Предисловие
«Купил инвертор, но не знаю, как его подключить?»
При покупке солнечной энергетической системы многие люди уделяют много времени сравнению мощности панелей и емкости аккумуляторов. Однако только во время установки они понимают, что наиболее важной и проблемной частью всей системы является проводка инвертора. Неправильная проводка может привести к чему угодно: от неисправности системы до повреждения оборудования или даже аварии.
Проводка инвертора делится на две основные части: сторону постоянного тока (от солнечной панели к инвертору) и сторону переменного тока (от инвертора к распределительному щиту дома). Она также включает в себя различные вспомогательные линии, такие как заземление, связь и мониторинг. Хотя эти термины могут показаться сложными для обычного пользователя, их несложно понять. В этой статье будет подробно объяснена проводка инвертора для домашней солнечной системы, показано, на что следует обратить внимание во время установки и что проверять при приемке.
Важно отметить, что подключение инвертора включает в себя электромонтажные работы и должно выполняться сертифицированным электриком или опытным установщиком. Цель этой статьи — помочь вам понять принципы и меры предосторожности при подключении, а не научить вас самостоятельно устанавливать инвертор.
I. Подключение постоянного тока: соединение солнечной панели с инвертором.
Солнечные панели генерируют постоянный ток (DC), который необходимо подключить к инвертору через линию постоянного тока. Эта часть проводки является наиболее уязвимой во всей системе из-за характеристик постоянного тока — даже при низких напряжениях риск поражения электрическим током значителен, а искрение постоянного тока трудно потушить самостоятельно.
Для начала обсудим последовательно-параллельное соединение солнечных панелей. В бытовых системах солнечные панели обычно подключаются к инвертору «цепочками». Каждая «цепочка» состоит из нескольких панелей, соединенных последовательно для образования токового пути, а затем несколько цепочек соединяются параллельно. Количество цепочек и количество панелей в каждой цепочке зависит от диапазона напряжения MPPT инвертора. Например, гибридный инвертор мощностью 6 кВт может иметь диапазон входного напряжения от 100 В до 500 В для каждого MPPT. Поэтому необходимо рассчитать количество панелей в каждой цепочке, исходя из напряжения холостого хода панелей, чтобы убедиться, что напряжение цепочки находится в допустимом диапазоне инвертора.
Многие неопытные установщики спрашивают: «Могу ли я самостоятельно установить новую плату?» Ответ — да, но есть определенные условия. Каждый инвертор имеет ограничения по максимальному входному току и максимальной входной мощности. Превышение этих ограничений может повредить инвертор или привести к снижению его мощности. Перед установкой новой платы лучше всего проконсультироваться с установщиком или производителем инвертора, чтобы подтвердить, есть ли у вашего существующего инвертора возможность расширения мощности.
Во-вторых, это подключение разъема MC4. Водонепроницаемые разъемы MC4 обычно используются на обоих концах кабелей постоянного тока в бытовых солнечных электростанциях. Разъемы MC4 имеют положительный и отрицательный контакты; при подключении крайне важно убедиться, что штекер и гнездо правильно соединены и не перепутаны. Качество обжима разъема MC4 чрезвычайно важно; некачественный обжим может привести к увеличению контактного сопротивления, перегреву или даже возгоранию. Во время приемочных испытаний осторожно потяните за разъем, чтобы убедиться в надежном соединении.
Далее следует выбор кабелей постоянного тока. Слишком тонкие кабели увеличат падение напряжения и выделение тепла; слишком толстые кабели увеличат затраты. Обычно для бытовых систем используются кабели постоянного тока толщиной 4 или 6 квадратных миллиметров, что соответствует максимальному току примерно от 30 до 40 А. Кабели должны прокладываться в кабельных лотках или трубах для защиты и не должны быть открытыми. Кабельная разводка от крыши до инвертора должна быть защищена от солнечного света и воды, а углы должны иметь определенную степень изгиба, избегая резких поворотов.
Наконец, важно отметить, что постоянный ток подается при достаточном количестве солнечного света. Даже когда инвертор не работает, сами солнечные панели будут непрерывно вырабатывать постоянный ток. Перед выполнением каких-либо операций с линией постоянного тока необходимо отключить выключатель постоянного тока на солнечных панелях и накрыть панели непрозрачной тканью, чтобы предотвратить накопление напряжения. Помните: нет «нейтрального провода» для отключения постоянного тока; единственная мера безопасности — это накрыть панели.
II. Проводка переменного тока: подключение инвертора к распределительной коробке дома.
После преобразования постоянного тока (DC) в переменный ток (AC) инвертор необходимо подключить к распределительному щиту дома через линии переменного тока, а затем распределить по различным электрическим цепям. Эта схема подключения аналогична схеме обычной бытовой электросети, но есть несколько моментов, которые следует учитывать применительно к солнечным энергетическим системам.
Во-первых, выход инвертора должен быть подключен к отдельной цепи в распределительной коробке. Инвертор нельзя напрямую подключать к главному выключателю дома; от распределительной коробки должна быть проложена отдельная выделенная линия, оборудованная независимым автоматическим выключателем и устройством защитного отключения (УЗО). Характеристики этого автоматического выключателя должны соответствовать максимальному выходному току инвертора. Например, инвертор мощностью 6 кВт с максимальным выходным током около 27 А при однофазном напряжении 220 В должен быть оборудован автоматическим выключателем на 32 А.
Во-вторых, направление проводки подключенного к сети электросчетчика имеет решающее значение. После установки бытовой солнечной системы энергокомпания заменит его на двунаправленный электросчетчик для регистрации потребления и продажи электроэнергии. Счетчик имеет несколько клемм, и проводка должна быть правильной для точных измерений. Входная линия счетчика подключается к электросети, а выходная линия — к бытовой нагрузке. Выход инвертора подключается параллельно выходной линии. В некоторых старых жилых районах или сельской местности могут использоваться старые однофазные электросчетчики; перед установкой необходимо убедиться, что энергокомпания заменит их на двунаправленные счетчики, иначе подключение к сети и продажа электроэнергии могут быть невозможны.
Ещё раз обратите внимание на фазу инвертора. Бытовые инверторы бывают однофазными (220 В) и трёхфазными (380 В). Однофазные инверторы можно подключать только к однофазной цепи. Если в доме установлен трёхфазный счётчик, инвертор должен быть правильно подключен к одной из фаз; неправильное подключение не допускается. Для трёхфазных инверторов требуется сбалансированное распределение нагрузки по трём фазам; в противном случае может возникнуть дисбаланс трёх фаз. Монтаж трёхфазных инверторов — относительно сложная задача, требующая профессионального подхода.
Ещё один важный момент: между выходом переменного тока инвертора и электросетью необходимо установить устройство защиты от островного режима. Функция этого устройства заключается в автоматическом обнаружении и быстром отключении выхода при сбое в электросети, предотвращая обратную подачу электроэнергии в сеть. Эта функция обычно интегрирована в инвертор, но её корректную работу всё равно необходимо проверять во время приёмочных испытаний. Бюро электроснабжения будет уделять особое внимание проверке этой функции во время приёмки оборудования для подключения к сети.
III. Заземление и молниезащита: ключевые аспекты защиты.
Заземление — один из важнейших аспектов безопасности при установке солнечных батарей, но его также легче всего упустить из виду.
Заземление инвертора состоит из двух частей: защитного заземления и функционального заземления. Защитное заземление предотвращает поражение электрическим током при подаче напряжения на корпус оборудования; металлический корпус инвертора должен быть заземлен, а сопротивление заземления, как правило, не должно превышать 4 Ом. Функциональное заземление, с другой стороны, обеспечивает стабильную нулевую точку для опорного потенциала инвертора и обычно располагается на специальном заземляющем выводе либо со стороны входа постоянного тока, либо со стороны выхода переменного тока инвертора.
Кронштейны для крепления солнечных панелей также необходимо заземлить. Поскольку кронштейны изготовлены из металла и установлены на крыше, при ударе молнии без заземления вся крыша может оказаться под напряжением, что представляет значительную опасность. Заземление кронштейнов обычно осуществляется путем их подключения к заземляющей сетке здания с помощью плоского стального или медного провода. Если в здании отсутствует существующая система заземления, необходимо установить отдельные заземляющие стержни.
Для пользователей в районах, подверженных грозам, также необходимо предусмотреть установку устройств защиты от перенапряжения как постоянного, так и переменного тока. Устройства защиты от перенапряжения постоянного тока устанавливаются на линии постоянного тока между солнечными панелями и инвертором, а устройства защиты от перенапряжения переменного тока — на линии переменного тока между инвертором и распределительной коробкой. Функция устройств защиты от перенапряжения заключается в ограничении скачков напряжения, генерируемых молнией, до уровня, который может выдержать оборудование, защищая инвертор и внутреннее электрооборудование. Устройства защиты от перенапряжения считаются конфигурацией «на всякий случай», и многие установщики не включают их в комплектацию заранее, чтобы сэкономить средства. Однако, если в вашем районе часто бывают грозы, рекомендуется их установить.
IV. Коммуникация и мониторинг: обеспечение «видимости» системы
Современные инверторы, как правило, оснащены средствами связи, позволяющими подключаться к модулям Wi-Fi или 4G и загружать данные системы на облачную платформу производителя. Затем пользователи могут в любое время отслеживать выработку электроэнергии и рабочее состояние через мобильное приложение. Хотя эта проводка не влияет на основную функцию системы по выработке электроэнергии, она влияет на повседневную работу пользователя и требует внимания.
Место установки модуля Wi-Fi имеет важное значение. Инверторы обычно устанавливаются рядом с распределительной коробкой, которая может находиться довольно далеко от роутера, и между ними могут быть стены. Если сигнал Wi-Fi слабый, приложение может часто отключаться или не обновлять данные. Рекомендуется проверить уровень сигнала Wi-Fi в месте установки инвертора с помощью телефона перед установкой. Если сигнал слабый, рассмотрите возможность использования усилителя сигнала Wi-Fi или выбора модуля 4G.
Линии связи между инвертором и батареей должны быть подключены правильно. Многим гибридным инверторам необходимо взаимодействовать с накопителями энергии, обычно используя протоколы CAN или RS485. Назначение линий связи — позволить инвертору считывать информацию о состоянии батареи (оставшийся заряд, температура, напряжение и т. д.) и соответствующим образом управлять стратегиями зарядки и разрядки. Линии CAN или RS485 также имеют положительный и отрицательный полюса; неправильное подключение помешает связи между инвертором и батареей, и батарея может выйти из строя.
Ещё один важный момент: некоторые марки инверторов поддерживают подключение датчиков мощности или электросчётчиков для точного измерения общего потребления и продаж электроэнергии в домохозяйстве. Этот датчик обычно устанавливается рядом с главным выключателем в распределительном щите, и от него необходимо проложить сигнальный кабель к инвертору. Если это необходимо, уточните схему подключения у установщика перед установкой.
Заключение
Монтаж инвертора — наиболее сложная с технической точки зрения часть установки солнечной системы. В этой статье рассматриваются четыре основных компонента: последовательное и параллельное соединение на стороне постоянного тока и разъемы MC4, подключение распределительной коробки к сети и электросчетчик на стороне переменного тока, заземление и молниезащита, а также вспомогательные линии для связи и мониторинга.
Повторюсь, подключение инвертора должно выполняться профессионалами; не пытайтесь делать это самостоятельно. Однако, как пользователь, понимание этих принципов может помочь вам следующим образом: во-первых, при общении с установщиком до начала установки вы сможете понять, что он говорит, и задать правильные вопросы; во-вторых, во время приемочных испытаний вы будете знать, какие детали нужно проверить, вместо того чтобы подписывать акт приемки, не имея четкого понимания; в-третьих, при возникновении проблем с системой вы сможете быстро определить, какая деталь вызывает проблему, и более эффективно общаться с сотрудниками отдела послепродажного обслуживания.
Качество монтажа солнечной энергетической системы напрямую определяет срок ее службы и производительность по выработке электроэнергии. Надеемся, эта статья поможет вам сформировать базовые знания о проводке, что позволит избежать ошибок и обходных путей во время установки.
Пожалуйста, свяжитесь с Саймоном как можно скорее, чтобы обсудить ваш проект:
WeChat: TY530643572
Телефон: +86 137 1166 0041
