Jak właściwie wybrać kable do systemów fotowoltaicznych?

W ostatnich latach technologia branży fotowoltaicznej rozwija się coraz szybciej. Moc pojedynczego modułu jest coraz większa, a prąd sznurka jest coraz większy. Prąd modułów dużej mocy osiągnął ponad 17A. Jeśli chodzi o projekt systemu, zastosowanie komponentów o dużej mocy i rozsądnej zarezerwowanej przestrzeni może obniżyć początkowe koszty inwestycji i koszt kilowatogodzin systemu. Koszt kabli AC i DC w systemie nie jest niski. Jak projektować i wybierać, aby redukować koszty?

1. Dobór kabli prądu stałego
Kable prądu stałego są instalowane na zewnątrz. Ogólnie zaleca się wybór napromieniowanych i usieciowanych kabli fotowoltaicznych. Po napromieniowaniu wiązką elektronów o wysokiej energii struktura molekularna materiału izolacyjnego kabla zmienia się z liniowej na trójwymiarową siatkową strukturę molekularną, a poziom odporności temperaturowej wzrasta z 70 ℃ dla kabli nieusieciowanych do 90 ℃, 105 ℃, 125 ℃, 135 ℃, a nawet 150 ℃, czyli o 15-50% więcej niż obciążalność prądowa tych samych kabli specyfikacja. Jest odporny na drastyczne zmiany temperatury i erozję chemiczną i może być używany na zewnątrz przez ponad 25 lat. Wybierając kabel DC warto wybrać produkt posiadający odpowiednią atest od stałego producenta, który zapewni długotrwałe użytkowanie na zewnątrz. Najczęściej stosowanym kablem fotowoltaicznym DC jest 4-kwadratowy kabel PV1-F1*4, ale wraz ze wzrostem prądu modułów fotowoltaicznych i wzrostem mocy pojedynczego falownika rośnie również długość kabla DC, a także wzrasta zastosowanie kabli DC o długości 6 metrów kwadratowych.

Zgodnie z odpowiednimi specyfikacjami ogólnie zaleca się, aby strata prądu stałego w fotowoltaice nie przekraczała 2%. Używamy tego standardu do projektowania wyboru kabli prądu stałego. Rezystancja linii kabla DC PV1-F1*4mm² wynosi 4,6mΩ/metr, a rezystancja linii kabla DC PV6mm² wynosi 3,1mΩ/metr. Zakładając, że napięcie robocze elementu stałego wynosi 600 V, strata spadku napięcia wynosząca 2% wynosi 12 V. Zakładając, że prąd elementu wynosi 13 A, przy użyciu kabla prądu stałego o przekroju 4 mm² zaleca się, aby odległość między najdalszym końcem elementu a falownikiem nie przekraczała 120 metrów (pojedynczy ciąg, z wyłączeniem biegunów dodatnich i ujemnych). Jeśli jest większa niż ta odległość, zaleca się wybór kabla prądu stałego o przekroju 6 mm², ale zaleca się, aby odległość między najdalszym końcem komponentu a falownikiem nie przekraczała 170 metrów.

2. Obliczanie strat w linii kablowej fotowoltaicznej
Aby obniżyć koszty systemu, komponenty i falowniki elektrowni fotowoltaicznych rzadko konfiguruje się w stosunku 1:1, ale projektuje się je z pewnym nadmiernym dopasowaniem w zależności od warunków oświetleniowych, potrzeb projektu itp. Na przykład dla modułu o mocy 110 kW wybierany jest falownik o mocy 100 kW. Zgodnie z obliczeniami 1,1-krotności nadmiernego dopasowania strony AC falownika, maksymalny prąd wyjściowy AC wynosi około 158A. Kabel AC można dobrać w zależności od maksymalnego prądu wyjściowego falownika. Ponieważ niezależnie od liczby skonfigurowanych komponentów, prąd wejściowy AC falownika nigdy nie przekroczy maksymalnego prądu wyjściowego falownika.

3. Parametry wyjściowe falownika AC

Powszechnie stosowane kable miedziane prądu przemiennego w systemach fotowoltaicznych obejmują BVR i YJV. BVR oznacza miękki drut z rdzeniem miedzianym w izolacji z polichlorku winylu i kabel zasilający w izolacji z polietylenu usieciowanego YJV. Przy wyborze należy zwrócić uwagę na poziom napięcia i poziom temperatury kabla. Należy wybrać typ trudnopalny. Specyfikacje kabli są wyrażone przez liczbę rdzeni, przekrój nominalny i poziom napięcia: metoda wyrażania specyfikacji kabla jednożyłowego, 1*przekrój nominalny, np. 1*25 mm 0,6/1 kV, co oznacza kabel o powierzchni 25 kwadratów. Metoda wyrażania specyfikacji wielożyłowego skręconego kabla odgałęźnego, liczba kabli w tej samej pętli * nominalny przekrój poprzeczny, np. 3*50+2*25mm 0,6/1KV, wskazująca 3*50 kwadratowych przewodów pod napięciem, 1*25 kwadratowych przewodów neutralnych i 1*25 kwadratowych przewodów uziemiających.