Ahogy a világ a megújuló energia felé fordul, A napenergia az egyik legnépszerűbb és legfenntarthatóbb áramforrássá vált. Napenergia projektek, akár lakossági, akár kereskedelmi, gondos tervezést és mérlegelést igényel, különösen, ha a megfelelő alkatrészek kiválasztásáról van szó. Ezen összetevők között, A kábelek kritikus szerepet játszanak a hatékonyság biztosításában, biztonság, és a napelemes rendszer hosszú élettartama.
Tartalomjegyzék
- A napelemes rendszer energiatermelési folyamata
- Milyen típusú kábelekre van szükség a napelemes rendszerekhez?
- A teljes építési költség hány százalékát képviselik a kábelek egy fotovoltaikus erőműben?
- A szoláris egyenáramú kábelekről
- Miért használjon speciális kábeleket a fotovoltaikus rendszerekhez??
- Mi az a TÜV-tanúsítvány a napelemes kábelekhez??
- Milyen specifikációkat érdemes választani a H1Z2Z2-K PV-kábelekhez??
- Mi a különbség a H1Z2Z2-K fotovoltaikus kábelek DC és AC alkalmazásai között?
- Mi a különbség a H1Z2Z2-K és a PV1-F fotovoltaikus kábelek között?
- A PV1-F kábel specifikációjának kiválasztása?
- Miért osztják a napelemes kábeleket pirosra és feketére??
- Készíthet saját maga is napelemes kábelcsatlakozókat?
- Melyek a leggyakrabban használt napelem csatlakozók?
- A napelemes AC kábelekről
- A földelőrendszer kábeleiről
- Miért kell a napenergia-termelő rendszereket földelni??
- Milyen földelés szükséges a napelemes rendszerekben??
- Hogyan vannak földelve a napelemek?
- Miért kell a napelemek kereteit összekapcsolni és földelni??
- Milyen anyagot kell használni a fotovoltaikus rendszerek földelésére?
- Milyen műszaki jellemzőket használnak a földelő rudak általában?
- Hogyan kell a földelő rudakat beépíteni a fotovoltaikus rendszerekbe?
- Felső kábelek, Vezérlőkábelek és kommunikációs kábelek fotovoltaikus projektekben
- A napelemes projektekben történő kábelvezetés jogi és szabályozási követelményei
- A kábelvezetés legjobb gyakorlatai
- Alapvető tanácsok kábelek vásárlásához
- Végső gondolatok
A napelemes projekthez megfelelő kábelek kiválasztása ijesztő feladat lehet, tekintettel a rendelkezésre álló lehetőségek sokféleségére és a fotovoltaikus energia sajátos követelményeire (PV) rendszerek. Ennek az útmutatónak a célja, hogy átfogó áttekintést nyújtson mindarról, amit tudnia kell a szoláris projekthez szükséges kábelek vásárlásáról. A napenergia-termelési folyamat megismerésétől a különböző alkalmazásokhoz megfelelő kábeltípusok kiválasztásáig, minden lényeges szempontot lefedünk, hogy megalapozott döntéseket hozhasson.
Az útmutató végére, világosan meg fogja érteni azokat a kritikus tényezőket, amelyeket figyelembe kell venni, amikor kábeleket vásárol napelemes projektjéhez, biztosítva, hogy rendszere hatékonyan és biztonságosan működjön az elkövetkező években.
A napelemes rendszer energiatermelési folyamata
A napelemes rendszer energiatermelési folyamatainak megértése kulcsfontosságú a PV projekthez megfelelő kábelek és alkatrészek kiválasztásához.. A megfelelő kábelválasztás biztosítja az elektromos áram hatékony és biztonságos átvitelét az egész rendszerben, akár hálózatra kapcsolt, akár hálózaton kívüli beállításról van szó.
1. A napelemek rögzítik a napfényt
Napelemek, számos napelemből áll, fotonok esetén rögzítik a napfényt (könnyű részecskék) ütni a felszínt. Ezek a fotonok adják át energiájukat a napelemeken belüli elektronoknak, elektromos áram létrehozása.
2. Villamosenergia-termelés
A fotonokból származó energia energiával tölti fel az elektronokat, ezek áramlását és egyenáramot termelnek (DC). A napelemek általában nagy tömbökbe vannak rendezve, hogy jelentős mennyiségű villamos energiát termeljenek, elegendő az otthonok áramellátásához, vállalkozásokat, vagy egész közösségek.
3. Inverter átalakítás
A napelemek által termelt egyenáramot a legtöbb háztartási készülék és kereskedelmi berendezés nem tudja közvetlenül felhasználni, amelyek váltakozó árammal működnek (AC). Ezt a szakadékot áthidalni, egy invertert használnak az egyenáramú villamos energiának váltakozó árammá történő átalakítására, így kompatibilis a szabványos elektromos rendszerekkel.
4. Átvitel és elosztás
AC átalakítás után, az áramot transzformátorba küldik. A transzformátor növeli az elektromos áram feszültségét, amely lehetővé teszi annak hatékony továbbítását nagy távolságokra távvezetékeken keresztül. A nagyfeszültségű váltakozó áramot ezután a hálózaton keresztül osztják el a különböző fogyasztókhoz, beleértve az otthonokat és a vállalkozásokat.
Hálózatra kapcsolt rendszerek
Hálózatra kapcsolt rendszerekben, a folyamat a következő:
- A PV panelek egyenáramot generálnak: A napelemek felfogják a napfényt és egyenáramot termelnek.
- Az inverter váltóárammá alakítja: Az egyenáramot az inverter váltakozó árammá alakítja át.
- A transzformátor növeli a feszültséget: Ha szükséges, a transzformátor növeli a feszültséget a hatékony átvitel érdekében.
- Átvitel a hálózatra: A váltakozó áramot felsővezetékeken keresztül továbbítják a hálózatba.
Ebben a rendszerben, az elektromos energia DC és AC között csak egyszer alakul át az inverter fokozaton. Az átalakítás után, a villamos energiát váltakozó áramú formában továbbítják és használják fel.
Hálózaton kívüli rendszerek
Hálózaton kívüli rendszerekben, a folyamat kicsit más:
- A PV panelek egyenáramot generálnak: A napelemek felfogják a napfényt és egyenáramot termelnek.
- Az inverter váltóárammá alakítja: Az egyenáramot az inverter váltakozó árammá alakítja át.
- A transzformátor növeli a feszültséget: Ha szükséges, egy transzformátor növeli a feszültséget.
- Közvetlen felhasználás vagy tárolás: A váltakozó áramú tápegység közvetlenül csatlakoztatható a felhasználó hálózatához az azonnali használathoz, vagy akkumulátorokban tárolható későbbi használatra.
A hálózaton kívüli rendszerek az akkumulátor tárolására támaszkodnak a folyamatos áramellátás biztosítása érdekében, még akkor is, ha nincs napfény, például éjszaka vagy felhős napokon.
Miután megismerte a napenergia-termelés folyamatát, meg tudjuk határozni, hogy mely kábelekre van szükség az egész rendszerhez.
Milyen típusú kábelekre van szükség a napelemes rendszerekhez?
A fenntartható energetikai megoldások döntő összetevőjeként, a napenergia-termelő rendszerek biztonságos és hatékony működése a megfelelő konfiguráción és különféle speciális kábelek használatán múlik. A napelemes rendszerekhez szükséges kábeltípusok a következők:
Solar DC kábel
Ezeket a kábeleket kifejezetten fotovoltaikus modulok csatlakoztatására tervezték (napelemek) valamint a modulok közötti áramátvitelhez a DC kombináló dobozba. Tekintettel a kültéri környezetnek való közvetlen kitettségükre, a következő jellemzőkkel kell rendelkezniük:
- UV-állóság: A teljesítményromlás megelőzése a hosszan tartó napsugárzás miatt.
- Időjárásállóság: Hogy ellenálljon a különböző időjárási viszonyoknak, beleértve a szélsőséges hőmérsékleteket is, nedvesség, és a szél által fújt homok.
- Sópermet korrózióállóság: Alkalmas tengerparti területekre a só okozta károk megelőzésére.
- Lángállóság: A tűzveszély csökkentése és a rendszerbiztonság fokozása érdekében.
- Mechanikai szilárdság: Elviseli a telepítést és a környezeti nyomást anélkül, hogy könnyen megsérülne.
AC kábel
A váltakozó áramú kábeleket az inverter kimeneti végén használják az átalakított váltóáram átvitelére az AC elosztó táblára vagy közvetlenül a hálózatba. Ezeknek a kábeleknek meg kell felelniük a hálózati csatlakozási szabványoknak, valamint jó szigetelési tulajdonságokkal és hőállósággal kell rendelkezniük a biztonságos és hatékony energiaátvitel érdekében.
Adatkommunikációs kábel
Napelemes energiatermelő rendszerben, adatkommunikációs kábelek szolgálnak információs hídként. Nemcsak a fotovoltaikus tömb által generált elektromos adatokat továbbítják, hanem az inverterek és más felügyeleti berendezések valós idejű állapotinformációit is továbbítják a központi felügyeleti rendszerhez vezetékes vagy vezeték nélküli hálózatokon keresztül. (beleértve a száloptikát is) rendszeroptimalizáláshoz és hibadiagnosztikához.
Vezérlő kábel
A vezérlőkábeleket a vezérlők csatlakoztatására használják, inverterek, és a rendszeren belüli egyéb segédberendezések, automatizált vezérlés és hatékony felügyelet biztosítása. Ezeknek a kábeleknek jó jelátviteli stabilitással és interferencia-ellenes képességekkel kell rendelkezniük, hogy biztosítsák a vezérlőparancsok pontos végrehajtását..
Földelő kábel
A földelő kábelek kritikus szerepet játszanak a teljes napelemes rendszer biztonsági védelmében. Alacsony ellenállású utat biztosítanak a villámáramok vagy a rendszerhibaáramok gyors kisütéséhez, az áramütések és a berendezés károsodásának megelőzése, ezzel biztosítva a személyzet és a berendezések biztonságát.
Felső kábel
Bizonyos telepítési helyzetekben, mint például a távolsági átvitel vagy a terepkorlátok, légkábeleket használnak a napenergia-termelő rendszer hálózati csatlakozására. Ezeket a kábeleket kifejezetten úgy kell megtervezni, hogy ellenálljanak a külső fizikai sérüléseknek és az éghajlati tényezőknek, miközben megőrzik a jó vezetőképességet és mechanikai szilárdságot..
Ezen szolárkábelek kiválasztásakor, A napenergia-termelő rendszer hosszú távú stabil működése és megfelelősége érdekében nemcsak a jellemzőik és az alkalmazható környezet figyelembevétele elengedhetetlen, hanem annak biztosítása is, hogy minden kábel és tartozék megfeleljen a helyi elektromos biztonsági szabványoknak és az ipari előírásoknak..
A teljes építési költség hány százalékát képviselik a kábelek egy fotovoltaikus erőműben?
A kábelek költsége egy fotovoltaikusban (PV) erőmű jellemzően a környéket képviseli 10% a teljes építési költségből. Ez a százalékos arány több tényezőtől, például a projekt méretétől függően változhat, felszerelés kiválasztása, regionális különbségek, és a piaci ingadozások. Egyes becslések szerint:
- Fotovoltaikus modulok (napelemek) körülbelül 50% a berendezés teljes költségéből.
- Az inverterek és egyéb elektromos berendezések kb 10%.
- A kábelek és a rögzítő szerkezetek mindegyike kb 10%.
Ezért, A kábelek költségei általában kb 10% a teljes építési költségből. Viszont, ez egy durva becslés, a tényleges arány pedig a projekt konkrét költségvetésétől és anyagáraitól függően változhat. Továbbá, a technológia fejlődésével és a piaci változásokkal, ez a százalék módosulhat.
A szoláris egyenáramú kábelekről
Miért használjon speciális kábeleket a fotovoltaikus rendszerekhez??
A fotovoltaikus kábeleket kifejezetten fotovoltaikus energiatermelési projektekhez tervezték, olyan szigetelési és burkolati tulajdonságokkal, amelyekkel a hagyományos kábelek nem rendelkeznek.
Ha hagyományos kábeleket használnak a PV rendszerben, zord kültéri környezetben hajlamosak a meghibásodásra, nagymértékben csökkenti a teljes napelemes rendszer élettartamát. Továbbá, áram túlterheléshez vezethet, súlyos feszültségesés, gyakori generációs hibák, és alacsony termelési hatásfok a fotovoltaikus erőművekben, akár tüzet is okozhat az üzemben.
Ezért, a fotovoltaikus erőművek hosszú távú stabil működésének biztosítására 25 évre, elengedhetetlen a kifejezetten fotovoltaikus rendszerekhez tervezett kábelek kiválasztása, mint például a H1Z2Z2-K vagy a PV1-F.
Mi az a TÜV-tanúsítvány a napelemes kábelekhez??
A TÜV szolárkábel-tanúsítvány egy sor tanúsítványra vonatkozik, amelyet a tesztelt kábeleknek adnak ki., a TÜV Rheinland Group független harmadik fél által ellenőrzött és tanúsított, székhelye Németországban van, meghatározott szabványoknak megfelelően.
Speciális kábelként, a fotovoltaikus kábelek biztonsága és teljesítménye kulcsfontosságú a napenergia-termelő rendszerek számára, ezért szigorú tesztelésen és tanúsításon mennek keresztül minőségük és megbízhatóságuk biztosítása érdekében.
A PV-kábelek TÜV-tanúsítványával kapcsolatban, fejlesztése előrehaladt a 2PfG-től 1169/08.2007 szabvány az EN-nek 50618:2014 standard. A legújabb szabvány az IEC FDIS 62930, de a legtöbb napelemkábel-tanúsítvány továbbra is megfelel az érvényes EN-nek 50618 standard.
Milyen specifikációkat érdemes választani a H1Z2Z2-K PV-kábelekhez??
Tipikus fotovoltaikus rendszerekben, a leggyakoribb opciók a H1Z2Z2-K 1×4 és H1Z2Z2-K 1×6 kábelek. Általában, a nagyobb kábelkeresztmetszetek nagyobb teherbíró képességet jeleznek.
Megfontolások, mint például az üzemi feszültség, jelenlegi kapacitás, és a környezeti hőmérséklet-tartományt is figyelembe kell venni. A feszültség- és áramszükséglet meghatározása után, A megfelelő specifikáció kiválasztásához tekintse meg a H1Z2Z2-K kábelek paramétertáblázatát.
Ha bizonytalanságba ütközik a kábel specifikációinak kiválasztásakor, ZMS műszaki csapatunk személyre szabott megoldásokat kínál.
További információ: H1Z2Z2-K szolár kábel
Mi a különbség a H1Z2Z2-K fotovoltaikus kábelek DC és AC alkalmazásai között?
A H1Z2Z2-K kábelek mindkét DC áramkörhöz használhatók (1.5kV) és AC áramkörök (1.0/1.0kV). A fotovoltaikus energiatermelő rendszerekben, konkrét alkalmazási különbségeik a következők:
DC alkalmazásokhoz:
- Soros kapcsolat a fotovoltaikus modulok között
- Párhuzamos kapcsolat a karakterláncok között
- Párhuzamos csatlakozás a sztringektől a DC elosztódobozokhoz
- Csatlakozás egyenáramú elosztó dobozoktól inverterekhez
AC alkalmazásokhoz:
- Csatlakozás az inverterektől a fokozatos transzformátorokhoz
- Csatlakozás a lépcsős transzformátoroktól az elosztó eszközökhöz
- Csatlakozás az elosztó eszközöktől a hálózathoz vagy a felhasználókhoz
Mi a különbség a H1Z2Z2-K és a PV1-F fotovoltaikus kábelek között?
A PV1-F kábel egy régebbi verziójú napelem kábel, amely megfelel a TÜV 2Pfg1169 szabványnak., és a szabványos tanúsítvány frissítése megszűnt. Ezzel szemben, a H1Z2Z2-K fotovoltaikus kábel megfelel a legújabb TÜV EN50618 szabványnak:2014 tanúsítvány.
A névleges feszültség a PV1-F és a H1Z2Z2-K kábelek között különbözik. A PV1-F névleges feszültsége DC: 1.0kV és AC: Uo/U: 0.6/1.0kV, míg a H1Z2Z2-K névleges feszültsége DC: 1.5kV és AC: Uo/U: 1.0/1.0kV. A H1Z2Z2-K nagyobb átviteli hatékonyságot és stabilitást biztosít.
A szerkezetet tekintve, A PV1-F kábel egyetlen szigetelőréteggel rendelkezik, míg a H1Z2Z2-K kábel kétrétegű szigetelési szerkezetet alkalmaz. Emiatt a H1Z2Z2-K kábel kiváló tartósságot és védelmet nyújt, különösen a mechanikai sérülések és a környezeti tényezők ellen.
Összefoglalva, A H1Z2Z2-K szolárkábel fejlettebb kialakítású, nagyobb elektromos és mechanikai teljesítményt kínál, igényesebb alkalmazási környezetekhez is alkalmas. Másrészt, A PV1-F szolárkábel elsősorban a költséghatékonyság szempontjából előnyös, alkalmas a legtöbb hagyományos fotovoltaikus rendszerhez.
Költséghatékonysági szempontok miatt, A PV1-F kábel használható a fotovoltaikus modulok soros összekötésére, valamint a zsinórok és az egyenáramú elosztódobozok közötti párhuzamos csatlakozásokra. Közben, A H1Z2Z2-K kábel az elosztódobozok és az inverterek közötti csatlakozásokhoz használható, valamint nagy inverterek egyenáramú csatlakozásaihoz.
A PV1-F kábel specifikációjának kiválasztása?
Jelenleg, a leggyakrabban használt fotovoltaikus egyenáramú kábel a PV1-F 1×4 kábel. Viszont, a fotovoltaikus modulok áramainak és az egyetlen inverteres teljesítmény növekedésével, a PV1-F 1 alkalmazása×6 Az egyenáramú kábelek száma is növekszik.
A vonatkozó előírások szerint, általában javasolt, hogy a fotovoltaikus egyenáramú tápvezetékek vesztesége ne haladja meg 2%. DC áramkörökben, a PV1-F 1x4mm² kábel vezetékellenállása 4,6 mΩ/m, és a PV1-F 1x6mm² kábel vezetékellenállása 3,1 mΩ/m. 600 V üzemi feszültséget feltételezve egyenáramú moduloknál, a 2% feszültségesés vesztesége 12V. 13A moduláramot feltételezve, 4 mm²-es DC kábel használata esetén, a modul legtávolabbi vége és az inverter közötti ajánlott maximális távolság nem haladhatja meg 120 méter (egyetlen húr, a pozitív és negatív pólusok kivételével). Ha túllépi ezt a távolságot, Javasoljuk, hogy válasszon egy 6 mm²-es DC kábelt, de a modul legtávolabbi végétől az inverterig javasolt maximális távolság nem haladhatja meg 170 méter.
A rendszer költségeinek csökkentése érdekében, A fotovoltaikus erőművek ma már ritkán konfigurálnak modulokat és invertereket a 1:1 hányados. Helyette, bizonyos mértékű többletkapacitást terveznek olyan tényezők alapján, mint a napfényviszonyok és a projektkövetelmények. Például, 110 kW-os modulhoz, 100 kW-os invertert választunk, és az inverter váltakozó áramú oldalán 1,1-szeres túlkapacitás alapján számítják ki. A maximális váltakozó áramú kimeneti áram körülbelül 158 A. Az AC kábelek kiválasztása az inverter maximális kimeneti árama alapján történik. Mert függetlenül attól, hogy a modulok mennyire vannak túlkonfigurálva, az inverter AC bemeneti árama soha nem haladja meg az inverter maximális kimeneti áramát.
További információ: PV1-F napelem kábel
Miért osztják a napelemes kábeleket pirosra és feketére??
A fotovoltaikus iparban, A vörös és fekete kábel használata széles körben elfogadott azonosítási módszerré vált. Elsődleges céljuk a pozitív és negatív pólusok megkülönböztetése. DC áramkörökben, jellemzően, piros szoláris vezetékek jelzik az áram pozitív pólusát, míg fekete szoláris vezetékek jelzik a negatív pólust. Ez a színkülönbség segít gyorsan azonosítani a fotovoltaikus csatlakozások polaritását a napelemes rendszerek telepítése és karbantartása során, így elkerülhető a vezetékezési hibák.
Készíthet saját maga is napelemes kábelcsatlakozókat?
A szolárkábel-csatlakozók készítésének folyamata magában foglalja a dugaszoló- és anyamagok és -fejek sérüléseinek ellenőrzését, és huzalcsupaszítók használatával, krimpelő szerszámok, és villáskulcsok. Még a nem szakemberek is elkészíthetik ezeket a csatlakozókat meghatározott lépések követésével.
Összehasonlítva a csatlakozók saját készítésével, a napelem hosszabbító kábelek közvetlen testreszabása valamivel drágább lehet, de időt és munkát takaríthat meg, és kényelmesebbé teheti a telepítést.
Melyek a leggyakrabban használt napelem csatlakozók?
A napelemes fotovoltaikus rendszerekben leggyakrabban használt csatlakozótípus az MC4 csatlakozó. Széleskörű használatának és piaci elismertségének köszönhetően a fotovoltaikus csatlakozók egyik szabványává vált. Az MC4 csatlakozós hosszabbító kábelek ellenállnak a nagyfeszültségnek és áramnak, és alkalmasak napelemek csatlakoztatására, inverterek, és egyéb rendszerelemek.
A ZMS MC4 kompatibilis csatlakozói megfelelnek az MC4 csatlakozóknak a specifikációkban, méret, és tolerancia és lehet 100% egyezett.
Az MC4 csatlakozókon kívül, egyéb gyakran használt szolár csatlakozók közé tartoznak az Y típusú vagy párhuzamos csatlakozók. Felépítésük egy a többhez csatlakozó, amely több napelem panelt is képes sorba kötni, hogy növelje a teljes panelsor feszültségét, miközben az áram állandó marad.
További információ: Napelemes kábel csatlakozó
A napelemes AC kábelekről
Hogyan válasszuk ki az AC LV kábeleket napenergia projektekhez?
Amikor egy naperőmű közel van a terhelési központhoz, vagy maga is elosztott termelés, csak kisfeszültségű kábeleket kell használnia a háromfázisú 400 V-os vagy egyfázisú 230 V-os kisfeszültségű elosztóhálózathoz való közvetlen csatlakoztatáshoz. Közép- vagy nagyfeszültségű hálózathoz való csatlakozáshoz, A transzformátorhoz való csatlakoztatáshoz először kisfeszültségű kábeleket kell használni.
Az inverter által kibocsátott váltakozó feszültség általában különböző szabványok szerint történik. Például, egy központi inverter kimeneti feszültsége 315V lehet, 360V, 400V, és így tovább, míg egy string inverter kimeneti feszültsége 480V lehet, 500V, 540V, 800V, és így tovább.
Ezért, PV rendszerekben, általában lehetséges 450/750 V névleges feszültségű kisfeszültségű kábelek használata, 0.6/1 kV, vagy 1.8/3 kV. Attól függően, hogy a kábel el van temetve vagy sem, páncélozott réteg is hozzáadható.
További információ: AC napelemes kábel
Hogyan válasszuk ki az AC MV kábeleket a napenergia projektekhez?
Ha egy fotovoltaikus áramtermelő rendszert közép- vagy nagyfeszültségű hálózathoz kell csatlakoztatni, A transzformátorhoz való csatlakoztatáshoz először kisfeszültségű kábeleket kell használni, amely aztán a megfelelő szintre emeli a feszültséget. Ezután középfeszültségű kábeleket használnak az alállomás áramellátására. A szükséges középfeszültségű kábelek száma a csatlakozási módtól függ.
Hagyományos csillagszerkezet
A hagyományos csillagszerkezetben, minden transzformátornak egyetlen középfeszültségű kimeneti vezetéke van, amely az alállomáshoz csatlakozik. Ez a szerkezet a legegyszerűbb és legegyszerűbb, és gyakran használják fotovoltaikus erőművek tervezésénél. Minden kábel csak egyetlen transzformátor teljesítményét hordozza, így a kábel specifikációi kisebbek, költségek csökkentése. Viszont, mivel minden transzformátornak csak egy vezetéke kapcsolódik az alállomáshoz, a megbízhatóság nem túl magas.
Egykimenetű gyűrűs szerkezet
Az egykimenetes gyűrűs szerkezet több transzformátort köt össze egy gyűrűben kábelek segítségével, az alállomáshoz legközelebbi transzformátort pedig középfeszültségű kábelekkel kötjük az alállomáshoz. A kettős kimenetű gyűrűszerkezethez képest, az egykimenetes gyűrűs szerkezet kevesebb középfeszültségű váltakozó áramú napelemkábelt használ. Viszont, mert az egész gyűrűnek csak egy vonala kapcsolódik az alállomáshoz, a megbízhatóság kisebb.
Dupla kimenetű gyűrűszerkezet
A dupla kimenetű gyűrűs szerkezet az egykimenetes gyűrűs szerkezethez képest egy további vezetéket tartalmaz, amely a gyűrűt az alállomáshoz köti. Ha az egyik kimeneti vonal meghibásodik, a másik vonal továbbra is lehetővé teheti, hogy a gyűrűben lévő inverterek áramot adjanak a hálózathoz. Hasonló az egykimenetű gyűrűszerkezethez, figyelembe véve az áramlási irányt hiba közben, minden kábelt úgy kell kiválasztani, hogy minden transzformátor teljesítményét elviselje, viszonylag magasabb költségeket eredményezve.
Hídszerkezet
Mielőtt a gyűrűszerkezetet javasolták volna, gyakran használták a hídszerkezetet. Ebben a szerkezetben, a csillagszerkezet alapján, minden szomszédos transzformátorpárt középfeszültségű kábelekkel kell csatlakoztatni. errefelé, minden transzformátornak két vezetéke van az alállomáshoz csatlakoztatva, jelentősen javítja a rendszer megbízhatóságát. Viszont, a költségek viszonylag magasak az egyes transzformátorpárok közötti kiegészítő kábelek miatt.
Különböző méretű fotovoltaikus erőművekhez, a kábelválasztás elemzése a különböző követelmények függvényében változik. Középfeszültségű kábelek kiválasztásakor, elengedhetetlen a kötelező követelmények átfogó mérlegelése, költségeket, és előnyökkel határozzák meg a legelőnyösebb megoldást és döntést.
Melyek a napelemes rendszerek váltóáramú kábeleinek kiválasztásának alapelvei??
A szoláris projektekhez a váltakozó áramú kábelek kiválasztása a kábelválasztás általános követelményeit követi, amelyek magukban foglalják a feszültségszintek figyelembevételét, folyamatos üzemi áram, rövidzárlati hőstabilitás, megengedett feszültségesés, gazdasági áramsűrűség, és a telepítési környezeti feltételek. Továbbá, A fotovoltaikus energiatermelésnek megvannak a maga sajátosságai, figyelembe kell venni azokat a kábeleket, amelyek zord környezeti körülmények között, például magas hőmérsékleten is használhatók, erős hideg, és ultraibolya sugárzás. Ezért, a következő tényezőket kell figyelembe venni:
- A kábel szigetelési teljesítménye
- A kábel hőállósága és égésgátlása
- A kábel nedvességállósága és UV védelme
- A kábel telepítési módjai
- Kábelvezető típusa
- Kábel specifikációk
A földelőrendszer kábeleiről
Miért kell a napenergia-termelő rendszereket földelni??
A fotovoltaikus rendszerek földelése az egyik leggyakrabban figyelmen kívül hagyott probléma a PV-szerelő személyzet által, különösen kis kapacitású PV rendszerekben, ahol a földelésre és a villámvédelemre nem fordítanak különösebb figyelmet.
Viszont, ha a földelés nem történik meg, hibák léphetnek fel a testtel szembeni alacsony szigetelési ellenállás vagy a túlzott szivárgóáramok miatt, befolyásolja az energiatermelést és potenciálisan veszélyezteti a személyi biztonságot. Továbbá, az árnyékolatlan vagy megemelt fémrészek érzékenyebbek a villámcsapásra. Földelés nélkül, villámcsapás érheti a berendezést, jelentős károkat okozva a PV áramtermelő rendszerben.
A fotovoltaikus rendszerek földelése főként a napelem-oldali földelést foglalja magában, inverter oldal, és elosztószekrény oldala. A megfelelő földelés nemcsak a napelemes rendszer biztonságát növeli, hanem élettartamát is meghosszabbítja.
Milyen földelés szükséges a napelemes rendszerekben??
Alkatrész oldali földelés:
- Modul keret földelése: A modul alumínium kerete a tartóval érintkezve nem jelent hatékony földelést. A hatékony földelés érdekében a modul földelőnyílását a tartóhoz kell csatlakoztatni. A modulok földelő furatait jellemzően húros csatlakozásokhoz használják, mindkét végén lévő földelő lyukakkal a fémtartóhoz csatlakozik.
- Földelés hegye: Általában, kerek acél, horganyzott acél rudak, vagy rézkötésű acélrudakat használnak a földeléshez, a szükséges földelési ellenállás nem lehet nagyobb 4Ω-nál.
Inverter oldali földelés:
- Üzemi földelés: Az inverter PE kapcsa az elosztódobozban lévő PE gyűjtősínre csatlakozik, amely az elosztódobozon keresztül földelve van.
- Védőföldelés: Az inverter házának földelőnyílása ismételt földelésre szolgál az inverter és a kezelők biztonsága érdekében. Az inverter házának védőföldeléséhez külön földelő elektróda használható, vagy megosztható az elosztódobozzal.
Elosztódoboz oldali földelés:
- Villámvédelmi földelés: Az AC oldali villámvédelem biztosítékokból vagy megszakítókból és túlfeszültség-védelmi eszközökből áll (SPD). Az SPD alsó vége az elosztódoboz földelő sínjéhez csatlakozik.
- Doboz földelés: Az előírások szerint, az elosztódoboz fémvázát és alapacélját földelni kell, vagy nullára kell kötni. A megbízható földelés érdekében a szekrényajtó és a szekrénytest keresztkötést igényel.
Hogyan vannak földelve a napelemek?
Általában, A napelemek földelő furatai a panelsorok összekapcsolására szolgálnak. A zsinór mindkét végén lévő panelek a fémvázhoz csatlakoznak, elsősorban sárga-zöld szoláris földelőkábelek felhasználásával.
A panelkeretek földeléséhez, jellemzően φ10 vagy φ12 rézkötésű acélrudakat használnak, eltemették 1.5 méterrel a föld alatt.
A napelemek földelési ellenállása nem haladhatja meg a 4Ω-ot. Ha a földelési ellenállás követelménye nem teljesül, rezisztencia-csökkentő szereket szoktak hozzáadni, vagy a földelő rudakat alacsonyabb talaj-ellenállású területekre temetik el.
További információ: Napelemes földelő kábel
Miért kell a napelemek kereteit összekapcsolni és földelni??
Vannak, akik úgy vélik, hogy mivel mind a napelemek, mind a tartószerkezeteik fémből vannak, a támasztékok földelése önmagában elegendő.
A valóságban, A legtöbb napelemes alumínium keret és horganyzott vagy alumíniumötvözet tartóelemek bevonattal vannak ellátva, amely nem felel meg a földelési követelményeknek. Továbbá, A napelemek idővel elöregedhetnek, potenciálisan túlzott szivárgási áramokhoz vagy alacsony szigetelési ellenálláshoz vezethet. Ha a napelemek keretei nincsenek földelve, használati idő után, ez az inverter meghibásodásához vezethet, megakadályozza, hogy a PV rendszer megfelelően termeljen villamos energiát.
A napelem kereteinek fém tartókhoz való csatlakoztatásakor, a földelési impedancia csökkentése érdekében el kell távolítani a fémfelületekről az oxidréteget, annak biztosítása, hogy megfeleljen a földelési követelményeknek.
Milyen anyagot kell használni a fotovoltaikus rendszerek földelésére?
A horganyzott acél olcsóbb, de sok hegesztett kötése van, ami alacsonyabb építési hatékonyságot és magasabb építési költségeket eredményez. A tiszta réz kiváló vezetőképességgel rendelkezik, de drága. Rézkötésű acél, viszont, csak költségek 9.4% több, mint a horganyzott acél, és sokkal hosszabb élettartamot kínál. Ezért, A rézkötésű acél elektromos földelő rudakat általában a napelemes rendszerek elsődleges földelőanyagaként választják.
Milyen műszaki jellemzőket használnak a földelő rudak általában?
Rézkötésű acél
A fotovoltaikus energiarendszerekben, a rézkötésű acél földelőanyagok vízszintes földelő teste általában Φ10-Φ12 rézkötésű köracélt használ, gyártási hosszával jellemzően 100 méter per tekercs. A földelő elektródák Φ14 vagy Φ17.2 rézkötésű acélrudakat használnak.
Csatlakozási mód: Termit hegesztés (nincs szükség külső áramforrásra vagy acetilénre), tiszta réz használata fugaanyagokhoz, nincs szükség korróziógátló intézkedésekre a hegesztési pontokon.
Horganyzott acél
Hagyományos földelő rácsokban, A tűzihorganyzott acélból készült vízszintes földelő testek általában 50X5 vagy 60X6 horganyzott lapos acél specifikációkkal készülnek, gyártási hosszával 6 méter darabonként. A függőleges földelő elektródák 50X5 tűzihorganyzott szögacél vagy Φ50 horganyzott acélcsövek, a földelőelektróda hossza 2.5 méter darabonként.
Csatlakozási mód: Elektromos hegesztés, a korróziógátló kezelést igénylő hegesztési pontokkal, mint például két réteg rozsdagátló festék és egy réteg aszfaltfesték.
Csupasz réz
Tiszta réz földelő anyagokhoz, a vízszintes földelő test általában 25-öt használ×4, 40×4, 50×5, vagy 60×6 mm-es rézszalagok, vagy S70/S95/S120/S150/S185/S240 mm csupasz rézhuzalok. A függőleges földelő test általában 16-ot használ×2500 mm vagy 20×2500 mm-es rézrudak, vagy 50×3000 mm vagy 55×2500 mm tiszta réz elektrolitikus ion földelő elektródák.
Csatlakozási mód: Termit hegesztés, tűziszap olvasztó hegesztés, vagy melegen olvadó hegesztéssel.
További információ: Földelő rúd PV rendszerhez
Hogyan kell a földelő rudakat beépíteni a fotovoltaikus rendszerekbe?
Az építkezés során, A földelő rúd felszerelése nagyon rugalmas, és a helyszíni adottságokhoz igazítható. Különféle módszerek használhatók, például nehéz kalapáccsal vagy elektromos kalapáccsal közvetlenül a talajba szúrni az elektromos földelő rudakat. Bonyolult talajviszonyok között, ahol a rúd nem hajtható be, a földelő rúd felszerelése előtt először lyukat lehet fúrni.
Egyenletes talajviszonyok között, ha nehéz kalapácsot használ egyetlen rúd felszereléséhez és meghajtásához, célszerű fúrót szerelni (ütésálló csavar) a rúd hegyes végén, hogy ne sérüljön meg a rézréteg, amikor a rudat mélyre hajtják. A mélyebb földelés érdekében, csatlakozókkal több rúd csatlakoztatható a kívánt hosszúság eléréséhez, biztosítva a jó elektromos csatlakozást.
Olyan esetekben, amikor a mélyfúrás nehéz vagy lehetetlen, fúrószerszámokkal sziklákba hatolhatunk. Fúrás után, a földelő rudak felszerelésére két módszer létezik:
- Csatlakoztassa a rudakat a kívánt hosszúságúra csatlakozókkal. A kívánt mélységig fúrva, töltse fel a lyukat ellenálláscsökkentő szerrel, és adjon hozzá vizet, amíg a lyuk meg nem telik.
- Csatlakoztassa a rudakat a kívánt hosszúságúra csatlakozókkal. A tervezett mélységig történő fúrás után, keverje össze az ellenállás-csökkentő szert vízzel, és öntse a lyukba, hogy teljesen beburkolja a rudat.
Felső kábelek, Vezérlőkábelek és kommunikációs kábelek fotovoltaikus projektekben
Melyik felső kábelt kell használni a napelemes rendszerekben?
Hálózatra kapcsolt fotovoltaikus energiatermelő rendszerekben, miután a megtermelt egyenáramot az inverter váltakozó árammá alakítja és integrálja a váltakozó áramú hálózatba, az energiaátvitel gyakran légvezetékeken keresztül történik. Jellemzően, a fotovoltaikus energiatermelő rendszerek hálózatra kapcsolódási folyamata a következő forgatókönyvekben fordulhat elő:
Közvetlen kapcsolat
Kisméretű elosztott fotovoltaikus energiatermelő rendszerekhez, mint például a lakossági tetőtéri fotovoltaik, az egyenáram az inverteren keresztül közvetlenül váltóárammá alakítható, majd elosztóvezetékeken keresztül csatlakoztatható a kisfeszültségű hálózathoz. Ebben az esetben, földalatti kisfeszültségű kábelek és szigetelt felsővezetékek, például ABC-kábelek használhatók.
Csatlakozás doboz transzformátoron vagy alállomási integráción keresztül
A közepes vagy kereskedelmi méretű fotovoltaikus erőművek dobozos alállomásokat használhatnak (doboz transzformátorok) a megtermelt egyenáram átalakítására az inverteren keresztüli hálózati integrációra alkalmas váltakozó árammá, majd növelje a feszültséget a doboz transzformátoron keresztül, hogy megfeleljen a felső hálózat feszültségszintjének, a felsővezetékekre való csatlakozás előtt.
A nagyméretű, földre szerelt fotovoltaikus erőművekhez általában transzformátor szükséges a feszültség magasabb szintre emeléséhez a hatékony átvitel érdekében. Ebben az esetben, a tápellátás közvetlenül egy alállomásra csatlakozik, amely aztán szétosztja a nagyfeszültségű vagy ultranagyfeszültségű felsővezetékekre.
Ebben a két forgatókönyvben, ha az erőműtől a hálózati csatlakozási pontig viszonylag rövid a távolság és a terhelés nem nagy, Az AAC kábel gazdaságos választás lehet. Közepes távokra vagy ahol jobb fizikai teljesítményre van szükség, Az AAAC kábel jobb választás lehet. Nagy távolságú átvitelhez vagy ahol speciális kábelszilárdsági követelményekre van szükség, különösen akkor, ha a felsővezetékeknek bonyolult terepen kell áthaladniuk, vagy szélsőséges időjárási viszonyoknak kell ellenállniuk, Az ACSR vezető lesz a legmegfelelőbb választás.
További információ: Felső kábel a napelemes rendszerhez
Befolyásolják-e a kommunikációs kábelek a napenergia-termelő rendszer számlálásának pontosságát??
Napelemes energiatermelő rendszerben, a kommunikációs kábelek elsődleges szerepe a vezérlőjelek és a felügyeleti adatok továbbítása, mint például a teljesítmény, rendszer állapota, hibajelzések, és egyéb információk. Ezek a kábelek közvetlenül nem vesznek részt az elektromos energia átvitelében. Ezért, a kommunikációs kábelek önmagukban nem befolyásolják közvetlenül a számlálás pontosságát egy napenergia-termelő rendszerben.
Viszont, ha a kommunikációs kábelek hibát észlelnek (mint például a jelcsillapítás, interferencia, vagy szétkapcsolások), ez oda vezethet, hogy a felügyeleti rendszer nem tudja pontosan fogadni vagy továbbítani az adatokat, ezáltal befolyásolja a rendszerfigyelés pontosságát és időszerűségét. Például, az adatátviteli késések vagy hibák megakadályozhatják a karbantartó személyzetet abban, hogy azonnal megértsék az energiatermelő rendszer tényleges működési állapotát, vagy pontatlan adatrögzítéshez vezethet., így hatással van az energiatermelés statisztikájára és elemzésére.
Ezért, míg a kommunikációs kábelek nem befolyásolják az elektromos energia tényleges termelését, kulcsfontosságúak a rendszer hatékony kezeléséhez és karbantartásához. Ez közvetve kapcsolódik a napenergia-termelő rendszer általános teljesítményértékeléséhez és hatékonyságának optimalizálásához. A kommunikációs kábelek minőségének és megfelelő karbantartásának biztosítása elengedhetetlen a napelemes rendszer megbízható felügyeletéhez és hatékony működéséhez..
További információ: Kommunikációs és vezérlőkábel PV rendszerhez
A napelemes projektekben történő kábelvezetés jogi és szabályozási követelményei
A szabályozási megfelelőség megértése
Napelemes projekt tervezésénél és kivitelezésénél, a biztonság érdekében elengedhetetlen a különféle jogi és szabályozási követelmények betartása, hatékonyság, és a helyi előírások betartása, nemzeti, és a nemzetközi szabványok. A szabályozó szervek és szabályzatok szabályozzák a napelemes rendszerek telepítését és üzemeltetését, beleértve a kábelek útvonalát és kiválasztását. Ezeknek a követelményeknek a megértése kulcsfontosságú a napelemes projekt sikeres befejezéséhez.
Főbb szabályozó testületek és szabványok
Országos Villamossági Szabályzat (NEC)
Az Egyesült Államokban, az Országos Elektromos Szabályzat (NEC) meghatározza az elektromos vezetékek és berendezések biztonságos telepítésének szabványát. Cikk 690 a NEC kifejezetten a napelemes fotovoltaikus energiával foglalkozik (PV) rendszerek, olyan szempontokat, mint a vezetékezési módszerek, földelés, és túláramvédelem. A NEC irányelveinek betartása biztosítja, hogy a kábelek elvezetése megfeleljen a biztonsági és teljesítmény szabványoknak.
Nemzetközi Elektrotechnikai Bizottság (IEC)
A Nemzetközi Elektrotechnikai Bizottság (IEC) nemzetközi szabványokat dolgoz ki minden elektromos berendezésre, elektronikus, és a kapcsolódó technológiák. IEC 62548:2016 iránymutatást ad a napelemes tömbök tervezéséhez és telepítéséhez, beleértve a kábelkezelést és -útválasztást. Az IEC szabványoknak való megfelelés gyakran szükséges a nemzetközi projektekhez.
Helyi építési szabályzatok
A helyi építési szabályzatok további követelményeket írhatnak elő a napelemes berendezésekre vonatkozóan, beleértve a kábelelvezetést is. Ezek a kódok régiónként jelentősen eltérhetnek, ezért elengedhetetlen, hogy konzultáljon a helyi hatóságokkal és biztosítsa az összes vonatkozó előírás betartását.
A kábelvezetés legjobb gyakorlatai
Megfelelő címkézés és dokumentáció
Győződjön meg arról, hogy minden kábel megfelelően fel van címkézve, és hogy az átfogó dokumentációt karbantartják. Ez magában foglalja a kábelelvezetés diagramjait, a használt kábelek specifikációi, valamint az ellenőrzések és jóváhagyások feljegyzései. A megfelelő dokumentáció megkönnyíti a szabályozási megfelelést és leegyszerűsíti a jövőbeni karbantartást.
Csövek és tálcák használata
A vezetékek és kábeltálcák elvezetése megvédheti a kábeleket a fizikai sérülésektől, csökkenti az elektromos hibák kockázatát, és fokozza a telepítés általános biztonságát. Győződjön meg arról, hogy a csövek és tálcák megfelelnek a vonatkozó szabványoknak, és megfelelően vannak felszerelve.
Földelés és ragasztás
A megfelelő földelés és kötés kritikus fontosságú a napelemes rendszerek biztonsága és teljesítménye szempontjából. Győződjön meg arról, hogy a földelési módszerek megfelelnek az NEC előírásainak, IEC, és a helyi szabványok. Ez magában foglalja a megfelelő földelővezetékek használatát, csatlakozók, és rudak, és annak biztosítása, hogy minden fém alkatrész megfelelően legyen ragasztva.
Rendszeres ellenőrzések és karbantartások
A rendszeres ellenőrzések és karbantartások elengedhetetlenek annak biztosításához, hogy a kábelek elvezetése továbbra is megfeleljen a szabályozási követelményeknek, és továbbra is biztonságosan és hatékonyan működjön.. Időszakos ellenőrzések ütemezése a problémák azonosítása és megoldása érdekében, mint például a fizikai sérülés, viselet, vagy korrózió.
Alapvető tanácsok kábelek vásárlásához
Ismerje meg rendszerkövetelményeit
Kábelek vásárlása előtt, létfontosságú, hogy világosan megértse a napelemes rendszer követelményeit. Vegye figyelembe a rendszer méretét, a felhasznált alkatrészek típusai, és a környezeti feltételek. Győződjön meg arról, hogy a választott kábelek elbírják a várható elektromos terhelést, és megfelelnek a telepítési hely adott körülményeinek.
A minőség és a tanúsítás előnyben részesítése
Mindig válasszon jó minőségű kábeleket, amelyek megfelelnek a jó hírű szabványoknak, például a TÜV-nek, UL, vagy IEC. A tanúsított kábelek tartósságát tesztelik, biztonság, és a teljesítmény, biztosítva, hogy megfelelnek az ipari szabványoknak. A tanúsított kábelek használata segít megelőzni az esetleges problémákat, például az áramkimaradást, túlmelegedés, vagy tűzveszély.
Válassza ki a megfelelő kábeltípusokat
Válasszon olyan kábeleket, amelyeket kifejezetten szoláris alkalmazásokhoz terveztek. DC alkalmazásokhoz, A PV-kábelek, mint a H1Z2Z2-K és PV1-F ideálisak az UV-sugárzással szembeni ellenállásuk miatt, hőmérsékleti ingadozások, és mechanikai igénybevétel. AC alkalmazásokhoz, ügyeljen arra, hogy megfelelő kis- és középfeszültségű kábeleket használjon.
Vegye figyelembe a környezeti tényezőket
Vegye figyelembe a környezeti feltételeket a telepítés helyén. Kábelek zord időjárásnak kitéve, UV sugárzás, vagy szélsőséges hőmérsékletet kell választani az ilyen körülményekkel szembeni ellenálló képességük alapján. Proper insulation and protective measures will extend the lifespan of the cables and maintain system efficiency.
Biztosítsa a megfelelő telepítést és karbantartást
Proper installation is as crucial as selecting the right cables. Follow best practices for cable routing, földelés, 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.
Szabályozási megfelelési terv
Be aware of the local, nemzeti, 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.
Végső gondolatok
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.