太陽エネルギーとソーラーパネルは、ますますあなたの生活に欠かせないものになりつつあります。ソーラーパネルの概念とその仕組みは、ほぼすべての人が知っています。しかし、ソーラーパネル以外にも、ソーラーセルフィンガーやソーラーバスバーなどの用語も、太陽光発電システムの機能にとって重要です。このブログでは、ソーラーバスバーとは何か、ソーラーセルフィンガーとは何か、ソーラーセルのバスバーの目的は何かなどについて解説します。
ソーラーバスバーとは何ですか?
ソーラーバスバーは アルミニウムまたは銅の薄い帯 太陽電池パネルのセルの間にあります。その役割は、太陽電池を分離し、太陽電池が太陽光子から集めた直流電流を太陽光インバータに導くことです。太陽光インバータは、直流電流を適切な交流電流に変換します。
バスバーのサイズによって、安全に流せる電流の最大量が決まります。通常、ソーラー パネルでは、バスバーは平らです。この平らな表面により、表面積と断面積の比率が高くなり、より効率的に熱を放散できます。絶縁材がバスバーを完全に囲む場合もあれば、絶縁体がバスバーを支える場合もあります。
太陽光発電業界では、バスバーは溶接接続によってソーラーパネルに接続されています。通常、バスバーはバスウェイ、パネルボード、またはスイッチギア内に収納されています。一方、ソーラーパネルでは、ソーラーバスバーは通常バスウェイに収納されており、長いバスバーは保護カバーに収納されています。太陽電池におけるバスバーの目的は何でしょうか。このタイプの配置により、新しい回路をバスウェイのルートに沿ってどこにでも分岐させることができます。これにより、太陽電池アレイに沿って複数の伝送ポイントが作成されます。これで、ソーラーバスバーとは何か、太陽電池におけるバスバーの目的がわかりました。
太陽電池フィンガーとは何ですか?
太陽電池バスバーとは何か、そして太陽電池におけるバスバーの役割について学んだ後、太陽電池フィンガーについても見ていきましょう。シリコン太陽電池は、背面と前面に薄いストリップが印刷されて金属化されています。これらの接触ストリップは太陽電池バスバーと呼ばれます。太陽電池では、光子がセルに当たると、バスバーはセルによって生成された直流電力を伝導する役割を果たします。太陽電池フィンガーは、バスバーに対して垂直に配置された極薄の金属グリッドフィンガーです。セルフィンガーは、生成された直流電流を集めてバスバーに送る役割を担っています。
マルチバスバーテクノロジーとモジュールとは何ですか?
太陽光発電業界では、高性能なソーラーパネルに対する需要が非常に高く、しかもコストも手ごろです。この需要の増加により、太陽電池とモジュールの構造に関する実験が行われています。ソーラーパネルに施された大きな変更や革新の 1 つは、パネルに複数のバスバーを組み込むことです。
一般的に、太陽電池用バスバーは銅に銀ペーストをメッキして作られており、表面の電流伝導性を向上させています。これにより、裏面の酸化も最小限に抑えられます。また、複数のバスバーを使用して太陽電池を配線することで、高電圧の電力を生成することができます。
複数のバスバーを備えたパネルは、コストを大幅に削減できる可能性を秘めています。これは、メタライゼーション プロセスで前面の銀コーティングの量が少なくて済むためです。PV 太陽電池の製造では、メタライゼーション プロセスが非常に重要な役割を果たします。これは、バスとフィンガーの堆積用の銀コーティングが、セル製造で最もコストのかかるステップの 9 つであるためです。マルチ バスバーは、相互接続された太陽電池の総直列抵抗を減らすのに役立ちます。これで、マルチ バスバー技術とマルチ バスバー ソーラー モジュールとは何かを理解したはずです。次に、ソーラー パネルの XNUMX つのバスバーについて見てみましょう。
ソーラーパネルの 9 バスバーとは何ですか?
ソーラーパネルのバスバーが9本ということは、ソーラーパネルのモジュールに9本のバスバーを持つセルが複数含まれていることを意味します。ソーラーパネルのバスバーが多いほど、より多くの電力を伝導できます。これ以外にも、3BB、4BB、5BBなど、市場には他のバスバータイプのソーラーパネルもあります。標準的な太陽電池の表面は、バスバーとフィンガーのグリッドで構成されています。これで、ソーラーパネルのバスバーが9本である理由が理解できたはずです。次に、バスバーのサイズをどのように選択するかについても学びましょう。
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バスバーのサイズはどのように選択すればよいですか?
バスバー サイズの計算は、電気システムの過熱を防ぐための非常に重要なステップです。ほとんどの電気技師、コンサルタント、電気技師は、バスバー サイズを選択する際に共通のルールを使用しており、これはサム ルール メソッドと呼ばれます。以前は、バスバー サイズの計算は手動で行われていましたが、このときにサム ルールが役立ちました。
親指の法則は、1 平方ミリメートル (Sq.mm) のバスバーが耐えられる電流の量を示します。銅とアルミニウムは、バスバーの製造によく使用される XNUMX つの材料です。どちらも電流に耐える独自の能力を持っています。
- 1平方ミリメートルの 銅バスバー 約1.2なしで アンペア.
- 1平方ミリメートルの アルミバスバー 約0.7アンペアに耐えることができます。
これらの例が国際規格に準拠していないことは明らかです。なぜなら、許容値が明記されていないからです。銅製のバスバーを使って1.5アンペアを供給する人もいれば、アルミニウム製のバスバーを使って1アンペアを供給する人もいます。
時間が経つにつれて、この原始的なルールは、1000 アンペアの高電流に対しては信頼できなくなりました。今では、適切な基準で適切な計算を行う必要があります。これで、バスバーのサイズを選択する方法がわかったはずです。
電気バスバーのサイズを計算する際に考慮すべき要素は何ですか?
電気バスバーのサイズを分析および計算する際には、次の要素を考慮する必要があります。
- 通常状態および極端な（故障した）状態における電気力と機械的共振。
- 相対接地間および相対相間の最小クリアランス。
- 適切なバスバー絶縁体デッドロックを選択します。
- 複数のバスバー接続に適切かつ安全なボルト取り付け。
- 通常の条件と極端な（故障した）条件の両方において、絶縁体とバスバーによって生成される熱の影響。
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バスバーのサイズを決めるには？
電流はバスバーのサイズを決定する唯一の要因ではありません。バスバーの温度上昇は、国内または国際規格の仕様に準拠する必要があります。規格は次のとおりです。
1. アメリカ規格、ANSI C37.20
この規格では、24時間以内の最高温度上昇は周囲温度より約65℃高いと規定されています。周囲温度は40℃です。ここでは銀メッキされた終端ボルトが使用されています。ボルトが取り付けられていない場合の許容温度上昇は30℃です。
2. 英国規格、BS 159
この規格では、24時間における最大温度上昇は、周囲温度より約50℃高いと規定されています。最高温度時の周囲温度は35℃から40℃です。
銅バスバーのサイズを決める基本的な考え方は、1250 アンペア/1 平方インチ (in2) または 2 アンペア/1 平方ミリメートル (mm2) です。ただし、一部の地域では異なる場合があります。これは応急処置的な決定に過ぎず、最終決定にはより多くの要素を考慮する必要があります。最終決定を下す前に、必ずメーカーのカタログを確認してください。
バスバーのサイズは何によって決まりますか?
先ほど説明した要素とは別に、バスバーの計算を行う際に考慮すべきアプリケーション領域もいくつかあります。
1. メイン配電盤：各ライザーには出力が1つだけあります。これにより、メインパネルのコストとサイズが削減されました。
2. 電圧降下：バスバーでは、電線よりも電圧降下が低くなります。これは、バスバーのインピーダンスが低いためです。
3. 回路数：すべての階で必要な回路は1つだけです。
4. シャフトサイズ：通常、定格電流1600Aのバスバーのサイズは185 x 180 mmです。同じ電流を流す電線と比較すると、バスバーはライザーシャフトのサイズに比べてはるかに安価に製造できます。
5. 火災と安全：バスバーに使用される絶縁材料は、腐食作用や有毒ガスを発生させて火災を引き起こすことはありません。
6. 設置時間:バスバーの設置時間は非常に短いです。
7. 故障耐量：バスバーは最大電流定格がはるかに高い。通常、1600 Aのライザーは60～70 kA程度の電流に耐えることができる。
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バスバーの種類は何ですか?
バスバーは様々なサイズで提供されています。サイズは100x10mm、80x8mm、50x6mm、60x8mm、40x5mm、40x4mmです。電力配電におけるバスバーの使用は、柔軟性、コスト、信頼性などの要素によって決まります。バスバーの配置を選択する際には、シンプルで容易かつ安価であることを考慮する必要があります。さらに、メンテナンス作業が電力配電プロセスに影響を与えないようにすることも重要です。
バスバーの種類については以下で説明します。
1. シングルバスバー配置
シングルバスバー配置は非常に簡単でシンプルです。このタイプの配置では、 配電盤を備えた単一のバス。 変圧器、発電機、給電装置はバスバーに接続されています。
遮断器は発電機、フィーダー、および変圧器を制御します。メンテナンス時には、断路器を使用してフィーダー、発電機、および変圧器を母線から切り離します。
シングルバスバー配置の利点
- 操作は簡単でシンプル
- 少ないメンテナンス
- 低コスト
シングルバスバー配置の欠点
- このタイプの配置に何らかの障害が発生した場合、給電線は切断され、電力の配給全体が中断されます。
- 柔軟性があまりなく、電力を継続的に分配する必要のない配電盤、小型変電所、小型発電所でのみ使用されます。
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2. バスをセクション化した単一バスバー配置
これは主に大規模駅で使用されるタイプです。この構成では、複数のユニットが分割された母線を使用して設置されます。ここでは、遮断器と回路遮断器が使用されます。
この配置では、アイソレータを使用して障害のあるセクションを分離し、システムをシャットダウンから保護します。追加の回路ブレーカーを使用しても、コストは増加しません。
バスをセクション化したシングルバスバー配置の利点
- 障害部分を除去するのは簡単で、しかも供給の継続性を損なうことなく除去できます。
- このようなバスバーでは、バスバーの全体セクションを乱すことなく、バス上の個々のセクションを修理できます。
- 電流制限リアクトルを備えており、バスバーの各セクションの障害を軽減するのに役立ちます。
バスをセクション化した単一バスバー配置の欠点
- 追加の 回路 システム内のブレーカーとアイソレーターによりコストが上昇します。
3. メインバスと乗り換えバスの手配
このタイプのバスバーは、 メインバスバーと補助タイプを組み合わせたタイプです。 これは、バス カプラを使用して、分離されたスイッチと回路ブレーカーを接続することによって行われます。過負荷の場合、バス カプラを使用することで、負荷が 1 つのバスバーから別のバスバーに転送されます。この場合、負荷を転送するには、2 つのバス バーの電位が同じである必要があります。さらに、負荷を転送するには、メイン バーを開くだけでなく、近づけておく必要があります。
メインバスと乗り換えバスのメリット
何らかの障害が発生した場合、主な利点は、負荷をあるタイプから別のタイプにシフトできることです。
- メンテナンスや修理のコストが少なくなります。
- バス電位を利用してリレーを操作することができます。
- 他のバスに負荷を移すのは非常に簡単です。
メインバスと乗り換えバスのデメリット
- システム全体で 2 つのバスバーが使用されるため、コストが増加します。
- バスのいずれかのセクションで障害が発生すると、システム全体が停止する可能性があります。
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4. ダブルバスダブルブレーカー配置
この構成では、2本のバスバーと2つの遮断器が使用されます。そのため、バスカップルやスイッチなどの特別な機器は必要ありません。
ダブルバスダブルブレーカー配置の利点
- 障害による連続性の損失がないため、最高の信頼性と柔軟性が得られます。
- 負荷が 1 つのバスから別のバスに転送されても、システムの供給継続性には変化はありません。
ダブルバスダブルブレーカー配置の欠点
- 2 つのバスと追加の回路ブレーカーがあるため、システムのコストとメンテナンスは大幅に高くなります。このタイプのバスバー システムは変電所で使用されます。
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5. セクション化されたダブルバスバー配置
このタイプの母線構成では、区分化された主母線システムに加えて補助母線も使用されます。保守・修理の際には、主母線のどの部分でも取り外すことができます。これらの部分は、システム内の任意の補助母線に接続することも可能です。補助母線は高価であるため、区分化する必要はありません。
6. XNUMXブレーカー配置
このようなシステム構成では、2 つの回路に 3 つの回路ブレーカーが使用されます。このシステムでは、各回路で回路ブレーカーの半分が使用されます。この構成は主に大規模なステーションで使用されます。
1.5ブレーカー配置の利点
- このタイプのシステムは、電源の喪失からシステムを保護します。
- リレーの操作に使用できます。
- このような配置では、システムに追加の回路を追加するのは非常に簡単です。
1.5ブレーカー配置の欠点
- このタイプのシステムには、かなり高いメンテナンスコストがかかります。
- リレー方式のため回路が複雑です。
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7. リングメイン配置
これはリング状に配置されたシステムの一種です。システムのメインバスバーの終点を始点に接続することで実現されます。
リングメイン配置の利点
- リング配置のため、このタイプのバスバーには 2 つの供給経路があります。そのため、障害が発生してもシステムの動作には影響しません。
- システム全体の動作に影響を与えることなく、システム全体の特定のセクションの障害を修復できます。
- このような配置では、回路ブレーカーのメンテナンスが容易になり、しかも供給を中断することなくメンテナンスを行うことができます。
リングメイン配置の欠点
- いずれかの回路ブレーカーが開くと、システムに過負荷がかかります。
- 新しい回路を追加すると、複雑化する可能性があります。
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8. メッシュ配置
これは、メッシュ状に配置された4つの遮断器で接続されたバスバー構成の一種です。回路はノードポイントの手前で分岐されます。いずれかのセクションで故障が発生すると、バスバーによって形成されるメッシュが遮断されます。
メッシュ配置は、多数の回路を必要とする変電所で使用されます。また、障害に対するセキュリティも提供します。さらに、スイッチング機能がありません。
バスバーはますますソーラーパネルの一部になりつつあり、ソーラーシステムの機能にとって重要なので、このような要素について学ぶことは重要です。このブログを読んだ後、ソーラーバスバーに関するすべての疑問が解消されるはずです。
