Оскільки світ переходить до відновлюваної енергії, Сонячна енергія стала одним із найпопулярніших і екологічно чистих джерел електроенергії. Сонячні проекти, будь то житлові чи комерційні, вимагають ретельного планування та розгляду, особливо коли йдеться про вибір правильних компонентів. Серед цих компонентів, кабелі відіграють вирішальну роль у забезпеченні ефективності, безпеки, і довговічність сонячної енергетичної системи.
Зміст
- Процес генерації енергії Сонячної системи
- Які типи кабелів потрібні для сонячних електростанцій?
- Який відсоток від загальної вартості будівництва складають кабелі для фотоелектричної станції?
- Про сонячні кабелі постійного струму
- Навіщо використовувати спеціальні кабелі для фотоелектричних систем?
- Що таке сертифікація TÜV для сонячних кабелів?
- Які технічні характеристики слід вибрати для фотоелектричних кабелів H1Z2Z2-K?
- Які відмінності між застосуванням фотоелектричних кабелів H1Z2Z2-K для постійного та змінного струму?
- Які відмінності між фотоелектричними кабелями H1Z2Z2-K і PV1-F?
- Як вибрати специфікацію кабелю PV1-F?
- Чому сонячні кабелі розділені на червоні та чорні?
- Ви можете самостійно зробити з’єднувачі для сонячних кабелів?
- Які найчастіше використовуються сонячні роз’єми?
- Про сонячні кабелі змінного струму
- Про кабелі для системи заземлення
- Чому системи виробництва сонячної енергії повинні бути заземлені?
- Яке заземлення потрібне для сонячних енергосистем?
- Як заземлюються сонячні панелі?
- Чому корпуси сонячних панелей повинні бути з’єднані та заземлені?
- Який матеріал слід використовувати для заземлення в фотоелектричних системах?
- Які технічні характеристики заземлювачів зазвичай використовуються?
- Як слід встановлювати заземлювальні стрижні у фотоелектричних системах?
- Повітряні кабелі, Кабелі керування та кабелі зв’язку в фотоелектричних проектах
- Законодавчі та нормативні вимоги до прокладки кабелю в сонячних проектах
- Найкращі методи прокладки кабелю
- Основні поради щодо купівлі кабелів
- Заключні думки
Вибір відповідних кабелів для вашого сонячного проекту може бути складним завданням, враховуючи різноманітність доступних варіантів і специфічні вимоги до фотоелектричної енергії (PV) системи. Цей посібник має на меті надати вичерпний огляд усього, що вам потрібно знати про придбання кабелів для вашого сонячного проекту. Від розуміння процесу виробництва сонячної енергії до вибору правильних типів кабелів для різних застосувань, ми розглянемо всі важливі аспекти, щоб допомогти вам прийняти обґрунтовані рішення.
До кінця цього посібника, ви матимете чітке розуміння критичних факторів, які слід враховувати, купуючи кабелі для вашого сонячного проекту, забезпечуючи ефективну та безпечну роботу вашої системи протягом багатьох років.
Процес генерації енергії Сонячної системи
Розуміння процесів виробництва енергії сонячної системи має вирішальне значення для вибору правильних кабелів і компонентів для вашого фотоелектричного проекту. Правильний вибір кабелю забезпечує ефективну та безпечну передачу електроенергії по всій системі, незалежно від того, підключено це до мережі чи поза мережею.
1. Сонячні панелі вловлюють сонячне світло
Сонячні панелі, складається з багатьох сонячних елементів, вловлюють сонячне світло, коли фотони (легкі частинки) ударити по поверхні. Ці фотони передають свою енергію електронам у сонячних елементах, створення електричного струму.
2. Виробництво електроенергії
Енергія від фотонів живить електрони, змушуючи їх текти та створювати постійний струм (DC). Сонячні панелі, як правило, розташовуються у вигляді великих масивів, щоб виробляти значну кількість електроенергії, достатньо для живлення будинків, підприємства, або цілі громади.
3. Перетворення інвертора
Електроенергія постійного струму, вироблена сонячними панелями, не може використовуватися безпосередньо більшістю побутових приладів і комерційного обладнання, які працюють від змінного струму (AC). Щоб подолати цей розрив, інвертор використовується для перетворення електроенергії постійного струму в електроенергію змінного струму, що робить його сумісним зі стандартними електричними системами.
4. Передача та розподіл
Після переведення на змінний струм, електроенергія направляється на трансформатор. Трансформатор підвищує напругу електрики, що дозволяє ефективно передавати його на великі відстані по лініях електропередачі. Змінний струм високої напруги потім розподіляється через мережу до різних споживачів, включаючи будинки та підприємства.
Системи, підключені до мережі
У мережевих системах, процес полягає в наступному:
- Фотоелектричні панелі генерують постійний струм: Сонячні панелі вловлюють сонячне світло та виробляють постійний струм.
- Інвертор перетворює на живлення змінного струму: Постійний струм перетворюється на змінний струм за допомогою інвертора.
- Трансформатор підвищує напругу: При необхідності, трансформатор підвищує напругу для ефективної передачі.
- Передача в мережу: Потужність змінного струму передається повітряними лініями в мережу.
У цій системі, електрична енергія перетворюється між постійним і змінним струмом лише один раз на етапі інвертора. Після перетворення, електроенергія передається та використовується у формі змінного струму.
Автономні системи
У автономних системах, процес дещо інший:
- Фотоелектричні панелі генерують постійний струм: Сонячні панелі вловлюють сонячне світло та виробляють постійний струм.
- Інвертор перетворює на живлення змінного струму: Постійний струм перетворюється на змінний струм за допомогою інвертора.
- Трансформатор підвищує напругу: Якщо потрібно, трансформатор підвищує напругу.
- Пряме використання або зберігання: Живлення змінного струму можна безпосередньо підключити до мережі користувача для негайного використання або зберігати в батареях для подальшого використання.
Автономні системи покладаються на акумуляторні батареї для забезпечення безперервного електропостачання, навіть коли сонячне світло недоступне, наприклад у нічний час або в похмурі дні.
Після знання процесу виробництва сонячної енергії, ми можемо визначити, які кабелі потрібні для всієї системи.
Які типи кабелів потрібні для сонячних електростанцій?
Як важливий компонент стійких енергетичних рішень, Безпечна та ефективна робота систем виробництва сонячної енергії залежить від відповідної конфігурації та використання різних спеціалізованих кабелів. Типи кабелів, необхідні для сонячної системи виробництва електроенергії, включають наступне:
Сонячний кабель постійного струму
Ці кабелі спеціально розроблені для підключення фотоелектричних модулів (сонячні панелі) і для передачі електроенергії між модулями до об’єднувача постійного струму. Враховуючи їх прямий вплив зовнішнього середовища, вони повинні мати такі характеристики:
- Стійкість до ультрафіолету: Щоб запобігти погіршенню продуктивності через тривале перебування на сонці.
- Стійкість до погодних умов: Витримувати різні погодні умови, включаючи екстремальні температури, вологість, і нанесений вітром пісок.
- Стійкість до корозії сольового спрею: Підходить для прибережних зон, щоб запобігти пошкодженню сіллю.
- Вогнестійкість: Для зниження ризику пожежі та підвищення безпеки системи.
- Механічна міцність: Витримує встановлення та тиск навколишнього середовища без легкого пошкодження.
Кабель змінного струму
Кабелі змінного струму використовуються на вихідному кінці інвертора для передачі перетвореної потужності змінного струму на розподільний щит змінного струму або безпосередньо в мережу. Ці кабелі повинні відповідати стандартам підключення до мережі та мати хороші ізоляційні властивості та термостійкість для забезпечення безпечної та ефективної передачі електроенергії.
Кабель для передачі даних
У сонячній системі виробництва електроенергії, Кабелі передачі даних діють як інформаційний міст. Вони не тільки передають електричні дані, згенеровані фотоелектричними масивами, але й передають інформацію про стан інверторів та іншого обладнання для моніторингу в режимі реального часу в центральну систему моніторингу через дротові або бездротові мережі. (включаючи волоконну оптику) для оптимізації системи та діагностики несправностей.
Кабель управління
Кабелі управління використовуються для підключення контролерів, інвертори, та інше допоміжне обладнання в системі, забезпечення автоматизованого контролю та ефективного моніторингу. Ці кабелі повинні мати хорошу стабільність передачі сигналу та здатність запобігати перешкодам, щоб забезпечити точне виконання команд керування.
Кабель заземлення
Кабелі заземлення відіграють вирішальну роль у захисті безпеки всієї системи виробництва сонячної енергії. Вони забезпечують шлях з низьким опором для швидкого розряду струмів блискавки або струмів пошкодження системи, запобігання ураження електричним струмом і пошкодження обладнання, тим самим забезпечуючи безпеку персоналу та обладнання.
Повітряний кабель
У певних сценаріях встановлення, наприклад передача на великі відстані або обмеження місцевості, повітряні кабелі використовуються для підключення до мережі сонячної системи виробництва електроенергії. Ці кабелі повинні бути спеціально розроблені, щоб протистояти зовнішнім фізичним пошкодженням і кліматичним факторам, зберігаючи при цьому хорошу провідність і механічну міцність.
При виборі цих сонячних кабелів, Важливо не тільки враховувати їх характеристики та застосовні середовища, але й переконатися, що всі кабелі та аксесуари відповідають місцевим стандартам електробезпеки та галузевим нормам, щоб забезпечити довгострокову стабільну роботу та відповідність системі виробництва сонячної енергії..
Який відсоток від загальної вартості будівництва складають кабелі для фотоелектричної станції?
Вартість кабелів в фотовольтаїці (PV) електростанція зазвичай представляє навколо 10% від загальної вартості будівництва. Цей відсоток може змінюватись залежно від кількох факторів, наприклад від масштабу проекту, вибір обладнання, регіональні відмінності, і ринкові коливання. За деякими оцінками:
- Фотоелектричні модулі (сонячні панелі) припадає приблизно 50% від загальної вартості обладнання.
- На інвертори та інше електрообладнання припадає близько 10%.
- Кабелі та монтажні конструкції займають близько 10%.
тому, Вартість кабелю зазвичай становить близько 10% від загальної вартості будівництва. Проте, це приблизна оцінка, і фактична пропорція може змінюватися залежно від конкретного бюджету та цін на матеріали проекту. Додатково, завдяки прогресу технологій і змінам ринку, цей відсоток може бути скоригований.
Про сонячні кабелі постійного струму
Навіщо використовувати спеціальні кабелі для фотоелектричних систем?
Фотоелектричні кабелі спеціально розроблені для фотоелектричних проектів з виробництва електроенергії, з характеристиками ізоляції та оболонки, якими не володіють звичайні кабелі.
Якщо в фотоелектричній системі використовуються звичайні кабелі, вони схильні до поломок у суворих зовнішніх умовах, значно скорочує термін служби всієї сонячної енергетичної системи. Додатково, це може призвести до перевантаження по струму, сильне падіння напруги, часті несправності генерації, і низька ефективність генерації на фотоелектричних електростанціях, навіть потенційно можуть спричинити пожежі на заводі.
тому, для забезпечення тривалої стабільної роботи фотоелектричних станцій для 25 років, Важливо вибирати кабелі, спеціально розроблені для фотоелектричних систем, такі як H1Z2Z2-K або PV1-F.
Що таке сертифікація TÜV для сонячних кабелів?
Сертифікація TÜV Solar Cable Certification відноситься до серії сертифікатів, наданих кабелям, які пройшли перевірку, перевірено та сертифіковано незалежною третьою стороною TÜV Rheinland Group, зі штаб-квартирою в Німеччині, відповідно до конкретних стандартів.
Як особливий вид кабелю, безпека та ефективність фотоелектричних кабелів є вирішальними для систем виробництва сонячної енергії, тому вони проходять суворе тестування та сертифікацію, щоб гарантувати їх якість і надійність.
Щодо сертифікації TÜV для фотоелектричних кабелів, його розвиток просунувся від 2PfG 1169/08.2007 стандарт EN 50618:2014 стандарт. Найновішим стандартом є IEC FDIS 62930, але більшість сертифікатів сонячних кабелів досі відповідають чинному EN 50618 стандарт.
Які технічні характеристики слід вибрати для фотоелектричних кабелів H1Z2Z2-K?
У типових фотоелектричних системах, найпоширенішими варіантами є H1Z2Z2-K 1×4 і H1Z2Z2-K 1×6 кабелі. Загалом, більший поперечний переріз кабелю означає більшу несучу здатність.
Такі міркування, як робоча напруга, потужність струму, і діапазон температур навколишнього середовища також слід враховувати. Після визначення вимог до напруги та струму, зверніться до таблиці параметрів кабелів H1Z2Z2-K, щоб вибрати відповідну специфікацію.
Якщо ви зіткнулися з невпевненістю у виборі технічних характеристик кабелю, наша технічна команда ZMS готова запропонувати індивідуальні рішення.
Дізнайтеся більше про Сонячний кабель H1Z2Z2-K
Які відмінності між застосуванням фотоелектричних кабелів H1Z2Z2-K для постійного та змінного струму?
Кабелі H1Z2Z2-K можна використовувати для обох ланцюгів постійного струму (1.5кВ) і ланцюги змінного струму (1.0/1.0кВ). У фотоелектричних системах виробництва електроенергії, їхні специфічні відмінності в застосуванні такі:
Для програм постійного струму:
- Послідовне з'єднання фотоелектричних модулів
- Паралельний зв'язок між рядками
- Паралельне підключення струн до розподільних коробок постійного струму
- Підключення розподільних коробок постійного струму до інверторів
Для програм змінного струму:
- Підключення інверторів до підвищувальних трансформаторів
- Підключення від підвищувальних трансформаторів до розподільних пристроїв
- Підключення розподільних пристроїв до мережі або користувачів
Які відмінності між фотоелектричними кабелями H1Z2Z2-K і PV1-F?
Кабель PV1-F — це старіша версія сонячного кабелю, яка відповідає стандарту TÜV 2Pfg1169, і його стандартна сертифікація припинила оновлення. На противагу, фотоелектричний кабель H1Z2Z2-K відповідає останньому TÜV EN50618:2014 сертифікація.
Номінальна напруга кабелів PV1-F і H1Z2Z2-K відрізняється. PV1-F має номінальну напругу постійного струму: 1.0кВ і змінного струму: Uo/U: 0.6/1.0кВ, тоді як H1Z2Z2-K має номінальну напругу постійного струму: 1.5кВ і змінного струму: Uo/U: 1.0/1.0кВ. H1Z2Z2-K може забезпечити більш високу ефективність передачі та стабільність.
З точки зору структури, Кабель PV1-F має один шар ізоляції, тоді як кабель H1Z2Z2-K має двошарову ізоляційну структуру. Це робить кабель H1Z2Z2-K кращим за довговічністю та захистом, особливо проти механічних пошкоджень і факторів зовнішнього середовища.
Підсумовуючи, Сонячний кабель H1Z2Z2-K має більш просунутий дизайн, забезпечуючи вищу електричну та механічну продуктивність, підходить для більш вимогливих умов застосування. З іншого боку, Сонячний кабель PV1-F в першу чергу виграє в економічній ефективності, підходить для більшості звичайних фотоелектричних систем.
З міркувань економічної ефективності, Кабель PV1-F можна використовувати для послідовного з'єднання між фотоелектричними модулями та паралельного з'єднання від ліній до розподільних коробок постійного струму. Тим часом, Кабель H1Z2Z2-K можна використовувати для з'єднання між розподільними коробками та інверторами, а також для підключення постійного струму у великих інверторах.
Як вибрати специфікацію кабелю PV1-F?
В даний час, найпоширенішим фотоелектричним кабелем постійного струму є PV1-F 1×4 кабель. Проте, зі збільшенням струмів фотоелектричного модуля та потужності одного інвертора, застосування ПВ1-Ф 1×6 Кабелі постійного струму також зростають.
Відповідно до відповідних специфікацій, загалом рекомендується, щоб втрати фотоелектричних ліній електропередачі постійного струму не перевищували 2%. У колах постійного струму, опір лінії кабелю PV1-F 1x4 мм² становить 4,6 мОм/м, а опір лінії кабелю PV1-F 1x6 мм² становить 3,1 мОм/м. Припускаючи робочу напругу 600 В для модулів постійного струму, a 2% втрата падіння напруги становить 12В. Припустимо, що струм модуля становить 13 А, при використанні кабелю постійного струму 4 мм², рекомендована максимальна відстань від найдальшого кінця модуля до інвертора не повинна перевищувати 120 метрів (один рядок, виключаючи позитивний і негативний полюси). Якщо він перевищує цю відстань, рекомендується вибрати кабель постійного струму 6 мм², але рекомендована максимальна відстань від найдальшого кінця модуля до інвертора не повинна перевищувати 170 метрів.
Для зниження системних витрат, Фотоелектричні електростанції зараз рідко конфігурують модулі та інвертори в a 1:1 співвідношення. Натомість, вони проектують певну кількість надлишкових потужностей на основі таких факторів, як умови сонячного освітлення та вимоги проекту. Наприклад, для модуля 110 кВт, вибрано інвертор потужністю 100 кВт, і розраховується на основі 1,1-кратної надлишкової потужності на стороні змінного струму інвертора. Максимальний вихідний струм змінного струму становить приблизно 158 А. Кабелі змінного струму вибираються з урахуванням максимального вихідного струму інвертора. Оскільки незалежно від того, наскільки модулі переналаштовані, вхідний струм змінного струму інвертора ніколи не перевищуватиме максимальний вихідний струм інвертора.
Дізнайтеся більше про Сонячний кабель PV1-F
Чому сонячні кабелі розділені на червоні та чорні?
У фотоелектричній промисловості, використання червоних і чорних кабелів стало загальноприйнятим методом ідентифікації. Їхнє головне призначення — розрізняти позитивні та негативні полюси. У колах постійного струму, типово, червоні сонячні дроти вказують на позитивний полюс струму, тоді як чорні сонячні дроти вказують на негативний полюс. Ця кольорова диференціація допомагає швидко визначити полярність фотоелектричних з’єднань під час встановлення та обслуговування сонячних систем., таким чином запобігаючи помилкам електропроводки.
Ви можете самостійно зробити з’єднувачі для сонячних кабелів?
Процес виготовлення з’єднувачів для сонячних кабелів включає перевірку на пошкодження штифтів і гнізд і головок, і за допомогою стрипперів, обтискні інструменти, і ріжкові ключі. Навіть непрофесіонали можуть зробити ці з’єднувачі, дотримуючись певних кроків.
Порівняно з виготовленням конекторів самостійно, пряме налаштування подовжувачів сонячних панелей може бути трохи дорожчим, але це може заощадити час і працю та зробити встановлення більш зручним.
Які найчастіше використовуються сонячні роз’єми?
Найпоширенішим типом роз’єму в сонячних фотоелектричних системах є роз’єм MC4. Він став одним із стандартів для фотоелектричних роз’ємів завдяки широкому використанню та визнанню на ринку. Кабелі-подовжувачі MC4 витримують високу напругу та струм і підходять для підключення сонячних панелей, інвертори, та інші компоненти системи.
Сумісні роз’єми ZMS MC4 відповідають специфікаціям роз’ємів MC4, розмір, і толерантність і може бути 100% збігаються.
На додаток до роз'ємів MC4, інші часто використовувані сонячні роз’єми включають Y-тип або паралельні роз’єми. Їх структура являє собою сполучник «один до багатьох»., який може з’єднувати кілька сонячних панелей послідовно, щоб збільшити напругу всієї панелі, зберігаючи постійний струм.
Дізнайтеся більше про Сонячний кабельний роз’єм
Про сонячні кабелі змінного струму
Як слід вибирати кабелі AC LV для проектів сонячної енергії?
Коли сонячна електростанція знаходиться поблизу центру навантаження або сама є розподіленою генерацією, вам потрібно використовувати лише низьковольтні кабелі для прямого підключення до трифазної низьковольтної мережі 400 В або однофазної 230 В. Для підключення до мережі середньої або високої напруги, для підключення до трансформатора спочатку необхідно використовувати низьковольтні кабелі.
Вихідна напруга змінного струму інвертора зазвичай має різні стандарти. Наприклад, вихідна напруга центрального інвертора може становити 315В, 360В, 400В, і так далі, тоді як вихідна напруга стрінгового інвертора може становити 480 В, 500В, 540В, 800В, і так далі.
тому, у фотоелектричних системах, як правило, можна використовувати низьковольтні кабелі з номінальною напругою 450/750 В, 0.6/1 кВ, або 1.8/3 кВ. Залежно від того, закопаний кабель чи ні, може бути доданий армований шар.
Дізнайтеся більше про Сонячний кабель змінного струму
Як слід вибирати кабелі змінного струму середньої напруги для проектів сонячної енергії?
Якщо фотоелектрична система виробництва електроенергії потребує підключення до мережі середньої або високої напруги, для підключення до трансформатора спочатку необхідно використовувати низьковольтні кабелі, який потім збільшить напругу до відповідного рівня. Потім для подачі електроенергії на підстанцію використовуються кабелі середньої напруги. Необхідна кількість кабелів середньої напруги залежить від способу підключення.
Традиційна зіркова структура
У традиційній зірчастій структурі, кожен трансформатор має одну вихідну лінію середньої напруги, що підключається до підстанції. Ця структура є найпростішою і зрозумілою, і він зазвичай використовується при проектуванні фотоелектричних електростанцій. Кожен кабель передає потужність лише одного трансформатора, тому характеристики кабелю менші, зниження витрат. Проте, оскільки кожен трансформатор має лише одну лінію, що з’єднується з підстанцією, надійність не дуже висока.
Кільцева структура з одним виходом
Кільцева структура з одним виходом з'єднує кілька трансформаторів в кільце за допомогою кабелів, а найближчий до підстанції трансформатор підключається до підстанції кабелями середньої напруги. У порівнянні з кільцевою структурою з подвійним виходом, кільцева структура з одним виходом використовує менше сонячних кабелів змінного струму середньої напруги. Проте, тому що все кільце має лише одну лінію, що підключається до підстанції, надійність нижче.
Подвійна кільцева структура
Кільцева структура з подвійним виходом має додаткову лінію, що з’єднує кільце з підстанцією порівняно з кільцевою структурою з одним виходом. Якщо одна вихідна лінія виходить з ладу, інша лінія може продовжувати дозволяти інверторам у кільці видавати електроенергію в мережу. Подібно до кільцевої структури з одним виходом, враховуючи напрямок потоку під час несправності, всі кабелі повинні бути підібрані так, щоб витримувати потужність усіх трансформаторів, що призводить до відносно вищих витрат.
Конструкція мосту
До того, як була запропонована кільцева структура, часто використовувалася мостова конструкція. У цій структурі, на основі зіркової структури, кожна пара сусідніх трансформаторів з'єднана за допомогою кабелів середньої напруги. сюди, кожен трансформатор має дві лінії, що підключаються до підстанції, значно підвищує надійність системи. Проте, вартість відносно висока через додаткові кабелі між кожною парою трансформаторів.
Для фотоелектричних станцій різних розмірів, аналіз вибору кабелю залежить від різних вимог. При виборі кабелів середньої напруги, важливо всебічно враховувати обов'язкові вимоги, витрати, і переваги для визначення найбільш вигідного рішення та рішення.
Які принципи вибору кабелів змінного струму для систем сонячної енергії?
Вибір кабелів змінного струму для сонячних проектів відповідає загальним вимогам до вибору кабелю, які включають врахування рівнів напруги, безперервний робочий струм, термостійкість при короткому замиканні, допустиме падіння напруги, економічна щільність струму, та умови встановлення. Додатково, Фотоелектричне виробництво електроенергії має свої особливості, вимагають розгляду кабелів, які можуть використовуватися в суворих умовах навколишнього середовища, таких як високі температури, сильна застуда, і ультрафіолетове випромінювання. тому, слід брати до уваги наступні фактори:
- Характеристики ізоляції кабелю
- Термостійкість і вогнестійкість кабелю
- Вологостійкість і УФ-захист кабелю
- Способи монтажу кабелю
- Тип провідника кабелю
- Технічні характеристики кабелю
Про кабелі для системи заземлення
Чому системи виробництва сонячної енергії повинні бути заземлені?
Заземлення в фотоелектричних системах є однією з найбільш часто забутих проблем персоналом фотоелектричних установок, особливо в фотоелектричних системах малої потужності, де заземленню та блискавкозахисту не приділяється багато уваги.
Проте, якщо не виконано заземлення, помилки можуть виникати через низький опір ізоляції землі або надмірні струми витоку, впливає на виробництво електроенергії та потенційно загрожує особистій безпеці. Додатково, неекрановані або підняті металеві частини більш сприйнятливі до ударів блискавки. Без заземлення, обладнання може бути вражене блискавкою, завдаючи значної шкоди системі виробництва фотоелектричної енергії.
Заземлення в фотоелектричних системах в основному включає заземлення на стороні сонячних компонентів, сторона інвертора, і стороні розподільної шафи. Правильне заземлення не тільки підвищує безпеку сонячної системи, але й продовжує термін її служби.
Яке заземлення потрібне для сонячних енергосистем?
Заземлення з боку компонентів:
- Заземлення рами модуля: Контакт алюмінієвої рами модуля з кріпленням не означає ефективного заземлення. Для ефективного заземлення отвір для заземлення модуля необхідно підключити до кріплення. Отвори для заземлення модулів, як правило, використовуються для з’єднання струни, із заземлюючими отворами на обох кінцях, підключеними до металевого кріплення.
- Кріплення заземлення: Зазвичай, кругла сталь, прутки з оцинкованої сталі, або для заземлення використовуються сталеві стрижні, скріплені міддю, при цьому опір заземлення не повинен перевищувати 4 Ом.
Заземлення на стороні інвертора:
- Оперативне заземлення: Клема PE інвертора підключена до шини PE в розподільній коробці, яка заземлена через розподільну коробку.
- Захисне заземлення: Отвір для заземлення шасі інвертора використовується для повторного заземлення для захисту інвертора та безпеки операторів. Захисне заземлення шасі інвертора може або використовувати окремий заземлюючий електрод, або використовувати один з розподільною коробкою.
Заземлення з боку розподільної коробки:
- Заземлення захисту від блискавки: Блискавкозахист зі сторони змінного струму складається із запобіжників або автоматичних вимикачів і пристроїв захисту від перенапруг (СПД). Нижній кінець УЗП приєднується до шини заземлення розподільної коробки.
- Заземлення коробки: Відповідно до регламенту, металевий каркас і сталева основа розподільної коробки повинні бути заземлені або підключені до нейтралі. Дверцята шафи та корпус шафи потребують перехресного з’єднання для забезпечення надійного заземлення.
Як заземлюються сонячні панелі?
Загалом, отвори для заземлення на сонячних батареях використовуються для з’єднання між рядами панелей. Панелі на обох кінцях струни з’єднані з металевим каркасом, в основному з використанням жовто-зелених сонячних кабелів заземлення.
Для заземлення щитових каркасів, зазвичай використовуються мідні сталеві стрижні φ10 або φ12, похований 1.5 метрів під землею.
Опір заземлення сонячних панелей не повинен перевищувати 4 Ом. Якщо вимога щодо опору заземлення не виконується, зазвичай додають речовини, що знижують резистентність, або заземлюючі стрижні закопані в місцях з нижчим питомим опором ґрунту.
Дізнайтеся більше про Сонячний кабель заземлення
Чому корпуси сонячних панелей повинні бути з’єднані та заземлені?
Деякі люди вважають, що оскільки і сонячні батареї, і їх опорні конструкції металеві, достатньо лише заземлення опор.
У реальності, більшість алюмінієвих каркасів сонячних панелей і опор з оцинкованого або алюмінієвого сплаву мають покриття, який не відповідає вимогам щодо заземлення. Додатково, сонячні панелі можуть старіти з часом, потенційно може призвести до надмірних струмів витоку або низького опору ізоляції на землю. Якщо рами сонячних панелей не заземлені, після періоду використання, це може призвести до поломки інвертора, перешкоджаючи належному виробленню електроенергії фотоелектричною системою.
При з’єднанні каркасів сонячних панелей з металевими опорами, необхідно видалити шар оксиду з металевих поверхонь, щоб зменшити опір заземлення, забезпечення відповідності вимогам щодо заземлення.
Який матеріал слід використовувати для заземлення в фотоелектричних системах?
Оцинкована сталь дешевша, але має багато зварних з'єднань, що призводить до зниження ефективності будівництва та підвищення вартості будівництва. Чиста мідь має чудову провідність, але дорога. Обміднена сталь, проте, тільки витрати 9.4% більше, ніж оцинкована сталь, і забезпечує набагато довший термін служби. тому, Сталеві електричні заземлювачі на мідному скріпленні зазвичай вибирають як основний матеріал заземлення в сонячних енергетичних системах.
Які технічні характеристики заземлювачів зазвичай використовуються?
Мідна сталь
У фотоелектричних системах живлення, горизонтальний корпус заземлення зі сталевих заземлюючих матеріалів на мідному зв’язку зазвичай використовує Φ10-Φ12 круглу сталь на мідному зв’язку, із типовою виробничою довжиною 100 метрів на котушку. Електроди заземлення використовують сталеві стрижні Φ14 або Φ17.2, з’єднані міддю.
Спосіб підключення: Термітне зварювання (не потрібне зовнішнє живлення чи ацетилен), використання чистої міді для з’єднувальних матеріалів, без необхідності проведення антикорозійних заходів у місцях зварювання.
Оцинкована сталь
У традиційних сітках заземлення, горизонтальні заземлювальні корпуси, виготовлені з гарячеоцинкованої сталі, як правило, розроблені зі специфікаціями 50X5 або 60X6 оцинкованої плоскої сталі, з виробничою довжиною 6 метрів за штуку. Для вертикальних електродів заземлення використовуються гарячеоцинковані кутові сталеві труби 50X5 або оцинковані сталеві труби Φ50, з довжиною заземлюючого електрода 2.5 метрів за штуку.
Спосіб підключення: Електрозварювання, місця зварювання потребують антикорозійної обробки, наприклад два шари фарби проти іржі та один шар фарби для асфальту.
Гола мідь
Для матеріалів заземлення з чистої міді, горизонтальний корпус заземлення зазвичай використовує 25×4, 40×4, 50×5, або 60×6 мідні смуги мм, або оголені мідні дроти S70/S95/S120/S150/S185/S240 мм. У корпусі вертикального заземлення зазвичай використовується 16×2500 мм або 20×2500 мм мідні стрижні, або 50×3000 мм або 55×2500 електролітичні іонні заземлювачі з чистої міді.
Спосіб підключення: Термітне зварювання, плавлення вогневого розчину зварювання, або зварювання гарячим розплавом.
Дізнайтеся більше про Заземлювач для фотоелектричної системи
Як слід встановлювати заземлювальні стрижні у фотоелектричних системах?
Під час будівництва, Встановлення заземлювального стрижня є дуже гнучким і може бути адаптовано до конкретних умов на місці. Можна використовувати різні методи, наприклад, пряме забивання електричних заземлюючих стрижнів у ґрунт за допомогою важких молотків або електричних молотків. У складних ґрунтових умовах, де неможливо вбити штангу, Перш ніж встановлювати заземлюючий стрижень, спочатку можна просвердлити отвір.
В однорідних ґрунтових умовах, якщо використовувати важкий молоток для установки та забивання одного стрижня, доцільно встановити свердло (ударостійкий болт) на загостреному кінці стрижня, щоб запобігти пошкодженню мідного шару при глибокому забиванні стрижня. Для більш глибокого заземлення, кілька стрижнів можна з'єднати за допомогою з'єднувачів для досягнення бажаної довжини, забезпечення хорошого електричного з’єднання.
У тих випадках, коли глибоке буріння утруднене або неможливе, бурові інструменти можна використовувати для проникнення в скелі. Після свердління, існує два способи встановлення заземлювальних стрижнів:
- З’єднайте стрижні потрібної довжини за допомогою з’єднувачів. Після буріння на заплановану глибину, заповніть отвір засобом, що зменшує питомий опір, і додайте воду, доки отвір не заповниться.
- З’єднайте стрижні потрібної довжини за допомогою з’єднувачів. Після буріння на передбачувану глибину, змішайте засіб для зменшення питомого опору з водою та залийте його в отвір, щоб повністю огорнути стрижень.
Повітряні кабелі, Кабелі керування та кабелі зв’язку в фотоелектричних проектах
Який повітряний кабель використовувати в системах сонячної енергії?
У підключених до мережі фотоелектричних системах виробництва електроенергії, як тільки згенерована потужність постійного струму перетворюється на потужність змінного струму за допомогою інвертора та інтегрується в мережу змінного струму, Передача електроенергії часто здійснюється по повітряних лініях. Типово, Процес підключення до мережі фотоелектричних систем виробництва електроенергії може відбуватися за наступними сценаріями:
Пряме підключення
Для малих розподілених фотоелектричних систем виробництва електроенергії, наприклад фотоелектричні установки на дахах житлових будинків, постійний струм можна безпосередньо перетворити на змінний струм через інвертор, а потім підключити до низьковольтної мережі через розподільні лінії. В даному випадку, можна використовувати підземні кабелі низької напруги та повітряні ізольовані кабелі, такі як кабелі ABC.
Підключення через коробкові трансформатори або інтеграцію підстанції
Фотоелектричні електростанції середнього або комерційного масштабу можуть використовувати коробкові підстанції (ящик трансформатори) для перетворення генерованої енергії постійного струму в потужність змінного струму, придатну для інтеграції в мережу через інвертор, а потім підвищити напругу через коробковий трансформатор до рівня напруги електромережі, перед підключенням до повітряних ліній.
Для великих наземних фотоелектричних електростанцій зазвичай потрібен трансформатор для підвищення напруги до більш високого рівня для ефективної передачі. В даному випадку, живлення підключено безпосередньо до підстанції, який потім розподіляє його до повітряних мереж високої або надвисокої напруги.
У цих двох сценаріях, якщо відстань від електростанції до точки підключення до мережі відносно коротка, а навантаження невелике, Кабель AAC може бути економічним вибором. Для середніх дистанцій або там, де потрібна краща фізична працездатність, Кабель AAAC може бути кращим варіантом. Для передачі на великі відстані або там, де потрібні спеціальні вимоги до міцності кабелю, особливо коли повітряні лінії повинні перетинати складний рельєф або витримувати екстремальні погодні умови, Найбільш підходящим вибором стане провідник ACSR.
Дізнайтеся більше про Повітряний кабель для сонячної системи
Чи впливають комунікаційні кабелі на точність підрахунку системи генерації сонячної енергії?
У сонячній системі виробництва електроенергії, Основна роль кабелів зв'язку полягає в передачі контрольних сигналів і даних моніторингу, наприклад вихідна потужність, стан системи, сигналізації про несправності, та інша інформація. Ці кабелі не беруть безпосередньої участі в передачі електричної енергії. тому, кабелі зв'язку самі по собі безпосередньо не впливають на точність підрахунку в системі виробництва сонячної енергії.
Проте, якщо комунікаційні кабелі мають несправності (наприклад ослаблення сигналу, втручання, або відключення), це може призвести до того, що система моніторингу не зможе точно отримувати або передавати дані, тим самим впливаючи на точність і своєчасність моніторингу системи. Наприклад, затримки або помилки передачі даних можуть перешкодити обслуговуючому персоналу швидко зрозуміти фактичний робочий стан системи виробництва електроенергії або призвести до неточного запису даних, таким чином впливаючи на статистику та аналіз виробництва електроенергії.
тому, при цьому кабелі зв'язку не впливають на фактичне виробництво електроенергії, вони мають вирішальне значення для ефективного управління та підтримки системи. Це опосередковано стосується загальної оцінки продуктивності та оптимізації ефективності системи виробництва сонячної енергії. Забезпечення якості та належного обслуговування кабелів зв’язку має важливе значення для підтримки надійного моніторингу та ефективної роботи системи виробництва сонячної енергії.
Дізнайтеся більше про Кабель зв'язку та управління для фотоелектричної системи
Законодавчі та нормативні вимоги до прокладки кабелю в сонячних проектах
Розуміння нормативної відповідності
При плануванні та реалізації сонячного проекту, для забезпечення безпеки важливо дотримуватися різноманітних законодавчих та нормативних вимог, ефективність, та дотримання місцевих, національний, та міжнародні стандарти. Регуляторні органи та політика регулюють встановлення та експлуатацію систем сонячної енергії, включаючи прокладання та вибір кабелів. Розуміння цих вимог має вирішальне значення для успішного завершення вашого сонячного проекту.
Основні регуляторні органи та стандарти
Національний електричний кодекс (NEC)
У США, Національний електричний кодекс (NEC) встановлює стандарт безпечного монтажу електропроводки та обладнання. ст 690 NEC спеціально стосується сонячної фотоелектричної енергії (PV) системи, охоплюючи такі аспекти, як методи підключення, заземлення, і захист від надструму. Дотримання вказівок NEC гарантує, що прокладка кабелю відповідає стандартам безпеки та продуктивності.
Міжнародна електротехнічна комісія (IEC)
Міжнародна електротехнічна комісія (IEC) розробляє міжнародні стандарти для всіх електричних, електронні, і пов'язані технології. IEC 62548:2016 надає вказівки щодо проектування та встановлення сонячних фотоелектричних батарей, включаючи організацію та прокладання кабелів. Відповідність стандартам IEC часто вимагається для міжнародних проектів.
Місцеві будівельні норми
Місцеві будівельні норми можуть висувати додаткові вимоги до сонячних установок, включаючи прокладку кабелю. Ці коди можуть значно відрізнятися залежно від регіону, тому важливо проконсультуватися з місцевою владою та забезпечити дотримання всіх відповідних норм.
Найкращі методи прокладки кабелю
Належне маркування та документація
Переконайтеся, що всі кабелі належним чином марковані та що зберігається повна документація. Це включає в себе схеми прокладання кабелю, характеристики використовуваних кабелів, і записи перевірок і погоджень. Належна документація сприяє дотриманню нормативних вимог і спрощує обслуговування в майбутньому.
Використання труб і лотків
Використання труб і кабельних лотків для прокладки може захистити кабелі від фізичного пошкодження, зменшити ризик електричних збоїв, і підвищити загальну безпеку установки. Переконайтеся, що труби та лотки відповідають відповідним стандартам і встановлені належним чином.
Заземлення та склеювання
Належне заземлення та з’єднання мають вирішальне значення для безпеки та ефективності сонячних енергосистем. Переконайтеся, що методи заземлення відповідають NEC, IEC, і місцеві стандарти. Це включає використання відповідних заземлюючих провідників, роз'єми, і стрижнів, а також забезпечення належного з’єднання всіх металевих компонентів.
Регулярні перевірки та технічне обслуговування
Регулярні перевірки та технічне обслуговування мають важливе значення для того, щоб прокладка кабелю залишалася сумісною з нормативними вимогами та продовжувала працювати безпечно та ефективно. Плануйте періодичні перевірки для виявлення та вирішення будь-яких проблем, наприклад фізичні пошкодження, знос, або корозії.
Основні поради щодо купівлі кабелів
Зрозумійте свої системні вимоги
Перед покупкою кабелів, дуже важливо мати чітке розуміння вимог вашої сонячної системи. Враховуйте розмір системи, види використовуваних компонентів, та умови навколишнього середовища. Переконайтеся, що обрані вами кабелі витримують очікуване електричне навантаження та відповідають конкретним умовам місця встановлення.
Надайте пріоритет якості та сертифікації
Завжди вибирайте високоякісні кабелі, сертифіковані авторитетними стандартами, такими як TÜV, УЛ, або IEC. Сертифіковані кабелі перевірені на довговічність, безпеки, і продуктивність, забезпечення відповідності галузевим стандартам. Використання сертифікованих кабелів допомагає запобігти таким потенційним проблемам, як втрата живлення, перегрів, або небезпека пожежі.
Виберіть правильні типи кабелів
Вибирайте кабелі, які спеціально розроблені для сонячних установок. Для програм постійного струму, Фотоелектричні кабелі, такі як H1Z2Z2-K і PV1-F, є ідеальними завдяки їх стійкості до УФ-випромінювання, коливання температури, і механічні навантаження. Для додатків змінного струму, переконайтеся, що ви використовуєте відповідні кабелі низької та середньої напруги.
Враховуйте фактори навколишнього середовища
Враховуйте умови навколишнього середовища на місці установки. Кабелі піддаються впливу суворої погоди, УФ-випромінювання, або екстремальні температури повинні бути обрані для їх стійкості до цих умов. Належна ізоляція та захисні заходи продовжать термін служби кабелів і підтримають ефективність системи.
Забезпечте належне встановлення та обслуговування
Правильне встановлення є таким же важливим, як і вибір правильних кабелів. Дотримуйтесь найкращих практик щодо прокладання кабелю, заземлення, і захист, щоб уникнути фізичних пошкоджень і електричних збоїв. Регулярне технічне обслуговування та перевірки необхідні для забезпечення безперервної безпеки та продуктивності вашої сонячної енергетичної системи.
План відповідності нормативним вимогам
Будьте в курсі місцевих, національний, і міжнародні норми, які застосовуються до вашого сонячного проекту. Переконайтеся, що ваш вибір і встановлення кабелю відповідає цим стандартам, щоб уникнути юридичних проблем і забезпечити безпеку та надійність вашої системи.
Заключні думки
Інвестування часу та ресурсів у вибір правильних кабелів для вашого сонячного проекту окупається в довгостроковій перспективі. Якісні кабелі забезпечують ефективну передачу електроенергії, зменшити витрати на технічне обслуговування, і підвищити загальну безпеку та надійність вашої системи. Дотримуючись інструкцій і найкращих практик, викладених у цьому посібнику, ви можете приймати обґрунтовані рішення, які сприятимуть успіху вашої сонячної установки.
Пам'ятайте, добре спроектована сонячна енергетична система — це не лише панелі та інвертори; кабелі, що з’єднують ці компоненти, однаково важливі. Обов’язково віддайте пріоритет якості, відповідність, і належне встановлення для повного використання потенціалу вашої сонячної енергетичної системи.