Combiner Box điện mặt trời: Cấu tạo và cách chọn

Combiner box điện mặt trời là tủ dùng để gom nhiều string pin PV chạy song song về một hoặc một số đường DC chung, đồng thời bố trí các phần tử bảo vệ như cầu chì gPV, SPD chống sét lan truyền, thiết bị cô lập và tiếp địa tùy cấu hình.

Nếu mục tiêu là chọn đúng tủ, hãy bắt đầu từ ba dữ liệu: số string cần gom, điện áp DC cực đại của mảng pin và dòng điện của từng string/tổng dòng sau khi gom. Không nên chọn chỉ theo tên gọi “4 in 1 out”, “8 in 1 out” hay “16 in 1 out”, vì hai tủ cùng số ngõ vào có thể khác nhau về voltage rating, dòng đầu ra, cỡ cầu chì, SPD, khả năng cắt DC và cấp bảo vệ IP.

Combiner Box điện mặt trời là gì?

Combiner Box, hay string combiner box/tủ gom DC, nằm ở phía một chiều của hệ thống PV. Tủ tiếp nhận nhiều cặp cáp DC từ các string, gom chúng thành một hoặc một số đường ra để đưa về inverter.

Sơ đồ điển hình:

Tấm pin → string PV → Combiner Box → cáp DC chính → inverter → hệ thống AC

Tuy nhiên, không phải hệ thống nào cũng cần tủ gom riêng. Nhiều string inverter có sẵn nhiều ngõ vào và MPPT, cho phép các string đi trực tiếp vào inverter. Combiner Box thường hữu ích hơn khi có nhiều chuỗi song song, tuyến cáp DC dài, central inverter, hoặc dự án cần bảo vệ và giám sát tập trung.

Một nguyên tắc quan trọng: nếu nhiều string được gom song song rồi đưa vào cùng một MPPT, các chuỗi cần tương thích về loại module, số lượng module và đặc tính điện, trừ khi tài liệu inverter cho phép cấu hình khác.

Cấu tạo của Combiner Box điện mặt trời

Tùy quy mô, tủ có thể chỉ gồm các phần tử bảo vệ cơ bản hoặc bổ sung đo dòng từng string, cảm biến nhiệt độ và truyền thông về SCADA.

Ngõ vào string và cable gland

Mỗi string cần cặp cực dương/âm đi vào tủ qua cable gland hoặc đầu nối phù hợp. Số ngõ vào phải đáp ứng số string thực tế. Cần kiểm tra tiết diện cáp cho phép, đường kính gland, cực tính, nhãn string và khả năng chống bụi/nước tại vị trí xuyên vỏ tủ.

Cầu chì gPV

Cầu chì gPV bảo vệ string trước dòng ngược có thể xuất hiện từ các chuỗi song song khi có sự cố. SMA lưu ý rằng dòng ngược lớn có thể làm nóng và gây hư hỏng string lỗi; cầu chì string được dùng để ngắt khi dòng vượt mức bảo vệ.

Cầu chì từng string phải được chọn theo dòng của string, điều kiện nhiệt độ, yêu cầu tiêu chuẩn và maximum series fuse của module. Không lấy tổng dòng của cả Combiner Box để chọn cầu chì cho từng nhánh, và không dùng cầu chì AC thay thế cầu chì chuyên dụng PV.

Thanh cái DC

Thanh cái dương/âm gom dòng từ các nhánh đầu vào rồi đưa ra đường DC chính. Vì mang tổng dòng của nhiều string, thanh cái, terminal và đầu cốt đầu ra phải đủ khả năng chịu dòng và nhiệt.

SPD DC

SPD giúp hạn chế quá điện áp quá độ ở phía DC. IEC 61643-31 quy định yêu cầu và phương pháp thử cho SPD dùng trong hệ thống PV đến 1.500 V DC.

Type 2 là cấu hình thường gặp để xử lý xung lan truyền. Với công trình có yêu cầu liên quan dòng sét trực tiếp hoặc hệ thống chống sét bên ngoài, có thể cần Type 1 hoặc Type 1+2 tùy thiết kế. Xem thêm hướng dẫn chống sét lan truyền điện mặt trời và cách chọn SPD.

Thiết bị cô lập DC

DC isolator hoặc thiết bị đóng cắt cho phép tách tủ khỏi phần còn lại của mạch khi bảo trì. Thiết bị phải có rating phù hợp về điện áp, dòng và khả năng đóng cắt DC; một thiết bị chỉ được định mức cho AC không thể mặc nhiên dùng ở mạch PV.

Tiếp địa và giám sát

Vỏ tủ kim loại, SPD và các phần dẫn điện liên quan cần được nối đất/đẳng thế theo thiết kế. Với dự án lớn, tủ có thể tích hợp đo dòng string, điện áp, nhiệt độ, trạng thái SPD hoặc switch và truyền dữ liệu về SCADA.

Có thể tham khảo thêm bài thi công tiếp địa điện mặt trời để rà soát phần liên kết đất và chống sét.

Khi nào nên dùng Combiner Box riêng?

Không có ngưỡng công suất kWp duy nhất quyết định việc “bắt buộc” dùng tủ gom. Nên nhìn vào kiến trúc DC thực tế.

Combiner Box thường đáng cân nhắc khi:

• Nhiều string chạy song song về cùng một MPPT hoặc inverter.
• Cần gom cáp trước khi kéo một tuyến DC chính về inverter.
• Dùng central inverter hoặc hệ có dòng tổng lớn.
• Cần cầu chì string, SPD, cô lập DC và giám sát tập trung.
• Muốn quản lý, đánh nhãn và bảo trì từng string rõ ràng.

Nếu inverter đã có đủ cổng string, bảo vệ tích hợp phù hợp và tuyến cáp đi trực tiếp thuận lợi, thêm một tủ bên ngoài có thể chỉ tăng số điểm đấu nối.

Cách chọn Combiner Box điện mặt trời theo số lượng string và dòng điện

Đây là phần quyết định tủ có phù hợp hay không. Quy trình nên bắt đầu từ sơ đồ string/MPPT, sau đó mới chọn vỏ và linh kiện.

Bước 1: Xác định số string trên từng MPPT

Hãy lập bảng string trước khi chọn tủ:

Nhóm	Số string	Module/string	MPPT đích	Ghi chú
A	4	18	MPPT 1	Cùng loại module
B	2	18	MPPT 2	Tách riêng nhóm A
C	6	20	MPPT 3	Ví dụ dự án khác

Tủ 6 input không đồng nghĩa sáu string bất kỳ đều có thể gom chung. Nếu inverter có nhiều MPPT, phải giữ đúng cách phân nhóm trong thiết kế.

Số input nên bằng hoặc lớn hơn số string thực dùng. Nếu chọn tủ 8 input cho 6 string, hai ngõ còn lại phải được bịt kín đúng phụ kiện để không làm giảm cấp bảo vệ của vỏ.

Bước 2: Kiểm tra điện áp DC cực đại

Điện áp định mức của tủ, fuse holder, SPD, isolator và terminal phải phù hợp với Voc cực đại của string sau khi hiệu chỉnh nhiệt độ thấp.

Không dùng Vmp ở điều kiện vận hành bình thường để quyết định voltage rating. Khi nhiệt độ module giảm, Voc tăng. Vì vậy, hệ 1.000 V hoặc 1.500 V phải được kiểm tra theo điện áp cực đại thực tế của chuỗi và giới hạn của từng phần tử trong tủ.

Bước 3: Tính dòng từng string và tổng dòng sau khi gom

Với các string giống nhau:

• Isc của string xấp xỉ Isc của một module.
• Imp của string xấp xỉ Imp của một module.
• Khi mắc song song, dòng các string cộng lại.

Ví dụ một string có Isc = 14 A và có 6 string song song:

Isc tổng danh định = 6 × 14 = 84 A

Nếu Imp mỗi string là 13 A thì dòng làm việc xấp xỉ:

Imp tổng = 6 × 13 = 78 A

Hai kết quả này giúp xác định quy mô đường dẫn dòng chung. Tuy nhiên, không thể kết luận “chọn switch 100 A là đủ” chỉ từ con số 84 A. Còn phải xét hệ số thiết kế theo tiêu chuẩn áp dụng, nhiệt độ, phương pháp đi dây, suy giảm nhiệt, tiết diện cáp và khả năng đóng cắt DC của thiết bị.

Bước 4: Phân biệt cầu chì string và thiết bị đầu ra

Đây là lỗi chọn tủ rất phổ biến.

• Cầu chì string: bảo vệ một nhánh, nên dựa trên Isc của string và giới hạn cầu chì nối tiếp của module.
• Thanh cái, switch và cáp đầu ra: mang tổng dòng của các string đã gom.

Với ví dụ 6 × 14 A, 84 A không phải là giá trị để chọn cầu chì cho từng string. Cầu chì nhánh phải được kiểm tra độc lập theo module và tiêu chuẩn.

Bước 5: Đánh giá dòng ngược

Khi nhiều string mắc song song, một string lỗi có thể nhận dòng ngược từ các chuỗi còn lại. Nếu mức dòng ngược có thể vượt giới hạn của module hoặc dây dẫn, cần bảo vệ quá dòng phù hợp.

Không nên áp dụng máy móc một quy tắc theo số string mà bỏ qua datasheet. Cần kiểm tra Isc, maximum series fuse, dây dẫn và yêu cầu tiêu chuẩn của đúng hệ thống.

Bước 6: Chọn cáp DC đầu ra

Sau điểm gom, cáp về inverter mang dòng lớn hơn cáp của từng string. Cần tính:

• Khả năng mang dòng.
• Nhiệt độ và phương pháp lắp đặt.
• Số cáp đi chung.
• Chiều dài tuyến.
• Sụt áp.
• Điện áp cách điện.
• Điều kiện UV, nước hoặc môi trường ăn mòn.

Xem thêm hướng dẫn tính sụt áp DC cáp solar và chọn tiết diện nếu tuyến từ tủ gom tới inverter dài.

5 thông số cần chốt trước khi đặt mua tủ gom DC

Nếu cần gửi thông tin nhanh cho đơn vị thiết kế hoặc nhà cung cấp, hãy chuẩn bị năm nhóm dữ liệu sau.

Thông số	Cần biết	Mục đích
Số string	Bao nhiêu string trên mỗi nhóm/MPPT	Chọn số input
Udc cực đại	Voc string sau hiệu chỉnh nhiệt độ	Chọn rating thiết bị
Dòng điện	Isc, Imp từng string và tổng	Chọn fuse, busbar, switch, cáp
Môi trường	Trong/ngoài trời, bụi, nước, UV, ăn mòn	Chọn vỏ và cấp IP
Chống sét	Sơ đồ SPD và tiếp địa	Chọn Type/Ucpv và cách đấu

Ngoài ra cần cung cấp model inverter, model module, sơ đồ MPPT, kích thước cáp và nhu cầu giám sát nếu có. Chỉ biết công suất kWp là chưa đủ để đặt tủ chính xác.

Chọn cấp IP, SPD và vỏ tủ

IP65 là cấp bảo vệ thường gặp ở Combiner Box thương mại của Phoenix Contact và Weidmüller, nhưng không nên coi đó là mức mặc định cho mọi dự án.

Khi chọn vỏ, cần xét:

• Tủ có lắp trực tiếp ngoài trời hay dưới mái che.
• Mưa tạt, đọng nước và bụi.
• Nhiệt độ bề mặt mái và UV.
• Hơi muối ở khu vực ven biển.
• Vị trí cable gland và cách bịt ngõ chưa dùng.
• Khả năng tản nhiệt bên trong.

Một tủ IP65 nhưng khoan thêm lỗ sai phụ kiện hoặc dùng gland không đúng cỡ vẫn có thể mất khả năng chống bụi/nước thực tế.

Với cáp ngoài trời, nên kết hợp hướng dẫn thi công cáp điện DC ngoài trời để giảm rủi ro lão hóa vỏ cáp và lỗi đầu nối.

Đối với SPD, cần kiểm tra loại Type phù hợp, Ucpv, khả năng chịu xung và đường tiếp địa. Đối với DC isolator, cần kiểm tra điện áp DC, dòng, số cực và sơ đồ đấu. Sự đồng bộ của toàn bộ chuỗi thiết bị quan trọng hơn việc chọn riêng từng linh kiện có rating cao.

Ví dụ chọn Combiner Box cho hệ 6 string

Giả sử một dự án có 6 string giống nhau đi về cùng một nhóm MPPT:

• Isc/string: 14 A.
• Imp/string: 13 A.
• Voc cực đại sau hiệu chỉnh nhiệt độ: 890 V.
• Module có thông số maximum series fuse theo datasheet.

Từ đó:

• Dòng làm việc xấp xỉ: 78 A.
• Tổng Isc danh định: 84 A.
• Số input cần dùng: 6.

Quy trình lựa chọn tiếp theo:

1. Chọn tủ có ít nhất 6 input đúng nhóm MPPT.
2. Xác nhận tất cả phần tử DC có voltage rating phù hợp với 890 V và cấp điện áp hệ thống.
3. Chọn cầu chì từng string theo Isc, điều kiện thiết kế và maximum series fuse của module.
4. Chọn thanh cái, terminal, switch và cáp đầu ra theo tổng dòng sau khi áp dụng yêu cầu tiêu chuẩn/derating.
5. Chọn SPD và tiếp địa phù hợp.
6. Kiểm tra inverter có cho phép số string song song và dòng đầu vào tương ứng tại MPPT đó hay không.

Ví dụ cho thấy hai dự án đều 6 string nhưng Isc/string khác nhau sẽ cần tủ có khả năng chịu dòng khác nhau. Vì vậy, “6 input” mới chỉ mô tả số ngõ, chưa mô tả năng lực điện của tủ.

Sai lầm và rủi ro cần tránh

Chọn đúng linh kiện nhưng lắp đặt kém vẫn có thể tạo điểm nóng và khó bảo trì.

Checklist nghiệm thu trước khi đóng điện

• Số input thực tế đúng với bản vẽ.
• String không bị gom nhầm giữa các MPPT.
• Cực tính từng string đúng.
• Voc string nằm trong phạm vi thiết kế.
• Dòng string không có chênh lệch bất thường.
• Fuse gPV đúng loại và rating theo hồ sơ.
• SPD đúng cấp điện áp, trạng thái chỉ thị bình thường.
• DC isolator đúng sơ đồ đấu.
• Terminal được siết theo torque yêu cầu.
• Cáp đầu ra đủ tiết diện.
• Cable gland kín; ngõ chưa dùng được bịt đúng.
• Tiếp địa/PE chắc chắn.
• Nhãn cảnh báo DC và nhãn string rõ.
• Gioăng/nắp tủ không biến dạng.
• Hoàn tất đo kiểm trước khi đóng điện.

Tiêu chuẩn kỹ thuật nên đối chiếu

Tại thời điểm kiểm tra 18/09/2026, các tài liệu đáng chú ý gồm:

• IEC 62548-1:2023 + AMD1:2025: yêu cầu thiết kế mảng PV, gồm dây DC, bảo vệ, đóng cắt và nối đất.
• IEC 61643-31:2018: yêu cầu đối với SPD ở phía DC của hệ PV đến 1.500 V DC.
• EN/IEC 60269-6: liên quan cầu chì cho hệ thống PV, gồm đặc tính gPV.
• IEC 61439-2: được nhiều nhà sản xuất tham chiếu cho cụm tủ đóng cắt/điều khiển hạ áp.
• Datasheet của đúng module, inverter, fuse, SPD và switch-disconnector đang dùng.

Tiêu chuẩn không thay thế datasheet và ngược lại. Thiết kế đúng phải đồng thời thỏa yêu cầu hệ thống và giới hạn của từng linh kiện.

Khuyến nghị theo nhu cầu sử dụng

Câu hỏi thường gặp

Kết luận

Chọn đúng combiner box điện mặt trời cần bắt đầu từ sơ đồ string/MPPT, sau đó kiểm tra số ngõ vào, Voc cực đại, Isc từng string, tổng dòng sau khi gom, fuse gPV, SPD, thiết bị cô lập, cáp đầu ra và điều kiện môi trường. Không nên mua tủ chỉ theo tên 4-in-1, 8-in-1 hoặc theo công suất kWp của dự án.

Nếu bạn đang thiết kế hệ thống điện mặt trời cho gia đình, doanh nghiệp hoặc nhà xưởng, Ngọc Thiên có thể hỗ trợ rà soát cấu hình string, dòng/điện áp, phương án SPD, cáp và bố trí tủ theo điều kiện thực tế.

Liên hệ Ngọc Thiên để được tư vấn cấu hình Combiner Box và giải pháp điện mặt trời phù hợp:

• Hotline: 02877798999
• Trang liên hệ: https://ntes.vn/lien-he/
• Website: https://ntes.vn/