A kotak penggabung surya mengumpulkan keluaran dari beberapa string atau inverter fotovoltaik dan menyalurkannya melalui satu atau lebih konduktor pengumpan (feeder) yang lebih besar. Pada susunan DC, kotak ini memusatkan sekring string, pelindung lonjakan arus, isolasi, dan pemantauan opsional. Pada sisi AC, pemgumpul menggabungkan keluaran inverter dengan pemutus arus (breaker) dan busbar berperingkat AC. Panduan ini menjelaskan fungsi, penentuan ukuran, komponen, persyaratan enklosur, dan spesifikasi proyek dari kotak penggabung PV.
Video teknik netral
Further viewing: The Engineering Mindset — How Three Phase Electricity works – The basics explained. This video provides background principles; it does not specify LBAJI equipment ratings or replace a project design.
Apa itu Kotak Penggabung dalam Sistem Tenaga Surya?
Susunan skala utilitas dan komersial berisi banyak rangkaian (string) paralel. Menjalankan setiap rangkaian secara langsung ke inverter sentral dapat menciptakan kabel yang berlebihan. Kotak penggabung DC mengakhiri beberapa pasang rangkaian, memberikan perlindungan, dan menggabungkannya ke dalam satu keluaran positif dan negatif yang umum. Keluaran tersebut kemudian memasok daya ke inverter atau tahap pengumpulan DC.
Kombiner tidak meningkatkan produksi energi dan tidak boleh ditambahkan tanpa tujuan. Sistem perumahan kecil dengan beberapa *string* dan inverter yang memiliki proteksi terintegrasi mungkin tidak memerlukan kotak terpisah. Arsitektur susunan dan kode yang berlaku menentukan persyaratannya.
Kotak Penggabung DC vs Kotak Penggabung AC
Penggabung PV DC
DC combiner menangani arus searah (DC) fotovoltaik sebelum inverter. Komponen harus diberi peringkat untuk tegangan PV maksimum, arus kontinu, arus balik, polaritas, and pemutusan busur api DC. Peralihan DC lebih menuntut daripada peralihan AC yang setara karena arus tidak memiliki titik nol alami.
Kotak penggabung AC
Sebuah AC combiner menggabungkan keluaran dari inverter string atau sumber AC lainnya. Alat ini menggunakan pemutus arus AC atau sakelar sekering, busbar, pemeteran, dan pelindung lonjakan arus yang disesuaikan dengan tegangan, frekuensi, dan tingkat gangguan. Perangkat yang memiliki spesifikasi AC tidak boleh dianggap cocok untuk sisi DC.
LBAJI menawarkan Kotak bus DC fotovoltaik LHLX-PV24/Z/D untuk koleksi DC dan Kotak bus AC fotovoltaik LHLX-AC untuk agregasi AC.
Tabel Perbandingan dan Pemilihan Cepat
Gunakan tabel ini sebagai tinjauan singkat mengenai keputusan utama teknik dan pengadaan yang dijelaskan dalam artikel.
| Area keputusan | Makna praktis | Apa yang harus diverifikasi |
|---|---|---|
| Apa itu Kotak Penggabung dalam Sistem Tenaga Surya? | Susunan skala utilitas dan komersial berisi banyak rangkaian paralel. | Menjalankan setiap rangkaian kabel secara langsung ke inverter pusat dapat menimbulkan kabel yang berlebihan. |
| Kotak Penggabung DC vs Kotak Penggabung AC | Sebuah DC combiner menangani arus searah fotovoltaik sebelum inverter. | Komponen harus dinilai untuk tegangan PV maksimum, arus kontinu, arus balik, polaritas, dan pemutusan busur DC. |
| Komponen Utama Kotak Penggabung PV DC | Sekring string melindungi modul dan konduktor terhadap arus balik dari string paralel. | Peringkat tegangan, peringkat arus, kapasitas pemutusan DC, dan kelas sekring fotovoltaik harus sesuai dengan sistem. |
| Contoh: Penggabung DC 16-Saluran | Asumsikan 16 string paralel, masing-masing dengan arus hubung singkat 14A. | Sebelum menerapkan faktor koreksi khusus proyek, arus hubung singkat total adalah 224 A. |
| Persyaratan Kandang dan Lingkungan | Kotak penggabung luar ruangan menghadapi panas matahari, sinar UV, hujan, debu, kondensasi, garam, dan fluktuasi suhu yang besar. | Tentukan peringkat IP atau NEMA yang sesuai, bahan tahan UV, kelas korosi, sistem gasket, dan saluran pembuangan yang dapat bernapas atau pendekatan anti-kondensasi jika diperlukan. |
Komponen Utama Kotak Penggabung PV DC
Sekering tali
Sekering string melindungi modul dan konduktor dari arus balik dari string paralel. Peringkat tegangan, peringkat arus, kapasitas pemutusan arus searah (DC), dan kelas sekering fotovoltaik harus sesuai dengan sistem. Penentuan ukuran sekering mempertimbangkan peringkat sekering seri maksimum modul, arus hubung singkat string, faktor koreksi, dan peraturan setempat.
Perangkat pelindung lonjakan arus DC
SPD membatasi tegangan lebih transien akibat petir dan switching. Pilih Tipe 1, Tipe 2, atau perlindungan kombinasi dari desain proteksi petir dan lokasi pemasangan. Tegangan kerja kontinu maksimum harus melebihi tegangan sirkuit terbuka terburuk susunan, termasuk koreksi suhu rendah.
Sakelar pemutus arus DC
Pembaris pemutus beban menyediakan isolasi untuk pemeliharaan. Perangkat ini harus memiliki peringkat DC untuk tegangan sistem, arus, kutub, dan kategori penggunaannya. Penguncian gagang dan indikasi posisi yang terlihat membantu menetapkan status operasional yang jelas.
Pemantauan
Sensor arus string, pengukuran tegangan, status SPD, posisi sakelar, suhu, dan komunikasi dapat mengidentifikasi string yang berkinerja buruk atau proteksi yang gagal. Pemantauan meningkatkan diagnosis tetapi tidak menggantikan proteksi kelistrikan.
Cara Menentukan Ukuran Kotak Penggabung Tenaga Surya (Solar Combiner Box)
- Konfirmasi jumlah maksimum string paralel dan data kelistrikan modul.
- Hitung tegangan sistem maksimum menggunakan tegangan rangkaian terbuka modul dan suhu lokasi minimum.
- Hitung arus rangkaian dan arus gabungan menggunakan arus hubung singkat dan faktor koreksi yang diperlukan.
- Periksa arus balik maksimum dan peringkat sekering seri modul.
- Pilih sekring tali, pemegang, dan pemutus dengan peringkat DC yang terverifikasi.
- Ukur busbar dan kabel keluaran untuk arus kontinu dan kenaikan suhu.
- Periksa arus gangguan DC yang tersedia dan kemampuan pemutusan komponen.
- Definisikan saluran pemantauan, komunikasi, dan daya bantu.
Contoh: Penggabung DC 16-Saluran
Asumsikan 16 string paralel, masing-masing dengan arus hubung singkat 14 A. Sebelum menerapkan faktor koreksi khusus proyek, total arus hubung singkat adalah 224 A. Arus desain kontinu, rating sekring, sakelar keluaran, dan kabel tidak dapat dipilih berdasarkan 224 A saja; terapkan aturan PV yang berlaku, penurunan derating suhu, pengelompokan konduktor, dan batas komponen. Tegangan DC maksimum harus dihitung pada suhu modul terendah yang diharapkan.
Persyaratan Kandang dan Lingkungan
Kotak penggabung luar ruangan menghadapi panas matahari, sinar UV, hujan, debu, kondensasi, garam, dan fluktuasi suhu yang besar. Tentukan peringkat IP atau NEMA yang sesuai, bahan yang tahan terhadap sinar UV, kelas korosi, sistem gasket, dan pendekatan saluran pembuangan yang dapat bernapas atau anti-kondensasi jika diperlukan. Angka IP yang tinggi tidak dapat menggantikan kelenjar kabel yang dirancang dengan buruk atau pintu yang dibuka saat hujan.
Desain termal penting karena sekring, terminal, dan SPD menghasilkan panas sementara radiasi surya meningkatkan suhu enklosur. Komponen harus diberi jarak untuk pembuangan panas dan diberi peringkat untuk suhu internal. Baja tahan karat, baja berlapis, dan polimer rekayasa masing-masing memiliki sifat korosi, panas, dan mekanis yang berbeda.
Pengawatan, Polaritas, dan Pembumian
Gunakan kabel, konektor, dan kelenjar berperingkat PV dengan voltase, suhu, dan peringkat UV yang diperlukan. Pertahankan polaritas dari string ke keluaran dan pisahkan konduktor positif dan negatif. Kencangkan terminal dengan alat yang dikalibrasi dan sediakan pelepas ketegangan. Ikatan pelindung pada enklosur logam dan jalur pembumian SPD harus pendek dan langsung. Pembumian konduktor sistem bergantung pada topologi inverter dan persyaratan setempat.
Desain Penggabung AC
Sebuah *combiner* surya AC menerima beberapa jalur pengumpan inverter dan menyalurkan daya ke trafo atau papan distribusi utama. Arus busbarnya mengikuti keluaran inverter dan diversitas, sementara tingkat gangguan mencakup kontribusi dari jaringan dan sumber lainnya. Pilih pemutus arus, busbar, CT, SPD, dan rumah penutup untuk tugas AC serta koordinasikan dengan perlindungan inverter dan switchgear hulu.
Pada skala utilitas, keluaran AC yang dikumpulkan dapat dialirkan ke substasiun tipe kotak energi baru 35 kV untuk transformasi tegangan dan penyambungan jaringan. Peringkat combiner, inverter, transformer, dan switchgear tegangan menengah (MV) harus dikembangkan dari satu studi sistem.
Uji Pabrik dan Lapangan
- Pemeriksaan visual dan pengawatan terhadap gambar yang disetujui.
- Pemeriksaan torsi terminal dan tarikan konduktor.
- Uji tahanan isolasi dan dielektrik sebagaimana mestinya.
- Verifikasi polaritas dan kontinuitas.
- Pemeriksaan fungsional sekring, SPD, sakelar, dan pemantauan.
- Pemetaan komunikasi dan simulasi alarm.
- Inspeksi rumah pelindung dan gasket.
- Pemeriksaan termal setelah beroperasi pada beban representatif.
Kesalahan Umum dalam Seleksi
- Menggunakan pemutus arus AC atau sakelar pada sirkuit DC tanpa peringkat DC yang terverifikasi.
- Mengabaikan peningkatan tegangan sirkuit terbuka modul akibat suhu dingin.
- Memilih sekering hanya dari arus pengoperasian normal.
- Menggunakan peringkat penutup yang tidak mencerminkan kelenjar dan pemasangan.
- Membuat kabel pembumian SPD induktif yang panjang.
- Mencampur merek atau jenis konektor tanpa persetujuan kompatibilitas.
- Menghilangkan kabel cadangan, memantau saluran atau kapasitas masa depan dari desain.
Kotak penggabung multi-keluaran dan terpantau
Array besar dapat menggunakan beberapa keluaran gabungan atau pemantauan arus-string untuk menemukan string yang kinerjanya rendah dan mengalami gangguan. Saluran pemantauan, komunikasi, dan catu daya bantu harus tahan terhadap lingkungan luar ruangan dan lonjakan arus yang sama seperti sirkuit daya. Jumlah masukan saja tidak menentukan kapasitas yang dapat digunakan.
Informasi yang diperlukan untuk memilih pengkombinasi PV
Berikan Voc modul, Isc dan koefisien suhu, rangkaian paralel, suhu minimum lokasi, tegangan maksimum sistem, masukan inverter, ukuran konduktor, susunan pembumian, dan lingkungan penutup. Masukan ini menentukan sekering DC, isolator, SPD, busbar, gland, dan rating terminal keluaran.
Referensi teknis dan bacaan lebih lanjut
Sumber-sumber independen berikut mendukung standar, terminologi, perhitungan, dan konteks keselamatan yang dibahas dalam panduan ini:
- Sumber daya fotovoltaik surya Departemen Energi AS — Tinjauan pemerintah tentang teknologi fotovoltaik dan bagaimana sistem PV mengubah energi surya menjadi daya listrik.
- Persyaratan desain susunan fotovoltaik IEC 62548-1 — Persyaratan desain untuk pemasangan kabel, sistem pengalihan, pembumian, perlindungan kelistrikan, isolasi, dan keselamatan pada susunan panel surya.
- Persyaratan keselamatan kelistrikan OSHA — Konteks keselamatan untuk konstruksi kelistrikan dan peralatan distribusi yang terkait dengan sistem tenaga.
