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
- Solar System Power Generation Process
- Que tipos de cabos são necessários para sistemas de energia solar?
- Qual a porcentagem do custo total de construção, os cabos representam em uma usina fotovoltaica?
- About Solar DC Cables
- Por que usar cabos especiais para sistemas fotovoltaicos?
- O que é a certificação TÜV para cabos solares?
- What Specifications Should Be Chosen for H1Z2Z2-K PV Cables?
- What Are the Differences Between DC and AC Applications of H1Z2Z2-K Photovoltaic Cables?
- What Are the Differences Between H1Z2Z2-K and PV1-F Photovoltaic Cables?
- Como selecionar a especificação do cabo PV1-F?
- Why Are Solar Cables Split into Red and Black?
- Você pode fazer conectores de cabo solar sozinho?
- Quais são os conectores solares comumente usados?
- About Solar AC Cables
- About Cables for Grounding System
- Por que os sistemas de geração de energia solar devem ser aterrados?
- Que aterramento é necessário em sistemas de energia solar?
- Como os painéis solares são aterrados?
- Por que as estruturas dos painéis solares devem ser conectadas e aterradas?
- Which Material Should Be Used for Grounding Rod in Photovoltaic Systems?
- Quais especificações das barras de terra são comumente usadas?
- Como as hastes de terra devem ser instaladas em sistemas fotovoltaicos?
- Overhead Cables, Control Cables and Communication Cables in PV Projects
- Legal and Regulatory Requirements for Cable Routing in Solar Projects
- Best Practices for Cable Routing
- Essential Advice for Buying Cables
- Final Thoughts
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 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 (CC). 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.
Que tipos de cabos são necessários para sistemas de energia solar?
Como um componente crucial das soluções de energia sustentável, A operação segura e eficiente dos sistemas de geração de energia solar depende da configuração e uso apropriados de vários cabos especializados. Os tipos de cabos necessários em um sistema de geração de energia solar incluem o seguinte:
Cabo Solar DC
Esses cabos são projetados especificamente para conectar módulos fotovoltaicos (painéis solares) e para transmissão de energia entre os módulos para a caixa de combinadores DC. Dada a exposição direta a ambientes externos, Eles devem possuir as seguintes características:
- Resistência a UV: Para impedir a degradação do desempenho devido à exposição ao sol prolongado.
- Resistência ao tempo: Para suportar várias condições climáticas, incluindo temperaturas extremas, umidade, e areia soprada pelo vento.
- Resistência à corrosão por spray de sal: Adequado para áreas costeiras para evitar danos causados pelo sal.
- Retardância da chama: Para reduzir os riscos de incêndio e aumentar a segurança do sistema.
- Força mecânica: Para suportar a instalação e as pressões ambientais sem ser facilmente danificado.
Cabo CA
Os cabos CA são usados na extremidade do inversor para transmitir a energia CA convertida para a placa de distribuição CA ou diretamente para a grade. Esses cabos precisam atender aos padrões de conexão da grade e possuir boas propriedades de isolamento e resistência ao calor para garantir uma transmissão de energia segura e eficiente.
Cabo de comunicação de dados
Em um sistema de geração de energia solar, Os cabos de comunicação de dados atuam como a ponte de informação. Eles não apenas transmitem os dados elétricos gerados pela matriz fotovoltaica, mas também transmitem informações de status em tempo real de inversores e outros equipamentos de monitoramento para o sistema de monitoramento central por meio de redes com fio ou sem fio (incluindo fibra óptica) para otimização do sistema e diagnóstico de falhas.
Cabo de controle
Os cabos de controle são usados para conectar controladores, inversores, e outros equipamentos auxiliares dentro do sistema, garantir controle automatizado e monitoramento eficaz. Esses cabos precisam ter uma boa estabilidade de transmissão de sinal e recursos anti-interferência para garantir a execução precisa dos comandos de controle.
Cabo de aterramento
Os cabos de aterramento desempenham um papel crítico na proteção de segurança de todo o sistema de geração de energia solar. Eles fornecem um caminho de baixa resistência para descarregar correntes de raio ou correntes de falha do sistema, Prevenção de choques elétricos e danos ao equipamento, garantindo assim a segurança do pessoal e do equipamento.
Cabo aéreo
Em determinados cenários de instalação, como transmissão de longa distância ou restrições de terreno, Os cabos aéreos são usados para a conexão da grade do sistema de geração de energia solar. Esses cabos precisam ser especialmente projetados para resistir a danos físicos externos e fatores climáticos, mantendo boa condutividade e força mecânica.
Ao selecionar esses cabos solares, É essencial não apenas considerar suas características e ambientes aplicáveis, mas também garantir que todos os cabos e acessórios cumpram os padrões locais de segurança elétrica e os regulamentos da indústria para garantir a operação estável a longo prazo e a conformidade do sistema de geração de energia solar.
Qual a porcentagem do custo total de construção, os cabos representam em uma usina fotovoltaica?
O custo dos cabos em um fotovoltaico (PV) a usina de energia normalmente representa ao redor 10% do custo total de construção. Essa porcentagem pode variar com base em vários fatores, como a escala do projeto, Seleção de equipamentos, diferenças regionais, e flutuações de mercado. De acordo com algumas estimativas:
- Módulos fotovoltaicos (painéis solares) conta aproximadamente 50% do custo total do equipamento.
- Inversores e outros equipamentos elétricos representam cerca de 10%.
- Cabos e estruturas de montagem 10%.
Portanto, Os custos de cabo geralmente compõem sobre 10% do custo total de construção. No entanto, Esta é uma estimativa aproximada, e a proporção real pode variar dependendo do orçamento específico e dos preços materiais de um projeto. Adicionalmente, com avanços em tecnologia e mudanças de mercado, Essa porcentagem pode estar sujeita a ajustes.
About Solar DC Cables
Por que usar cabos especiais para sistemas fotovoltaicos?
Os cabos fotovoltaicos são projetados especificamente para projetos de geração de energia fotovoltaica, com características de isolamento e revestimento que os cabos comuns não possuem.
Se os cabos comuns forem usados no sistema fotovoltaico, Eles são propensos ao fracasso em ambientes externos severos, reduzindo bastante a vida útil de todo o sistema de energia solar. Adicionalmente, pode levar à sobrecarga atual, queda grave de tensão, Falhas de geração frequente, e eficiência de baixa geração em usinas fotovoltaicas, até potencialmente causar incêndios na planta.
Portanto, para garantir a operação estável de longo prazo de usinas fotovoltaicas para 25 anos, É essencial escolher cabos projetados especificamente para sistemas fotovoltaicos, como H1Z2Z2-K ou PV1-F.
O que é a certificação TÜV para cabos solares?
A Certificação de Cabo Solar TÜV refere-se a uma série de certificados concedidos a cabos que foram testados, inspecionado e certificado por um terceiro independente do Grupo TÜV Rheinland, com sede na Alemanha, de acordo com normas específicas.
Como um tipo especial de cabo, a segurança e o desempenho dos cabos fotovoltaicos são cruciais para os sistemas de geração de energia solar, portanto, eles passam por testes e certificação rigorosos para garantir sua qualidade e confiabilidade.
Em relação à certificação TÜV para cabos fotovoltaicos, seu desenvolvimento progrediu desde o 2PfG 1169/08.2007 padrão para EN 50618:2014 padrão. O padrão mais recente é IEC FDIS 62930, mas a maioria das certificações de cabos solares ainda aderem à EN válida 50618 padrão.
What Specifications Should Be Chosen for H1Z2Z2-K PV Cables?
In typical photovoltaic systems, the most common options are H1Z2Z2-K 1×4 and H1Z2Z2-K 1×6 cables. Geralmente, larger cable cross-sections indicate greater load-bearing capacities.
Considerations such as working voltage, current capacity, and environmental temperature range should also be factored in. After determining the voltage and current requirements, refer to the parameter table of H1Z2Z2-K cables to select the appropriate specification.
If you encounter uncertainty in selecting cable specifications, our ZMS technical team is available to offer tailored solutions.
Learn more about H1Z2Z2-K solar cable
What Are the Differences Between DC and AC Applications of H1Z2Z2-K Photovoltaic Cables?
H1Z2Z2-K cables can be used for both DC circuits (1.5kV) and AC circuits (1.0/1.0kV). In photovoltaic power generation systems, their specific application differences are as follows:
For DC Applications:
- Series connection between photovoltaic modules
- Parallel connection between strings
- Parallel connection from strings to DC distribution boxes
- Connection from DC distribution boxes to inverters
For AC Applications:
- Connection from inverters to step-up transformers
- Connection from step-up transformers to distribution devices
- Connection from distribution devices to the grid or users
What Are the Differences Between H1Z2Z2-K and PV1-F Photovoltaic Cables?
O cabo PV1-F é uma versão mais antiga do cabo solar que está em conformidade com o padrão TÜV 2Pfg1169, e sua certificação padrão deixou de ser atualizada. Em contraste, o cabo fotovoltaico H1Z2Z2-K está em conformidade com a mais recente TÜV EN50618:2014 certificação.
As classificações de tensão diferem entre os cabos PV1-F e H1Z2Z2-K. PV1-F tem uma tensão nominal de CC: 1.0kV e CA: Uo/U: 0.6/1.0kV, enquanto H1Z2Z2-K tem uma tensão nominal de DC: 1.5kV e CA: Uo/U: 1.0/1.0kV. H1Z2Z2-K pode fornecer maior eficiência e estabilidade de transmissão.
Em termos de estrutura, O cabo PV1-F possui uma única camada de isolamento, enquanto o cabo H1Z2Z2-K adota uma estrutura de isolamento de camada dupla. Isso torna o cabo H1Z2Z2-K superior em durabilidade e proteção, especialmente contra danos mecânicos e fatores ambientais.
Resumindo, O cabo solar H1Z2Z2-K tem design mais avançado, oferecendo maior desempenho elétrico e mecânico, adequado para ambientes de aplicação mais exigentes. Por outro lado, O cabo solar PV1-F é principalmente vantajoso em termos de custo-benefício, adequado para a maioria dos sistemas fotovoltaicos convencionais.
Para considerações de custo-benefício, O cabo PV1-F pode ser usado para conexões em série entre módulos fotovoltaicos e conexões paralelas de strings a caixas de distribuição CC. Enquanto isso, O cabo H1Z2Z2-K pode ser usado para conexões entre caixas de distribuição e inversores, bem como para conexões de corrente contínua em grandes inversores.
Como selecionar a especificação do cabo PV1-F?
Atualmente, o cabo DC fotovoltaico mais comumente usado é o PV1-F 1×4 cabo. No entanto, com o aumento das correntes do módulo fotovoltaico e da potência do inversor único, a aplicação de PV1-F 1×6 Os cabos DC também estão aumentando.
De acordo com especificações relevantes, é geralmente recomendado que a perda de linhas de energia CC fotovoltaicas não exceda 2%. Em circuitos CC, a resistência da linha do cabo PV1-F 1x4mm² é 4,6mΩ/m, e a resistência da linha do cabo PV1-F 1x6mm² é 3,1mΩ/m. Assumindo uma tensão de trabalho de 600 V para módulos DC, um 2% perda de queda de tensão é 12V. Assumindo uma corrente de módulo de 13A, ao usar cabo DC de 4 mm², a distância máxima recomendada da extremidade mais distante do módulo ao inversor não deve exceder 120 metros (corda única, excluindo pólos positivos e negativos). Se ultrapassar essa distância, recomenda-se escolher um cabo DC de 6 mm², mas a distância máxima recomendada da extremidade mais distante do módulo ao inversor não deve exceder 170 metros.
Para reduzir custos do sistema, usinas fotovoltaicas agora raramente configuram módulos e inversores em um 1:1 razão. Em vez de, eles projetam uma certa quantidade de excesso de capacidade com base em fatores como condições de luz solar e requisitos do projeto. Por exemplo, para um módulo de 110KW, um inversor de 100KW é selecionado, e é calculado com base em uma sobrecapacidade de 1,1x no lado CA do inversor. A corrente máxima de saída CA é de aproximadamente 158A. Os cabos CA são selecionados com base na corrente de saída máxima do inversor. Porque independentemente de quanto os módulos estejam superconfigurados, a corrente de entrada CA do inversor nunca excederá a corrente máxima de saída do inversor.
Learn more about PV1-F solar cable
Why Are Solar Cables Split into Red and Black?
In the photovoltaic industry, using red and black cables has become a widely accepted method of identification. Their primary purpose is to distinguish between positive and negative poles. Em circuitos CC, typically, red solar wires indicate the positive pole of the current, while black solar wires indicate the negative pole. This color differentiation helps quickly identify the polarity of photovoltaic connections during the installation and maintenance of solar systems, thus preventing wiring errors.
Você pode fazer conectores de cabo solar sozinho?
O processo de fabricação de conectores de cabos solares inclui verificação de danos a núcleos e cabeças masculinos e femininos, e usando strippers de arame, ferramentas de crimpagem, e chaves abertas. Até os não profissionais podem fazer esses conectores seguindo etapas específicas.
Comparado a fazer conectores você mesmo, Cabos de extensão de painel solar diretamente personalizados podem ser um pouco mais caros, Mas pode economizar tempo e trabalho e tornar a instalação mais conveniente.
Quais são os conectores solares comumente usados?
O tipo de conector mais usado em sistemas fotovoltaicos solares é o conector MC4. Tornou -se um dos padrões para conectores fotovoltaicos devido ao seu uso generalizado e reconhecimento de mercado. Os cabos de extensão do conector MC4 podem suportar alta tensão e corrente e são adequados para conectar painéis solares, inversores, e outros componentes do sistema.
Os conectores compatíveis com MC4 do ZMS são consistentes com os conectores MC4 em especificações, tamanho, e tolerância e pode ser 100% combinado.
Além dos conectores MC4, Outros conectores solares comumente usados incluem conectores do tipo Y ou paralelos. A estrutura deles é um conector um para muitos, que podem conectar vários painéis solares em série para aumentar a tensão de toda a matriz do painel, mantendo a constante atual.
Learn more about Solar Cable Connector
About Solar AC Cables
Como os cabos AC LV devem ser selecionados para projetos de energia solar?
Quando uma estação de energia solar está próxima do centro de carga ou é ela própria uma geração distribuída, você só precisa usar cabos de baixa tensão para conectar diretamente a uma rede de distribuição de baixa tensão trifásica de 400 V ou monofásica de 230 V. Para conectar a uma rede de média ou alta tensão, cabos de baixa tensão devem primeiro ser usados para conectar a um transformador.
A saída de tensão CA do inversor geralmente vem em vários padrões. Por exemplo, a tensão de saída de um inversor central pode ser 315V, 360V, 400V, e assim por diante, enquanto a tensão de saída de um inversor string pode ser 480V, 500V, 540V, 800V, e assim por diante.
Portanto, em sistemas fotovoltaicos, geralmente é possível usar cabos de baixa tensão com tensão nominal de 450/750V, 0.6/1 kV, ou 1.8/3 kV. Dependendo se o cabo está enterrado ou não, uma camada blindada pode ser adicionada.
Learn more about Cabo solar CA
Como os cabos AC MT devem ser selecionados para projetos de energia solar?
Se um sistema de geração de energia fotovoltaica precisar ser conectado a uma rede de média ou alta tensão, cabos de baixa tensão devem primeiro ser usados para conectar a um transformador, que aumentará a tensão para o nível apropriado. Cabos de média tensão são então usados para fornecer energia à subestação. O número de cabos de média tensão necessários depende do método de conexão.
Estrutura Estelar Tradicional
Na estrutura estelar tradicional, cada transformador possui uma única linha de saída de média tensão conectada à subestação. Esta estrutura é a mais simples e direta, e é comumente usado no projeto de usinas fotovoltaicas. Cada cabo transporta apenas a energia de um único transformador, então as especificações do cabo são menores, reduzindo custos. No entanto, já que cada transformador possui apenas uma linha conectando-se à subestação, a confiabilidade não é muito alta.
Estrutura de anel de saída única
A estrutura em anel de saída única conecta vários transformadores em um anel usando cabos, e o transformador mais próximo da subestação é conectado à subestação por meio de cabos de média tensão. Comparado com a estrutura de anel de saída dupla, a estrutura em anel de saída única usa menos cabos solares CA de média tensão. No entanto, porque todo o anel possui apenas uma linha conectando-se à subestação, a confiabilidade é menor.
Estrutura de anel de saída dupla
A estrutura em anel de saída dupla possui uma linha adicional conectando o anel à subestação em comparação com a estrutura em anel de saída única. Se uma linha de saída falhar, a outra linha pode continuar a permitir que os inversores no anel forneçam energia para a rede. Semelhante à estrutura em anel de saída única, considerando a direção do fluxo durante uma falta, todos os cabos devem ser selecionados para suportar a potência de todos os transformadores, resultando em custos relativamente mais elevados.
Estrutura da Ponte
Antes da estrutura do anel ser proposta, a estrutura da ponte era frequentemente usada. Nesta estrutura, baseado na estrutura estelar, cada par de transformadores adjacentes é conectado usando cabos de média tensão. Por aqui, cada transformador possui duas linhas conectando-se à subestação, melhorando significativamente a confiabilidade do sistema. No entanto, o custo é relativamente alto devido aos cabos adicionais entre cada par de transformadores.
Para centrais fotovoltaicas de diferentes tamanhos, a análise da seleção do cabo varia de acordo com diferentes requisitos. Ao selecionar cabos de média tensão, é essencial considerar de forma abrangente os requisitos obrigatórios, custos, e benefícios para determinar a solução e decisão mais vantajosa.
Quais são os princípios para a seleção de cabos CA para sistemas de energia solar?
A seleção de cabos CA para projetos solares segue os requisitos gerais para seleção de cabos, que incluem considerar os níveis de tensão, corrente operacional contínua, estabilidade térmica de curto-circuito, queda de tensão permitida, densidade atual econômica, e condições do ambiente de instalação. Adicionalmente, a geração de energia fotovoltaica tem características próprias, exigindo consideração para cabos que podem ser usados em condições ambientais adversas, como altas temperaturas, frio intenso, e radiação ultravioleta. Portanto, os seguintes fatores devem ser levados em consideração:
- Desempenho de isolamento do cabo
- Resistência ao calor e retardamento de chama do cabo
- Resistência à umidade e proteção UV do cabo
- Métodos de instalação do cabo
- Tipo de condutor de cabo
- Cable specifications
About Cables for Grounding System
Por que os sistemas de geração de energia solar devem ser aterrados?
O aterramento em sistemas fotovoltaicos é um dos problemas mais frequentemente negligenciados pelo pessoal de instalação fotovoltaica., especialmente em sistemas fotovoltaicos de pequena capacidade, onde o aterramento e a proteção contra raios não recebem muita atenção.
No entanto, se o aterramento não for feito, erros podem ocorrer devido à baixa resistência de isolamento ao terra ou correntes de fuga excessivas, afetando a geração de energia e potencialmente colocando em risco a segurança pessoal. Adicionalmente, peças metálicas não blindadas ou elevadas são mais suscetíveis a quedas de raios. Sem aterramento, equipamento pode ser atingido por um raio, causando danos significativos ao sistema de geração de energia fotovoltaica.
O aterramento em sistemas fotovoltaicos inclui principalmente o aterramento no lado do componente solar, lado do inversor, e lado do armário de distribuição. O aterramento adequado não apenas aumenta a segurança do sistema solar, mas também prolonga sua vida útil.
Que aterramento é necessário em sistemas de energia solar?
Aterramento do lado do componente:
- Aterramento da estrutura do módulo: A estrutura de alumínio do módulo que entra em contato com a montagem não significa aterramento eficaz. O orifício de aterramento do módulo precisa ser conectado à montagem para aterramento eficaz. Os orifícios de aterramento dos módulos são normalmente usados para conexões de string, com os orifícios de aterramento nas duas extremidades conectadas ao suporte de metal.
- Monte o aterramento: Geralmente, Aço redondo, hastes de aço galvanizado, ou hastes de aço ligadas a cobre são usadas para aterramento, com a resistência de aterramento necessária para não ser maior que 4Ω.
Aterramento do lado do inversor:
- Aterramento operacional: O terminal PE do inversor está conectado ao barramento PE na caixa de distribuição, que está aterrado através da caixa de distribuição.
- Aterramento de proteção: O buraco de aterramento do chassi do inversor é usado para aterramento repetido para proteger o inversor e a segurança dos operadores. O aterramento protetor do chassi do inversor pode usar um eletrodo de aterramento separado ou compartilhar um com a caixa de distribuição.
Aterramento do lado da caixa de distribuição:
- Aterramento de proteção contra raios: A proteção contra raios do lado da AC consiste em fusíveis ou disjuntores e dispositivos de proteção de sobretensão (Spd). A extremidade inferior do SPD está conectada ao barramento de aterramento da caixa de distribuição.
- Aterramento da caixa: De acordo com os regulamentos, A estrutura de metal e o aço base da caixa de distribuição devem ser aterrados ou conectados a neutro. A porta do gabinete e o corpo do gabinete precisam de conexão cruzada para garantir um aterramento confiável.
Como os painéis solares são aterrados?
Geralmente, furos de aterramento nos painéis solares são usados para conectar entre cadeias de painéis. Os painéis em ambas as extremidades da corda estão conectados à estrutura metálica, principalmente usando cabos de aterramento solar verde-amarelo.
Para aterrar as molduras do painel, hastes de aço ligadas com cobre de φ10 ou φ12 são normalmente usadas, enterrado 1.5 metros subterrâneos.
A resistência de aterramento dos painéis solares não deve exceder 4Ω. Se o requisito de resistência de aterramento não for atendido, agentes redutores de resistência são geralmente adicionados, ou as hastes de aterramento estão enterradas em áreas com menor resistividade do solo.
Learn more about Solar Grounding Cable
Por que as estruturas dos painéis solares devem ser conectadas e aterradas?
Algumas pessoas acreditam que, uma vez que tanto os painéis solares como as suas estruturas de suporte são metálicos, apenas aterrar os suportes é suficiente.
Na realidade, a maioria das molduras de alumínio do painel solar e suportes galvanizados ou de liga de alumínio são revestidos, que não atende aos requisitos de aterramento. Adicionalmente, painéis solares podem envelhecer com o tempo, potencialmente levando a correntes de fuga excessivas ou baixa resistência de isolamento ao aterramento. Se as estruturas do painel solar não estiverem aterradas, após um período de uso, isso pode resultar em falhas do inversor, impedindo que o sistema fotovoltaico gere eletricidade adequadamente.
Ao conectar estruturas de painéis solares a suportes metálicos, é necessário remover a camada de óxido das superfícies metálicas para reduzir a impedância de aterramento, garantindo que atenda aos requisitos de aterramento.
Which Material Should Be Used for Grounding Rod in Photovoltaic Systems?
O aço galvanizado é mais barato, Mas tem muitas articulações soldadas, resultando em menor eficiência de construção e custos de construção mais altos. Puro cobre tem excelente condutividade, mas é caro. Aço ligado a cobre, no entanto, Apenas custos 9.4% mais do que aço galvanizado e oferece uma vida de serviço muito mais longa. Portanto, As hastes de terra elétrica de aço ligadas ao cobre são tipicamente escolhidas como o principal material de aterramento em sistemas de energia solar.
Quais especificações das barras de terra são comumente usadas?
Aço ligado a cobre
Em sistemas de energia fotovoltaica, O corpo de aterramento horizontal dos materiais de aterramento de aço ligado a cobre geralmente usa φ10-a aço redondo ligado a cobre de cobre, com um comprimento de fabricação normalmente de 100 Medidores por carretel. Os eletrodos de aterramento usam φ14 ou φ17.2 hastes de aço ligadas a cobre.
Método de conexão: Soldagem térmica (Nenhuma energia externa ou acetileno necessário), usando cobre puro para materiais articulares, sem necessidade de medidas anticorrosão nos pontos de soldagem.
Aço galvanizado
Nas grades de aterramento tradicionais, Os corpos de aterramento horizontal feitos de aço galvanizado a quente são geralmente projetados com especificações de aço plano galvanizado 50x5 ou 60x6, com um comprimento de fabricação de 6 Medidores por peça. Os eletrodos de aterramento vertical usam 50x5 de aço ângulo galvanizado de 50x5 ou tubos de aço galvanizado φ50, com um comprimento de eletrodo de aterramento de 2.5 Medidores por peça.
Método de conexão: Soldagem elétrica, com os pontos de soldagem que precisam de tratamento anticorrosão, como duas demãos de tinta anti-rust e uma camada de tinta de asfalto.
Cobre nu
Para materiais de aterramento puro de cobre, O corpo de aterramento horizontal geralmente usa 25×4, 40×4, 50×5, ou 60×6 MM tiras de cobre, ou S70/S95/S120/S150/S185/S240 mm fios de cobre vazios. O corpo de aterramento vertical normalmente usa 16×2500 mm ou 20×2500 MM hastes de cobre, ou 50×3000 mm ou 55×2500 mm eletrodos de aterramento de íons eletrolíticos de cobre puro.
Método de conexão: Soldagem térmica, soldagem de derretimento de lama de fogo, ou soldagem a quente.
Learn more about Earth Rod for PV System
Como as hastes de terra devem ser instaladas em sistemas fotovoltaicos?
Durante a construção, A instalação de uma haste moída é muito flexível e pode ser adaptada às condições específicas no local. Vários métodos podem ser usados, como dirigir diretamente as barras moídas elétricas no solo com martelos pesados ou martelos elétricos. Em condições complexas do solo, onde a haste não pode ser conduzida em, Um buraco pode ser perfurado primeiro antes de instalar a haste de solo.
Em condições uniformes do solo, Se estiver usando um martelo pesado para instalação e dirigir uma única haste, É aconselhável instalar uma broca (Parafuso resistente ao impacto) Na extremidade pontiaguda da haste para evitar danos à camada de cobre quando a haste é acionada. Para aterramento mais profundo, Várias hastes podem ser conectadas usando conectores para obter o comprimento desejado, Garantir uma boa conexão elétrica.
Nos casos em que a perfuração profunda é difícil ou impossível, Ferramentas de perfuração podem ser usadas para penetrar nas rochas. Depois de perfurar, Existem dois métodos para instalar as hastes de terra:
- Conecte as bielas ao comprimento desejado usando conectores. Uma vez perfurado para a profundidade pretendida, Encha o orifício com um agente redutor de resistividade e adicione água até que o orifício seja preenchido.
- Conecte as bielas ao comprimento desejado usando conectores. Depois de perfurar a profundidade pretendida, Misture o agente redutor de resistividade com água e despeje no buraco para envolver totalmente a haste.
Overhead Cables, Control Cables and Communication Cables in PV Projects
Qual cabo aéreo usar em sistemas de energia solar?
Em sistemas de geração de energia fotovoltaica conectados à rede, uma vez que a energia CC gerada é convertida em energia CA pelo inversor e integrada na rede CA, a transmissão de energia é frequentemente realizada através de linhas aéreas. Tipicamente, o processo de conexão à rede de sistemas de geração de energia fotovoltaica pode ocorrer nos seguintes cenários:
Conexão Direta
Para pequenos sistemas distribuídos de geração de energia fotovoltaica, como energia fotovoltaica em telhados residenciais, a energia CC pode ser convertida diretamente em energia CA através do inversor e depois conectada à rede de baixa tensão através de linhas de distribuição. Nesse caso, underground low-voltage cables and overhead insulated cables like ABC cables can be used.
Conexão através de Transformadores Caixa ou Integração com Subestação
Centrais fotovoltaicas de média ou comercial escala podem usar subestações tipo caixa (transformadores de caixa) para converter a energia CC gerada em energia CA adequada para integração na rede através do inversor, e, em seguida, aumente a tensão através do transformador de caixa para corresponder ao nível de tensão da rede aérea, antes de conectar a linhas aéreas.
Centrais de energia fotovoltaica montadas no solo em grande escala normalmente requerem um transformador para aumentar a tensão para um nível mais alto para uma transmissão eficiente. Nesse caso, a energia está diretamente conectada a uma subestação, que então o distribui para redes aéreas de alta tensão ou ultra-alta tensão.
Nestes dois cenários, se a distância da central eléctrica ao ponto de ligação à rede for relativamente curta e a carga não for grande, AAC cable could be an economical choice. Para distâncias médias ou onde é necessário um melhor desempenho físico, AAAC cable may be a better option. Para transmissão de longa distância ou onde são necessários requisitos especiais de resistência do cabo, especialmente quando as linhas aéreas precisam atravessar terrenos complexos ou resistir a condições climáticas extremas, ACSR conductor will be the most suitable choice.
Learn more about Overhead Cable for Solar System
Do Communication Cables Affect the Accuracy of Solar Power Generation System Counting?
Em um sistema de geração de energia solar, the primary role of communication cables is to transmit control signals and monitoring data, such as power output, system status, fault alarms, and other information. These cables do not directly participate in the transmission of electrical energy. Portanto, communication cables themselves do not directly affect the accuracy of the counting in a solar power generation system.
No entanto, if communication cables experience faults (such as signal attenuation, interference, or disconnections), it may lead to the monitoring system being unable to accurately receive or transmit data, thereby affecting the precision and timeliness of system monitoring. Por exemplo, data transmission delays or errors might prevent maintenance personnel from promptly understanding the actual operational status of the power generation system or lead to inaccurate data recording, thus impacting the statistics and analysis of power generation.
Portanto, while communication cables do not affect the actual production of electrical energy, they are crucial for the effective management and maintenance of the system. This indirectly relates to the overall performance evaluation and efficiency optimization of the solar power generation system. Ensuring the quality and proper maintenance of communication cables is essential for maintaining reliable monitoring and efficient operation of the solar power generation system.
Learn more about Communication and Control Cable for PV System
Legal and Regulatory Requirements for Cable Routing in Solar Projects
Understanding Regulatory Compliance
When planning and executing a solar project, it is essential to adhere to various legal and regulatory requirements to ensure safety, eficiência, 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 (CEI)
The International Electrotechnical Commission (CEI) develops international standards for all electrical, electronic, and related technologies. CEI 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, CEI, and local standards. This includes using appropriate grounding conductors, conectores, 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
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, e desempenho, 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.