Para determinar as especificações adequadas da caixa combinadora solar, a configuração do projeto de todo o sistema deve ser analisada. O número de painéis solares (ou strings de componentes), os parâmetros elétricos (como tensão de circuito aberto, corrente de curto-circuito), os parâmetros de entrada e o número de inversores são a base principal para determinar a seleção da caixa combinadora.
A caixa combinadora fotovoltaica é um componente essencial do sistema fotovoltaico que conecta os strings fotovoltaicos ao inversor. Sua principal função é coletar a energia CC de vários strings fotovoltaicos e fornecer proteção e isolamento contra sobrecorrente. A seleção do tamanho correto da caixa combinadora é crucial para a operação segura e eficiente do sistema. Este guia explicará em detalhes como selecionar a caixa combinadora correta com base nos parâmetros do sistema.
Vamos nos aprofundar no assunto!
Etapas para dimensionar uma caixa combinadora solar
Veja a seguir as etapas que você precisa seguir para selecionar a caixa combinadora correta.
Etapa 1: Determinar a tensão máxima do sistema
Em primeiro lugar, você precisa determinar a quantidade máxima de tensão produzida pelo sistema. Ela é calculada da seguinte forma:
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Localizar parâmetros: Encontre o Tensão de circuito aberto (Voc) e o Coeficiente de temperatura de Voc na folha de dados técnicos do módulo fotovoltaico (PV) (painel solar).
PV Dados elétricos do módulo
PV Características de temperatura do módulo
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Determine a temperatura ambiente mais baixa esperada: Identifique a temperatura ambiente historicamente mais baixa registrada para o local da instalação. Isso é fundamental porque a tensão do módulo fotovoltaico aumenta à medida que a temperatura diminui.
- Calcule a tensão máxima do módulo com correção de temperatura: Use a fórmula a seguir para encontrar a tensão máxima que um único módulo pode atingir na temperatura mais baixa:
Tensão máxima do módulo (Vmax_module) = Voc × [1 + (βVoc / 100) × (temperatura ambiente mais baixa esperada - temperatura STC)]
Observação: A temperatura das condições de teste padrão (STC) é normalmente 25°C. Certifique-se de que as unidades de βVoc estejam sendo aplicadas corretamente (geralmente são fornecidas em %/°C e costumam ser um valor negativo). Se βVoc for fornecido em V/°C, a fórmula se ajustará de acordo: Vmax_module = Voc + [βVoc × (temperatura ambiente mais baixa esperada - temperatura STC)].
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Calcule a tensão máxima da cadeia de caracteres (tensão máxima do sistema): Multiplique a tensão máxima de um único módulo pelo número de módulos conectados em série em uma string:
Tensão máxima do sistema (Vmax_system) = Vmax_module × Número de módulos por string
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Selecione a classificação de tensão da caixa combinadora:
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A classificação de tensão CC da caixa combinadora, bem como de todos os componentes dentro dela (como porta-fusíveis, disjuntores e chave de desconexão), deve ser maior ou igual a a tensão máxima do sistema calculada (Vmax_system).
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As classificações de tensão CC padrão comuns para caixas combinadoras incluem 600Vcc, 1000Vcc e 1500Vcc. Selecione a classificação padrão que atenda ou exceda o Vmax_system calculado. Garanta sempre a conformidade com os códigos e padrões elétricos locais.
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Etapa 2: Determine a classificação do dispositivo de proteção contra sobrecorrente de string (OCPD)
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Encontre os parâmetros: Encontre o corrente de curto-circuito (Isc) e a classificação máxima do fusível em série (classificação máxima do fusível em série) da folha de dados técnicos do módulo fotovoltaico.
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Calcule a corrente nominal mínima do OCPD necessária para uma única string:
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De acordo com as especificações do setor (como a NEC 690.9(A)), a classificação do dispositivo de proteção de string (fusível ou disjuntor CC) geralmente se baseia na corrente de curto-circuito (Isc) do módulo e é multiplicada por um fator de segurança. O método de cálculo comumente usado é:
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Classificação mínima do OCPD = Isc × 1,56 (Esse fator de 1,56 é baseado na carga contínua de 1,25 vezes do NEC e em um adicional de 1,25 vezes da saída fotovoltaica, ou seja, 1,25 × 1,25 = 1,56, que é usado como base para a capacidade de transporte de corrente da linha e para o cálculo de seleção do OCPD). Em algumas normas simplificadas ou específicas, também é possível usar diretamente Isc × 1,25 como referência de classificação mínima. É altamente recomendável seguir os requisitos do código elétrico local.
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Selecione uma classificação OCPD padrão:
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Selecione um padrão fusível ou disjuntor de classificação que seja maior ou igual para a classificação mínima calculada na etapa anterior.
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Restrição importante: A classificação OCPD selecionada não deve exceder a classificação máxima do fusível em série indicada na folha de dados do módulo. Se o resultado calculado exceder esse valor, pode haver um problema com o projeto do sistema (por exemplo, seleção inadequada do módulo ou configuração da string).
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Determine o número de OCPDs necessários na caixa combinadora:Igual ao número de strings fotovoltaicas que precisam ser conectadas a essa caixa combinadora no sistema.
Etapa 3: Determine a corrente nominal total da caixa combinadora
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Calcule a corrente de saída total da caixa combinadora:
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A corrente de saída contínua máxima teórica é de aproximadamente: número de strings × corrente de ponto de potência máxima (Imp) de uma única string.
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Uma consideração mais conservadora ou baseada na OCPD é: número de strings × corrente nominal do OCPD de string único selecionado (esse método leva em conta a capacidade do dispositivo de proteção).
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Ao selecionar, a caixa combinadora terá um corrente nominal máxima que não pode ser excedido. Essa classificação deve ser maior ou igual à corrente total que se espera que a caixa combinadora carregue.
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Verifique a classificação de corrente da caixa combinadora:
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Certifique-se de que a classificação máxima de corrente marcada na caixa combinadora selecionada atenda aos requisitos. Por exemplo, se uma caixa combinadora for projetada para acomodar 6 strings e cada string usar um fusível de 15A, a capacidade total de transporte de corrente da caixa combinadora deverá ser de pelo menos 6 x 15A = 90A, ou com base no cálculo de Imp e considerando uma certa margem.
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Etapa 4: Selecione outras características da caixa combinadora
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Tipo de gabinete e nível de proteção (classificação NEMA/IP): Selecione o nível de proteção adequado com base no ambiente de instalação (interno/externo, umidade, poeira, corrosividade etc.), como NEMA 3R, 4X ou o nível IP correspondente.
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DC Desconectar Interruptor:
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De acordo com os regulamentos e os requisitos de projeto, a caixa combinadora geralmente requer uma chave seccionadora principal de CC ou um disjuntor principal para desconectar com segurança a conexão entre a caixa combinadora e o inversor.
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A tensão nominal dessa chave deve ser maior ou igual para a tensão máxima do sistema (Vmax_system).
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Sua corrente nominal deve ser maior ou igual para a corrente de saída total esperada da caixa combinadora (geralmente calculada com base na capacidade total de Imp ou OCPD com margem).
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Outros componentes: Também pode incluir dispositivos de proteção contra surtos (SPDs), unidades de monitoramento, etc., para garantir que as classificações desses componentes também atendam aos requisitos do sistema.
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Tamanho físico e método de acesso: Certifique-se de que a caixa tenha espaço suficiente para acomodar todos os componentes necessários (porta-fusíveis, disjuntores, spd, blocos de terminais, seccionadores etc.) e considere o método de acesso e o tamanho dos cabos.
Resumo e verificação:
Antes de finalizar o modelo da caixa combinadora, certifique-se de verificar os seguintes pontos:
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O Classificação de tensão CC da caixa combinadora e todos os componentes internos ≥ a tensão máxima do sistema (corrigido pela temperatura).
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A classificação de um dispositivo de proteção de string único (OCPD) é calculada com base em Isc × fator de segurança, arredondado para o valor padrão, e ≤ a classificação máxima do fusível em série do componente.
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O corrente nominal total da caixa combinadora é ≥ a corrente de saída máxima esperada (com base no Imp total ou na capacidade total da OCPD).
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O classificações de tensão e corrente da chave seccionadora principal (se houver) atendam aos requisitos.
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O nível de proteção do compartimento é adaptado ao ambiente de instalação.
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Conformidade com os códigos e padrões elétricos locais (como o IEC) é o princípio mais importante.
Coisas a considerar
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Necessidade de recursos de monitoramento
Você pode monitorar o desempenho de cada string ou de todo o sistema selecionando uma caixa combinadora com recursos de monitoramento integrados. Além disso, em algumas caixas combinadoras, é possível controlar remotamente a saída de cada string. Esse recurso incrível é extremamente útil para a solução de problemas e o controle de grandes parques solares.
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Tenha em mente a expansão
Se você planeja expandir seu painel solar no futuro, deve considerar a compra de uma caixa combinadora que tenha mais slots de entrada do que o necessário atualmente. Isso economizará seu tempo, dinheiro e esforço, e você poderá conectar convenientemente mais strings na mesma caixa combinadora quando necessário.
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Orçamento
O orçamento é uma consideração importante ao escolher o tamanho certo da caixa combinadora para o seu sistema. As caixas combinadoras com recursos avançados, como recursos de monitoramento e manuseio remoto, são mais caras do que as simples.
Dependendo de suas necessidades, você pode optar por uma caixa combinadora mais simples se for um projeto residencial. Entretanto, para instalações comerciais, a segurança e a longevidade são mais importantes do que alguns dólares. Para minimizar o tempo de inatividade e os custos de manutenção, escolha uma caixa combinadora com classificação mais alta.
Tamanhos de caixa combinadora padrão LETOP
A LETOP oferece várias séries de caixas combinadoras solares, sendo que cada série foi projetada especificamente para condições de instalação específicas e layouts comuns. Não importa em que condições seu projeto solar seja usado, ele se tornará mais fácil e mais eficiente.
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Caixa combinadora de 600V CC - Caixas combinadoras pequenas
A caixa combinadora de 600 V CC é a solução econômica da LETOP projetada para pequenos sistemas fotovoltaicos. Ela oferece 1-2 entradas de string e 1-2 saídas de string. Suporta tensão de sistema de 600 V CC. Também usa componentes de alta qualidade para fornecer proteção contra sobrecorrente e sobretensão. Essa string box é adequada para sistemas fotovoltaicos residenciais de telhado de 5kW-10kW ou comerciais de pequeno porte.
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Caixa combinadora de 1000V CC - Médio Caixas
A caixa combinadora de 1000 V CC foi projetada especificamente para soluções de combinação profissional. Ela suporta 1-4 entradas de string e 1-3 saídas de string. O suporte máximo para a tensão do sistema de 1000 V CC é fornecido. A classificação de proteção IP65 e o design otimizado de dissipação de calor garantem que o seu sistema opere de forma confiável em ambientes complexos. Você também pode escolher um sistema de monitoramento inteligente opcional. Essa string box atende totalmente aos requisitos para projetos fotovoltaicos de telhados residenciais e comerciais de 20kW-50kW de grande porte.
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Caixa combinadora de 1500V CC - Caixas combinadoras maiores
A caixa combinadora de 1500V CC é uma solução profissional projetada para grandes estações de energia em terra. A caixa combinadora pode suportar um máximo de 24 configurações de string e é adequada para tensões de até 1500 V CC. Ela apresenta um projeto de proteção de nível industrial, incluindo monitoramento de string, barramento RS485/protocolo MODBUS-RTU padrão, detecção de falha de arco e funções de desligamento rápido/interruptor de bombeiro. Componentes de alta qualidade e materiais de barramento de cobre são usados para garantir um desempenho estável. Além disso, o projeto inteligente de espaçamento térmico maximiza a dissipação de calor e aumenta a eficiência operacional do equipamento.
Palavras finais
De acordo com os requisitos do seu sistema, você pode escolher uma caixa combinadora de tamanho adequado. O tamanho geralmente é indicado pelo número de entradas de string que a caixa tem. A caixa também inclui suportes para fusíveis/disjuntores, espaços para SPDs e slots para outros componentes. Tudo o que precisa ser levado em conta é que as classificações de corrente e tensão de cada componente devem corresponder à corrente e à tensão de seu sistema. Além disso, você também pode aproveitar as opções de personalização oferecidas pela fabricante profissional para a instalação exclusiva de seu sistema.
