC要求標(biāo)記斷開點(diǎn)以確保在進(jìn)行任何未來維修時采取適當(dāng)?shù)念A(yù)防措施。 SD1000-ND太陽能斷開標(biāo)簽(如圖4所示)采用抗紫外線油墨印刷,并采用專為抵御惡劣環(huán)境暴露而設(shè)計的粘合劑。還應(yīng)用外涂層以提供額外的紫外線防護(hù)。
圖4:SOLARLOK SD1000-ND太陽能斷路標(biāo)簽。
也可提供符合或超過NEC和歐盟標(biāo)準(zhǔn)的認(rèn)可電線。 TE Connectivity的太陽能電纜有三種規(guī)格--10,12和14.導(dǎo)線結(jié)構(gòu)是雙層絕緣,帶聚烯烴護(hù)套。數(shù)量適用于10-AWG尺寸的100,500或1,000英尺的各種尺寸的太陽能裝置。 A97543-100-ND是100英尺。 UL列出的最大10-AWG電纜的數(shù)量為600 V.更大的2,500英尺。卷可用于較小的14-AWG電線。
SOLARLOK連接器采用金屬接觸端銷,通過壓接連接到太陽能電纜。這些組件最適合與連接器一起使用的工具。 A98836-ND是SOLARLOK壓接工具,適用于10至12 AWG電線尺寸的連接器。
當(dāng)使用多個面板串時,可以通過使用匯流箱來互連和保護(hù)這些面板。 SOLARLOK A103886-ND組合箱最多可容納五串面板。太陽能電纜輸入側(cè)由10個預(yù)端接的SOLARLOK連接器組成。匯流箱用于將SOLARLOK接線和連接轉(zhuǎn)換為輸出端的標(biāo)準(zhǔn)家用電線。此盒子有四個敲擊孔,帶有標(biāo)準(zhǔn)鎖定片,安裝槽和輸出側(cè)的預(yù)接線夾。
圖5:SOLARLOK A103886-ND五串組合箱。
SOLARLOK匯流箱提供帶有內(nèi)部透明前蓋的鉸鏈蓋,增加了安全性。內(nèi)部有五個預(yù)接線保險絲盒和一個接地端子塊。
屋頂太陽能裝置近年來引起了極大的興趣。雖然在效率和每瓦成本方面對基礎(chǔ)太陽能電池技術(shù)的關(guān)注很多,但布線和互連組件不僅是必不可少的,而且是任何永久性太陽能裝置的主要設(shè)計考慮因素。
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