太阳能电池板博客
为光伏系统选型合适的保险丝
为光伏系统选型合适的保险丝 Jul 12, 2022

介绍

正确确定光伏 (PV) 系统保险丝的尺寸对于这种可再生能源的安全、可靠和长期运行至关重要。与典型的配电和控制应用不同,光伏系统中的熔断器受制于独特的条件。长时间暴露于环境因素会产生异常的环境温度,进而影响保险丝性能、导体选择和尺寸。此外,与通常根据连续负载确定尺寸的传统电路不同,PV 模块会产生连续电流,因此在确定保险丝尺寸时需要额外考虑。考虑到这些条件,需要一种独特的方法来确定光伏系统中熔断器的尺寸。

何时熔断,何时不熔断

NEC 第 690.9(A) 条规定了保护光伏系统免受过电流影响的要求。需要熔断器来保护电缆和光伏模块免受线路、线路接地和失配故障的影响。唯一的目的是在发生过流事件时防止火灾并安全地打开故障电路。但是,在某些情况下不需要熔断,其定义如下:

单串串(不需要熔断器)

平行的两根弦(不需要熔断)

三个或更多串并联(需要熔断器)

为系统的部件选择合适的保险丝

通常,在一个完整的太阳能发电系统中,可以在不同的组件之间添加保险丝,例如从太阳能电池板阵列到充电控制器、控制器-电池组、电池组-逆变器。

对于单元的每个部分,保险丝的要求可能不同,具体的额定值取决于这些单元和电线的安培数。

太阳能电池板熔断

通常,那些超过 50 瓦的太阳能电池板有 10 条规格的电线,能够处理高达 30 安培的电流。如果您有超过 3 个并联的面板,每个面板的电流最高可达 15 安培,那么一个面板中的短路可以将所有 40-60 安培的电流引向该短路面板。这将导致通向该面板的电线远远超过 30 安培,从而导致该电线对可能着火。在并联面板的情况下,每个面板都需要一个 30 安培的保险丝。如果您的面板小于 50 瓦,并且仅使用 12 号线,则需要 20 安培的保险丝。

并口/汇流箱熔断器

在并联系统中,使用汇流箱将熔断器/断路器固定在每个面板上。在确定这种“组合”保险丝/断路器的尺寸时,我们必须首先根据我们的特定面板确定最坏情况下的电流。

如果我们以介绍部分中的 195 瓦 12V 面板为例,并查看短路电流 (Isc),我们会看到它的额定值为 12.23 安培。

国家电气规范 (NEC) 还要求如果负载是连续的,则添加 25% 的系数,因此每个面板的数字增加到 15.28 安培。如果这个并联组中有 4 个面板,那么组合电流理论上可以高达 61.15 安培。

在我们的示例中,从汇流箱到充电控制器的 8 AWG 线组(最小)就足够了,因为它可以处理 60 安培的电流。在这种情况下,应使用 60 安培保险丝或断路器来保护此线组。这也与所选充电控制器的最大容量一致。

将控制器充电至电池保险丝/断路器

使用脉宽调制 (PWN) 充电控制器,流入和流出控制器的最坏情况安培数相同,因此保险丝和电线尺寸可以匹配。例如,我们建议为 60A PWM 充电控制器使用 60 安培保险丝/断路器,将其放在设备和电池组之间。

电池保险丝/断路器到逆变器

从电池到逆变器的接线和熔断器至关重要,因为这是电流最多的地方。与充电控制器案例类似,推荐的电线和保险丝应从逆变器手册中获得。我们已经在其正极电缆上准备了一个保险丝座,它能够容纳 50 安培的电流。一个典型的 600 瓦 12V 纯符号波逆变器连续消耗高达 50 安培的电流,在这种情况下,需要一根能够达到 55-60A 的电缆,至少需要一根 6 AWG 的电线。

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