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
- What Types of Cables Are Needed for Solar Power Systems?
- What Percentage of the Total Construction Cost Do Cables Represent in a Photovoltaic Power Station?
- About Solar DC Cables
- เหตุใดจึงต้องใช้สายเคเบิลพิเศษสำหรับระบบไฟฟ้าโซลาร์เซลล์?
- What Is TÜV Certification for Solar Cables?
- ควรเลือกข้อมูลจำเพาะใดสำหรับสาย PV H1Z2Z2-K?
- อะไรคือความแตกต่างระหว่างการใช้งาน DC และ AC ของสายเคเบิลไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ H1Z2Z2-K?
- อะไรคือความแตกต่างระหว่างสายเคเบิลไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ H1Z2Z2-K และ PV1-F?
- How to Select PV1-F Cable Specification?
- เหตุใดสายเคเบิลพลังงานแสงอาทิตย์จึงแยกเป็นสีแดงและสีดำ?
- Can You Make Solar Cable Connectors by Yourself?
- What Are the Commonly Used Solar Connectors?
- About Solar AC Cables
- About Cables for Grounding System
- เหตุใดระบบผลิตไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์จึงควรต่อสายดิน?
- สิ่งที่จำเป็นต้องมีการต่อสายดินในระบบพลังงานแสงอาทิตย์?
- How Are Solar Panels Grounded?
- Why Should the Frames of Solar Panels Be Connected and Grounded?
- Which Material Should Be Used for Grounding Rod in Photovoltaic Systems?
- ข้อมูลจำเพาะของ Earth Rods ที่ใช้กันทั่วไปคืออะไร?
- ควรติดตั้ง Earth Rods ในระบบไฟฟ้าโซลาร์เซลล์อย่างไร?
- 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 (DC). Solar panels are typically arranged in large arrays to generate significant amounts of electricity, sufficient to power homes, businesses, or entire communities.
3. Inverter Conversion
The DC electricity generated by the solar panels cannot be used directly by most household appliances and commercial equipment, which operate on alternating current (AC). To bridge this gap, an inverter is used to convert the DC electricity to AC electricity, making it compatible with standard electrical systems.
4. Transmission and Distribution
After conversion to AC, the electricity is sent to a transformer. The transformer increases the voltage of the electricity, which allows it to be transmitted efficiently over long distances through power lines. The high-voltage AC power is then distributed through the grid to various consumers, including homes and businesses.
Grid-Connected Systems
In grid-connected systems, the process is as follows:
- PV Panels Generate DC Power: Solar panels capture sunlight and generate DC power.
- Inverter Converts to AC Power: The DC power is converted to AC power by the inverter.
- Transformer Boosts Voltage: If necessary, a transformer increases the voltage for efficient transmission.
- Transmission to the Grid: The AC power is transmitted through overhead lines to the grid.
In this system, the electrical energy is converted between DC and AC only once at the inverter stage. After conversion, the electricity is transmitted and used in AC form.
Off-Grid Systems
In off-grid systems, the process is slightly different:
- PV Panels Generate DC Power: Solar panels capture sunlight and generate DC power.
- Inverter Converts to AC Power: The DC power is converted to AC power by the inverter.
- Transformer Boosts Voltage: If needed, a transformer increases the voltage.
- Direct Use or Storage: The AC power can be directly connected to the user’s grid for immediate use or stored in batteries for later use.
Off-grid systems rely on battery storage to ensure a continuous power supply, even when sunlight is not available, such as during nighttime or cloudy days.
After knowing the process of solar power generation, we can determine which cables are needed for the whole system.
What Types of Cables Are Needed for Solar Power Systems?
As a crucial component of sustainable energy solutions, the safe and efficient operation of solar power generation systems relies on the appropriate configuration and use of various specialized cables. The types of cables required in a solar power generation system include the following:
Solar DC Cable
These cables are specifically designed for connecting photovoltaic modules (solar panels) and for power transmission between modules to the DC combiner box. Given their direct exposure to outdoor environments, they must possess the following characteristics:
- UV Resistance: To prevent performance degradation due to prolonged sun exposure.
- Weather Resistance: To withstand various weather conditions, including extreme temperatures, humidity, and wind-blown sand.
- Salt Spray Corrosion Resistance: Suitable for coastal areas to prevent salt damage.
- Flame Retardancy: To reduce fire risks and enhance system safety.
- Mechanical Strength: To endure installation and environmental pressures without being easily damaged.
สายไฟ AC
AC cables are used at the inverter output end to transmit the converted AC power to the AC distribution board or directly into the grid. These cables need to meet grid connection standards and possess good insulation properties and heat resistance to ensure safe and efficient power transmission.
Data Communication Cable
In a solar power generation system, data communication cables act as the information bridge. They not only transmit the electrical data generated by the photovoltaic array but also convey real-time status information of inverters and other monitoring equipment to the central monitoring system via wired or wireless networks (including fiber optics) for system optimization and fault diagnosis.
สายควบคุม
Control cables are used to connect controllers, inverters, and other auxiliary equipment within the system, ensuring automated control and effective monitoring. These cables need to have good signal transmission stability and anti-interference capabilities to ensure accurate execution of control commands.
Grounding Cable
Grounding cables play a critical role in the safety protection of the entire solar power generation system. They provide a low-resistance path to quickly discharge lightning currents or system fault currents, preventing electric shocks and equipment damage, thereby ensuring the safety of personnel and equipment.
สายเคเบิลเหนือศีรษะ
In certain installation scenarios, such as long-distance transmission or terrain constraints, overhead cables are used for grid connection of the solar power generation system. These cables need to be specially designed to resist external physical damage and climatic factors while maintaining good conductivity and mechanical strength.
When selecting these solar cables, it is essential not only to consider their characteristics and applicable environments but also to ensure that all cables and accessories comply with local electrical safety standards and industry regulations to ensure the long-term stable operation and compliance of the solar power generation system.
What Percentage of the Total Construction Cost Do Cables Represent in a Photovoltaic Power Station?
The cost of cables in a photovoltaic (PV) power station typically represents around 10% of the total construction cost. This percentage can vary based on several factors such as the scale of the project, equipment selection, regional differences, and market fluctuations. According to some estimates:
- Photovoltaic modules (solar panels) account for approximately 50% of the total equipment cost.
- Inverters and other electrical equipment account for about 10%.
- Cables and mounting structures each account for around 10%.
ดังนั้น, cable costs generally make up about 10% of the total construction cost. อย่างไรก็ตาม, this is a rough estimate, and the actual proportion may vary depending on the specific budget and material prices of a project. นอกจากนี้, with advancements in technology and market changes, this percentage may be subject to adjustments.
About Solar DC Cables
เหตุใดจึงต้องใช้สายเคเบิลพิเศษสำหรับระบบไฟฟ้าโซลาร์เซลล์?
สายเคเบิลไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ได้รับการออกแบบมาเป็นพิเศษสำหรับโครงการผลิตไฟฟ้าโซลาร์เซลล์, มีลักษณะเป็นฉนวนและเปลือกหุ้มที่สายไฟธรรมดาไม่มี.
หากใช้สายเคเบิลธรรมดาในระบบ PV, พวกเขามีแนวโน้มที่จะล้มเหลวในสภาพแวดล้อมกลางแจ้งที่รุนแรง, ลดอายุการใช้งานของระบบพลังงานแสงอาทิตย์ทั้งหมดได้อย่างมาก. นอกจากนี้, อาจทำให้กระแสไฟเกินได้, แรงดันไฟฟ้าตกอย่างรุนแรง, ข้อผิดพลาดในการสร้างบ่อยครั้ง, และประสิทธิภาพการผลิตไฟฟ้าต่ำในโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์, อาจทำให้เกิดเพลิงไหม้ในโรงงานได้.
ดังนั้น, เพื่อให้มั่นใจว่าโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์มีการดำเนินงานที่มั่นคงในระยะยาว 25 ปี, จำเป็นต้องเลือกสายเคเบิลที่ออกแบบมาสำหรับระบบไฟฟ้าโซลาร์เซลล์โดยเฉพาะ, เช่น H1Z2Z2-K หรือ PV1-F.
What Is TÜV Certification for Solar Cables?
TÜV Solar Cable Certification refers to a series of certificates awarded to cables that have been tested, inspected and certified by an independent third party of the TÜV Rheinland Group, headquartered in Germany, in accordance with specific standards.
As a special type of cable, the safety and performance of photovoltaic cables are crucial for solar power generation systems, hence they undergo rigorous testing and certification to ensure their quality and reliability.
Regarding TÜV certification for PV cables, its development has progressed from the 2PfG 1169/08.2007 standard to the EN 50618:2014 standard. The most recent standard is IEC FDIS 62930, but most solar cable certifications still adhere to the valid EN 50618 standard.
ควรเลือกข้อมูลจำเพาะใดสำหรับสาย PV H1Z2Z2-K?
ในระบบไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ทั่วไป, ตัวเลือกที่พบบ่อยที่สุดคือ H1Z2Z2-K 1×4 และ H1Z2Z2-K 1×6 สายเคเบิล. โดยทั่วไป, ส่วนตัดขวางของสายเคเบิลที่ใหญ่ขึ้นบ่งบอกถึงความสามารถในการรับน้ำหนักที่มากขึ้น.
ข้อควรพิจารณาเช่นแรงดันไฟฟ้าในการทำงาน, ความจุปัจจุบัน, และควรคำนึงถึงช่วงอุณหภูมิสิ่งแวดล้อมด้วย. หลังจากกำหนดข้อกำหนดด้านแรงดันและกระแสแล้ว, โปรดดูตารางพารามิเตอร์ของสายเคเบิล H1Z2Z2-K เพื่อเลือกข้อกำหนดที่เหมาะสม.
หากคุณพบความไม่แน่นอนในการเลือกข้อมูลจำเพาะของสายเคเบิล, ทีมเทคนิค ZMS ของเราพร้อมนำเสนอโซลูชันที่ปรับให้เหมาะสม.
Learn more about H1Z2Z2-K solar cable
อะไรคือความแตกต่างระหว่างการใช้งาน DC และ AC ของสายเคเบิลไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ H1Z2Z2-K?
สาย H1Z2Z2-K ใช้ได้กับทั้งวงจร DC (1.5กิโลโวลต์) และวงจรไฟฟ้ากระแสสลับ (1.0/1.0กิโลโวลต์). ในระบบผลิตไฟฟ้าโซลาร์เซลล์, ความแตกต่างในการใช้งานเฉพาะมีดังนี้:
สำหรับการใช้งาน DC:
- การเชื่อมต่อแบบอนุกรมระหว่างโมดูลไฟฟ้าโซลาร์เซลล์
- การเชื่อมต่อแบบขนานระหว่างสายอักขระ
- การเชื่อมต่อแบบขนานจากสตริงไปยังกล่องกระจาย DC
- การเชื่อมต่อจากกล่องจ่ายไฟ DC ไปยังอินเวอร์เตอร์
สำหรับการใช้งาน AC:
- การเชื่อมต่อจากอินเวอร์เตอร์ไปยังหม้อแปลงสเต็ปอัพ
- การเชื่อมต่อจากหม้อแปลงแบบสเต็ปอัพไปยังอุปกรณ์จำหน่าย
- การเชื่อมต่อจากอุปกรณ์กระจายไปยังกริดหรือผู้ใช้
อะไรคือความแตกต่างระหว่างสายเคเบิลไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ H1Z2Z2-K และ PV1-F?
สายเคเบิล PV1-F เป็นสายเคเบิลพลังงานแสงอาทิตย์รุ่นเก่าที่เป็นไปตามมาตรฐาน TÜV 2Pfg1169, และการรับรองมาตรฐานได้หยุดการอัปเดตแล้ว. ในทางตรงกันข้าม, สายเคเบิลไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ H1Z2Z2-K เป็นไปตามมาตรฐาน TÜV EN50618 ล่าสุด:2014 การรับรอง.
อัตราแรงดันไฟฟ้าจะแตกต่างกันระหว่างสายเคเบิล PV1-F และ H1Z2Z2-K. PV1-F มีพิกัดแรงดันไฟฟ้าที่ DC: 1.0กิโลโวลต์และไฟฟ้ากระแสสลับ: ยูโอ/ยู: 0.6/1.0กิโลโวลต์, ในขณะที่ H1Z2Z2-K มีพิกัดแรงดันไฟฟ้าที่ DC: 1.5กิโลโวลต์และไฟฟ้ากระแสสลับ: ยูโอ/ยู: 1.0/1.0กิโลโวลต์. H1Z2Z2-K สามารถให้ประสิทธิภาพและความเสถียรในการส่งข้อมูลที่สูงขึ้น.
ในส่วนของโครงสร้าง, สายเคเบิล PV1-F มีชั้นฉนวนชั้นเดียว, ในขณะที่สายเคเบิล H1Z2Z2-K ใช้โครงสร้างฉนวนสองชั้น. ทำให้สายเคเบิล H1Z2Z2-K เหนือกว่าในด้านความทนทานและการป้องกัน, โดยเฉพาะอย่างยิ่งต่อความเสียหายทางกลและปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อม.
โดยสรุป, สายเคเบิลพลังงานแสงอาทิตย์ H1Z2Z2-K มีการออกแบบที่ล้ำหน้ากว่า, ให้ประสิทธิภาพทางไฟฟ้าและเครื่องกลที่สูงขึ้น, เหมาะสำหรับสภาพแวดล้อมการใช้งานที่มีความต้องการมากขึ้น. ในทางกลับกัน, สายเคเบิลพลังงานแสงอาทิตย์ PV1-F มีข้อได้เปรียบหลักในด้านความคุ้มค่า, เหมาะสำหรับระบบไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ทั่วไปส่วนใหญ่.
เพื่อการพิจารณาความคุ้มค่า, สายเคเบิล PV1-F สามารถใช้สำหรับการเชื่อมต่อแบบอนุกรมระหว่างโมดูลไฟฟ้าโซลาร์เซลล์และการเชื่อมต่อแบบขนานจากสายอักขระไปยังกล่องกระจายไฟ DC. ขณะเดียวกัน, สามารถใช้สายเคเบิล H1Z2Z2-K สำหรับการเชื่อมต่อระหว่างกล่องกระจายสัญญาณและอินเวอร์เตอร์, ตลอดจนการเชื่อมต่อไฟฟ้ากระแสตรงในอินเวอร์เตอร์ขนาดใหญ่.
How to Select PV1-F Cable Specification?
Currently, the most commonly used photovoltaic DC cable is the PV1-F 1×4 cable. อย่างไรก็ตาม, with the increase in photovoltaic module currents and single inverter power, the application of PV1-F 1×6 DC cables is also increasing.
According to relevant specifications, it is generally recommended that the loss of photovoltaic DC power lines should not exceed 2%. ในวงจรไฟฟ้ากระแสตรง, the line resistance of PV1-F 1x4mm² cable is 4.6mΩ/m, and the line resistance of PV1-F 1x6mm² cable is 3.1mΩ/m. Assuming a working voltage of 600V for DC modules, a 2% voltage drop loss is 12V. Assuming a module current of 13A, when using 4mm² DC cable, the recommended maximum distance from the furthest module end to the inverter should not exceed 120 meters (single string, excluding positive and negative poles). If it exceeds this distance, it is recommended to choose 6mm² DC cable, but the recommended maximum distance from the furthest module end to the inverter should not exceed 170 meters.
To reduce system costs, photovoltaic power plants now rarely configure modules and inverters in a 1:1 ratio. Instead, they design a certain amount of overcapacity based on factors such as sunlight conditions and project requirements. ตัวอย่างเช่น, for a 110KW module, a 100KW inverter is selected, and it is calculated based on a 1.1x overcapacity on the AC side of the inverter. The maximum AC output current is approximately 158A. AC cables are selected based on the maximum output current of the inverter. Because regardless of how much the modules are overconfigured, the AC input current of the inverter will never exceed the maximum output current of the inverter.
Learn more about PV1-F solar cable
เหตุใดสายเคเบิลพลังงานแสงอาทิตย์จึงแยกเป็นสีแดงและสีดำ?
ในอุตสาหกรรมเซลล์แสงอาทิตย์, การใช้สายเคเบิลสีแดงและสีดำได้กลายเป็นวิธีการระบุตัวตนที่ได้รับการยอมรับอย่างกว้างขวาง. จุดประสงค์หลักคือเพื่อแยกความแตกต่างระหว่างขั้วบวกและขั้วลบ. ในวงจรไฟฟ้ากระแสตรง, โดยทั่วไป, สายแสงอาทิตย์สีแดงแสดงถึงขั้วบวกของกระแสไฟ, ในขณะที่สายแสงอาทิตย์สีดำแสดงถึงขั้วลบ. การแยกสีนี้ช่วยให้ระบุขั้วของการเชื่อมต่อไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ได้อย่างรวดเร็วระหว่างการติดตั้งและบำรุงรักษาระบบสุริยะ, จึงป้องกันข้อผิดพลาดในการเดินสายไฟ.
Can You Make Solar Cable Connectors by Yourself?
The process of making solar cable connectors includes checking for damage to male and female cores and heads, and using wire strippers, crimping tools, and open-end wrenches. Even non-professionals can make these connectors by following specific steps.
Compared to making connectors yourself, directly customizing solar panel extension cables may be slightly more expensive, but it can save time and labor and make installation more convenient.
What Are the Commonly Used Solar Connectors?
The most commonly used connector type in solar photovoltaic systems is the MC4 connector. It has become one of the standards for photovoltaic connectors due to its widespread use and market recognition. MC4 connector extension cables can withstand high voltage and current and are suitable for connecting solar panels, inverters, and other system components.
ZMS’s MC4 compatible connectors are consistent with MC4 connectors in specifications, size, and tolerance and can be 100% matched.
In addition to MC4 connectors, other commonly used solar connectors include Y-type or parallel connectors. Their structure is a one-to-many connector, which can connect multiple solar panels in series to increase the voltage of the entire panel array while keeping the current constant.
Learn more about Solar Cable Connector
About Solar AC Cables
ควรเลือกสายไฟ AC LV สำหรับโครงการพลังงานแสงอาทิตย์อย่างไร?
เมื่อสถานีพลังงานแสงอาทิตย์อยู่ใกล้กับโหลดเซ็นเตอร์หรือเป็นรุ่นแบบกระจาย, คุณเพียงต้องใช้สายเคเบิลแรงดันต่ำเพื่อเชื่อมต่อโดยตรงกับเครือข่ายการกระจายแรงดันต่ำ 3 เฟส 400V หรือ 230V เฟสเดียว. เพื่อเชื่อมต่อกับโครงข่ายไฟฟ้าแรงสูงหรือปานกลาง, ต้องใช้สายแรงดันต่ำเชื่อมต่อกับหม้อแปลงก่อน.
แรงดันไฟฟ้าขาออกของอินเวอร์เตอร์มักจะมีมาตรฐานต่างๆ กัน. ตัวอย่างเช่น, แรงดันเอาต์พุตของอินเวอร์เตอร์ส่วนกลางสามารถเป็น 315V, 360วี, 400วี, และอื่น ๆ, ในขณะที่แรงดันเอาต์พุตของสตริงอินเวอร์เตอร์สามารถเป็น 480V, 500วี, 540วี, 800วี, และอื่น ๆ.
ดังนั้น, ในระบบ PV, โดยทั่วไปคุณสามารถใช้สายเคเบิลแรงดันต่ำที่มีแรงดันไฟฟ้า 450/750V ได้, 0.6/1 กิโลโวลต์, หรือ 1.8/3 กิโลโวลต์. ขึ้นอยู่กับว่าสายฝังหรือเปล่า, สามารถเพิ่มชั้นเกราะได้.
Learn more about สายไฟเอซีพลังงานแสงอาทิตย์
ควรเลือกสายไฟ AC MV สำหรับโครงการพลังงานแสงอาทิตย์อย่างไร?
หากระบบผลิตไฟฟ้าโซลาร์เซลล์จำเป็นต้องเชื่อมต่อกับโครงข่ายไฟฟ้าแรงกลางหรือแรงสูง, ต้องใช้สายแรงดันต่ำเชื่อมต่อกับหม้อแปลงก่อน, ซึ่งจะเพิ่มระดับแรงดันไฟฟ้าให้อยู่ในระดับที่เหมาะสม. จากนั้นจะใช้สายเคเบิลแรงดันปานกลางเพื่อจ่ายพลังงานให้กับสถานีย่อย. จำนวนสายเคเบิลแรงดันปานกลางที่ต้องการขึ้นอยู่กับวิธีการเชื่อมต่อ.
โครงสร้างดาวแบบดั้งเดิม
ในโครงสร้างดาวแบบดั้งเดิม, หม้อแปลงแต่ละตัวมีสายเอาต์พุตแรงดันไฟฟ้าปานกลางเส้นเดียวเชื่อมต่อกับสถานีย่อย. โครงสร้างนี้ง่ายและตรงไปตรงมาที่สุด, และมักใช้ในการออกแบบโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์. สายเคเบิลแต่ละเส้นมีกำลังไฟเท่ากับหม้อแปลงเพียงตัวเดียวเท่านั้น, ดังนั้นข้อมูลจำเพาะของสายเคเบิลจึงเล็กลง, การลดต้นทุน. อย่างไรก็ตาม, เนื่องจากหม้อแปลงแต่ละตัวมีสายเชื่อมต่อกับสถานีไฟฟ้าย่อยเพียงสายเดียว, ความน่าเชื่อถือไม่สูงมาก.
โครงสร้างวงแหวนเอาต์พุตเดี่ยว
โครงสร้างวงแหวนเอาต์พุตเดี่ยวเชื่อมต่อหม้อแปลงหลายตัวในวงแหวนโดยใช้สายเคเบิล, และหม้อแปลงที่ใกล้กับสถานีย่อยที่สุดจะเชื่อมต่อกับสถานีย่อยโดยใช้สายเคเบิลแรงดันปานกลาง. เมื่อเทียบกับโครงสร้างวงแหวนเอาต์พุตคู่, โครงสร้างวงแหวนเอาต์พุตเดี่ยวใช้สายเคเบิลพลังงานแสงอาทิตย์ AC แรงดันปานกลางน้อยกว่า. อย่างไรก็ตาม, เพราะทั้งวงแหวนมีเพียงเส้นเดียวที่เชื่อมต่อกับสถานีย่อย, ความน่าเชื่อถือลดลง.
โครงสร้างวงแหวนเอาต์พุตคู่
โครงสร้างวงแหวนเอาต์พุตคู่มีสายเพิ่มเติมที่เชื่อมต่อวงแหวนกับสถานีย่อย เมื่อเปรียบเทียบกับโครงสร้างวงแหวนเอาต์พุตเดี่ยว. หากบรรทัดเอาต์พุตหนึ่งบรรทัดล้มเหลว, อีกสายหนึ่งสามารถอนุญาตให้อินเวอร์เตอร์ในวงแหวนส่งออกพลังงานไปยังโครงข่ายต่อไปได้. คล้ายกับโครงสร้างวงแหวนเอาต์พุตเดี่ยว, พิจารณาทิศทางการไหลระหว่างเกิดฟอลต์, ต้องเลือกสายทั้งหมดให้ทนทานต่อกำลังไฟของหม้อแปลงทั้งหมด, ส่งผลให้ต้นทุนค่อนข้างสูงขึ้น.
โครงสร้างสะพาน
ก่อนเสนอโครงสร้างวงแหวน, มักใช้โครงสร้างสะพาน. ในโครงสร้างนี้, based on the star structure, each pair of adjacent transformers is connected using medium-voltage cables. This way, each transformer has two lines connecting to the substation, greatly improving system reliability. อย่างไรก็ตาม, the cost is relatively high due to the additional cables between each pair of transformers.
For photovoltaic power stations of different sizes, the cable selection analysis varies under different requirements. When selecting medium-voltage cables, it is essential to comprehensively consider mandatory requirements, costs, and benefits to determine the most advantageous solution and decision.
What Are the Principles for Selecting AC Cables for Solar Power Systems?
The selection of AC cables for solar projects follows the general requirements for cable selection, which include considering voltage levels, continuous operating current, short-circuit thermal stability, allowable voltage drop, economic current density, and installation environment conditions. นอกจากนี้, photovoltaic power generation has its own characteristics, requiring consideration for cables that may be used in harsh environmental conditions such as high temperatures, severe cold, and ultraviolet radiation. ดังนั้น, the following factors should be taken into account:
- Insulation performance of the cable
- Heat resistance and flame retardancy of the cable
- Moisture resistance and UV protection of the cable
- Installation methods of the cable
- Type of cable conductor
- Cable specifications
About Cables for Grounding System
เหตุใดระบบผลิตไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์จึงควรต่อสายดิน?
การต่อสายดินในระบบ PV ถือเป็นปัญหาหนึ่งที่เจ้าหน้าที่ติดตั้ง PV มักมองข้ามบ่อยที่สุด, โดยเฉพาะอย่างยิ่งในระบบ PV ที่มีความจุขนาดเล็กซึ่งการต่อสายดินและการป้องกันฟ้าผ่าไม่ได้รับความสนใจมากนัก.
อย่างไรก็ตาม, หากไม่ได้ต่อสายดิน, ข้อผิดพลาดอาจเกิดขึ้นได้เนื่องจากความต้านทานของฉนวนต่อกราวด์ต่ำหรือกระแสรั่วไหลมากเกินไป, ส่งผลกระทบต่อการผลิตไฟฟ้าและอาจเป็นอันตรายต่อความปลอดภัยส่วนบุคคล. นอกจากนี้, ชิ้นส่วนโลหะที่ไม่มีฉนวนหุ้มหรือยกสูงจะเสี่ยงต่อฟ้าผ่ามากกว่า. โดยไม่ต้องต่อสายดิน, อุปกรณ์อาจถูกฟ้าผ่าได้, ก่อให้เกิดความเสียหายอย่างสำคัญต่อระบบผลิตไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์.
การต่อสายดินในระบบ PV ส่วนใหญ่รวมถึงการต่อสายดินที่ด้านส่วนประกอบพลังงานแสงอาทิตย์, ด้านอินเวอร์เตอร์, และด้านตู้กระจายสินค้า. การต่อสายดินที่เหมาะสมไม่เพียงแต่ช่วยเพิ่มความปลอดภัยของระบบสุริยะเท่านั้น แต่ยังช่วยยืดอายุการใช้งานอีกด้วย.
สิ่งที่จำเป็นต้องมีการต่อสายดินในระบบพลังงานแสงอาทิตย์?
การต่อสายดินด้านส่วนประกอบ:
- การต่อสายดินของเฟรมโมดูล: กรอบอะลูมิเนียมของโมดูลที่สัมผัสกับตัวยึดไม่ได้หมายถึงการต่อสายดินที่มีประสิทธิภาพ. รูกราวด์ของโมดูลจำเป็นต้องเชื่อมต่อเข้ากับตัวยึดเพื่อการกราวด์ที่มีประสิทธิภาพ. โดยทั่วไปแล้วรูกราวด์ของโมดูลจะใช้สำหรับการเชื่อมต่อแบบสตริง, โดยมีรูกราวด์ที่ปลายทั้งสองข้างเชื่อมต่อกับตัวยึดโลหะ.
- ติดสายดิน: โดยปกติ, เหล็กกลม, แท่งเหล็กชุบสังกะสี, หรือแท่งเหล็กเคลือบทองแดงใช้สำหรับต่อลงดิน, โดยต้องมีความต้านทานต่อสายดินไม่เกิน 4Ω.
การต่อสายดินด้านอินเวอร์เตอร์:
- การต่อลงดินในการปฏิบัติงาน: ขั้วต่อ PE ของอินเวอร์เตอร์เชื่อมต่อกับบัสบาร์ PE ในกล่องจ่ายไฟ, ซึ่งต่อสายดินผ่านกล่องกระจาย.
- สายดินป้องกัน: ช่องต่อสายดินของตัวเครื่องอินเวอร์เตอร์ใช้สำหรับการต่อสายดินซ้ำๆ เพื่อปกป้องอินเวอร์เตอร์และความปลอดภัยของผู้ปฏิบัติงาน. การต่อสายดินป้องกันของโครงเครื่องอินเวอร์เตอร์สามารถใช้อิเล็กโทรดสายดินแยกต่างหาก หรือใช้ร่วมกับกล่องจ่ายไฟก็ได้.
การต่อสายดินด้านกล่องกระจาย:
- สายดินป้องกันฟ้าผ่า: ระบบป้องกันฟ้าผ่าด้านไฟฟ้ากระแสสลับประกอบด้วยฟิวส์หรือเซอร์กิตเบรกเกอร์และอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก (เอสพีดี). ปลายล่างของ SPD เชื่อมต่อกับบัสบาร์กราวด์ของกล่องจ่ายไฟ.
- การต่อสายดินของกล่อง: ตามข้อบังคับ, โครงโลหะและเหล็กฐานของกล่องกระจายสินค้าต้องต่อสายดินหรือต่อเข้ากับสายกลาง. ประตูตู้และตัวตู้จำเป็นต้องมีการเชื่อมต่อข้ามเพื่อให้แน่ใจว่ามีการต่อสายดินที่เชื่อถือได้.
How Are Solar Panels Grounded?
โดยทั่วไป, grounding holes on the solar panels are used to connect between strings of panels. The panels at both ends of the string are connected to the metal frame, primarily using yellow-green solar earth cables.
For grounding the panel frames, copper bonded steel rods of φ10 or φ12 are typically used, buried 1.5 เมตรใต้ดิน.
The grounding resistance of solar panels should not exceed 4Ω. If the grounding resistance requirement is not met, resistance-reducing agents are usually added, or the grounding rods are buried in areas with lower soil resistivity.
Learn more about Solar Grounding Cable
Why Should the Frames of Solar Panels Be Connected and Grounded?
Some people believe that since both the solar panels and their supporting structures are metal, grounding the supports alone is sufficient.
In reality, most solar panel aluminum frames and galvanized or aluminum alloy supports are coated, which does not meet grounding requirements. นอกจากนี้, solar panels can age over time, potentially leading to excessive leakage currents or low insulation resistance to ground. If the solar panel frames are not grounded, after a period of use, this can result in inverter failures, preventing the PV system from generating electricity properly.
When connecting solar panel frames to metal supports, it is necessary to remove the oxide layer from the metal surfaces to reduce grounding impedance, ensuring it meets grounding requirements.
Which Material Should Be Used for Grounding Rod in Photovoltaic Systems?
เหล็กชุบสังกะสีมีราคาถูกกว่า, แต่มีรอยเชื่อมหลายจุด, ส่งผลให้ประสิทธิภาพการก่อสร้างลดลงและต้นทุนการก่อสร้างสูงขึ้น. ทองแดงบริสุทธิ์มีค่าการนำไฟฟ้าที่ดีเยี่ยมแต่มีราคาแพง. เหล็กเคลือบทองแดง, อย่างไรก็ตาม, ค่าใช้จ่ายเท่านั้น 9.4% มากกว่าเหล็กชุบสังกะสีและมีอายุการใช้งานยาวนานกว่ามาก. ดังนั้น, โดยทั่วไปแล้วแท่งกราวด์ไฟฟ้าที่ทำจากเหล็กเคลือบทองแดงมักถูกเลือกให้เป็นวัสดุกราวด์หลักในระบบพลังงานแสงอาทิตย์.
ข้อมูลจำเพาะของ Earth Rods ที่ใช้กันทั่วไปคืออะไร?
เหล็กเคลือบทองแดง
ในระบบไฟฟ้าโซลาร์เซลล์, ตัวกราวด์แนวนอนของวัสดุกราวด์เหล็กเคลือบทองแดงมักใช้เหล็กกลมเคลือบทองแดง Φ10-Φ12, โดยมีความยาวในการผลิตโดยทั่วไปคือ 100 เมตรต่อม้วน. อิเล็กโทรดกราวด์ใช้แท่งเหล็กเชื่อมทองแดง Φ14 หรือ Φ17.2.
วิธีการเชื่อมต่อ: การเชื่อมด้วยเทอร์ไมต์ (ไม่จำเป็นต้องใช้พลังงานจากภายนอกหรืออะเซทิลีน), โดยใช้ทองแดงบริสุทธิ์สำหรับวัสดุข้อต่อ, โดยไม่ต้องมีมาตรการป้องกันการกัดกร่อนที่จุดเชื่อม.
เหล็กชุบสังกะสี
ในกริดกราวด์แบบดั้งเดิม, โครงสร้างสายดินแนวนอนที่ทำจากเหล็กชุบสังกะสีแบบจุ่มร้อนโดยทั่วไปได้รับการออกแบบโดยมีข้อกำหนดของเหล็กแบนชุบสังกะสี 50X5 หรือ 60X6, โดยมีความยาวการผลิตอยู่ที่ 6 เมตรต่อชิ้น. อิเล็กโทรดกราวด์แนวตั้งใช้เหล็กฉากชุบสังกะสีแบบจุ่มร้อน 50X5 หรือท่อเหล็กชุบสังกะสี Φ50, โดยมีความยาวอิเล็กโทรดกราวด์เท่ากับ 2.5 เมตรต่อชิ้น.
วิธีการเชื่อมต่อ: การเชื่อมไฟฟ้า, โดยมีจุดเชื่อมที่ต้องการการป้องกันการกัดกร่อน, เช่น สีกันสนิม 2 ชั้น และสีแอสฟัลต์ 1 ชั้น.
ทองแดงเปลือย
สำหรับวัสดุสายดินทองแดงบริสุทธิ์, ตัวสายดินแนวนอนมักจะใช้ 25×4, 40×4, 50×5, หรือ 60×6 แถบทองแดง มม, หรือสายทองแดงเปลือย S70/S95/S120/S150/S185/S240 มม.. โดยทั่วไปแล้วตัวสายดินแนวตั้งจะใช้ 16×2500 มม. หรือ 20×2500 แท่งทองแดง มม, หรือ 50×3000 มม. หรือ 55×2500 มม. อิเล็กโทรดกราวด์อิเล็กโทรไลต์ไอออนทองแดงบริสุทธิ์.
วิธีการเชื่อมต่อ: การเชื่อมด้วยเทอร์ไมต์, การเชื่อมหลอมโคลนไฟ, หรือการเชื่อมแบบร้อนละลาย.
Learn more about Earth Rod for PV System
ควรติดตั้ง Earth Rods ในระบบไฟฟ้าโซลาร์เซลล์อย่างไร?
ระหว่างการก่อสร้าง, การติดตั้งสายกราวด์มีความยืดหยุ่นสูงและสามารถปรับให้เข้ากับเงื่อนไขเฉพาะที่ไซต์งานได้. สามารถใช้วิธีการต่างๆได้, เช่นการตอกแท่งกราวด์ไฟฟ้าลงดินโดยตรงด้วยค้อนหนักหรือค้อนไฟฟ้า. ในสภาพดินที่ซับซ้อนซึ่งไม่สามารถขับเคลื่อนก้านเข้าไปได้, สามารถเจาะรูก่อนติดตั้งคันดินได้.
ในสภาพดินที่สม่ำเสมอ, หากใช้ค้อนทุบหนักในการติดตั้งและขับคันเดียว, ขอแนะนำให้ติดตั้งสว่าน (สลักเกลียวทนต่อแรงกระแทก) ที่ปลายแหลมของแท่งเพื่อป้องกันความเสียหายต่อชั้นทองแดงเมื่อตอกแท่งลึก. เพื่อการลงดินที่ลึกยิ่งขึ้น, สามารถเชื่อมต่อแท่งหลายอันได้โดยใช้ตัวเชื่อมต่อเพื่อให้ได้ความยาวตามที่ต้องการ, รับประกันการเชื่อมต่อไฟฟ้าที่ดี.
ในกรณีที่การเจาะลึกทำได้ยากหรือเป็นไปไม่ได้, เครื่องมือขุดเจาะสามารถใช้เจาะหินได้. หลังจากเจาะ, การติดตั้งสายดินมีสองวิธี:
- เชื่อมต่อแท่งตามความยาวที่ต้องการโดยใช้ขั้วต่อ. เมื่อเจาะได้ลึกตามที่ต้องการแล้ว, เติมรูด้วยสารลดความต้านทานและเติมน้ำจนเต็มรู.
- เชื่อมต่อแท่งตามความยาวที่ต้องการโดยใช้ขั้วต่อ. หลังจากเจาะได้ความลึกที่ต้องการแล้ว, ผสมสารลดความต้านทานกับน้ำแล้วเทลงในรูเพื่อห่อหุ้มก้านให้เต็ม.
Overhead Cables, Control Cables and Communication Cables in PV Projects
Which Overhead Cable to Use in Solar Power Systems?
In grid-connected photovoltaic power generation systems, once the generated DC power is converted to AC power by the inverter and integrated into the AC grid, power transmission is often carried out via overhead lines. Typically, the grid connection process of photovoltaic power generation systems can occur in the following scenarios:
Direct Connection
For small distributed photovoltaic power generation systems, such as residential rooftop photovoltaics, the DC power can be directly converted to AC power through the inverter and then connected to the low-voltage grid via distribution lines. In this case, underground low-voltage cables and overhead insulated cables like ABC cables can be used.
Connection through Box Transformers or Substation Integration
Medium or commercial-scale photovoltaic power stations may use box-type substations (box transformers) to convert the DC power generated into AC power suitable for grid integration through the inverter, and then step up the voltage through the box transformer to match the voltage level of the overhead grid, before connecting to overhead lines.
Large-scale ground-mounted photovoltaic power stations typically require a transformer to step up the voltage to a higher level for efficient transmission. In this case, the power is directly connected to a substation, which then distributes it to high-voltage or ultra-high-voltage overhead grids.
In these two scenarios, if the distance from the power station to the grid connection point is relatively short and the load is not large, AAC cable could be an economical choice. For medium distances or where better physical performance is required, AAAC cable may be a better option. For long-distance transmission or where special cable strength requirements are needed, especially when overhead lines need to cross complex terrain or withstand extreme weather conditions, 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?
In a solar power generation system, 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. ดังนั้น, communication cables themselves do not directly affect the accuracy of the counting in a solar power generation system.
อย่างไรก็ตาม, 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. ตัวอย่างเช่น, 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.
ดังนั้น, 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, ประสิทธิภาพ, and compliance with local, national, and international standards. Regulatory bodies and policies govern the installation and operation of solar power systems, including the routing and selection of cables. Understanding these requirements is crucial for the successful completion of your solar project.
Key Regulatory Bodies and Standards
National Electrical Code (NEC)
In the United States, the National Electrical Code (NEC) sets the standard for the safe installation of electrical wiring and equipment. Article 690 of the NEC specifically addresses solar photovoltaic (PV) systems, covering aspects such as wiring methods, grounding, and overcurrent protection. Adhering to NEC guidelines ensures that your cable routing meets safety and performance standards.
International Electrotechnical Commission (IEC)
The International Electrotechnical Commission (IEC) develops international standards for all electrical, electronic, and related technologies. IEC 62548:2016 provides guidelines for the design and installation of solar PV arrays, including cable management and routing. Compliance with IEC standards is often required for international projects.
Local Building Codes
Local building codes may impose additional requirements for solar installations, including cable routing. These codes can vary significantly by region, so it is essential to consult with local authorities and ensure compliance with all relevant regulations.
Best Practices for Cable Routing
Proper Labeling and Documentation
Ensure that all cables are properly labeled and that comprehensive documentation is maintained. This includes diagrams of cable routing, specifications of the cables used, and records of inspections and approvals. Proper documentation facilitates regulatory compliance and simplifies future maintenance.
Use of Conduits and Trays
Using conduits and cable trays for routing can protect cables from physical damage, reduce the risk of electrical faults, and enhance the overall safety of the installation. Ensure that conduits and trays meet the relevant standards and are properly installed.
Grounding and Bonding
Proper grounding and bonding are critical for the safety and performance of solar power systems. Ensure that grounding methods comply with NEC, IEC, and local standards. This includes using appropriate grounding conductors, connectors, and rods, and ensuring that all metallic components are adequately bonded.
Regular Inspections and Maintenance
Regular inspections and maintenance are essential to ensure that cable routing remains compliant with regulatory requirements and continues to operate safely and efficiently. Schedule periodic inspections to identify and address any issues, such as physical damage, wear, or corrosion.
Essential Advice for Buying Cables
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, และประสิทธิภาพ, 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.