太陽光PVケーブルサイズ選定サービスガイド
// PVソース回路、出力回路、インバータ幹線、屋上配管を許容電流、ディレーティング、電圧降下で計画します。 //
太陽光PV配線は、AWG表を見る前に電流、温度、距離の問題です。モジュールIsc、ストリング数、インバータ入力、回路電圧、絶縁、屋上温度、配管内の集合、片道長さ、採用するNECまたはIECを確認します。
NEC 690の電流基準
PVソース回路と出力回路は通常、モジュール短絡電流とNEC 690.8の係数から始め、許容電流補正を行います。
屋上温度
日射で加熱される屋上配管内の導体は、NEC 310の周囲温度補正と集合補正で有効許容電流が下がります。
IEC確認
IEC 60364-7-712とIEC 60364-5-52はPV施工方法、ケーブル電流容量、保護、電圧降下を確認します。
要約
- インバータのワット数だけでPVケーブルを選ばない
- モジュールIsc、並列ストリング、最大電流、温度、片道距離から始める
- NEC 690.8、NEC 690.31、NEC 310、接地、ラピッドシャットダウンを確認する
- 指定がなければDC 2%、AC 3%を一般的な設計目標にする
- PV wire、USE-2、配管内THWN-2、IEC 60228メートルケーブルを記録する
重要な定義
PVソース回路
PVソース回路は、モジュールストリングからコンバイナまたはインバータ入力までのDC導体経路です。
PV出力回路
PV出力回路は、ソース回路の合成DC出力をインバータ機器へ送る経路です。
電圧降下
電圧降下は、電流、抵抗、材料、温度、回路長による電圧損失です。
選定手順
手順 1 - PVデータを集める
Isc、Voc、並列ストリング、インバータ入力電流、DC電圧、AC出力電流、導体材料、絶縁種別、最長の片道ルートを記録します。
手順 2 - 回路電流を計算する
許容電流補正の前にNEC 690.8またはIECの設計基準を適用します。例として 11.2A Isc x 1.25 = 14A をディレーティング前に確認します。
手順 3 - 条件を適用する
屋上温度、管路充填、通電導体数、端子温度、湿潤場所の適合、耐日射、銅またはアルミ端子を確認します。
手順 4 - 電圧降下を確認する
DCソース、DC出力、ACインバータ幹線を分けて計算します。600Vまたは1000V DCストリングは120Vまたは240V AC分岐と余裕が違います。
手順 5 - 検査項目を整える
ケーブル発注前に断路器、過電流保護、接地、ボンディング、表示、ラピッドシャットダウン、管路充填、AHJ資料を確認します。
計算例
住宅ストリングからインバータ
2ストリング並列、各モジュール Isc 11.2A、450V DC、片道95 ftの銅PVケーブル。
11.2A x 2 x 1.25 = 28A が補正前の設計電流です。10 AWG銅が許容電流を満たしても、DC損失約2%を狙うなら10 AWGと8 AWGを比較します。
屋上コンバイナ出力
12Aストリング4本を48Aに合成、高温の屋上管路、インバータまで片道160 ft。
48A x 1.25 = 60A がディレーティング前の基準です。6 AWG銅を起点にし、温度補正と2%降下が厳しい場合は4 AWGも確認します。
400V IECインバータ幹線
AC出力25A、片道42 m、銅多心ケーブルを他の再エネ回路と同じラックに敷設。
IECの一部方式では6 mm2が通る場合がありますが、集合とIEC 60364-5-52 Clause 525の電圧降下を含めると10 mm2も確認します。
PV回路比較
| 回路 | 選定基準 | 想定導体 | 電圧降下リスク | 規格メモ |
|---|---|---|---|---|
| 単一ストリングソース | モジュールIsc x NEC 690.8基準 | 10-12 AWG銅PVケーブルが一般的 | 長距離以外は低から中 | NEC 690.8と690.31 |
| 合成DC出力回路 | コンバイナ後の並列ストリング電流 | ストリング数と距離で8-4 AWG銅 | 100-200 ft超で高い | NEC 690, 310, 管路充填 |
| ACインバータ幹線 | インバータ連続出力電流 | 必要に応じ遮断器と導体を125%で確認 | 遠方インバータで中 | NEC 705, 215, 310 |
| 屋上管路 | 熱と集合後の補正許容電流 | NEC 310補正後にサイズアップ | 熱で抵抗も増え中 | NEC 310環境と調整 |
| IEC PVケーブル経路 | 設計電流と施工方法 | 方法と降下により4-10 mm2 | 30-60 mで中 | IEC 60364-7-712と5-52 |
規格チェック
これらを設計チェック項目として使い、採用版、インバータの認証、モジュール指示、AHJの解釈を確認します。
NEC 690.8
導体許容電流と過電流保護の前に使うPV回路電流計算を定義します。
NEC 690.31
PV配線方法、導体種類、経路、太陽光発電システムの施工要件を扱います。
NEC 310と第9章
導体許容電流、補正係数、端子温度、管路充填を合わせて確認します。
NEC 250と705
接地、ボンディング、連系電源、インバータ出力、サービス協調を確認します。
IEC 60364-7-712
太陽光発電電源システムのIEC要求とPV固有の確認を示します。
IEC 60364-5-52
ケーブル許容電流、施工方法、集合、周囲温度、Clause 525電圧降下を確認します。
現場チェックリスト
- アレイワットだけでなくモジュールIscとストリング数を使います。
- ソース回路、出力回路、インバータ幹線を分けて計算します。
- 許容電流表を信じる前に屋上温度と通電導体数を確認します。
- 各DCおよびAC区間の片道距離を入力します。
- PV wire、USE-2、THWN-2が日射、湿潤場所、管路に適合するか確認します。
- ラピッドシャットダウン、断路器、表示、接地、ボンディング、機器認証を確認します。
- 計算書をインバータデータ、ストリング図、管路表、検査資料と保管します。
太陽光PVケーブルFAQ
住宅PVストリングではどのサイズが一般的ですか？
多くの住宅ソース回路は10 AWGまたは12 AWG銅PVケーブルを使いますが、Isc、並列ストリング、温度補正、電圧降下で決まります。
なぜNEC 690.8は短絡電流を使いますか？
強い日射ではモジュール電流がIscに近づくため、NEC 690.8は短絡電流から始めて係数を適用します。
DC側2%電圧降下は必須ですか？
一般的な法規要件ではありません。多くの設計者は性能目標としてDC約2%、ACインバータ幹線約3%を使います。
屋外PV回路にTHHNを使えますか？
THHN単独は露出屋上DC配線用のPV導体とは同じではありません。PV wire、USE-2、管路内THWN-2、湿潤場所、耐日射、機器認証を確認します。
コンバイナからインバータまではどう選定しますか？
並列ストリング電流を合計し、NEC 690.8またはIEC係数を適用し、屋上条件で許容電流を補正して全ルートの電圧降下を計算します。
IECの太陽光ケーブル選定はAWGと何が違いますか？
IECはmm2、施工方法、集合係数、保護協調、IEC 60364の電圧降下確認を使います。