Выбор кабелей для фотоэлектрических систем. Часть 2

Минимизация потерь/падения напряжения в кабеле

При определении размеров сечения кабеля учитывается необходимость как можно меньших потерь/падения напряжения в кабеле. Проект немецкого стандарта VDE 0100 часть 712 1998 года рекомендует: "Падение напряжения в цепи постоянного напряжения должно составлять не более 1% от номинального напряжения фотоэлектрической системы при стандартных условиях испытаний (STC)". Это ограничивает мощность потерь во всех кабелях постоянного тока 1 процентом при STC. Практика показала, что эта рекомендация в 1% для фотоэлектрических систем с инверторами, работающими с более высоким входным напряжением постоянного тока (Vmpp > 120 В), может быть выдержана при стандартных сечениях кабелей без каких-либо проблем. Хорошим примером этого являются конструкции систем со струнными инверторами.

Для фотоэлектрических систем с инверторами, работающими с более низкими значениями Vmpp (например, концепция низкого напряжения), возможно, что падение напряжения на кабеле струны или модуля превышает предел в 1% даже при использовании кабеля сечением а 6 мм2, особенно при больших расстояниях между инвертором и фотоэлектрическим генератором. При такой конструкции системы допустимо падение напряжения на 1 процент в струнных кабелях и еще на 1 процент в главном кабеле постоянного тока.

В зависимости от условий облучения ток почти всегда ниже номинального тока системы, который достигается только в условиях STC. При вдвое меньшем токе потери в кабеле, возникающие при Р = 12 х R, составляют лишь одну четверть от потерь при номинальных условиях. По этой причине при использовании 2-процентного падения напряжения в условиях STC, можно ожидать, что ежегодное снижение выхода на стороне постоянного тока составит приблизительно 1 процент. Преимущества данной концепции системы с лихвой компенсируют эти потери, особенно в условиях затенения (см. раздел "4.2.1 Концепция центрального инвертора"). Если возникают трудности при работе с кабелем а, то при определенных обстоятельствах можно использовать кабель следующего наименьшего сечения. При этом учитывается, что потери мощности будут больше.

А номинальная токовая нагрузка от 2А до ЗА на квадратный миллиметр сечения может использоваться в качестве ориентировочного значения для кабелей постоянного тока. Это значение должно использоваться только для грубых расчетов и проверяться при определении размеров кабеля.

Определение размеров модуля и струнных кабелей

Таблица 4.4 Электрические параметры

После определения размеров сечения с учетом пропускной способности по току можно выбрать сечение с 1-процентной рекомендацией. Следующие три формулы позволяют рассчитать сечение модуля или струнного кабеля при почти одинаковой длине струнного кабеля. Здесь предполагается потеря по кабелю в 1 процент по отношению к мощности струны на STC:

Расчетное значение сечения модуля или струнного кабеля АМ округляется в большую сторону до следующего наибольшего значения для стандартных сечений кабеля (2,5 мм2, 4 мм2 и 6 мм2). Следующие формулы используются для расчета общих потерь во всех модульных и струнных кабелях для выбранного сечения кабеля:

Расположение фотоэлектрической системы обычно приводит к разной длине струнных кабелей и, следовательно, к разным сечениям кабелей модуля и струны. В этих случаях можно использовать следующую общую формулу:

Длина модуля и струнных кабелей (медных) может быть получена из рисунков 4.21 - 4.26 для обычных сечений. Здесь были учтены допустимые потери в 1%.

Определение размеров кабеля постоянного тока

Таблица 4.5 Электрические параметры основного кабеля постоянного тока

Главный кабель постоянного тока и кабели шин постоянного тока от подмассивов фотоэлектрических панелей должны быть способны выдерживать максимальный ток, вырабатываемый фотоэлектрической панелью. Поскольку ток короткого замыкания фотоэлектрической батареи лишь немного превышает номинальный ток, это не приведет к срабатыванию предохранителей. В качестве защиты от изоляции и замыканий на землю можно использовать, а чувствительный к постоянному току утечки тока замыкания на землю/землю автоматический выключатель.

Как правило, размер главного кабеля постоянного тока в 1,25 раза превышает ток короткого замыкания фотоэлектрической батареи при STC в соответствии с IEC 60364-7-712 (хотя необходимо ссылаться на национальные нормы и правила):

Сечение кабеля должно выбираться в соответствии с допустимой токопроводящей способностью кабеля. Здесь также необходимо учитывать коэффициенты снижения температуры и, при наличии кабельных пучков, коэффициенты накопления.

Поперечное сечение кабеля может быть оптимизировано с точки зрения энергии с помощью следующих формул. Здесь снова предполагается, что потери в кабеле будут составлять 1 процент по отношению к номинальной мощности фотоэлектрического массива.

Поперечное сечение кабеля А0с получено из:

с коэффициентом потерь v = 1 процент, или v = 2 процента при использовании концепции низкого напряжения.

Рассчитанное значение сечения кабеля для основного кабеля постоянного тока Аdc округляется до следующего наибольшего значения для стандартных сечений кабеля (2,5 мм2, 4 мм2, б мм2, 10 мм2, lб мм2, 25 мм2, 35 мм2 и т.д.).

Фактические потери в кабеле основного кабеля постоянного тока Рdc рассчитываются для выбранного сечения кабеля следующим образом:

Для обеспечения защиты от замыкания на землю и короткого замыкания рекомендуется использовать отдельные одножильные кабели с оболочкой для положительных и отрицательных проводов. Если используются многожильные кабели, зеленый/желтый провод (земля/земля - европейский цветовой код) не должен нести никакого напряжения. Для фотоэлектрических установок, подверженных а-риску молнии, следует использовать экранированные кабели (см. раздел "4.7 Молниезащита, заземление/заземление и защита от перенапряжений"). Если кабели постоянного тока и АС прокладываются вместе, необходимо соблюдать требования к прокладке, указанные в национальных нормах и правилах, и маркировать кабели соответствующим образом.