Разъем MC4

Разъемы MC4 — это электрические разъемы, обычно используемые для соединения солнечных панелей . MC в MC4 обозначает производителя Multi-Contact (теперь Stäubli Electrical Connectors ), а 4 — контактный штифт диаметром 4 мм. MC4 позволяют легко собирать цепочки панелей, вручную сталкивая совместимые разъемы соседних панелей, но для их разъединения требуется инструмент, чтобы они случайно не отсоединились при вытягивании кабелей. Национальный электротехнический кодекс (NEC) и стандарт UL6703 для разъемов PV указывают, что разъемы должны быть одного типа и марки, чтобы избежать опасностей перекрестного сопряжения. ^{[1] [2]} Кроме того, «требования к проектированию фотоэлектрических систем» IEC 62548 требуют, чтобы разъемы PV были одного происхождения. ^{[3] [4] [5]} Первоначально рассчитанные на 600 В, новые версии разъема MC4 рассчитаны на 1500 В, что позволяет создавать более длинные последовательные цепочки.

Разъемы MC4 являются преемниками разъемов MC3, которые были разработаны Multi-Contact в 1996 году. MC3 — это аббревиатура от Multi-Contact и его размера 3 мм PV разъема с 3 мм контактным штифтом. MC3 имел сертификационные рейтинги (1000VIEC/600 В UL) и 30 А (10AWG PV Cable). Разъемы MC3 были сняты с производства в 2016 году. Название MC4 расшифровывалось как Multi-Contact и его размер 4 мм PV разъемов, представленных Multi-Contact в 2004 году.

В то время как небольшие солнечные панели, используемые для зарядки аккумуляторов и аналогичных задач, могут не требовать специальных разъемов, более крупные системы обычно соединяют панели вместе последовательно, образуя цепочки . В прошлом это достигалось путем открытия небольшой электрической коробки на задней стороне панели и подключения предоставленных пользователем проводов к винтовым клеммам внутри. Однако в США оголенные клеммы такого рода ограничены 50  В или менее Национальным электротехническим кодексом (NEC). Выше 50 В только лицензированный электрик может выполнять соединения ^{[ сомнительно – обсудите ] [ нужна цитата ]} . Кроме того, такие соединения были подвержены проблемам, вызванным утечкой воды, электрической коррозией и механическим напряжением на проводах.

Начиная с 2000-х годов ряд компаний представили продукты для решения этих проблем. В этих системах распределительная коробка была запечатана, а два провода были постоянно прикреплены с помощью компенсаторов натяжения . Кабели заканчивались фотоэлектрическими разъемами, которые соответствовали определению удобной розетки , что означало, что их мог (законно) соединить вместе любой человек. В этот период стали довольно распространенными два разъема: разъем Radox и разъем MC3 , оба из которых по сути выглядели как защищенные от атмосферных воздействий гнезда для наушников .

В 2008 году NEC запретила открытие фотоэлектрических разъемов под нагрузкой. Фотоэлектрические разъемы должны были содержать механизмы принудительной блокировки, контролируемые сертифицированными инструментами, предназначенными для конкретного продукта. ^[6] Radox, европейский производитель, не отреагировал на эту спецификацию и с тех пор исчез с рынка. Базирующаяся в США и швейцарская компания Tyco Electronics and Multi-Contact (купленная Staubli в 2002 году) отреагировала выпуском новых разъемов, отвечающих этому требованию. Разъем MC3 PV не соответствовал этим требованиям. Позднее разъем MC4 PV, выпущенный в 2004 году, обеспечивал эти механизмы принудительной блокировки, что привело к широкому признанию на рынке.

Solarlok от Tyco стал лидером рынка на определенный период в конце 2000-х годов, но ряд факторов сговорились вытеснить его с рынка. Среди них был тот факт, что система имела два набора кабелей и проводов, что приводило к значительному раздражению в полевых условиях, когда оборудование от разных поставщиков не могло быть подключено вместе. К 2011 году MC4 уже занимал прочную лидирующую позицию, что привело к появлению продукции от множества других поставщиков разъемов. По состоянию на 2022 год Staubli Electrical Connectors владеет 50% ее долей на мировом рынке.

Система MC4 состоит из конструкции вилки и розетки. Металлические контакты вилок и розеток находятся внутри пластиковых изоляторов; металлический контакт вилки находится внутри цилиндрического изолятора, который выглядит как розетка, а металлический контакт розетки находится внутри квадратного зонда, который выглядит как вилка. Розетка имеет два пластиковых фиксирующих язычка, которые нужно слегка нажать по направлению к центральному зонду, чтобы вставить в отверстия в передней части разъема вилки. Когда они сдвинуты вместе, пальцы скользят вниз по отверстиям, пока не достигнут выемки в боковой части разъема вилки, где они выскакивают наружу, чтобы зафиксировать их вместе.

Для надлежащего уплотнения MC4 должны использоваться с кабелем правильного диаметра. Кабель обычно имеет двойную изоляцию (изоляция плюс черная оболочка) и устойчив к ультрафиолетовому излучению и высоким температурам (большинство кабелей портятся при использовании на открытом воздухе без защиты от солнечного света). Соединители обычно крепятся обжимом , хотя пайка также возможна.

Разъем MC4 имеет номинал UL 1500  В постоянного тока и до 95  А с кабелем 6AWG PV. MC4-Evo 2 имеет сертификационные рейтинги UL и IEC 1500  В постоянного тока и до 70  А с кабелем 10 мм² PV, в зависимости от размера проводника, используемого в парах.

Технология MULTILAM компании Staubli (ранее Multi-Contact) утверждает, что постоянное давление пружины обеспечивает надежное низкое сопротивление контакта. ^{[ требуется ссылка ]} Однако очень важно никогда не подключать и не отключать их под нагрузкой, даже в  системах низкого напряжения (12–48 В). Может образоваться электрическая дуга , которая может расплавить и серьезно повредить материалы контактов, что приведет к высокому сопротивлению и последующему перегреву. Это отчасти связано с тем, что постоянный ток (DC) продолжает образовывать дугу, тогда как обычно используемый переменный ток (AC) более легко самозатухает в точке перехода напряжения через ноль .

Большие массивы панелей обычно соединяются последовательно, составляя цепочки панелей, генерирующих от 17  В до 50  В каждая, с общим напряжением до 600  В на цепочку или 1500  В в специальных больших массивах с высоковольтными панелями.

Руководства по установке разъемов MC4 предписывают избегать использования разъемов сторонних производителей с разъемами MC4. Сертификация продукции и гарантия производителя применяются только в том случае, если разъемы MC4 сопрягаются с разъемами того же типа, изготовленными Staubli Electrical Connectors, и инструкции в руководстве были соблюдены. ^{[5] [2] [7]}

• Гирляндная цепь (электротехника)
• Разъем постоянного тока

• Медиафайлы, связанные с соединителями MC4 на Wikimedia Commons