هر آنچه که باید در مورد انتخاب کابل های فتوولتائیک بدانید!

کابل های فتوولتائیک اساس پشتیبانی تجهیزات الکتریکی در سیستم های فتوولتائیک هستند.میزان کابل های مورد استفاده در سیستم های فتوولتائیک بیشتر از سیستم های تولید برق عمومی است و همچنین یکی از عوامل مهم موثر بر راندمان کل سیستم می باشد.

اگرچه کابل های فتوولتائیک DC و AC حدود 2 تا 3 درصد از هزینه سیستم های فتوولتائیک توزیع شده را تشکیل می دهند، تجربه واقعی نشان داده است که استفاده از کابل های اشتباه ممکن است منجر به از دست دادن بیش از حد خط در پروژه، پایداری پایین منبع تغذیه و سایر عواملی شود که باعث کاهش می شود. پروژه برمی گردد.

بنابراین، انتخاب کابل های مناسب می تواند به طور موثری میزان تصادف پروژه را کاهش دهد، قابلیت اطمینان منبع تغذیه را بهبود بخشد و ساخت، بهره برداری و نگهداری را تسهیل کند.

انواع کابل فتوولتائیک

با توجه به سیستم نیروگاه های فتوولتائیک، کابل ها را می توان به کابل های DC و کابل های AC تقسیم کرد.با توجه به کاربری‌ها و محیط‌های کاربری مختلف، به‌صورت زیر طبقه‌بندی می‌شوند:

کابل های DC بیشتر برای موارد زیر استفاده می شوند:

اتصال سری بین اجزا؛

اتصال موازی بین رشته ها و بین رشته ها و جعبه های توزیع DC (جعبه های ترکیبی).

بین جعبه های توزیع DC و اینورترها.

کابل های AC بیشتر برای موارد زیر استفاده می شوند:

اتصال بین اینورترها و ترانسفورماتورهای افزایش دهنده

اتصال بین ترانسفورماتورهای افزایش دهنده و دستگاه های توزیع؛

اتصال بین دستگاه های توزیع و شبکه های برق یا کاربران.

الزامات کابل های فتوولتائیک

کابل های مورد استفاده در بخش انتقال DC ولتاژ پایین سیستم تولید برق فتوولتائیک خورشیدی به دلیل محیط های کاربری متفاوت و الزامات فنی، الزامات مختلفی برای اتصال قطعات مختلف دارند.عوامل کلی که باید در نظر گرفته شوند عبارتند از: عملکرد عایق کابل، عملکرد مقاوم در برابر حرارت و شعله، عملکرد ضد پیری و مشخصات قطر سیم.کابل‌های DC بیشتر در فضای باز قرار می‌گیرند و باید در برابر رطوبت، آفتاب، سرما و UV مقاوم باشند.بنابراین، کابل‌های DC در سیستم‌های فتوولتائیک توزیع‌شده عموماً کابل‌های ویژه دارای گواهی فتوولتائیک را انتخاب می‌کنند.این نوع کابل اتصال از روکش عایق دولایه استفاده می کند که مقاومت بسیار خوبی در برابر فرسایش UV، آب، ازن، اسید و نمک دارد، قابلیت عالی در همه شرایط جوی و مقاومت در برابر سایش دارد.با توجه به کانکتور DC و جریان خروجی ماژول فتوولتائیک، کابل های DC فتوولتائیک متداول عبارتند از PV1-F1*4mm2، PV1-F1*6mm2 و غیره.

کابل های AC عمدتا از سمت AC اینورتر به جعبه ترکیب کننده AC یا کابینت متصل به شبکه AC استفاده می شود.برای کابل های AC نصب شده در خارج از منزل، رطوبت، آفتاب، سرما، محافظت در برابر اشعه ماوراء بنفش و نصب در مسافت های طولانی باید در نظر گرفته شود.به طور کلی از کابل های نوع YJV استفاده می شود.برای کابل های AC نصب شده در داخل خانه، حفاظت در برابر آتش و حفاظت موش و مورچه باید در نظر گرفته شود.

انتخاب مواد کابل

کابل های DC مورد استفاده در نیروگاه های فتوولتائیک بیشتر برای کارهای طولانی مدت در فضای باز استفاده می شود.با توجه به محدودیت های شرایط ساخت، از کانکتورها بیشتر برای اتصال کابل استفاده می شود.مواد هادی کابل را می توان به هسته مسی و هسته آلومینیومی تقسیم کرد.

کابل های هسته مسی ظرفیت آنتی اکسیدانی بهتری نسبت به آلومینیوم، عمر طولانی تر، پایداری بهتر، افت ولتاژ کمتر و تلفات برق کمتر دارند.در ساخت و ساز، هسته‌های مسی انعطاف‌پذیرتر هستند و شعاع خمش مجاز آن کم است، بنابراین چرخش و عبور آن از لوله‌ها آسان است.علاوه بر این، هسته‌های مسی مقاوم در برابر خستگی هستند و به راحتی پس از خم شدن مکرر شکسته نمی‌شوند، بنابراین سیم‌کشی راحت است.در عین حال، هسته های مس دارای استحکام مکانیکی بالایی هستند و می توانند کشش مکانیکی زیادی را تحمل کنند، که راحتی زیادی را برای ساخت و ساز و تخمگذار به ارمغان می آورد و همچنین شرایطی را برای ساخت و ساز مکانیزه ایجاد می کند.

در مقابل، به دلیل خواص شیمیایی آلومینیوم، کابل های هسته آلومینیومی در هنگام نصب در معرض اکسیداسیون (واکنش الکتروشیمیایی) به ویژه خزش هستند که به راحتی می تواند منجر به خرابی شود.

بنابراین، اگرچه هزینه کابل های هسته آلومینیومی پایین است، اما به خاطر ایمنی پروژه و عملکرد پایدار طولانی مدت، Rabbit Jun استفاده از کابل های هسته مسی را در پروژه های فتوولتائیک توصیه می کند.

محاسبه انتخاب کابل فتوولتائیک

جریان نامی

سطح مقطع کابل‌های DC در بخش‌های مختلف سیستم فتوولتائیک بر اساس اصول زیر تعیین می‌شود: کابل‌های اتصال بین ماژول‌های سلول خورشیدی، کابل‌های اتصال بین باتری‌ها و کابل‌های اتصال بارهای متناوب به طور کلی با درجه بندی انتخاب می‌شوند. جریان 1.25 برابر حداکثر جریان کار مداوم هر کابل.

کابل های اتصال بین آرایه ها و آرایه های سلول خورشیدی و کابل های اتصال بین باتری ها (گروه ها) و اینورترها معمولاً با جریان نامی 1.5 برابر حداکثر جریان کار مداوم هر کابل انتخاب می شوند.

در حال حاضر، انتخاب مقطع کابل عمدتاً بر اساس رابطه بین قطر کابل و جریان است و تأثیر دمای محیط، افت ولتاژ و روش تخمگذار بر ظرفیت حمل جریان کابل ها اغلب نادیده گرفته می شود.

در محیط های مختلف استفاده، ظرفیت حمل جریان کابل و توصیه می شود زمانی که جریان نزدیک به مقدار پیک است، قطر سیم به سمت بالا انتخاب شود.

استفاده نادرست از کابل های فتوولتائیک با قطر کوچک باعث آتش سوزی پس از بارگذاری بیش از حد جریان شد.

افت ولتاژ

افت ولتاژ در سیستم فتوولتائیک را می توان به صورت زیر مشخص کرد: افت ولتاژ = جریان * طول کابل * ضریب ولتاژ.از فرمول می توان دریافت که افت ولتاژ متناسب با طول کابل است.

بنابراین در حین اکتشاف در محل باید اصل نزدیک نگه داشتن آرایه به اینورتر و اینورتر به نقطه اتصال شبکه تا حد امکان رعایت شود.

در کاربردهای عمومی، تلفات خط DC بین آرایه فتوولتائیک و اینورتر از 5% ولتاژ خروجی آرایه تجاوز نمی کند و تلفات خط AC بین اینورتر و نقطه اتصال به شبکه از 2% ولتاژ خروجی اینورتر تجاوز نمی کند.

در فرآیند کاربرد مهندسی، می توان از فرمول تجربی استفاده کرد: △U=(I*L*2)/(r*S)

△U: افت ولتاژ کابل-V

I: کابل باید حداکثر کابل A را تحمل کند

L: طول کابل گذاری-m

S: سطح مقطع کابل-mm2;

r: رسانایی رسانا-m/(Ω*mm2;)، r ​​مس=57، r آلومینیوم=34

هنگام قرار دادن چند کابل چند هسته ای در بسته ها، طراحی باید به نکات توجه کند

در کاربرد واقعی، با در نظر گرفتن عواملی مانند روش سیم کشی کابل و محدودیت های مسیریابی، کابل های سیستم های فتوولتائیک، به ویژه کابل های AC، ممکن است دارای کابل های چند هسته ای باشند که در بسته ها قرار گرفته اند.

به عنوان مثال، در یک سیستم سه فاز با ظرفیت کم، خط خروجی AC از کابل های "یک خط چهار هسته ای" یا "یک خط پنج هسته ای" استفاده می کند.در یک سیستم سه فاز با ظرفیت بالا، خط خروجی AC از کابل های متعدد به صورت موازی به جای کابل های تک هسته ای با قطر بزرگ استفاده می کند.

هنگامی که کابل های چند هسته ای در بسته ها گذاشته می شوند، ظرفیت حمل جریان واقعی کابل ها به نسبت معینی کاهش می یابد و این وضعیت تضعیف باید در ابتدای طراحی پروژه در نظر گرفته شود.

روش های کابل کشی

هزینه ساخت و ساز مهندسی کابل در پروژه های تولید برق فتوولتائیک به طور کلی بالا است و انتخاب روش تخمگذار مستقیماً بر هزینه ساخت تأثیر می گذارد.

بنابراین برنامه ریزی معقول و انتخاب صحیح روش های کابل گذاری از حلقه های مهم در کار طراحی کابل می باشد.

روش کابل کشی به طور جامع بر اساس وضعیت پروژه، شرایط محیطی، مشخصات کابل، مدل، کمیت و سایر عوامل در نظر گرفته شده و با توجه به الزامات بهره برداری مطمئن و نگهداری آسان و اصل عقلانیت فنی و اقتصادی انتخاب می شود.

تخمگذار کابل های DC در پروژه های تولید برق فتوولتائیک عمدتاً شامل دفن مستقیم با ماسه و آجر، لوله گذاری، گذاشتن در تروگ، گذاشتن در ترانشه کابل، تونل گذاری و غیره است.

چیدمان کابل های AC تفاوت چندانی با روش های تخمگذار سیستم های برق عمومی ندارد.

کابل های DC بیشتر بین ماژول های فتوولتائیک، بین رشته ها و جعبه های ترکیب کننده DC و بین جعبه های ترکیبی و اینورترها استفاده می شود.

سطح مقطع کوچک و مقادیر زیادی دارند.معمولاً کابل ها در امتداد براکت های ماژول بسته می شوند یا از طریق لوله ها قرار می گیرند.هنگام تخمگذار موارد زیر باید در نظر گرفته شود:

برای اتصال کابل‌ها بین ماژول‌ها و کابل‌های اتصال بین رشته‌ها و جعبه‌های ترکیب‌کننده، باید از براکت‌های ماژول به عنوان تکیه‌گاه و تثبیت کانال برای کابل‌گذاری تا حد امکان استفاده شود که می‌تواند تأثیر عوامل محیطی را تا حدی کاهش دهد.

نیروی کابل گذاری باید یکنواخت و مناسب باشد و نباید خیلی سفت باشد.تفاوت دما بین روز و شب در سایت های فتوولتائیک به طور کلی زیاد است و برای جلوگیری از شکستن کابل باید از انبساط و انقباض حرارتی اجتناب شود.

کابل مواد فتوولتائیک روی سطح ساختمان باید زیبایی کلی ساختمان را در نظر بگیرد.

موقعیت چیدمان باید از گذاشتن کابل بر روی لبه های تیز دیوارها و براکت ها خودداری شود تا از برش و ساییدگی لایه عایق برای ایجاد اتصال کوتاه یا نیروی برشی برای قطع سیم ها و ایجاد مدارهای باز جلوگیری شود.

در عین حال مشکلاتی مانند برخورد مستقیم صاعقه به خطوط کابل نیز باید در نظر گرفته شود.

مسیر کابل کشی را به طور منطقی برنامه ریزی کنید، تقاطع ها را کاهش دهید، و تا حد امکان تخمگذار را ترکیب کنید تا حفاری خاک و استفاده از کابل در طول ساخت و ساز پروژه کاهش یابد.

اطلاعات هزینه کابل فتوولتائیک

قیمت کابل های DC فتوولتائیک واجد شرایط در بازار در حال حاضر با توجه به سطح مقطع و حجم خرید متفاوت است.

علاوه بر این، هزینه کابل مربوط به طراحی نیروگاه است.چیدمان بهینه اجزا می تواند استفاده از کابل های DC را نجات دهد.

به طور کلی، هزینه کابل های فتوولتائیک از حدود 0.12 تا 0.25/W متغیر است.اگر بیش از حد بیش از حد باشد، ممکن است لازم باشد بررسی شود که آیا طرح معقول است یا اینکه به دلایل خاصی از کابل های خاص استفاده می شود.

خلاصه

اگرچه کابل‌های فتوولتائیک تنها بخش کوچکی از سیستم فتوولتائیک هستند، اما انتخاب کابل‌های مناسب برای اطمینان از میزان تصادف پایین پروژه، بهبود قابلیت اطمینان منبع تغذیه و تسهیل ساخت، بهره‌برداری و نگهداری آسان نیست.امیدوارم مقدمه این مقاله بتواند پشتوانه نظری در طراحی و انتخاب آینده به شما ارائه دهد.

لطفا برای اطلاعات بیشتر در مورد کابل های خورشیدی با ما تماس بگیرید.

sales5@lifetimecables.com

Tel/Wechat/Whatsapp:+86 19195666830