Mentre il mondo si sposta verso l'energia rinnovabile, L'energia solare è emersa come una delle fonti di elettricità più popolari e sostenibili. Progetti solari, sia residenziale che commerciale, richiedono un'attenta pianificazione e considerazione, Soprattutto quando si tratta di selezionare i componenti giusti. Tra questi componenti, I cavi svolgono un ruolo fondamentale nel garantire l'efficienza, sicurezza, e longevità del sistema di energia solare.
Sommario
- Processo di generazione di energia del sistema solare
- Quali tipi di cavi sono necessari per i sistemi di energia solare?
- Quale percentuale del costo totale di costruzione rappresentano i cavi in una centrale fotovoltaica??
- Informazioni sui cavi DC solari
- Perchè Utilizzare Cavi Speciali per Impianti Fotovoltaici?
- Cos'è la certificazione TÜV per i cavi solari?
- Quali specifiche dovrebbero essere scelte per i cavi fotovoltaici H1Z2Z2-K?
- Quali sono le differenze tra le applicazioni CC e CA dei cavi fotovoltaici H1Z2Z2-K?
- Quali sono le differenze tra i cavi fotovoltaici H1Z2Z2-K e PV1-F?
- Come selezionare le specifiche del cavo PV1-F?
- Perché i cavi solari sono divisi in rosso e nero??
- Puoi realizzare connettori per cavi solari da solo?
- Quali sono i connettori solari comunemente utilizzati?
- Informazioni sui cavi AC solari
- Informazioni sui cavi per il sistema di messa a terra
- Perché i sistemi di generazione di energia solare dovrebbero essere collegati a terra??
- Quale messa a terra è richiesta nei sistemi di energia solare?
- Come vengono messi a terra i pannelli solari?
- Perché i telai dei pannelli solari dovrebbero essere collegati e messi a terra?
- Quale materiale dovrebbe essere utilizzato per l'asta di messa a terra nei sistemi fotovoltaici?
- Quali specifiche delle aste di terra sono comunemente utilizzate?
- Come dovrebbero essere installati i dispersori negli impianti fotovoltaici?
- Cavi aerei, Controlla cavi e cavi di comunicazione nei progetti fotovoltaici
- Requisiti legali e normativi per il routing dei cavi nei progetti solari
- Best practice per il routing dei cavi
- Consigli essenziali per l'acquisto di cavi
- Pensieri finali
Selezionare i cavi appropriati per il tuo progetto solare può essere un'attività scoraggiante, Data la varietà di opzioni disponibili e i requisiti specifici del fotovoltaico (PV) sistemi. Questa guida mira a fornire una panoramica completa di tutto ciò che devi sapere sull'acquisto di cavi per il tuo progetto solare. Dalla comprensione del processo di generazione di energia solare alla selezione dei tipi giusti di cavi per diverse applicazioni, Copriremo tutti gli aspetti essenziali per aiutarti a prendere decisioni informate.
Entro la fine di questa guida, Avrai una chiara comprensione dei fattori critici da considerare quando acquisti cavi per il tuo progetto solare, Garantire che il sistema funzioni in modo efficiente e sicuro per gli anni a venire.
Processo di generazione di energia del sistema solare
Comprendere i processi della generazione di energia del sistema solare è fondamentale per la selezione dei cavi e dei componenti giusti per il progetto fotovoltaico. Una corretta selezione dei cavi garantisce la trasmissione efficiente e sicura dell'elettricità in tutto il sistema, Che si tratti di una configurazione collegata alla griglia o off-grid.
1. I pannelli solari catturano la luce solare
Pannelli solari, Composto da numerose celle solari, catturare la luce solare quando i fotoni (particelle di luce) colpire la superficie. Questi fotoni trasferiscono la loro energia agli elettroni all'interno delle celle solari, Creazione di una corrente elettrica.
2. Generazione di elettricità
L'energia dai fotoni energizza gli elettroni, causando loro fluire e produrre una corrente continua (DC). I pannelli solari sono in genere disposti in grandi array per generare quantità significative di elettricità, sufficiente per alimentare le case, aziende, o intere comunità.
3. Conversione dell'inverter
L'elettricità DC generata dai pannelli solari non può essere utilizzata direttamente dalla maggior parte degli elettrodomestici e delle attrezzature commerciali, che operano sulla corrente alternata (Ac). Per colmare questo divario, Un inverter viene utilizzato per convertire l'elettricità DC in elettricità CA, rendendolo compatibile con sistemi elettrici standard.
4. Trasmissione e distribuzione
Dopo la conversione in AC, L'elettricità viene inviata a un trasformatore. Il trasformatore aumenta la tensione dell'elettricità, che gli consente di trasmettere in modo efficiente su lunghe distanze attraverso linee elettriche. La potenza CA ad alta tensione viene quindi distribuita attraverso la griglia a vari consumatori, comprese case e aziende.
Sistemi collegati alla griglia
Nei sistemi collegati alla griglia, Il processo è il seguente:
- I pannelli fotovoltaici generano energia DC: I pannelli solari catturano la luce solare e generano energia DC.
- L'inverter si converte in potenza AC: La potenza DC viene convertita in potenza CA dall'inverter.
- Il trasformatore aumenta la tensione: Se necessario, Un trasformatore aumenta la tensione per la trasmissione efficiente.
- Trasmissione alla griglia: La potenza CA viene trasmessa attraverso le linee aeree alla griglia.
In questo sistema, L'energia elettrica viene convertita tra DC e AC solo una volta nella fase dell'inverter. Dopo la conversione, L'elettricità viene trasmessa e utilizzata in forma CA.
Sistemi off-grid
Nei sistemi off-grid, Il processo è leggermente diverso:
- I pannelli fotovoltaici generano energia DC: I pannelli solari catturano la luce solare e generano energia DC.
- L'inverter si converte in potenza AC: La potenza DC viene convertita in potenza CA dall'inverter.
- Il trasformatore aumenta la tensione: Se necessario, Un trasformatore aumenta la tensione.
- Uso diretto o archiviazione: La potenza CA può essere connessa direttamente alla griglia dell'utente per uso immediato o memorizzata in batterie per un uso successivo.
I sistemi off-grid si affidano allo stoccaggio della batteria per garantire un alimentatore continuo, anche quando la luce solare non è disponibile, come durante i giorni notturni o nuvolosi.
Dopo aver conosciuto il processo di generazione di energia solare, Possiamo determinare quali cavi sono necessari per l'intero sistema.
Quali tipi di cavi sono necessari per i sistemi di energia solare?
Come componente cruciale delle soluzioni energetiche sostenibili, il funzionamento sicuro ed efficiente dei sistemi di generazione di energia solare si basa sulla configurazione e sull'uso appropriati di vari cavi specializzati. I tipi di cavi richiesti in un sistema di generazione di energia solare includono quanto segue:
Cavo CC solare
Questi cavi sono specificatamente progettati per il collegamento dei moduli fotovoltaici (pannelli solari) e per la trasmissione di potenza tra i moduli al quadro combinatore CC. Data la loro esposizione diretta agli ambienti esterni, devono possedere le seguenti caratteristiche:
- Resistenza ai raggi UV: Per prevenire il degrado delle prestazioni dovuto all'esposizione prolungata al sole.
- Resistenza agli agenti atmosferici: Per resistere a varie condizioni atmosferiche, comprese le temperature estreme, umidità, e sabbia portata dal vento.
- Resistenza alla corrosione in nebbia salina: Adatto per le zone costiere per prevenire i danni causati dal sale.
- Ritardante di fiamma: Per ridurre i rischi di incendio e migliorare la sicurezza del sistema.
- Resistenza meccanica: Per resistere all'installazione e alle pressioni ambientali senza essere facilmente danneggiato.
Cavo CA
I cavi CA vengono utilizzati all'estremità di uscita dell'inverter per trasmettere la potenza CA convertita al quadro di distribuzione CA o direttamente nella rete. Questi cavi devono soddisfare gli standard di connessione alla rete e possedere buone proprietà di isolamento e resistenza al calore per garantire una trasmissione di potenza sicura ed efficiente.
Cavo di comunicazione dati
In un sistema di generazione di energia solare, i cavi di comunicazione dati fungono da ponte informativo. Non solo trasmettono i dati elettrici generati dall'array fotovoltaico, ma trasmettono anche informazioni sullo stato in tempo reale degli inverter e di altre apparecchiature di monitoraggio al sistema di monitoraggio centrale tramite reti cablate o wireless (compresa la fibra ottica) per l'ottimizzazione del sistema e la diagnosi dei guasti.
Cavo di controllo
I cavi di controllo vengono utilizzati per collegare i controller, inverter, e altre apparecchiature ausiliarie all'interno del sistema, garantire un controllo automatizzato e un monitoraggio efficace. Questi cavi devono avere una buona stabilità di trasmissione del segnale e capacità anti-interferenza per garantire un'esecuzione accurata dei comandi di controllo.
Cavo di messa a terra
I cavi di messa a terra svolgono un ruolo fondamentale nella protezione della sicurezza dell'intero sistema di generazione di energia solare. Forniscono un percorso a bassa resistenza per scaricare rapidamente le correnti di fulmine o di guasto del sistema, prevenire scosse elettriche e danni alle apparecchiature, garantendo così la sicurezza del personale e delle attrezzature.
Cavo aereo
In alcuni scenari di installazione, come la trasmissione a lunga distanza o i vincoli del terreno, i cavi aerei vengono utilizzati per il collegamento alla rete del sistema di generazione di energia solare. Questi cavi devono essere appositamente progettati per resistere ai danni fisici esterni e ai fattori climatici, pur mantenendo una buona conduttività e resistenza meccanica.
Quando si selezionano questi cavi solari, è essenziale non solo considerare le loro caratteristiche e gli ambienti applicabili, ma anche garantire che tutti i cavi e gli accessori siano conformi agli standard locali di sicurezza elettrica e alle normative di settore per garantire il funzionamento stabile a lungo termine e la conformità del sistema di generazione di energia solare.
Quale percentuale del costo totale di costruzione rappresentano i cavi in una centrale fotovoltaica??
Il costo dei cavi in un impianto fotovoltaico (PV) la centrale elettrica rappresenta tipicamente circa 10% del costo totale di costruzione. Questa percentuale può variare in base a diversi fattori, come la portata del progetto, selezione dell'attrezzatura, differenze regionali, e fluttuazioni del mercato. Secondo alcune stime:
- Moduli fotovoltaici (pannelli solari) rappresentano circa 50% del costo totale dell'attrezzatura.
- Gli inverter e le altre apparecchiature elettriche rappresentano circa 10%.
- Cavi e strutture di montaggio rappresentano ciascuno circa 10%.
Perciò, i costi dei cavi generalmente ammontano a circa 10% del costo totale di costruzione. Tuttavia, questa è una stima approssimativa, e la proporzione effettiva può variare a seconda del budget specifico e dei prezzi dei materiali di un progetto. Inoltre, con i progressi tecnologici e i cambiamenti del mercato, tale percentuale potrà essere soggetta ad aggiustamenti.
Informazioni sui cavi DC solari
Perchè Utilizzare Cavi Speciali per Impianti Fotovoltaici?
I cavi fotovoltaici sono progettati specificamente per progetti di generazione di energia fotovoltaica, con caratteristiche di isolamento e guaina che i normali cavi non possiedono.
Se nel sistema fotovoltaico vengono utilizzati cavi normali, sono soggetti a guasti in ambienti esterni difficili, riducendo notevolmente la durata di vita dell’intero sistema di energia solare. Inoltre, può portare a un sovraccarico di corrente, forte caduta di tensione, frequenti errori di generazione, e bassa efficienza di generazione negli impianti fotovoltaici, provocando anche potenzialmente incendi nello stabilimento.
Perciò, garantire il funzionamento stabile a lungo termine degli impianti fotovoltaici 25 anni, è fondamentale scegliere cavi specificatamente studiati per gli impianti fotovoltaici, come H1Z2Z2-K o PV1-F.
Cos'è la certificazione TÜV per i cavi solari?
La certificazione TÜV Solar Cable si riferisce a una serie di certificati assegnati ai cavi che sono stati testati, ispezionato e certificato da un ente terzo indipendente del gruppo TÜV Rheinland, con sede in Germania, secondo norme specifiche.
Come un tipo speciale di cavo, la sicurezza e le prestazioni dei cavi fotovoltaici sono cruciali per i sistemi di generazione di energia solare, quindi sono sottoposti a test e certificazioni rigorosi per garantirne la qualità e l'affidabilità.
Per quanto riguarda la certificazione TÜV per i cavi fotovoltaici, il suo sviluppo è progredito dal 2PfG 1169/08.2007 norma EN 50618:2014 standard. Lo standard più recente è IEC FDIS 62930, ma la maggior parte delle certificazioni dei cavi solari aderiscono ancora alla norma EN valida 50618 standard.
Quali specifiche dovrebbero essere scelte per i cavi fotovoltaici H1Z2Z2-K?
Nei tipici sistemi fotovoltaici, le opzioni più comuni sono H1Z2Z2-K 1×4 e H1Z2Z2-K1×6 cavi. Generalmente, sezioni trasversali dei cavi maggiori indicano maggiori capacità di carico.
Considerazioni come la tensione di lavoro, capacità attuale, e dovrebbe essere preso in considerazione anche l’intervallo di temperatura ambientale. Dopo aver determinato i requisiti di tensione e corrente, fare riferimento alla tabella dei parametri dei cavi H1Z2Z2-K per selezionare la specifica appropriata.
Se si riscontrano incertezze nella scelta delle specifiche del cavo, il nostro team tecnico ZMS è a disposizione per offrire soluzioni su misura.
Ulteriori informazioni Cavo solare H1Z2Z2-K
Quali sono le differenze tra le applicazioni CC e CA dei cavi fotovoltaici H1Z2Z2-K?
I cavi H1Z2Z2-K possono essere utilizzati per entrambi i circuiti CC (1.5kV) e circuiti CA (1.0/1.0kV). Nei sistemi di generazione di energia fotovoltaica, le loro differenze applicative specifiche sono le seguenti:
Per applicazioni CC:
- Collegamento in serie tra moduli fotovoltaici
- Collegamento in parallelo tra stringhe
- Collegamento in parallelo dalle stringhe alle scatole di distribuzione DC
- Collegamento dalle scatole di distribuzione DC agli inverter
Per applicazioni CA:
- Collegamento da inverter a trasformatori elevatori
- Collegamento da trasformatori elevati a dispositivi di distribuzione
- Connessione dagli apparecchi di distribuzione alla rete o alle utenze
Quali sono le differenze tra i cavi fotovoltaici H1Z2Z2-K e PV1-F?
Il cavo PV1-F è una versione precedente del cavo solare conforme allo standard TÜV 2Pfg1169, e la sua certificazione standard ha cessato l'aggiornamento. In contrasto, il cavo fotovoltaico H1Z2Z2-K è conforme alla più recente normativa TÜV EN50618:2014 certificazione.
I valori di tensione differiscono tra i cavi PV1-F e H1Z2Z2-K. PV1-F ha una tensione nominale CC: 1.0kV e CA: Uo/U: 0.6/1.0kV, mentre H1Z2Z2-K ha una tensione nominale di CC: 1.5kV e CA: Uo/U: 1.0/1.0kV. H1Z2Z2-K può fornire maggiore efficienza e stabilità di trasmissione.
In termini di struttura, Il cavo PV1-F ha un singolo strato isolante, mentre il cavo H1Z2Z2-K adotta una struttura isolante a doppio strato. Ciò rende il cavo H1Z2Z2-K superiore in termini di durata e protezione, soprattutto contro danni meccanici e fattori ambientali.
In sintesi, Il cavo solare H1Z2Z2-K ha un design più avanzato, offrendo prestazioni elettriche e meccaniche più elevate, adatto per ambienti applicativi più esigenti. D'altra parte, Il cavo solare PV1-F è vantaggioso soprattutto in termini di rapporto costo-efficacia, adatto per la maggior parte dei sistemi fotovoltaici convenzionali.
Per considerazioni sul rapporto costo-efficacia, Il cavo PV1-F può essere utilizzato per collegamenti in serie tra moduli fotovoltaici e collegamenti in parallelo da stringhe a scatole di distribuzione DC. Nel frattempo, Il cavo H1Z2Z2-K può essere utilizzato per i collegamenti tra scatole di distribuzione e inverter, nonché per collegamenti in corrente continua in inverter di grandi dimensioni.
Come selezionare le specifiche del cavo PV1-F?
Attualmente, il cavo CC fotovoltaico più comunemente utilizzato è il PV1-F 1×4 cavo. Tuttavia, con l’aumento delle correnti dei moduli fotovoltaici e della potenza del singolo inverter, l'applicazione di PV1-F 1×6 In aumento anche i cavi DC.
Secondo le specifiche pertinenti, in genere si consiglia di non superare la perdita delle linee di alimentazione CC fotovoltaiche 2%. Nei circuiti CC, la resistenza di linea del cavo PV1-F 1x4mm² è 4,6 mΩ/m, e la resistenza di linea del cavo PV1-F 1x6mm² è 3,1 mΩ/m. Supponendo una tensione di lavoro di 600 V per i moduli CC, UN 2% la perdita di caduta di tensione è 12V. Supponendo una corrente del modulo di 13 A, quando si utilizza un cavo CC da 4 mm², la distanza massima consigliata dall'estremità più lontana del modulo all'inverter non deve essere superata 120 metri (corda singola, esclusi poli positivo e negativo). Se supera questa distanza, si consiglia di scegliere un cavo CC da 6 mm², ma la distanza massima consigliata dall'estremità più lontana del modulo all'inverter non deve essere superata 170 metri.
Per ridurre i costi di sistema, le centrali fotovoltaiche ormai raramente configurano moduli e inverter in a 1:1 rapporto. Invece, progettano una certa quantità di sovraccapacità in base a fattori quali le condizioni di luce solare e i requisiti del progetto. Per esempio, per un modulo da 110KW, viene selezionato un inverter da 100KW, ed è calcolato sulla base di una sovracapacità 1,1x sul lato CA dell'inverter. La corrente di uscita CA massima è di circa 158 A. I cavi CA vengono selezionati in base alla corrente di uscita massima dell'inverter. Perché indipendentemente da quanto i moduli siano sovraconfigurati, la corrente di ingresso CA dell'inverter non supererà mai la corrente di uscita massima dell'inverter.
Ulteriori informazioni Cavo solare PV1-F
Perché i cavi solari sono divisi in rosso e nero??
Nel settore fotovoltaico, l'utilizzo di cavi rossi e neri è diventato un metodo di identificazione ampiamente accettato. Il loro scopo principale è quello di distinguere tra poli positivi e negativi. Nei circuiti CC, tipicamente, i fili solari rossi indicano il polo positivo della corrente, mentre i fili solari neri indicano il polo negativo. Questa differenziazione cromatica aiuta a identificare rapidamente la polarità dei collegamenti fotovoltaici durante l'installazione e la manutenzione degli impianti solari, evitando così errori di cablaggio.
Puoi realizzare connettori per cavi solari da solo?
Il processo di realizzazione dei connettori dei cavi solari include il controllo dei danni ai nuclei e alle teste maschio e femmina, e utilizzando spelafili, strumenti di crimpatura, e chiavi inglesi. Anche i non professionisti possono realizzare questi connettori seguendo passaggi specifici.
Rispetto a realizzare connettori da soli, la personalizzazione diretta dei cavi di prolunga del pannello solare potrebbe essere leggermente più costosa, ma può far risparmiare tempo e manodopera e rendere l'installazione più conveniente.
Quali sono i connettori solari comunemente utilizzati?
Il tipo di connettore più comunemente utilizzato nei sistemi solari fotovoltaici è il connettore MC4. È diventato uno degli standard per i connettori fotovoltaici grazie al suo utilizzo diffuso e al riconoscimento del mercato. I cavi di prolunga del connettore MC4 possono resistere ad alta tensione e corrente e sono adatti per il collegamento di pannelli solari, inverter, e altri componenti del sistema.
I connettori MC4 compatibili di ZMS sono coerenti con i connettori MC4 nelle specifiche, misurare, e tolleranza e può esserlo 100% abbinato.
Oltre ai connettori MC4, altri connettori solari comunemente usati includono connettori di tipo Y o paralleli. La loro struttura è un connettore uno-a-molti, che può collegare più pannelli solari in serie per aumentare la tensione dell'intero array di pannelli mantenendo la corrente costante.
Ulteriori informazioni Connettore del cavo solare
Informazioni sui cavi AC solari
Come dovrebbero essere selezionati i cavi CA LV per i progetti di energia solare?
Quando una centrale solare è vicina al centro di carico o è essa stessa una generazione distribuita, è sufficiente utilizzare cavi a bassa tensione per collegarsi direttamente ad una rete di distribuzione a bassa tensione trifase 400V o monofase 230V. Per connettersi a una rete di media o alta tensione, i cavi a bassa tensione devono essere prima utilizzati per il collegamento a un trasformatore.
La tensione CA emessa dall'inverter solitamente è disponibile in vari standard. Per esempio, la tensione di uscita di un inverter centrale può essere 315V, 360V, 400V, e così via, mentre la tensione in uscita di un inverter di stringa può essere 480V, 500V, 540V, 800V, e così via.
Perciò, negli impianti fotovoltaici, in genere è possibile utilizzare cavi a bassa tensione con tensione nominale di 450/750V, 0.6/1 kV, O 1.8/3 kV. A seconda se il cavo è interrato o meno, è possibile aggiungere uno strato corazzato.
Ulteriori informazioni Cavo solare CA
Come dovrebbero essere selezionati i cavi AC MV per i progetti di energia solare?
Se un sistema di generazione di energia fotovoltaica necessita di collegarsi ad una rete di media o alta tensione, i cavi a bassa tensione devono essere prima utilizzati per il collegamento a un trasformatore, che aumenterà quindi la tensione al livello appropriato. I cavi di media tensione vengono quindi utilizzati per fornire energia alla sottostazione. Il numero di cavi di media tensione necessari dipende dal metodo di collegamento.
Struttura a stella tradizionale
Nella tradizionale struttura a stella, ciascun trasformatore è dotato di un'unica linea di uscita in media tensione collegata alla sottostazione. Questa struttura è la più semplice e diretta, ed è comunemente utilizzato nella progettazione di centrali fotovoltaiche. Ogni cavo trasporta solo la potenza di un singolo trasformatore, quindi le specifiche del cavo sono più piccole, riducendo i costi. Tuttavia, poiché ogni trasformatore ha una sola linea di collegamento alla sottostazione, l'affidabilità non è molto alta.
Struttura ad anello a uscita singola
La struttura ad anello a uscita singola collega diversi trasformatori in un anello tramite cavi, e il trasformatore più vicino alla sottostazione è collegato alla sottostazione mediante cavi di media tensione. Rispetto alla struttura ad anello a doppia uscita, la struttura ad anello a uscita singola utilizza meno cavi solari CA a media tensione. Tuttavia, perché l'intero anello ha una sola linea di collegamento alla sottostazione, l'affidabilità è inferiore.
Struttura ad anello a doppia uscita
La struttura ad anello a doppia uscita prevede una linea aggiuntiva che collega l'anello alla cabina rispetto alla struttura ad anello a singola uscita. Se una linea di uscita fallisce, l'altra linea può continuare a consentire agli inverter dell'anello di fornire potenza alla rete. Simile alla struttura ad anello a uscita singola, considerando la direzione del flusso durante un guasto, tutti i cavi devono essere selezionati per resistere alla potenza di tutti i trasformatori, con conseguenti costi relativamente più elevati.
Struttura del ponte
Prima che fosse proposta la struttura ad anello, veniva spesso utilizzata la struttura a ponte. In questa struttura, in base alla struttura stellare, ogni coppia di trasformatori adiacenti è collegata tramite cavi di media tensione. Da questa parte, ogni trasformatore ha due linee di collegamento alla sottostazione, migliorando notevolmente l’affidabilità del sistema. Tuttavia, il costo è relativamente elevato a causa dei cavi aggiuntivi tra ciascuna coppia di trasformatori.
Per centrali fotovoltaiche di diverse dimensioni, l'analisi della selezione del cavo varia in base ai diversi requisiti. Quando si scelgono i cavi di media tensione, è essenziale considerare in maniera esaustiva i requisiti obbligatori, costi, e vantaggi per determinare la soluzione e la decisione più vantaggiosa.
Quali sono i principi per la scelta dei cavi CA per i sistemi di energia solare?
La selezione dei cavi CA per progetti solari segue i requisiti generali per la selezione dei cavi, che includono la considerazione dei livelli di tensione, corrente operativa continua, stabilità termica al cortocircuito, caduta di tensione ammissibile, densità di corrente economica, e le condizioni dell'ambiente di installazione. Inoltre, la produzione di energia fotovoltaica ha le sue caratteristiche, che richiedono considerazione per cavi che possono essere utilizzati in condizioni ambientali difficili come le alte temperature, forte raffreddore, e radiazioni ultraviolette. Perciò, dovrebbero essere presi in considerazione i seguenti fattori:
- Prestazioni di isolamento del cavo
- Resistenza al calore e ritardante di fiamma del cavo
- Resistenza all'umidità e protezione UV del cavo
- Metodi di installazione del cavo
- Tipo di conduttore del cavo
- Specifiche via cavo
Informazioni sui cavi per il sistema di messa a terra
Perché i sistemi di generazione di energia solare dovrebbero essere collegati a terra??
La messa a terra negli impianti fotovoltaici è uno dei problemi più frequentemente trascurati dal personale addetto agli impianti fotovoltaici, soprattutto negli impianti fotovoltaici di piccola capacità, dove la messa a terra e la protezione contro i fulmini non ricevono molta attenzione.
Tuttavia, se la messa a terra non viene eseguita, possono verificarsi errori a causa della bassa resistenza di isolamento verso terra o di eccessive correnti di dispersione, che incidono sulla produzione di energia e mettono potenzialmente in pericolo la sicurezza personale. Inoltre, le parti metalliche non schermate o rialzate sono più suscettibili ai fulmini. Senza messa a terra, l'apparecchiatura potrebbe essere colpita da un fulmine, causando danni significativi al sistema di generazione di energia fotovoltaica.
La messa a terra negli impianti fotovoltaici comprende principalmente la messa a terra dal lato dei componenti solari, lato inverter, e lato armadio di distribuzione. Una corretta messa a terra non solo migliora la sicurezza del sistema solare ma ne prolunga anche la durata.
Quale messa a terra è richiesta nei sistemi di energia solare?
Messa a terra lato componente:
- Messa a terra del telaio del modulo: Il telaio in alluminio del modulo a contatto con il supporto non significa una messa a terra efficace. Il foro di messa a terra del modulo deve essere collegato al supporto per una messa a terra efficace. I fori di messa a terra dei moduli vengono generalmente utilizzati per i collegamenti delle stringhe, con i fori di messa a terra su entrambe le estremità collegati al supporto metallico.
- Messa a terra del monte: Generalmente, tondo in acciaio, aste in acciaio zincato, o per la messa a terra vengono utilizzate barre di acciaio legate con rame, con la resistenza di terra richiesta non superiore a 4Ω.
Messa a terra lato inverter:
- Messa a terra operativa: Il terminale PE dell'inverter è collegato alla sbarra PE nella scatola di distribuzione, che è messo a terra attraverso la scatola di distribuzione.
- Messa a terra protettiva: Il foro di messa a terra del telaio dell'inverter viene utilizzato per la messa a terra ripetuta per proteggere l'inverter e la sicurezza degli operatori. La messa a terra protettiva del telaio dell'inverter può utilizzare un elettrodo di terra separato o condividerne uno con la scatola di distribuzione.
Messa a terra lato scatola di distribuzione:
- Messa a terra della protezione contro i fulmini: La protezione contro i fulmini sul lato CA è costituita da fusibili o interruttori automatici e dispositivi di protezione da sovratensione (SPD). L'estremità inferiore dell'SPD è collegata alla sbarra di terra della scatola di distribuzione.
- Messa a terra della scatola: Secondo la normativa, il telaio metallico e la base in acciaio della scatola di distribuzione devono essere messi a terra o collegati al neutro. La porta dell'armadio e il corpo dell'armadio necessitano di un collegamento incrociato per garantire una messa a terra affidabile.
Come vengono messi a terra i pannelli solari?
Generalmente, I fori di messa a terra sui pannelli solari vengono utilizzati per collegarsi tra le stringhe di pannelli. I pannelli ad entrambe le estremità della stringa sono collegati al telaio metallico, utilizzando principalmente cavi di terra solare giallo-verde.
Per mettere a terra i telai del pannello, Le aste in acciaio legato in rame di φ10 o φ12 sono in genere utilizzate, sepolto 1.5 metri sottoterra.
La resistenza di messa a terra dei pannelli solari non deve superare 4Ω. Se il requisito di resistenza di messa a terra non viene soddisfatto, Di solito vengono aggiunti gli agenti che riducono la resistenza, oppure le aste di messa a terra sono sepolte in aree con resistività al suolo inferiore.
Ulteriori informazioni Cavo di messa a terra solare
Perché i telai dei pannelli solari dovrebbero essere collegati e messi a terra?
Alcune persone credono che poiché sia i pannelli solari che le loro strutture di supporto sono metal, fondare i supporti da soli è sufficiente.
In realtà, La maggior parte dei cornici in alluminio del pannello solare e supporti in lega zincati o in lega di alluminio sono rivestiti, che non soddisfa i requisiti di messa a terra. Inoltre, I pannelli solari possono invecchiare nel tempo, potenzialmente portando a eccessive correnti di perdita o bassa resistenza all'isolamento a terra. Se i telai dei pannelli solari non sono messi a terra, Dopo un periodo di utilizzo, Ciò può comportare guasti all'inverter, impedire al sistema fotovoltaico di generare correttamente l'elettricità.
Quando si collega i cornici per pannelli solari ai supporti in metallo, È necessario rimuovere lo strato di ossido dalle superfici metalliche per ridurre l'impedenza di terra, Garantire che soddisfi i requisiti di messa a terra.
Quale materiale dovrebbe essere utilizzato per l'asta di messa a terra nei sistemi fotovoltaici?
L'acciaio zincato è più economico, ma ha molti giunti saldati, con conseguente minore efficienza costruttiva e maggiori costi di costruzione. Il rame puro ha un'eccellente conduttività ma è costoso. Acciaio legato al rame, Tuttavia, solo costi 9.4% più dell'acciaio zincato e offre una durata molto più lunga. Perciò, I dispersori elettrici in acciaio legato con rame sono generalmente scelti come materiale di messa a terra principale nei sistemi di energia solare.
Quali specifiche delle aste di terra sono comunemente utilizzate?
Acciaio legato al rame
Nei sistemi di energia fotovoltaica, il corpo di messa a terra orizzontale dei materiali di messa a terra in acciaio legato con rame utilizza comunemente acciaio tondo legato con rame Φ10-Φ12, con una lunghezza di produzione tipicamente di 100 metri per bobina. Gli elettrodi di messa a terra utilizzano barre di acciaio legate con rame Φ14 o Φ17,2.
Metodo di connessione: Saldatura alla termite (non è necessaria alcuna alimentazione esterna o acetilene), utilizzando rame puro per i materiali dei giunti, senza necessità di misure anticorrosione nei punti di saldatura.
Acciaio galvanizzato
Nelle tradizionali griglie di terra, i corpi di messa a terra orizzontali realizzati in acciaio zincato a caldo sono generalmente progettati con specifiche di acciaio piatto zincato 50X5 o 60X6, con una lunghezza di produzione di 6 metri per pezzo. Gli elettrodi di messa a terra verticali utilizzano tubi angolari in acciaio zincato a caldo 50X5 o tubi in acciaio zincato Φ50, con una lunghezza dell'elettrodo di messa a terra di 2.5 metri per pezzo.
Metodo di connessione: Saldatura elettrica, con i punti di saldatura che necessitano di trattamento anticorrosione, come ad esempio due mani di vernice antiruggine e una mano di vernice per asfalto.
Rame nudo
Per materiali di messa a terra in rame puro, il corpo di terra orizzontale solitamente ne utilizza 25×4, 40×4, 50×5, o 60×6 nastri di rame da mm, oppure fili di rame nudo S70/S95/S120/S150/S185/S240 mm. Il corpo di messa a terra verticale ne utilizza in genere 16×2500 mm o 20×2500 aste di rame da mm, o 50×3000 mm o 55×2500 Elettrodi di messa a terra ionici elettrolitici in rame puro da mm.
Metodo di connessione: Saldatura alla termite, saldatura per fusione del fango antincendio, o saldatura a caldo.
Ulteriori informazioni Asta di terra per il sistema fotovoltaico
Come dovrebbero essere installati i dispersori negli impianti fotovoltaici?
Durante la costruzione, l'installazione di un dispersore di terra è molto flessibile e può essere adattata alle condizioni specifiche del sito. È possibile utilizzare vari metodi, come l'inserimento diretto dei picchetti di terra elettrici nel terreno con martelli pesanti o martelli elettrici. In condizioni di terreno complesse in cui la barra non può essere piantata, è possibile praticare un foro prima di installare il picchetto di terra.
In condizioni di terreno uniformi, se si utilizza un martello pesante per l'installazione e l'azionamento di una singola asta, si consiglia di installare una punta da trapano (bullone resistente agli urti) sull'estremità appuntita dell'asta per evitare danni allo strato di rame quando l'asta viene spinta in profondità. Per un radicamento più profondo, è possibile collegare più aste utilizzando connettori per ottenere la lunghezza desiderata, garantendo un buon collegamento elettrico.
Nei casi in cui la perforazione profonda è difficile o impossibile, gli strumenti di perforazione possono essere utilizzati per penetrare nelle rocce. Dopo la perforazione, esistono due metodi per installare i dispersori:
- Collegare le aste alla lunghezza desiderata utilizzando i connettori. Una volta forato alla profondità prevista, riempire il foro con un agente riduttore di resistività e aggiungere acqua fino a riempire il foro.
- Collegare le aste alla lunghezza desiderata utilizzando i connettori. Dopo aver forato alla profondità prevista, mescolare l'agente riduttore di resistività con acqua e versarlo nel foro fino ad avvolgere completamente l'asta.
Cavi aerei, Controlla cavi e cavi di comunicazione nei progetti fotovoltaici
Quale cavo aereo utilizzare nei sistemi di energia solare?
Nei sistemi di generazione di energia fotovoltaica connessi alla rete, una volta che la potenza CC generata viene convertita in potenza CA dall'inverter e integrata nella rete CA, la trasmissione di potenza viene spesso effettuata tramite linee aeree. Tipicamente, il processo di connessione alla rete dei sistemi di generazione di energia fotovoltaica può avvenire nei seguenti scenari:
Connessione diretta
Per piccoli sistemi di generazione fotovoltaica distribuita, come il fotovoltaico sui tetti residenziali, la potenza DC può essere convertita direttamente in potenza AC tramite l'inverter e quindi collegata alla rete a bassa tensione tramite linee di distribuzione. In questo caso, Possono essere utilizzati cavi sotterranei a bassa tensione e cavi isolati sopra la testa come cavi ABC.
Collegamento tramite box trasformatori o integrazione sottostazione
Le centrali fotovoltaiche di media o scala commerciale possono utilizzare sottostazioni box (trasformatori a scatola) convertire la potenza DC generata in potenza AC adatta all'integrazione in rete tramite l'inverter, e quindi aumentare la tensione attraverso il trasformatore a scatola per adattarla al livello di tensione della rete aerea, prima del collegamento alle linee aeree.
Le centrali fotovoltaiche montate a terra su larga scala richiedono in genere un trasformatore per aumentare la tensione a un livello più elevato per una trasmissione efficiente. In questo caso, l'energia è collegata direttamente a una sottostazione, che poi lo distribuisce alle reti aeree ad alta o altissima tensione.
In questi due scenari, se la distanza dalla centrale elettrica al punto di connessione alla rete è relativamente breve e il carico non è elevato, Il cavo AAC potrebbe essere una scelta economica. Per medie distanze o dove è richiesta una migliore prestazione fisica, Il cavo AAAC può essere un'opzione migliore. Per la trasmissione a lunga distanza o dove sono necessari requisiti speciali di resistenza del cavo, soprattutto quando le linee aeree devono attraversare terreni complessi o resistere a condizioni meteorologiche estreme, Il conduttore ACSR sarà la scelta più adatta.
Ulteriori informazioni Cavo aereo per il sistema solare
I cavi di comunicazione influiscono sull'accuratezza del conteggio del sistema di generazione di energia solare?
In un sistema di generazione di energia solare, Il ruolo principale dei cavi di comunicazione è quello di trasmettere segnali di controllo e monitoraggio dei dati, come l'output di potenza, Stato del sistema, Allarmi di guasto, e altre informazioni. Questi cavi non partecipano direttamente alla trasmissione dell'energia elettrica. Perciò, I cavi di comunicazione stessi non influiscono direttamente sull'accuratezza del conteggio in un sistema di generazione di energia solare.
Tuttavia, Se i cavi di comunicazione sperimentano guasti (come l'attenuazione del segnale, interferenza, o disconnessioni), Può portare a non essere in grado di ricevere o trasmettere con precisione il sistema di monitoraggio, influenzando così la precisione e la tempestività del monitoraggio del sistema. Per esempio, I ritardi o gli errori della trasmissione dei dati potrebbero impedire al personale di manutenzione di comprendere prontamente lo stato operativo effettivo del sistema di generazione di energia o portare a una registrazione dei dati inaccurati, influenzando così le statistiche e l'analisi della generazione di energia.
Perciò, mentre i cavi di comunicazione non influiscono sull'effettiva produzione di energia elettrica, Sono cruciali per l'effettiva gestione e manutenzione del sistema. Ciò si riferisce indirettamente alla valutazione complessiva delle prestazioni e all'ottimizzazione dell'efficienza del sistema di generazione di energia solare. Garantire la qualità e la corretta manutenzione dei cavi di comunicazione è essenziale per mantenere un monitoraggio affidabile e un funzionamento efficiente del sistema di generazione di energia solare.
Ulteriori informazioni Cavo di comunicazione e controllo per il sistema fotovoltaico
Requisiti legali e normativi per il routing dei cavi nei progetti solari
Comprensione della conformità normativa
Quando si pianificano ed eseguono un progetto solare, È essenziale aderire a vari requisiti legali e normativi per garantire la sicurezza, efficienza, e conformità con il locale, nazionale, e standard internazionali. Gli organi e le politiche regolamentari regolano l'installazione e il funzionamento dei sistemi di energia solare, compreso il routing e la selezione dei cavi. Comprendere questi requisiti è cruciale per il completamento con successo del tuo progetto solare.
Corpi e standard normativi chiave
Codice elettrico nazionale (Nec)
Negli Stati Uniti, il codice elettrico nazionale (Nec) Imposta lo standard per l'installazione sicura di cablaggi elettrici e apparecchiature. Articolo 690 del NEC affronta specificamente il solare fotovoltaico (PV) sistemi, Coprire aspetti come i metodi di cablaggio, messa a terra, e protezione eccessiva. Aderendo alle linee guida NEC assicura che il routing dei cavi soddisfi gli standard di sicurezza e prestazioni.
Commissione elettrotecnica internazionale (CEI)
La Commissione elettrotecnica internazionale (CEI) Sviluppa standard internazionali per tutti i elettrici, elettronico, e tecnologie correlate. CEI 62548:2016 Fornisce linee guida per la progettazione e l'installazione di array solari fotovoltaici, compresa la gestione e il routing dei cavi. Il rispetto degli standard IEC è spesso richiesto per i progetti internazionali.
Codici di costruzione locali
I codici di costruzione locali possono imporre requisiti aggiuntivi per le installazioni solari, incluso il routing dei cavi. Questi codici possono variare in modo significativo per regione, Quindi è essenziale consultare le autorità locali e garantire la conformità a tutte le normative pertinenti.
Best practice per il routing dei cavi
Etichettatura e documentazione adeguate
Assicurarsi che tutti i cavi siano correttamente etichettati e che venga mantenuta una documentazione completa. Ciò include diagrammi di routing dei cavi, Specifiche dei cavi utilizzati, e registrazioni di ispezioni e approvazioni. La documentazione adeguata facilita la conformità normativa e semplifica la manutenzione futura.
Uso di condotti e vassoi
L'uso di condotti e vassoi per cavi per il routing può proteggere i cavi dai danni fisici, ridurre il rischio di guasti elettrici, e migliorare la sicurezza generale dell'installazione. Assicurarsi che condotti e vassoi soddisfino gli standard pertinenti e siano installati correttamente.
Terra e legame
La messa a terra e il legame adeguate sono fondamentali per la sicurezza e le prestazioni dei sistemi di energia solare. Garantire che i metodi di messa a terra siano conformi a NEC, CEI, e standard locali. Ciò include l'utilizzo di conduttori di messa a terra appropriati, connettori, e canne, e garantire che tutti i componenti metallici siano adeguatamente legati.
Ispezioni regolari e manutenzione
Ispezioni regolari e manutenzione sono essenziali per garantire che il routing dei cavi rimanga conforme ai requisiti normativi e continui a funzionare in modo sicuro ed efficiente. Pianifica ispezioni periodiche per identificare e affrontare eventuali problemi, come danni fisici, Indossare, o corrosione.
Consigli essenziali per l'acquisto di cavi
Comprendi i requisiti di sistema
Prima di acquistare cavi, È fondamentale avere una chiara comprensione dei requisiti del sistema solare. Considera le dimensioni del sistema, i tipi di componenti utilizzati, e le condizioni ambientali. Assicurarsi che i cavi scelti possano gestire il carico elettrico previsto e siano adatti alle condizioni specifiche del sito di installazione.
Dai la priorità alla qualità e alla certificazione
Optare sempre per cavi di alta qualità certificati da standard affidabili come Tüv, Ul, o IEC. I cavi certificati sono testati per la durata, sicurezza, e prestazioni, Garantire che soddisfino gli standard del settore. L'uso di cavi certificati aiuta a prevenire potenziali problemi come la perdita di energia, surriscaldamento, o rischi di incendio.
Scegli i tipi di cavi giusti
Seleziona cavi che sono appositamente progettati per applicazioni solari. Per applicazioni DC, I cavi fotovoltaici come H1Z2Z2-K e PV1-F sono ideali a causa della loro resistenza alle radiazioni UV, Variazioni di temperatura, e sollecitazione meccanica. Per applicazioni CA., Assicurarsi di utilizzare cavi adeguati a bassa e media tensione.
Considera i fattori ambientali
Tenere conto delle condizioni ambientali nel sito di installazione. Cavi esposti al tempo duro, Radiazione UV, o temperature estreme dovrebbero essere scelte per la loro resilienza a queste condizioni. Le misure di isolamento e protezione adeguate estenderanno la durata della vita dei cavi e manterranno l'efficienza del sistema.
Garantire la corretta installazione e manutenzione
L'installazione corretta è cruciale quanto la selezione dei cavi giusti. Seguire le migliori pratiche per il routing dei cavi, messa a terra, e protezione per evitare danni fisici e guasti elettrici. Manutenzione e ispezioni regolari sono essenziali per garantire la sicurezza in corso e le prestazioni del sistema di energia solare.
Pianificare la conformità normativa
Sii consapevole del locale, nazionale, e regolamenti internazionali che si applicano al tuo progetto solare. Assicurati che la selezione e l'installazione del cavo rispetti questi standard per evitare problemi legali e garantire la sicurezza e l'affidabilità del sistema.
Pensieri finali
Investire tempo e risorse per selezionare i cavi giusti per il tuo progetto solare paga a lungo termine. I cavi di qualità garantiscono una trasmissione di potenza efficiente, ridurre i costi di manutenzione, e migliorare la sicurezza generale e l'affidabilità del tuo sistema. Seguendo le linee guida e le migliori pratiche delineate in questa guida, Puoi prendere decisioni informate che contribuiscono al successo dell'installazione solare.
Ricordare, Un sistema di energia solare ben progettato non riguarda solo i pannelli e gli inverter; I cavi che collegano questi componenti sono ugualmente importanti. Assicurati di dare la priorità alla qualità, conformità, e una corretta installazione per sfruttare il pieno potenziale del sistema di energia solare.