כל מה שאתה צריך לדעת על בחירת כבלים פוטו-וולטאיים!

כבלים פוטו-וולטאיים הם הבסיס לתמיכה בציוד חשמלי במערכות פוטו-וולטאיות.כמות הכבלים בשימוש במערכות פוטו-וולטאיות עולה על זו של מערכות ייצור חשמל כלליות, והם גם אחד הגורמים החשובים המשפיעים על יעילות המערכת כולה.

למרות שכבלי DC ו-AC פוטו-וולטאיים מהווים כ-2-3% מהעלות של מערכות פוטו-וולטאיות מבוזרות, הניסיון בפועל מצא ששימוש בכבלים הלא נכונים עלול להוביל לאובדן קו מופרז בפרויקט, יציבות אספקת חשמל נמוכה וגורמים אחרים שמפחיתים מחזיר את הפרויקט.

לכן, בחירה בכבלים הנכונים יכולה להפחית ביעילות את שיעור התאונות של הפרויקט, לשפר את אמינות אספקת החשמל ולהקל על הבנייה, התפעול והתחזוקה.

סוגי כבלים פוטו-וולטאיים

על פי מערכת תחנות הכוח הפוטו-וולטאיות, ניתן לחלק את הכבלים לכבלי DC וכבלי AC.על פי שימושים וסביבות שימוש שונות, הם מסווגים כדלקמן:

כבלי DC משמשים בעיקר עבור:

חיבור סדרתי בין רכיבים;

חיבור מקביל בין מיתרים ובין מיתרים לתיבות חלוקה DC (קופסאות קומבינר);

בין קופסאות חלוקה DC לממירים.

כבלי AC משמשים בעיקר עבור:

חיבור בין ממירים לשנאי מדרגה;

חיבור בין שנאים עולים והתקני הפצה;

חיבור בין התקני הפצה ורשתות חשמל או משתמשים.

דרישות לכבלים פוטו-וולטאיים

לכבלים המשמשים בחלק השידור DC במתח נמוך של מערכת ייצור החשמל הפוטו-וולטאית הסולארית יש דרישות שונות לחיבור של רכיבים שונים בשל סביבות שימוש שונות ודרישות טכניות.הגורמים הכוללים שיש לקחת בחשבון הם: ביצועי בידוד כבלים, ביצועים מעכבי חום ולבה, ביצועי אנטי-אייג'ינג ומפרטי קוטר חוטים.כבלי DC מונחים בעיקר בחוץ וצריכים להיות עמידים בפני לחות, עמידים בפני שמש, עמידים בפני קור ועמידים בפני UV.לכן, כבלי DC במערכות פוטו-וולטאיות מבוזרות בוחרים בדרך כלל בכבלים מיוחדים בעלי אישור פוטו-וולטאי.סוג זה של כבל חיבור משתמש במעטפת בידוד דו-שכבתית, בעלת עמידות מצוינת בפני שחיקת UV, מים, אוזון, חומצה ומלח, יכולת מצוינת בכל מזג אוויר ועמידות בפני שחיקה.בהתחשב במחבר ה-DC וזרם המוצא של המודול הפוטו-וולטאי, כבלי ה-DC הפוטו-וולטאיים הנפוצים הם PV1-F1*4mm2, PV1-F1*6mm2 וכו'.

כבלי AC משמשים בעיקר מהצד AC של המהפך לתיבת AC combiner או ארון המחובר לרשת AC.עבור כבלי AC המותקנים בחוץ, יש לשקול לחות, שמש, קור, הגנת UV והנחת למרחקים ארוכים.בדרך כלל, נעשה שימוש בכבלים מסוג YJV;עבור כבלי AC המותקנים בתוך הבית, יש לשקול הגנה מפני אש והגנה מפני חולדות ונמלים.

בחירת חומרי כבלים

כבלי ה-DC המשמשים בתחנות כוח פוטו-וולטאיות משמשים בעיקר לעבודות חוץ ארוכות טווח.בשל המגבלות של תנאי הבנייה, מחברים משמשים בעיקר לחיבור כבלים.ניתן לחלק חומרי מוליכים בכבלים לליבה נחושת ולליבת אלומיניום.

לכבלי ליבת נחושת יש יכולת נוגדת חמצון טובה יותר מאלומיניום, חיים ארוכים יותר, יציבות טובה יותר, ירידת מתח נמוכה יותר ואובדן הספק נמוך יותר.בבנייה, ליבות הנחושת גמישות יותר ורדיוס הכיפוף המותר קטן, כך שקל להסתובב ולעבור דרך צינורות.יתר על כן, ליבות הנחושת עמידות בפני עייפות ואינן קלות לשבור לאחר כיפוף חוזר ונשנה, כך שהחיווט נוח.יחד עם זאת, ליבות הנחושת בעלות חוזק מכני גבוה ויכולות לעמוד במתח מכני גדול, המביא נוחות רבה לבנייה והנחת, וגם יוצר תנאים לבנייה ממוכנת.

להיפך, בשל התכונות הכימיות של האלומיניום, כבלי ליבת אלומיניום נוטים להתחמצנות (תגובה אלקטרוכימית) במהלך ההתקנה, במיוחד זחילה, שעלולה להוביל בקלות לכשלים.

לכן, למרות שהעלות של כבלי ליבת אלומיניום נמוכה, למען בטיחות הפרויקט ופעילות יציבה לטווח ארוך, Rabbit Jun ממליצה להשתמש בכבלי ליבת נחושת בפרויקטים פוטו-וולטאיים.

חישוב בחירת כבלים פוטו-וולטאיים

זרם מדורג

שטח החתך של כבלי DC בחלקים שונים של המערכת הפוטו-וולטאית נקבע על פי העקרונות הבאים: כבלי החיבור בין מודולי תאים סולאריים, כבלי החיבור בין סוללות וכבלי החיבור של עומסי AC נבחרים בדרך כלל עם מדורג זרם של פי 1.25 מזרם העבודה הרציף המרבי של כל כבל;

כבלי החיבור בין מערכי תאים סולאריים ומערכים, וכבלי החיבור בין סוללות (קבוצות) וממירים נבחרים בדרך כלל עם זרם נקוב של פי 1.5 מזרם העבודה הרציף המרבי של כל כבל.

נכון לעכשיו, בחירת חתך הכבלים מבוססת בעיקר על הקשר בין קוטר הכבל לזרם, ולעתים קרובות מתעלמים מהשפעת טמפרטורת הסביבה, אובדן מתח ושיטת הנחת על כושר נשיאת הזרם של הכבלים.

בסביבות שימוש שונות, כושר נשיאת הזרם של הכבל, ומומלץ כי קוטר החוט ייבחר כלפי מעלה כאשר הזרם קרוב לערך השיא.

שימוש לא נכון בכבלים פוטו-וולטאיים בקוטר קטן גרם לשריפה לאחר עומס הזרם

אובדן מתח

ניתן לאפיין את אובדן המתח במערכת הפוטו-וולטאית כ: אובדן מתח = זרם * אורך כבל * מקדם מתח.ניתן לראות מהנוסחה שהפסד המתח הוא פרופורציונלי לאורך הכבל.

לכן, במהלך חיפוש באתר, יש לעקוב אחר העיקרון של שמירת המערך למהפך והמהפך לנקודת החיבור לרשת קרוב ככל האפשר.

ביישומים כלליים, אובדן קו ה-DC בין המערך הפוטו-וולטאי למהפך אינו עולה על 5% ממתח המוצא של המערך, ואובדן קו ה-AC בין המהפך לנקודת החיבור לרשת אינו עולה על 2% ממתח המוצא של המהפך.

בתהליך היישום ההנדסי, ניתן להשתמש בנוסחה האמפירית: △U=(I*L*2)/(r*S)

△U: ירידה במתח בכבל-V

אני: הכבל צריך לעמוד בכבל-A המקסימלי

L: הנחת כבל אורך-מ'

S: שטח חתך כבל-mm2;

r: מוליכות מוליך-m/(Ω*mm2;), r נחושת=57, r אלומיניום=34

בעת הנחת כבלים מרובי ליבות בצרורות, העיצוב צריך לשים לב לנקודות

ביישום בפועל, בהתחשב בגורמים כגון שיטת חיווט כבלים ומגבלות ניתוב, הכבלים של מערכות פוטו-וולטאיות, במיוחד כבלי AC, עשויים להיות בעלי כבלים מרובי ליבות מונחים בחבילות.

לדוגמה, במערכת תלת פאזית בעלת קיבולת קטנה, הקו היוצא AC משתמש בכבלי "קו אחד ארבע ליבות" או "קו אחד חמש ליבות";במערכת תלת פאזית בעלת קיבולת גדולה, הקו היוצא AC משתמש במספר כבלים במקביל במקום כבלים חד-ליביים בעלי קוטר גדול.

כאשר מונחים מספר כבלים מרובי ליבות בצרורות, כושר נשיאת הזרם בפועל של הכבלים יוחלש בשיעור מסוים, ויש לקחת בחשבון את מצב הנחתה זה בתחילת תכנון הפרויקט.

שיטות הנחת כבלים

עלות הבנייה של הנדסת כבלים בפרויקטים של ייצור חשמל פוטו-וולטאיים היא בדרך כלל גבוהה, והבחירה בשיטת הנחת משפיעה ישירות על עלות הבנייה.

לכן, תכנון סביר ובחירה נכונה של שיטות הנחת כבלים הם קישורים חשובים בעבודת עיצוב הכבלים.

שיטת הנחת הכבלים נשקלת באופן מקיף בהתבסס על מצב הפרויקט, תנאי הסביבה, מפרטי כבלים, דגמים, כמות וגורמים נוספים, ונבחרת בהתאם לדרישות של פעולה אמינה ותחזוקה קלה ועקרון הרציונליות הטכנית והכלכלית.

הנחת כבלי DC בפרויקטים של ייצור חשמל פוטו-וולטאיים כוללת בעיקר קבורה ישירה בחול ולבנים, הנחת צינורות, הנחת שקעים, הנחת תעלות כבלים, הנחת מנהרות וכו'.

הנחת כבלי AC אינה שונה בהרבה משיטות הנחת מערכות חשמל כלליות.

כבלי DC משמשים בעיקר בין מודולים פוטו-וולטאיים, בין מיתרים לתיבות קומבינר DC, ובין קופסאות קומבינר וממירים.

יש להם שטחי חתך קטנים וכמויות גדולות.בדרך כלל, הכבלים קשורים לאורך סוגרי המודול או מונחים דרך צינורות.בעת הנחת, יש לקחת בחשבון את הדברים הבאים:

לחיבור כבלים בין מודולים וחיבור כבלים בין מיתרים ותיבות קומבינר, יש להשתמש בסוגריים של המודול כתמיכה וקיבוע לערוץ להנחת כבלים ככל האפשר, מה שיכול להפחית את ההשפעה של גורמים סביבתיים במידה מסוימת.

כוח הנחת הכבלים צריך להיות אחיד ומתאים, ולא צריך להיות הדוק מדי.הפרש הטמפרטורות בין יום ללילה באתרים פוטו-וולטאיים הוא בדרך כלל גדול, ויש להימנע מהתפשטות והתכווצות תרמית כדי למנוע שבירת כבלים.

מובילי כבל החומר הפוטו-וולטאי על פני הבניין צריכים לקחת בחשבון את האסתטיקה הכללית של הבניין.

תנוחת ההנחה צריכה להימנע מהנחת כבלים על הקצוות החדים של הקירות והסוגרים כדי למנוע חיתוך ושחיקה של שכבת הבידוד כדי לגרום לקצרים, או כוח גזירה לחתוך את החוטים ולגרום למעגלים פתוחים.

יחד עם זאת, יש לשקול בעיות כגון פגיעות ברק ישירות על קווי הכבלים.

תכנן באופן סביר את נתיב הנחת הכבלים, צמצם מעברים, ושלב הנחת ככל האפשר כדי להפחית את חפירת העפר ואת השימוש בכבלים במהלך בניית הפרויקט.

מידע על עלות כבל פוטו

המחיר של כבלי DC פוטו-וולטאיים מוסמכים בשוק משתנה כיום בהתאם לשטח החתך ולנפח הרכישה.

בנוסף, עלות הכבל קשורה לתכנון תחנת הכוח.פריסת רכיבים אופטימלית יכולה לחסוך את השימוש בכבלי DC.

באופן כללי, העלות של כבלים פוטו-וולטאיים נעה בין כ-0.12 ל-0.25/W.אם הוא חורג יותר מדי, ייתכן שיהיה צורך לבדוק האם התכנון סביר או שמא משתמשים בכבלים מיוחדים מסיבות מיוחדות.

סיכום

למרות שכבלים פוטו-וולטאיים הם רק חלק קטן מהמערכת הפוטו-וולטאית, זה לא קל כפי שניתן לדמיין לבחור כבלים מתאימים כדי להבטיח שיעור תאונות נמוך של הפרויקט, לשפר את אמינות אספקת החשמל ולהקל על הבנייה, התפעול והתחזוקה.אני מקווה שהמבוא במאמר זה יכול לספק לך תמיכה תיאורטית בעיצוב ובבחירה עתידיים.

אנא אל תהסס לפנות אלינו לקבלת מידע נוסף על כבלים סולאריים.

sales5@lifetimecables.com

טל/ווצ'ט/ווטסאפ:+86 19195666830