太陽光発電結合箱の故障解析と取り扱い

現代のグリーン エネルギーの重要な要素として、太陽光発電所の運用とメンテナンスは非常に重要です。コンバイナボックスは太陽光発電所の主要な電気機器として、日常の運用とメンテナンスにおいて最も重要です。

PV結合箱の基本機能と構造

太陽光発電コンバイナボックスの主な機能は、複数の太陽光発電ストリングから DC 電気エネルギーを収集し、回路ブレーカーや避雷器などの保護装置を介して後続の DC 配電盤またはインバーターに安全に伝送することです。その構造には通常、ボックスシェル、DC 入力端子、避雷、DC ブレーカー、監視ユニット、配線端子が含まれます。

以下はコンバイナボックスの内部構造の概略図です。

◆ボックスシェル：ステンレス鋼またはプラスチック材料で作られており、密閉性、耐食性、放熱性に優れています。保護レベルは通常IP65に達し、塵や湿気の侵入を効果的に防ぎます。

◆DC入力端子：各コンバイナボックスには複数の入力ポートがあり、異なる太陽光発電ストリングからの電流の受け取りに対応します。各ポートには MC4 コネクタまたは専用配線端子が装備されており、ストリング接続が簡単に行えます。

◆ 雷保護：内蔵避雷器は、通常、太陽光発電用に特別に設計されたサージプロテクター (SPD) であり、雷による過電圧を防ぎ、システムを雷による損傷から保護するために使用されます。

◆ 直流サーキットブレーカー:各入力端子には過電流保護用の DC ブレーカーが装備されています。異常電流（短絡や過負荷など）が検出されると、回路が自動的に切断され、太陽電池モジュールとシステムの安全を保護します。

◆配線端子：配線端子内部に明確なマーキングが施されているため、保守担当者が点検やトラブルシューティングを行うのに便利です。

PV結合箱の一般的な故障解析と構造

◆ サーキットブレーカーの頻繁なトリップ現象の解析

根本原因の追跡: この現象は、ストリング間の短絡接続、太陽電池モジュールへの物理的損傷、配線中の誤った操作、またはシステムが設計範囲を超える負荷にさらされていることが原因である可能性があります。

処理ガイド: 最初のステップは、影響を受ける入力回路を分離し、次にマルチメータを使用して関連する太陽電池ストリングの開放電圧と短絡電流を正確に測定し、異常なコンポーネントを正確に特定することです。最初の検査で明らかな問題が見つからなかった場合は、接続ケーブルを注意深くチェックして、経年劣化、磨耗、または地絡につながる可能性のある外部要因によって絶縁損傷が生じていないかどうかを確認する必要があります。最後に、定格電流、電圧、その他のパラメータがシステム要件と一致するかどうかなど、サーキットブレーカー自体の評価も無視できません。システムを安定して動作させるために、必要に応じて交換を行ってください。

◆避雷器故障時の対応策

故障の理由: 避雷器は、落雷や過電圧からシステムを保護する重要な機器であるため、直撃雷やシステムの内部過電圧によって故障することがよくあります。

対策：避雷器の表示窓やLEDランプの状態を定期的に確認することが故障を防ぐ有効な手段です。インジケーターウィンドウが赤くなったり、表示が消えたりすると、避雷器が損傷していることを示しており、潜在的な安全上のリスクを避けるために直ちに交換する必要があります。

◆ 結合箱内部の高温問題を解決

原因分析: コンバイナー ボックスの内部温度が高すぎます。これは通常、放熱穴を塞ぐ異物、ボックス内の過度の塵の蓄積、または過剰な電流による発熱体の過熱が原因です。

解決策: まず、空気循環を妨げないように、コンバイナー ボックスの通気穴と放熱穴を掃除する必要があります。同時にボックス内のゴミも確認し取り除き、熱抵抗を下げてください。問題が根本的に解決されていない場合は、冷却ファンを追加したり、ボックスの断熱設計を最適化し、外部環境がボックス内の温度に及ぼす影響を軽減したりすることが検討されます。さらに、過剰な電流の発生源を追跡し、システム電流が安全な範囲内に収まるように関連コンポーネントを調整または修理する必要があります。

◆ケーブル接続部過熱トラブル対応

原因分析: ケーブル接合部の過熱は主に接触不良が原因で、接触抵抗が増加し、大量の熱が発生します。

取り扱いに関する提案: 赤外線熱画像装置を使用して、コンバイナボックスの内側と外側のケーブル接合部の温度を定期的に監視してください。異常な高温点が見つかった場合は、火災事故を防ぐために、該当する回路を直ちに遮断する必要があります。同時に、過熱したジョイントの締結状態を確認し、必要に応じてジョイントを再作成するか、損傷した部品を交換して、ジョイントの良好な接触と導電性を確保します。

太陽光発電結合箱の故障予防・メンテナンス構造

◆定期点検計画

電気的安全検査、清掃とメンテナンス、性能テストなどを含む詳細な検査計画を作成し、すべての側面が計画に従って実行されていることを確認します。

◆環境適応調整

高温多雨地域での防湿・放熱対策の強化、砂嵐の多い地域での清掃頻度の増加、障害物や摩耗の軽減など、気候条件に応じた対応が必要です。

◆ 予備部品の管理と在庫

必要なスペアパーツの在庫を維持し、特にサーキットブレーカー、避雷器、コネクタなどの脆弱なパーツを保管し、故障時に迅速に交換できるようにし、ダウンタイムを削減します。

◆技術研修・交流

専門的なトレーニングに参加する運用保守チームを編成し、最新の運用保守技術や障害事例を共有し、チームの全体的なスキルレベルと緊急時対応能力を向上させます。

◆定期的な点検・清掃

3 か月から 6 か月ごとにコンバイナー ボックスの外側を掃除して、ほこりや汚れを取り除き、放熱穴がふさがれないようにすることをお勧めします。同時に、ボックスの密閉性をチェックして、水蒸気の浸入がないことを確認してください。

◆電気的性能試験

少なくとも年に 1 回は、各入力回路の電圧と電流の測定による正常性の確認、ブレーカーや避雷器の動作状態の確認、通信モジュールの接続の安定性の確認など、総合的な電気的性能試験を実施してください。

◆ 避雷・接地確認

避雷システムの有効性を定期的に検証し、避雷器の状態表示を確認し、必要に応じて避雷テストを実施します。同時に、結合箱の接地連続性と接地抵抗が要件を満たしていることを確認してください。