Solar Power Cabling

The Ultimate Guide to Choosing the Right Cables for Solar Project

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As the world shifts towards renewable energy, solar power has emerged as one of the most popular and sustainable sources of electricity. Solar projects, whether residential or commercial, require careful planning and consideration, especially when it comes to selecting the right components. Among these components, cables play a critical role in ensuring the efficiency, safety, and longevity of the solar power system.

Table of Contents

Selecting the appropriate cables for your solar project can be a daunting task, given the variety of options available and the specific requirements of photovoltaic (PV) systems. This guide aims to provide a comprehensive overview of everything you need to know about buying cables for your solar project. From understanding the solar power generation process to selecting the right types of cables for different applications, we will cover all the essential aspects to help you make informed decisions.

By the end of this guide, you will have a clear understanding of the critical factors to consider when buying cables for your solar project, ensuring that your system operates efficiently and safely for years to come.

Solar Power Cabling
Solar Power Transmission System

Solar System Power Generation Process

Understanding the processes of solar system power generation is crucial for selecting the right cables and components for your PV project. Proper cable selection ensures the efficient and safe transmission of electricity throughout the system, whether it’s a grid-connected or off-grid setup.

1. Solar Panels Capture Sunlight

Solar panels, composed of numerous solar cells, capture sunlight when photons (light particles) strike the surface. These photons transfer their energy to the electrons within the solar cells, creating an electrical current.

2. Electricity Generation

The energy from the photons energizes the electrons, causing them to flow and produce a direct current (DC). Solar panels are typically arranged in large arrays to generate significant amounts of electricity, sufficient to power homes, businesses, or entire communities.

3. Inverter Conversion

The DC electricity generated by the solar panels cannot be used directly by most household appliances and commercial equipment, which operate on alternating current (AC). To bridge this gap, an inverter is used to convert the DC electricity to AC electricity, making it compatible with standard electrical systems.

4. Transmission and Distribution

After conversion to AC, the electricity is sent to a transformer. The transformer increases the voltage of the electricity, which allows it to be transmitted efficiently over long distances through power lines. The high-voltage AC power is then distributed through the grid to various consumers, including homes and businesses.

Grid-Connected Systems

In grid-connected systems, the process is as follows:

  • PV Panels Generate DC Power: Solar panels capture sunlight and generate DC power.
  • Inverter Converts to AC Power: The DC power is converted to AC power by the inverter.
  • Transformer Boosts Voltage: If necessary, a transformer increases the voltage for efficient transmission.
  • Transmission to the Grid: The AC power is transmitted through overhead lines to the grid.

In this system, the electrical energy is converted between DC and AC only once at the inverter stage. After conversion, the electricity is transmitted and used in AC form.

Off-Grid Systems

In off-grid systems, the process is slightly different:

  • PV Panels Generate DC Power: Solar panels capture sunlight and generate DC power.
  • Inverter Converts to AC Power: The DC power is converted to AC power by the inverter.
  • Transformer Boosts Voltage: If needed, a transformer increases the voltage.
  • Direct Use or Storage: The AC power can be directly connected to the user’s grid for immediate use or stored in batteries for later use.

Off-grid systems rely on battery storage to ensure a continuous power supply, even when sunlight is not available, such as during nighttime or cloudy days.

After knowing the process of solar power generation, we can determine which cables are needed for the whole system.

Welche Arten von Kabeln werden für Solarstromanlagen benötigt??

Als entscheidender Bestandteil nachhaltiger Energielösungen, Der sichere und effiziente Betrieb von Solarstromerzeugungssystemen hängt von der richtigen Konfiguration und Verwendung verschiedener Spezialkabel ab. Zu den Kabeltypen, die in einem Solarstromerzeugungssystem erforderlich sind, gehören die folgenden:

ZMS Solarkabelprodukte
ZMS-Solarkabelserie

Solar-DC-Kabel
Diese Kabel sind speziell für den Anschluss von Photovoltaikmodulen konzipiert (Solarplatten) und für die Stromübertragung zwischen Modulen zum DC-Sammelkasten. Angesichts ihrer direkten Exposition gegenüber Außenumgebungen, Sie müssen die folgenden Eigenschaften besitzen:

  • UV-Beständigkeit: Um Leistungseinbußen aufgrund längerer Sonneneinstrahlung zu verhindern.
  • Witterungsbeständigkeit: Um verschiedenen Wetterbedingungen standzuhalten, einschließlich extremer Temperaturen, Feuchtigkeit, und vom Wind verwehter Sand.
  • Salzsprühkorrosionsbeständigkeit: Geeignet für Küstengebiete, um Salzschäden vorzubeugen.
  • Flammhemmung: Um Brandrisiken zu reduzieren und die Systemsicherheit zu erhöhen.
  • Mechanische Festigkeit: Hält Installations- und Umgebungsbelastungen stand, ohne leicht beschädigt zu werden.

AC-Kabel
Auf der Ausgangsseite des Wechselrichters werden AC-Kabel verwendet, um den umgewandelten AC-Strom an den AC-Verteiler oder direkt ins Netz zu übertragen. Diese Kabel müssen den Netzanschlussstandards entsprechen und über gute Isolationseigenschaften und Hitzebeständigkeit verfügen, um eine sichere und effiziente Stromübertragung zu gewährleisten.

Datenkommunikationskabel
In einer Solarstromerzeugungsanlage, Datenkommunikationskabel fungieren als Informationsbrücke. Sie übertragen nicht nur die von der Photovoltaikanlage erzeugten elektrischen Daten, sondern übermitteln über kabelgebundene oder drahtlose Netzwerke auch Echtzeit-Statusinformationen von Wechselrichtern und anderen Überwachungsgeräten an das zentrale Überwachungssystem (inklusive Glasfaser) zur Systemoptimierung und Fehlerdiagnose.

Kontrollkabel
Zur Verbindung von Steuerungen werden Steuerkabel verwendet, Wechselrichter, und andere Hilfsgeräte innerhalb des Systems, Gewährleistung einer automatisierten Steuerung und effektiven Überwachung. Diese Kabel müssen über eine gute Signalübertragungsstabilität und Störfestigkeit verfügen, um eine genaue Ausführung der Steuerbefehle zu gewährleisten.

Erdungskabel
Erdungskabel spielen eine entscheidende Rolle beim Sicherheitsschutz des gesamten Solarstromerzeugungssystems. Sie bieten einen niederohmigen Pfad zur schnellen Ableitung von Blitzströmen oder Systemfehlerströmen, Vermeidung von Stromschlägen und Geräteschäden, Dadurch wird die Sicherheit von Personal und Ausrüstung gewährleistet.

Oberleitung
In bestimmten Installationsszenarien, wie Fernübertragung oder Geländebeschränkungen, Freileitungen dienen der Netzanbindung der Solarstromerzeugungsanlage. Diese Kabel müssen speziell so konzipiert sein, dass sie äußeren physischen Schäden und klimatischen Faktoren standhalten und gleichzeitig eine gute Leitfähigkeit und mechanische Festigkeit beibehalten.

Bei der Auswahl dieser Solarkabel, Es ist wichtig, nicht nur ihre Eigenschaften und anwendbaren Umgebungen zu berücksichtigen, sondern auch sicherzustellen, dass alle Kabel und Zubehörteile den örtlichen elektrischen Sicherheitsstandards und Branchenvorschriften entsprechen, um den langfristig stabilen Betrieb und die Konformität des Solarstromerzeugungssystems sicherzustellen.

Wie viel Prozent der gesamten Baukosten machen Kabel in einem Photovoltaik-Kraftwerk aus??

Die Kosten für Kabel in einer Photovoltaikanlage (PV) Kraftwerk repräsentiert typischerweise ca 10% der gesamten Baukosten. Dieser Prozentsatz kann je nach mehreren Faktoren variieren, beispielsweise dem Umfang des Projekts, Auswahl der Ausrüstung, regionale Unterschiede, und Marktschwankungen. Nach einigen Schätzungen:

  • Photovoltaikmodule (Solarplatten) ca. ausmachen 50% der gesamten Ausrüstungskosten.
  • Auf Wechselrichter und andere Elektrogeräte entfallen ca 10%.
  • Auf Kabel und Montagekonstruktionen entfallen jeweils rund 10%.

daher, Die Kabelkosten belaufen sich in der Regel auf ca 10% der gesamten Baukosten. Jedoch, Dies ist eine grobe Schätzung, Der tatsächliche Anteil kann je nach Budget und Materialpreisen eines Projekts variieren. Zusätzlich, mit technologischen Fortschritten und Marktveränderungen, Dieser Prozentsatz kann Anpassungen unterliegen.

About Solar DC Cables

Warum Spezialkabel für Photovoltaikanlagen verwenden?

Photovoltaikkabel sind speziell für Projekte zur Photovoltaik-Stromerzeugung konzipiert, mit Isolations- und Manteleigenschaften, die gewöhnliche Kabel nicht besitzen.

Wenn in der PV-Anlage normale Kabel verwendet werden, In rauen Außenumgebungen sind sie anfällig für Ausfälle, Dadurch wird die Lebensdauer des gesamten Solarstromsystems erheblich verkürzt. Zusätzlich, es kann zu einer Stromüberlastung kommen, Starker Spannungsabfall, häufige Generationsfehler, und niedrige Erzeugungseffizienz in Photovoltaikkraftwerken, Es kann sogar zu Bränden im Werk kommen.

daher, um den langfristig stabilen Betrieb von Photovoltaik-Kraftwerken zu gewährleisten 25 Jahre, Es ist wichtig, Kabel zu wählen, die speziell für Photovoltaikanlagen ausgelegt sind, wie H1Z2Z2-K oder PV1-F.

Cables for Solar Energy
Solar Specialized Cables

Was ist die TÜV-Zertifizierung für Solarkabel??

Unter der TÜV-Solarkabelzertifizierung versteht man eine Reihe von Zertifikaten, die für geprüfte Kabel vergeben werden, geprüft und zertifiziert durch einen unabhängigen Dritten der TÜV Rheinland Group, Hauptsitz in Deutschland, nach spezifischen Standards.

Als besonderer Kabeltyp, Die Sicherheit und Leistung von Photovoltaikkabeln sind für Solarstromerzeugungssysteme von entscheidender Bedeutung, Daher werden sie strengen Tests und Zertifizierungen unterzogen, um ihre Qualität und Zuverlässigkeit sicherzustellen.

Zur TÜV-Zertifizierung für PV-Kabel, Seine Entwicklung hat sich vom 2PfG aus weiterentwickelt 1169/08.2007 Norm zur EN 50618:2014 Standard. Der neueste Standard ist IEC FDIS 62930, Die meisten Solarkabelzertifizierungen orientieren sich jedoch immer noch an der gültigen EN 50618 Standard.

Welche Spezifikationen sollten für H1Z2Z2-K PV-Kabel gewählt werden??

In typischen Photovoltaikanlagen, Die gebräuchlichsten Optionen sind H1Z2Z2-K 1×4 und H1Z2Z2-K 1×6 Kabel. Allgemein, Größere Kabelquerschnitte weisen auf eine höhere Belastbarkeit hin.

Überlegungen wie Arbeitsspannung, aktuelle Kapazität, Der Umgebungstemperaturbereich sollte ebenfalls berücksichtigt werden. Nach der Ermittlung der Spannungs- und Stromanforderungen, Informationen zur Auswahl der geeigneten Spezifikation finden Sie in der Parametertabelle der H1Z2Z2-K-Kabel.

Wenn Sie bei der Auswahl der Kabelspezifikationen auf Unsicherheit stoßen, Unser ZMS-Technikteam steht Ihnen gerne für maßgeschneiderte Lösungen zur Verfügung.

Learn more about H1Z2Z2-K solar cable

Was sind die Unterschiede zwischen DC- und AC-Anwendungen von H1Z2Z2-K-Photovoltaikkabeln??

H1Z2Z2-K-Kabel können für beide Gleichstromkreise verwendet werden (1.5kV) und Wechselstromkreise (1.0/1.0kV). In Photovoltaik-Stromerzeugungsanlagen, Ihre spezifischen Anwendungsunterschiede sind wie folgt:

Für DC-Anwendungen:

  • Reihenschaltung zwischen Photovoltaikmodulen
  • Parallelschaltung zwischen Strings
  • Parallelschaltung von Strings zu DC-Verteilerkästen
  • Verbindung von DC-Verteilerkästen zu Wechselrichtern

Für AC-Anwendungen:

  • Verbindung von Wechselrichtern zu Aufwärtstransformatoren
  • Verbindung von Aufwärtstransformatoren zu Verteilungsgeräten
  • Verbindung von Verteilungsgeräten zum Netz oder zu Benutzern

Was sind die Unterschiede zwischen den Photovoltaikkabeln H1Z2Z2-K und PV1-F??

Das PV1-F-Kabel ist ein Solarkabel der älteren Version, das der TÜV-Norm 2Pfg1169 entspricht, und seine Standardzertifizierung wurde nicht mehr aktualisiert. Im Gegensatz, Das H1Z2Z2-K Photovoltaikkabel entspricht der neuesten TÜV EN50618:2014 Zertifizierung.

Die Spannungswerte unterscheiden sich zwischen PV1-F- und H1Z2Z2-K-Kabeln. PV1-F hat eine Nennspannung von DC: 1.0kV und AC: Uo/U: 0.6/1.0kV, während H1Z2Z2-K eine Nennspannung von DC hat: 1.5kV und AC: Uo/U: 1.0/1.0kV. H1Z2Z2-K kann eine höhere Übertragungseffizienz und Stabilität bieten.

Was die Struktur angeht, Das PV1-F-Kabel verfügt über eine einzelne Isolationsschicht, wohingegen das H1Z2Z2-K-Kabel eine zweischichtige Isolationsstruktur aufweist. Dadurch ist das H1Z2Z2-K-Kabel hinsichtlich Haltbarkeit und Schutz überlegen, insbesondere gegen mechanische Beschädigungen und Umwelteinflüsse.

Zusammenfassend, Das Solarkabel H1Z2Z2-K ist im Design fortschrittlicher, bietet eine höhere elektrische und mechanische Leistung, Geeignet für anspruchsvollere Anwendungsumgebungen. Andererseits, Das Solarkabel PV1-F zeichnet sich vor allem durch seine Wirtschaftlichkeit aus, Geeignet für die meisten herkömmlichen Photovoltaikanlagen.

Aus Kostengründen, Das PV1-F-Kabel kann für Reihenverbindungen zwischen Photovoltaikmodulen und Parallelverbindungen von Strings zu DC-Verteilerkästen verwendet werden. In der Zwischenzeit, Das Kabel H1Z2Z2-K kann für Verbindungen zwischen Verteilerkästen und Wechselrichtern verwendet werden, sowie für Gleichstromanschlüsse in großen Wechselrichtern.

So wählen Sie die PV1-F-Kabelspezifikation aus?

Momentan, Das am häufigsten verwendete Photovoltaik-Gleichstromkabel ist das PV1-F 1×4 Kabel. Jedoch, mit der Zunahme der Photovoltaikmodulströme und der Einzelwechselrichterleistung, die Anwendung von PV1-F 1×6 Auch Gleichstromkabel nehmen zu.

Nach einschlägigen Spezifikationen, Es wird allgemein empfohlen, dass der Verlust von Photovoltaik-Gleichstromleitungen nicht überschritten werden sollte 2%. In Gleichstromkreisen, Der Leitungswiderstand des Kabels PV1-F 1x4mm² beträgt 4,6mΩ/m, und der Leitungswiderstand des PV1-F 1x6mm²-Kabels beträgt 3,1 mΩ/m. Wir gehen von einer Arbeitsspannung von 600 V für DC-Module aus, A 2% Der Spannungsabfall beträgt 12 V. Annahme eines Modulstroms von 13A, bei Verwendung von 4mm² DC-Kabel, Der empfohlene maximale Abstand vom äußersten Modulende zum Wechselrichter sollte nicht überschritten werden 120 Meter (einzelne Saite, ohne positive und negative Pole). Wenn dieser Abstand überschritten wird, Es wird empfohlen, ein 6 mm² großes DC-Kabel zu wählen, Der empfohlene maximale Abstand vom äußersten Modulende zum Wechselrichter sollte jedoch nicht überschritten werden 170 Meter.

Zur Reduzierung der Systemkosten, Photovoltaik-Kraftwerke konfigurieren Module und Wechselrichter nur noch selten in einem 1:1 Verhältnis. Stattdessen, Sie planen eine gewisse Überkapazität basierend auf Faktoren wie Sonneneinstrahlung und Projektanforderungen. Zum Beispiel, für ein 110KW Modul, Es wird ein 100-kW-Wechselrichter ausgewählt, Die Berechnung basiert auf einer 1,1-fachen Überkapazität auf der AC-Seite des Wechselrichters. Der maximale AC-Ausgangsstrom beträgt ca. 158 A. AC-Kabel werden basierend auf dem maximalen Ausgangsstrom des Wechselrichters ausgewählt. Denn egal, wie stark die Module überkonfiguriert sind, Der AC-Eingangsstrom des Wechselrichters wird niemals den maximalen Ausgangsstrom des Wechselrichters überschreiten.

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Warum sind Solarkabel in Rot und Schwarz aufgeteilt??

Solarpanel-Anschluss
Solarpanel-Kabelanschluss

In der Photovoltaikbranche, Die Verwendung roter und schwarzer Kabel hat sich zu einer weithin akzeptierten Identifizierungsmethode entwickelt. Ihr Hauptzweck besteht darin, zwischen positiven und negativen Polen zu unterscheiden. In Gleichstromkreisen, typischerweise, Rote Solardrähte zeigen den Pluspol des Stroms an, während schwarze Solardrähte den Minuspol anzeigen. Diese Farbunterscheidung hilft bei der Installation und Wartung von Solaranlagen, die Polarität von Photovoltaikanschlüssen schnell zu erkennen, Dadurch werden Verdrahtungsfehler vermieden.

Can You Make Solar Cable Connectors by Yourself?

The process of making solar cable connectors includes checking for damage to male and female cores and heads, and using wire strippers, crimping tools, and open-end wrenches. Even non-professionals can make these connectors by following specific steps.

Compared to making connectors yourself, directly customizing solar panel extension cables may be slightly more expensive, but it can save time and labor and make installation more convenient.

What Are the Commonly Used Solar Connectors?

The most commonly used connector type in solar photovoltaic systems is the MC4 connector. It has become one of the standards for photovoltaic connectors due to its widespread use and market recognition. MC4 connector extension cables can withstand high voltage and current and are suitable for connecting solar panels, Wechselrichter, and other system components.

ZMS’s MC4 compatible connectors are consistent with MC4 connectors in specifications, size, and tolerance and can be 100% matched.

In addition to MC4 connectors, other commonly used solar connectors include Y-type or parallel connectors. Their structure is a one-to-many connector, which can connect multiple solar panels in series to increase the voltage of the entire panel array while keeping the current constant.

Solar Cable Connectors
Solar Cable Connections

Learn more about Solar Cable Connector

About Solar AC Cables

How Should AC LV Cables Be Selected for Solar Power Projects?

When a solar power station is close to the load center or is itself a distributed generation, you only need to use low-voltage cables to directly connect to a three-phase 400V or single-phase 230V low-voltage distribution network. To connect to a medium or high-voltage grid, low-voltage cables must first be used to connect to a transformer.

The AC voltage output by the inverter usually comes in various standards. Zum Beispiel, the output voltage of a central inverter can be 315V, 360V, 400V, and so on, while the output voltage of a string inverter can be 480V, 500V, 540V, 800V, and so on.

daher, in PV systems, it is generally possible to use low-voltage cables with a rated voltage of 450/750V, 0.6/1 kV, oder 1.8/3 kV. Depending on whether the cable is buried or not, an armored layer may be added.

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Solar Power Transmission
Power transmission in PV plant

How Should AC MV Cables Be Selected for Solar Power Projects?

If a photovoltaic power generation system needs to connect to a medium or high-voltage grid, low-voltage cables must first be used to connect to a transformer, which will then step up the voltage to the appropriate level. Medium-voltage cables are then used to deliver power to the substation. The number of medium-voltage cables required depends on the connection method.

Traditional Star Structure

In the traditional star structure, each transformer has a single medium-voltage output line connecting to the substation. This structure is the simplest and most straightforward, and it is commonly used in the design of photovoltaic power stations. Each cable only carries the power of a single transformer, so the cable specifications are smaller, reducing costs. Jedoch, since each transformer has only one line connecting to the substation, the reliability is not very high.

Single-Output Ring Structure

The single-output ring structure connects several transformers in a ring using cables, and the closest transformer to the substation is connected to the substation using medium-voltage cables. Compared to the double-output ring structure, the single-output ring structure uses fewer medium-voltage AC solar cables. Jedoch, because the entire ring has only one line connecting to the substation, the reliability is lower.

Double-Output Ring Structure

The double-output ring structure has an additional line connecting the ring to the substation compared to the single-output ring structure. If one output line fails, the other line can continue to allow the inverters in the ring to output power to the grid. Similar to the single-output ring structure, considering the flow direction during a fault, all cables must be selected to withstand the power of all transformers, resulting in relatively higher costs.

Bridge Structure

Before the ring structure was proposed, the bridge structure was often used. In this structure, based on the star structure, each pair of adjacent transformers is connected using medium-voltage cables. This way, each transformer has two lines connecting to the substation, greatly improving system reliability. Jedoch, the cost is relatively high due to the additional cables between each pair of transformers.

For photovoltaic power stations of different sizes, the cable selection analysis varies under different requirements. When selecting medium-voltage cables, it is essential to comprehensively consider mandatory requirements, costs, and benefits to determine the most advantageous solution and decision.

What Are the Principles for Selecting AC Cables for Solar Power Systems?

The selection of AC cables for solar projects follows the general requirements for cable selection, which include considering voltage levels, continuous operating current, short-circuit thermal stability, allowable voltage drop, economic current density, and installation environment conditions. Zusätzlich, photovoltaic power generation has its own characteristics, requiring consideration for cables that may be used in harsh environmental conditions such as high temperatures, severe cold, and ultraviolet radiation. daher, the following factors should be taken into account:

  • Insulation performance of the cable
  • Heat resistance and flame retardancy of the cable
  • Moisture resistance and UV protection of the cable
  • Installation methods of the cable
  • Type of cable conductor
  • Cable specifications

About Cables for Grounding System

Warum sollten Solarstromerzeugungssysteme geerdet werden??

Die Erdung von PV-Anlagen ist eines der am häufigsten übersehenen Probleme des PV-Installationspersonals, insbesondere bei PV-Anlagen mit geringer Kapazität, bei denen Erdung und Blitzschutz nicht viel Beachtung finden.

Jedoch, wenn keine Erdung erfolgt, Fehler können aufgrund eines geringen Isolationswiderstands zur Erde oder übermäßiger Leckströme auftreten, die Stromerzeugung beeinträchtigen und möglicherweise die persönliche Sicherheit gefährden. Zusätzlich, Nicht abgeschirmte oder erhöhte Metallteile sind anfälliger für Blitzeinschläge. Ohne Erdung, Geräte können vom Blitz getroffen werden, Dies führt zu erheblichen Schäden an der PV-Stromerzeugungsanlage.

Die Erdung in PV-Anlagen umfasst hauptsächlich die Erdung auf der Seite der Solarkomponenten, Wechselrichterseite, und Verteilerschrankseite. Eine ordnungsgemäße Erdung erhöht nicht nur die Sicherheit der Solaranlage, sondern verlängert auch deren Lebensdauer.

Solar Panel Wiring
Solar Panel Wiring Cable

Welche Erdung ist in Solarstromanlagen erforderlich??

Komponentenseitige Erdung:

  • Erdung des Modulrahmens: Der Kontakt des Aluminiumrahmens des Moduls mit der Halterung bedeutet keine wirksame Erdung. Für eine wirksame Erdung muss das Erdungsloch des Moduls mit der Halterung verbunden werden. Die Erdungslöcher der Module werden typischerweise für String-Verbindungen verwendet, Die Erdungslöcher an beiden Enden sind mit der Metallhalterung verbunden.
  • Erdung montieren: Normalerweise, Rundstahl, verzinkte Stahlstangen, Zur Erdung werden kupfergebundene Stahlstäbe verwendet, Der Erdungswiderstand darf nicht größer als 4 Ω sein.

Wechselrichterseitige Erdung:

  • Betriebserdung: Der PE-Anschluss des Wechselrichters wird mit der PE-Schiene im Verteilerkasten verbunden, die über den Verteilerkasten geerdet ist.
  • Schutzerdung: Die Erdungsöffnung des Wechselrichtergehäuses dient der wiederholten Erdung zum Schutz des Wechselrichters und der Sicherheit der Bediener. Die Schutzerdung des Wechselrichtergehäuses kann entweder über eine separate Erdungselektrode erfolgen oder eine gemeinsame mit dem Verteilerkasten.

Erdung an der Verteilerkastenseite:

  • Blitzschutzerdung: Der wechselstromseitige Blitzschutz besteht aus Sicherungen oder Leistungsschaltern und Überspannungsschutzgeräten (SPD). Das untere Ende des SPD ist mit der Erdungsschiene des Verteilerkastens verbunden.
  • Box-Erdung: Gemäß den Vorschriften, Der Metallrahmen und der Basisstahl des Verteilerkastens müssen geerdet oder mit dem Neutralleiter verbunden sein. Die Schranktür und der Schrankkorpus benötigen eine Querverbindung, um eine zuverlässige Erdung zu gewährleisten.

How Are Solar Panels Grounded?

Allgemein, grounding holes on the solar panels are used to connect between strings of panels. The panels at both ends of the string are connected to the metal frame, primarily using yellow-green solar earth cables.

For grounding the panel frames, copper bonded steel rods of φ10 or φ12 are typically used, buried 1.5 Meter unter der Erde.

The grounding resistance of solar panels should not exceed 4Ω. If the grounding resistance requirement is not met, resistance-reducing agents are usually added, or the grounding rods are buried in areas with lower soil resistivity.

Learn more about Solar Grounding Cable

Why Should the Frames of Solar Panels Be Connected and Grounded?

Some people believe that since both the solar panels and their supporting structures are metal, grounding the supports alone is sufficient.

In reality, most solar panel aluminum frames and galvanized or aluminum alloy supports are coated, which does not meet grounding requirements. Zusätzlich, solar panels can age over time, potentially leading to excessive leakage currents or low insulation resistance to ground. If the solar panel frames are not grounded, after a period of use, this can result in inverter failures, preventing the PV system from generating electricity properly.

When connecting solar panel frames to metal supports, it is necessary to remove the oxide layer from the metal surfaces to reduce grounding impedance, ensuring it meets grounding requirements.

Which Material Should Be Used for Grounding Rod in Photovoltaic Systems?

Verzinkter Stahl ist günstiger, aber es hat viele Schweißverbindungen, Dies führt zu einer geringeren Baueffizienz und höheren Baukosten. Reines Kupfer hat eine ausgezeichnete Leitfähigkeit, ist aber teuer. Kupfergebundener Stahl, Jedoch, kostet nur 9.4% mehr als verzinkter Stahl und bietet eine deutlich längere Lebensdauer. daher, Elektrische Erdungsstäbe aus kupfergebundenem Stahl werden in der Regel als primäres Erdungsmaterial in Solarstromanlagen gewählt.

Grounding Rods
Grounding Earth Rods

Welche Spezifikationen von Erdungsstäben werden üblicherweise verwendet??

Kupfergebundener Stahl

In Photovoltaikanlagen, Der horizontale Erdungskörper aus kupfergebundenen Stahlerdungsmaterialien verwendet üblicherweise kupfergebundenen Rundstahl Φ10-Φ12, mit einer Herstellungslänge typischerweise von 100 Meter pro Rolle. Die Erdungselektroden bestehen aus kupfergebundenen Stahlstäben mit einem Durchmesser von Φ14 oder Φ17,2.

Verbindungsmethode: Thermitschweißen (Keine externe Stromversorgung oder Acetylen erforderlich), Verwendung von reinem Kupfer für Verbindungsmaterialien, ohne dass Korrosionsschutzmaßnahmen an den Schweißstellen erforderlich sind.

Verzinkter Stahl

In herkömmlichen Erdungsnetzen, Horizontale Erdungskörper aus feuerverzinktem Stahl werden in der Regel in den Spezifikationen 50X5 oder 60X6 verzinktem Flachstahl ausgeführt, mit einer Fertigungslänge von 6 Meter pro Stück. Vertikale Erdungselektroden verwenden feuerverzinkten Winkelstahl 50X5 oder verzinkte Stahlrohre Φ50, mit einer Erdungselektrodenlänge von 2.5 Meter pro Stück.

Verbindungsmethode: Elektroschweißen, wobei die Schweißpunkte einer Korrosionsschutzbehandlung bedürfen, wie zum Beispiel zwei Schichten Rostschutzfarbe und eine Schicht Asphaltfarbe.

Blankes Kupfer

Für Erdungsmaterialien aus reinem Kupfer, Der horizontale Erdungskörper verwendet normalerweise 25×4, 40×4, 50×5, oder 60×6 mm Kupferstreifen, oder S70/S95/S120/S150/S185/S240 mm blanke Kupferdrähte. Der vertikale Erdungskörper verwendet typischerweise 16×2500 mm oder 20×2500 mm Kupferstäbe, oder 50×3000 mm oder 55×2500 mm reine Kupfer-Elektrolyt-Ionen-Erdungselektroden.

Verbindungsmethode: Thermitschweißen, Feuerschlamm schmelzendes Schweißen, oder Schmelzschweißen.

Learn more about Earth Rod for PV System

Wie sollten Erdungsstäbe in Photovoltaikanlagen installiert werden??

Während des Baus, Die Installation eines Erdungsstabes ist sehr flexibel und kann an die jeweiligen Gegebenheiten vor Ort angepasst werden. Dabei können verschiedene Methoden zum Einsatz kommen, Zum Beispiel das direkte Eintreiben der Elektroerder in den Boden mit schweren Hämmern oder Elektrohämmern. Bei schwierigen Bodenverhältnissen, bei denen die Stange nicht eingetrieben werden kann, Vor der Installation des Erdungsstabs kann zunächst ein Loch gebohrt werden.

Erdungsinstallation
Erdungsinstallation

Bei gleichmäßigen Bodenverhältnissen, wenn Sie zum Einbau einen schweren Hammer verwenden und eine einzelne Stange einschlagen, Es empfiehlt sich, einen Bohrer zu installieren (Schlagfester Bolzen) am spitzen Ende des Stabes, um eine Beschädigung der Kupferschicht zu verhindern, wenn der Stab tief eingetrieben wird. Für eine tiefere Erdung, Mehrere Stangen können mithilfe von Verbindungsstücken verbunden werden, um die gewünschte Länge zu erreichen, Gewährleistung einer guten elektrischen Verbindung.

In Fällen, in denen tiefes Bohren schwierig oder unmöglich ist, Mit Bohrwerkzeugen können Gesteine ​​durchbohrt werden. Nach dem Bohren, Für die Installation der Erdungsstäbe gibt es zwei Methoden:

  1. Verbinden Sie die Stäbe mit Verbindungsstücken auf die gewünschte Länge. Einmal bis zur vorgesehenen Tiefe gebohrt, Füllen Sie das Loch mit einem den Widerstand verringernden Mittel und fügen Sie Wasser hinzu, bis das Loch gefüllt ist.
  2. Verbinden Sie die Stäbe mit Verbindungsstücken auf die gewünschte Länge. Nach dem Bohren bis zur vorgesehenen Tiefe, Mischen Sie das den Widerstand verringernde Mittel mit Wasser und gießen Sie es in das Loch, um den Stab vollständig zu umhüllen.

Overhead Cables, Control Cables and Communication Cables in PV Projects

Welches Freileitungskabel soll in Solarstromanlagen verwendet werden??

In netzgekoppelten Photovoltaik-Stromerzeugungsanlagen, Sobald der erzeugte Gleichstrom vom Wechselrichter in Wechselstrom umgewandelt und in das Wechselstromnetz integriert wird, Die Stromübertragung erfolgt häufig über Freileitungen. Typischerweise, Der Netzanschlussvorgang von Photovoltaik-Stromerzeugungsanlagen kann in folgenden Szenarien erfolgen:

Direkte Verbindung

Für kleine dezentrale Photovoltaik-Stromerzeugungssysteme, wie zum Beispiel Photovoltaik auf Wohndächern, Der Gleichstrom kann über den Wechselrichter direkt in Wechselstrom umgewandelt und dann über Verteilerleitungen an das Niederspannungsnetz angeschlossen werden. In diesem Fall, underground low-voltage cables and overhead insulated cables like ABC cables can be used.

Anschluss über Kastentransformatoren oder Unterstationsintegration

Photovoltaikkraftwerke mittlerer oder kommerzieller Größe können kastenförmige Umspannwerke verwenden (Kastentransformatoren) um den erzeugten Gleichstrom über den Wechselrichter in für die Netzintegration geeigneten Wechselstrom umzuwandeln, Anschließend erhöhen Sie die Spannung über den Kastentransformator, um sie an den Spannungspegel des Freileitungsnetzes anzupassen, vor dem Anschluss an Freileitungen.

Große bodenmontierte Photovoltaikkraftwerke benötigen typischerweise einen Transformator, um die Spannung für eine effiziente Übertragung auf ein höheres Niveau zu bringen. In diesem Fall, Der Strom ist direkt an ein Umspannwerk angeschlossen, die es dann in Hochspannungs- oder Höchstspannungs-Freileitungsnetze verteilt.

In diesen beiden Szenarien, wenn die Entfernung vom Kraftwerk zum Netzanschlusspunkt relativ kurz und die Belastung nicht groß ist, AAC cable could be an economical choice. Für mittlere Distanzen oder dort, wo eine bessere körperliche Leistung erforderlich ist, AAAC cable may be a better option. Für die Übertragung über große Entfernungen oder wenn besondere Anforderungen an die Kabelstärke erforderlich sind, insbesondere wenn Freileitungen komplexes Gelände überqueren oder extremen Wetterbedingungen standhalten müssen, ACSR conductor will be the most suitable choice.

Aerial Cable
Overhead Cables

Learn more about Overhead Cable for Solar System

Beeinflussen Kommunikationskabel die Genauigkeit der Zählung von Solarstromerzeugungssystemen??

In einer Solarstromerzeugungsanlage, Die Hauptaufgabe von Kommunikationskabeln besteht in der Übertragung von Steuersignalen und Überwachungsdaten, wie etwa die Leistungsabgabe, Systemstatus, Fehleralarme, und andere Informationen. Diese Kabel sind nicht direkt an der Übertragung elektrischer Energie beteiligt. daher, Kommunikationskabel selbst haben keinen direkten Einfluss auf die Genauigkeit der Zählung in einem Solarstromerzeugungssystem.

Jedoch, wenn Kommunikationskabel fehlerhaft sind (wie Signaldämpfung, Interferenz, oder Verbindungsabbrüche), Dies kann dazu führen, dass das Überwachungssystem Daten nicht genau empfangen oder übertragen kann, Dadurch wird die Präzision und Aktualität der Systemüberwachung beeinträchtigt. Zum Beispiel, Verzögerungen oder Fehler bei der Datenübertragung können dazu führen, dass das Wartungspersonal den tatsächlichen Betriebsstatus des Stromerzeugungssystems nicht sofort erkennt, oder dass die Datenaufzeichnung ungenau ist, Dies hat Auswirkungen auf die Statistiken und Analysen der Stromerzeugung.

daher, während Kommunikationskabel keinen Einfluss auf die tatsächliche Erzeugung elektrischer Energie haben, Sie sind für die effektive Verwaltung und Wartung des Systems von entscheidender Bedeutung. Dies bezieht sich indirekt auf die Gesamtleistungsbewertung und Effizienzoptimierung der Solarstromerzeugungsanlage. Die Sicherstellung der Qualität und ordnungsgemäßen Wartung der Kommunikationskabel ist für die Aufrechterhaltung einer zuverlässigen Überwachung und eines effizienten Betriebs des Solarstromerzeugungssystems von entscheidender Bedeutung.

Learn more about Communication and Control Cable for PV System

Understanding Regulatory Compliance

When planning and executing a solar project, it is essential to adhere to various legal and regulatory requirements to ensure safety, Effizienz, and compliance with local, national, and international standards. Regulatory bodies and policies govern the installation and operation of solar power systems, including the routing and selection of cables. Understanding these requirements is crucial for the successful completion of your solar project.

Key Regulatory Bodies and Standards

National Electrical Code (NEC)

In the United States, the National Electrical Code (NEC) sets the standard for the safe installation of electrical wiring and equipment. Article 690 of the NEC specifically addresses solar photovoltaic (PV) systems, covering aspects such as wiring methods, grounding, and overcurrent protection. Adhering to NEC guidelines ensures that your cable routing meets safety and performance standards.

International Electrotechnical Commission (IEC)

The International Electrotechnical Commission (IEC) develops international standards for all electrical, electronic, and related technologies. IEC 62548:2016 provides guidelines for the design and installation of solar PV arrays, including cable management and routing. Compliance with IEC standards is often required for international projects.

Local Building Codes

Local building codes may impose additional requirements for solar installations, including cable routing. These codes can vary significantly by region, so it is essential to consult with local authorities and ensure compliance with all relevant regulations.

Best Practices for Cable Routing

Proper Labeling and Documentation

Ensure that all cables are properly labeled and that comprehensive documentation is maintained. This includes diagrams of cable routing, specifications of the cables used, and records of inspections and approvals. Proper documentation facilitates regulatory compliance and simplifies future maintenance.

Use of Conduits and Trays

Using conduits and cable trays for routing can protect cables from physical damage, reduce the risk of electrical faults, and enhance the overall safety of the installation. Ensure that conduits and trays meet the relevant standards and are properly installed.

Grounding and Bonding

Proper grounding and bonding are critical for the safety and performance of solar power systems. Ensure that grounding methods comply with NEC, IEC, and local standards. This includes using appropriate grounding conductors, connectors, and rods, and ensuring that all metallic components are adequately bonded.

Regular Inspections and Maintenance

Regular inspections and maintenance are essential to ensure that cable routing remains compliant with regulatory requirements and continues to operate safely and efficiently. Schedule periodic inspections to identify and address any issues, such as physical damage, wear, or corrosion.

Essential Advice for Buying Cables

Cable Manufacturing
Solar Cable Production

Understand Your System Requirements

Before purchasing cables, it is vital to have a clear understanding of your solar system’s requirements. Consider the system’s size, the types of components used, and the environmental conditions. Ensure that the cables you choose can handle the expected electrical load and are suitable for the specific conditions of your installation site.

Prioritize Quality and Certification

Always opt for high-quality cables that are certified by reputable standards such as TÜV, UL, or IEC. Certified cables are tested for durability, safety, und Leistung, ensuring they meet industry standards. Using certified cables helps prevent potential issues such as power loss, overheating, or fire hazards.

Choose the Right Cable Types

Select cables that are specifically designed for solar applications. For DC applications, PV cables like H1Z2Z2-K and PV1-F are ideal due to their resistance to UV radiation, temperature variations, and mechanical stress. For AC applications, ensure that you use appropriate low and medium-voltage cables.

Consider Environmental Factors

Take into account the environmental conditions at the installation site. Cables exposed to harsh weather, UV radiation, or extreme temperatures should be chosen for their resilience to these conditions. Proper insulation and protective measures will extend the lifespan of the cables and maintain system efficiency.

Ensure Proper Installation and Maintenance

Proper installation is as crucial as selecting the right cables. Follow best practices for cable routing, grounding, and protection to avoid physical damage and electrical faults. Regular maintenance and inspections are essential to ensure the ongoing safety and performance of your solar power system.

Plan for Regulatory Compliance

Be aware of the local, national, and international regulations that apply to your solar project. Ensure that your cable selection and installation comply with these standards to avoid legal issues and ensure the safety and reliability of your system.

Final Thoughts

Investing time and resources into selecting the right cables for your solar project pays off in the long run. Quality cables ensure efficient power transmission, reduce maintenance costs, and enhance the overall safety and reliability of your system. By following the guidelines and best practices outlined in this guide, you can make informed decisions that contribute to the success of your solar installation.

Remember, a well-designed solar power system is not just about the panels and inverters; the cables that connect these components are equally important. Make sure to prioritize quality, compliance, and proper installation to harness the full potential of your solar energy system.