Novinky – Jak vybrat správný solární DC kabel pro solární fotovoltaický systém?

Páteřní vedení stejnosměrného proudu (DC) je přenosové vedení z fotovoltaického panelu do střídače po sloučení ve slučovací skříni. Pokud je střídač srdcem celého čtvercového mřížkového systému, pak je páteřní vedení stejnosměrného proudu jeho aortou. Protože systém páteřního vedení stejnosměrného proudu používá neuzemněné řešení, pokud dojde k zemnímu zkratu v kabelu, způsobí to mnohem větší poškození systému a dokonce i zařízení než u střídavého proudu. Proto jsou fotovoltaičtí inženýři ohledně páteřních kabelů stejnosměrného proudu opatrnější než jiní elektrotechnici.

Výběr toho správného Solární DC kabel Pro fotovoltaický systém instalovaný ve vaší domácnosti nebo kanceláři je zásadní výkon a bezpečnost. Výkonné solární kabely jsou navrženy tak, aby přenášely sluneční energii z jedné součásti systému do druhé za účelem přeměny na elektrickou energii. Váš běžný měděný drát tuto funkci zvládne správně a s největší pravděpodobností dojde k selhání systému.

Komplexní analýza různých kabelových nehod naznačuje, že zemní poruchy v kabelech představují 90–95 % všech poruch kabelů. Existují tři hlavní příčiny zemních poruch. Zaprvé, výrobní vady kabelů – nekvalitní výrobky; zadruhé, drsné pracovní prostředí, přirozené stárnutí a poškození vnějšími silami; zatřetí, nestandardní instalace a hrubé zapojení.

Existuje pouze jedna základní příčina zemního zkratu, a to je izolační materiál kabelu. Provozní prostředí stejnosměrného vedení fotovoltaických elektráren je relativně drsné. Velké pozemní elektrárny jsou obvykle pouštní, se slano-alkalickou půdou, s velkými teplotními rozdíly během dne a velmi vlhkým prostředím. U podzemních kabelů jsou požadavky na zasypávání a hloubení kabelových výkopů relativně vysoké; a provozní prostředí kabelů distribuovaných elektráren není o nic lepší než prostředí země. Kabely odolávají velmi vysokým teplotám a teplota střechy může dosáhnout až 100–110 °C. Požadavky na požární odolnost a požární odolnost kabelu a vysoké teploty mají velký vliv na průrazné napětí izolace kabelu.

Proto je před instalací a spuštěním systému nutné zajistit, aby velikost instalovaného solárního kabelu byla úměrná proudu a napětí systému. Zde je několik charakteristik, které by měly být před zapnutím systému zkontrolovány;

1. Ujistěte se, že jmenovité napětí stejnosměrného fotovoltaického kabelu je stejné nebo vyšší než jmenovité napětí systému.

2. Ujistěte se, že proudová zatížitelnost solárního kabelu je stejná nebo větší než proudová zatížitelnost systému.

3. Ujistěte se, že kabely jsou dostatečně silné a chráněné, aby odolaly podmínkám prostředí ve vaší oblasti.

4. Pro zajištění bezpečnosti zkontrolujte úbytek napětí. (Úbytek napětí by neměl překročit 2 %).

5. Výdržné napětí DC PV kabelu by mělo být vyšší než maximální napětí systému.

Při výběru a návrhu stejnosměrných kabelů pro fotovoltaické elektrárny je třeba vzít v úvahu také: izolační vlastnosti kabelu; odolnost kabelu vůči vlhkosti, mrazu a povětrnostním vlivům; tepelnou odolnost a požární odolnost kabelu; způsob instalace kabelu; materiál vodiče kabelu (měděné jádro, jádro ze slitiny hliníku, hliníkové jádro) a průřezové charakteristiky kabelu.

Většina DC kabelů pro fotovoltaické systémy (PV) je instalována venku a je třeba je chránit před vlhkostí, sluncem, chladem a ultrafialovým zářením. Proto se DC kabely v distribuovaných fotovoltaických systémech obecně vybírají z certifikovaných speciálních fotovoltaických kabelů, s přihlédnutím k výstupnímu proudu DC konektorů a fotovoltaických modulů. V současné době se běžně používají DC PV kabely specifikace PV1-F 1*4 mm.

Správný výběr solárního kabelu pro váš systém si můžete zajistit zvážením následujících aspektů:

Stres

Tloušťka solárního kabelu, který si pro svůj systém vyberete, závisí na napětí vašeho systému. Čím vyšší je napětí vašeho systému, tím tenčí je kabel, protože stejnosměrný proud klesne. Pro zvýšení napětí vašeho systému zvolte velký střídač.

Ztráta napětí

Ztráta napětí ve FV systému může být popsána jako: ztráta napětí = procházející proud * délka kabelu * poměr napětí. Z vzorce je patrné, že ztráta napětí je úměrná délce kabelu. Proto by se při zkoumání na místě měl dodržovat princip pole-střídač a střídač-paralelní bod. Obecně by ztráta stejnosměrného proudu mezi FV polem a střídačem neměla překročit 5 % výstupního napětí pole a ztráta střídavého proudu mezi střídačem a paralelním bodem by neměla překročit 2 % výstupního napětí střídače. V procesu inženýrských aplikací lze použít empirický vzorec: △U=(I*L*2)/(r*S)

Mezi nimi △U: úbytek napětí na kabelu -V

I: Kabel musí odolat maximálnímu zatížení kabelu A

L: Délka pokládky kabelu -m

S: průřez kabelu mm²

r: Vodivost vodiče – m/(Ohm*mm²), r mědi=57, r hliníku=34

Proud

Před nákupem zkontrolujte jmenovitý proud solárního kabelu. Pro připojení střídače je zvolený jmenovitý proud stejnosměrného fotovoltaického kabelu 1,25násobek maximálního trvalého proudu v navrženém kabelu. Pro spojení mezi vnitřkem fotovoltaického pole a mezi polemi je zvolený jmenovitý proud stejnosměrného fotovoltaického kabelu 1,56násobek maximálního trvalého proudu v navrženém kabelu. Každý výrobce, jako například Posuvné , zveřejnila tabulku s uvedením jmenovitých proudů kabelů vyráběných podle jejich velikosti a typu. Ujistěte se, že jste vybrali správnou velikost kabelu, protože příliš malý vodič se může rychle přehřát a také trpět výrazným poklesem napětí, což má za následek ztrátu výkonu.

technický list solárního kabelu

Délka

Délka kabelu je také důležitým faktorem, který je třeba zvážit při výběru správného kabelu pro váš solární systém. Ve většině případů platí, že čím delší kabel, tím lepší je přenos proudu. Nejlepší je však použít jednoduchá pravidla pro výpočet požadované délky kabelu na základě aktuálního výkonu systému.

Proud / 3 = průřez kabelu (mm2)

Pomocí tohoto vzorce můžete snadno získat nejpřesnější a nejvhodnější velikost systémového kabelu a vyhnout se nehodám nebo poruchám systému.

Vzhled

Izolační (plášťová) vrstva kvalifikovaných výrobků je měkká, pružná a elastická a povrchová vrstva je hustá, hladká, bez drsnosti a s jasným leskem. Povrch izolační (plášťové) vrstvy by měl být čistý a odolný proti poškrábání. U výrobků vyrobených z neformálních izolačních materiálů je izolační vrstva na dotek průhledná, křehká a měkká.

Nálepka

Normální kabely budou označeny jako fotovoltaické kabely. Speciální fotovoltaické kabely a vnější plášť kabelů budou označeny jako PV1-F1*4mm.

izolační vrstva

Národní norma obsahuje jasné údaje o nejtenčím bodě rovnoměrnosti izolační vrstvy drátu a průměrné tloušťce. Tloušťka normální izolace drátu je rovnoměrná, ne excentrická a pevně přitlačená k vodiči.

Drátěné jádro

Jde o jádro drátu vyrobeného z čisté měděné suroviny, které je podrobeno přísnému tažení, žíhání (měknutí) a kroucení. Jeho povrch by měl být lesklý, hladký, bez otřepů a hustota kroucení by měla být plochá, měkká a tvrdá a ne snadno se zlomí. Běžné jádro kabelu je z fialovočerveného měděného drátu. Jádro fotovoltaického kabelu je stříbrné a průřez jádra je stále z fialového měděného drátu.

Dirigent

Vodič je lesklý a jeho struktura splňuje normové požadavky. Dráty a kabely, které splňují normové požadavky, ať už se jedná o hliníkové nebo měděné vodiče, jsou relativně lesklé a bez oleje, takže stejnosměrný odpor vodiče splňuje normu, má dobrou vodivost a vysoký výkon.

Osvědčení

Standardní certifikát produktu by měl uvádět název výrobce, adresu, telefonní číslo poprodejního servisu, model, specifikaci struktury, jmenovitý průřez (obvykle 2,5 čtvercový vodič, 4 čtvercový vodič atd.), jmenovité napětí (jednožilový vodič 450/750 V, dvoužilový opláštěný kabel 300/500 V), délku (národní norma stanoví délku 100 m ± 0,5 m), číslo kontrolního pracovníka, datum výroby a číslo národní normy produktu nebo certifikační značku. Zejména model jednožilového měděno-plastového vodiče vyznačený na obecném produktu je 227 IEC01 (BV), nikoli BV. Věnujte prosím pozornost kupujícímu.

Inspekční zpráva

Jako produkt, který má vliv na lidi a majetek, byly kabely vždy předmětem vládního dohledu a inspekce. Výrobci jsou pravidelně kontrolováni dozorčím orgánem. Prodávající proto musí být schopen poskytnout inspekční zprávu oddělení kontroly kvality, jinak je kvalita vodičů a kabelů neopodstatněná.

Kromě toho, pro zjištění, zda je kabel ohnivzdorný nebo ozářený, je nejlepším způsobem odříznout část a zapálit ji. Pokud se kabel samovolně vznítí a brzy samovolně hoří, zjevně se nejedná o ohnivzdorný kabel. Pokud trvá vznícení dlouho, po opuštění zdroje ohně sám zhasne a není cítit žádný štiplavý zápach, což naznačuje, že se jedná o ohnivzdorný kabel (ohnivzdorný kabel není zcela nehořlavý, je obtížné ho zapálit). Při delším hoření ozářený kabel vydává slabé praskavé zvuky, zatímco neozářený kabel ne. Pokud hoří dlouhou dobu, izolační plášť se výrazně oddělí a průměr se výrazně nezvětší, což naznačuje, že nebylo provedeno radiační zesíťování.

A pokud vložíte jádro kabelu do horké vody o teplotě 90 stupňů, izolační odpor skutečně ozářeného kabelu za normálních podmínek rychle neklesne a zůstane nad 0,1 Mohm/km. Pokud odpor klesne rychle nebo dokonce pod 0,009 Mohm na kilometr, kabel nebyl zesíťován a ozářen.

Nakonec je třeba zvážit i vliv teploty na výkon DC fotovoltaických kabelů. Čím vyšší je teplota, tím nižší je proudová únosnost kabelu. Kabel by měl být instalován na co nejlépe větraném místě.

Souhrn

Proto je výběr správných rozměrů vodičů pro váš solární systém důležitý jak z důvodu výkonu, tak z bezpečnostních důvodů. Pokud jsou vodiče poddimenzované, dojde k výraznému poklesu napětí, což povede k nadměrným ztrátám výkonu. Navíc, pokud jsou vodiče poddimenzované, existuje riziko, že se vodiče mohou zahřát do bodu, kdy by se mohly vznítit.

Proud generovaný solárními panely se musí dostat k baterii s minimálními ztrátami. Každý kabel má svůj vlastní ohmický odpor. Pokles napětí v důsledku tohoto odporu nastává podle Ohmova zákona:

V = I x R (zde V je úbytek napětí na kabelu, R je odpor a I je proud).

Odpor (R) kabelu závisí na třech parametrech:

1. Délka kabelu: Čím delší kabel, tím větší odpor.

2. Plocha průřezu kabelu: čím větší plocha, tím nižší odpor.

3. Použitý materiál: Měď nebo hliník. Měď má ve srovnání s hliníkem nižší odpor.

V tomto případě je vhodnější použít měděný kabel. Měděné dráty se kalibrují pomocí stupnice: American Wire Gauge (AWG). Čím nižší je číslo kalibru, tím nižší je odpor drátu, a proto je bezpečně odolný vůči většímu proudu.

Průvodce kupujícího pro solární systémy mimo síť: DC vodiče a konektory

Dodatek: Izolační vlastnosti stejnosměrných fotovoltaických kabelů

1. Intenzita pole a rozložení napětí u kabelů střídavého proudu jsou vyvážené. Izolační materiál kabelu se zaměřuje na permitivitu, která není ovlivněna teplotou; zatímco rozložení napětí u kabelů stejnosměrného proudu je maximální izolační vrstvou kabelu, která je ovlivněna odporem izolačního materiálu kabelu. Vlivem tohoto koeficientu má izolační materiál jev záporného teplotního koeficientu, tj. s rostoucí teplotou se odpor snižuje;

Během provozu kabelu se v důsledku ztráty v jádře zvyšuje teplota a elektrický odpor izolačního materiálu kabelu se odpovídajícím způsobem mění, což také vede k odpovídající změně intenzity elektrického pole izolační vrstvy. Jinými slovy, izolační vrstva stejné tloušťky se v důsledku teploty mění. S jejím zvyšováním se odpovídajícím způsobem snižuje její průrazné napětí. U stejnosměrných dálkových vedení některých distribuovaných elektráren dochází v důsledku změny okolní teploty k stárnutí izolačního materiálu kabelu mnohem rychleji než kabelů uložených v zemi. Tomuto bodu je třeba věnovat zvláštní pozornost.

2. Během procesu výroby izolační vrstvy kabelu se nevyhnutelně rozpustí některé nečistoty. Mají relativně malý měrný izolační odpor a jejich rozložení podél radiálního směru izolační vrstvy je nerovnoměrné, což také vede k různému objemovému odporu v různých částech. Působením konstantního napětí se liší i elektrické pole izolační vrstvy kabelu. Proto objemový měrný izolační odpor rychleji stárne a stává se prvním skrytým nebezpečným bodem průrazu.
U kabelů pro střídavý proud se takový jev nevyskytuje. Obecně platí, že vliv napětí a materiálu kabelů pro střídavý proud je jako celek vyvážený, zatímco izolační napětí kabelů pro stejnosměrný proud je vždy nejvíce ovlivněno v nejslabším místě. Proto musí mít kabely pro střídavý a stejnosměrný proud v procesu výroby odlišné řízení a standardy.

3. Kabely s izolací ze síťovaného polyethylenu se široce používají v kabelech pro střídavý proud. Mají velmi dobré dielektrické a fyzikální vlastnosti a jsou velmi ekonomické. Stejně jako kabely pro stejnosměrný proud však mají problém s prostorovým nábojem, který je obtížné řešit. Jsou vysoce ceněny v kabelech pro vysokonapěťový stejnosměrný proud.
Při použití polymeru k izolaci stejnosměrného kabelu se v izolační vrstvě objeví velké množství lokálních pastí, což vede k akumulaci prostorového náboje uvnitř izolace. Vliv prostorového náboje na izolační materiál se projevuje hlavně ve dvou aspektech: zkreslení elektrickým polem a zkreslení neelektrickým polem. Tento dopad je pro izolační materiály velmi škodlivý.
Takzvaný prostorový náboj označuje část náboje, která přesahuje neutralitu strukturní jednotky makroskopické látky. V pevné látce je kladný nebo záporný prostorový náboj spojen se specifickou lokální energetickou hladinou a je reprezentován jako vázané polaronové stavy. Polarizační efekt. Takzvaná polarizace prostorového náboje je proces akumulace záporných iontů na rozhraní na straně kladné elektrody a kladných iontů na rozhraní na straně záporné elektrody v důsledku iontového pohybu, když jsou v dielektriku obsaženy volné ionty.
V elektrickém poli střídavého proudu nemůže migrace kladných a záporných nábojů materiálu držet krok s rychlými změnami elektrického pole o frekvenci sítě, takže se neobjevují efekty prostorového náboje. V elektrickém poli stejnosměrného proudu je elektrické pole rozloženo podle specifického odporu, což vytváří prostorové náboje a ovlivňuje rozložení elektrického pole. V polyethylenové izolaci existuje velké množství lokálních stavů a efekt prostorového náboje je obzvláště závažný. Izolační vrstva ze síťovaného polyethylenu je chemicky zesítěná a představuje integrální zesítěnou strukturu. Jedná se o nepolární polymer. Z pohledu celé struktury kabelu je samotný kabel podobný většímu kondenzátoru. Po zastavení přenosu stejnosměrného proudu je to ekvivalentní dokončení nabíjení kondenzátoru. I když je jádro vodiče uzemněno, nelze jej účinně vybít. V kabelu stále existuje velké množství stejnosměrného proudu, kterému se říká prostorový náboj. Tyto prostorové náboje se nepodobají střídavému proudu. Kabel se spotřebovává dielektrickými ztrátami, ale obohacuje se o defekty; kabel se síťovaným polyethylenem s rostoucí životností nebo častými přerušeními a změnami proudu akumuluje stále více prostorových nábojů. Urychluje stárnutí izolační vrstvy, čímž ovlivňuje životnost. Proto se izolační vlastnosti kabelů stejnosměrného proudu stále velmi liší od izolačních vlastností kabelů střídavého proudu.