Fotovoltaïsche kabels vormen de basis voor de ondersteuning van elektrische apparatuur in fotovoltaïsche systemen.De hoeveelheid kabels die in fotovoltaïsche systemen wordt gebruikt, is groter dan die van algemene energieopwekkingssystemen, en ze zijn ook een van de belangrijke factoren die de efficiëntie van het hele systeem beïnvloeden.
Hoewel fotovoltaïsche DC- en AC-kabels ongeveer 2-3% van de kosten van gedistribueerde fotovoltaïsche systemen voor hun rekening nemen, is uit de praktijk gebleken dat het gebruik van de verkeerde kabels kan leiden tot buitensporig lijnverlies in het project, een lage stabiliteit van de stroomvoorziening en andere factoren die de energievoorziening verminderen. projectopbrengsten.
Daarom kan het kiezen van de juiste kabels het aantal ongevallen bij het project effectief verminderen, de betrouwbaarheid van de stroomvoorziening verbeteren en de constructie, bediening en onderhoud vergemakkelijken.
Soorten fotovoltaïsche kabels
Volgens het systeem van fotovoltaïsche elektriciteitscentrales kunnen kabels worden onderverdeeld in DC-kabels en AC-kabels.Afhankelijk van de verschillende toepassingen en gebruiksomgevingen worden ze als volgt geclassificeerd:
DC-kabels worden meestal gebruikt voor:
Serieschakeling tussen componenten;
Parallelle verbinding tussen strings en tussen strings en DC-verdeelkasten (combinerboxen);
Tussen DC-verdeelkasten en omvormers.
AC-kabels worden meestal gebruikt voor:
Verbinding tussen omvormers en step-up transformatoren;
Verbinding tussen step-up transformatoren en distributieapparaten;
Verbinding tussen distributieapparaten en elektriciteitsnetten of gebruikers.
Vereisten voor fotovoltaïsche kabels
De kabels die worden gebruikt in het laagspannings-DC-transmissiegedeelte van het fotovoltaïsche energieopwekkingssysteem op zonne-energie stellen verschillende eisen aan de aansluiting van verschillende componenten vanwege verschillende gebruiksomgevingen en technische vereisten.De algemene factoren waarmee rekening moet worden gehouden zijn: kabelisolatieprestaties, hitte- en vlamvertragende prestaties, antiverouderingsprestaties en draaddiameterspecificaties.DC-kabels worden meestal buiten gelegd en moeten vochtbestendig, zonbestendig, koudebestendig en UV-bestendig zijn.Daarom kiezen DC-kabels in gedistribueerde fotovoltaïsche systemen doorgaans voor fotovoltaïsche gecertificeerde speciale kabels.Dit type verbindingskabel maakt gebruik van een dubbellaagse isolatiemantel, die uitstekend bestand is tegen UV-, water-, ozon-, zuur- en zouterosie, uitstekend bestand is tegen alle weersomstandigheden en slijtvast is.Rekening houdend met de DC-connector en de uitgangsstroom van de fotovoltaïsche module, zijn de meest gebruikte fotovoltaïsche DC-kabels PV1-F1*4mm2, PV1-F1*6mm2, enz.
AC-kabels worden voornamelijk gebruikt vanaf de AC-zijde van de omvormer naar de AC-combineerdoos of de AC-netgekoppelde kast.Bij AC-kabels die buitenshuis worden geïnstalleerd, moet rekening worden gehouden met vocht, zon, kou, UV-bescherming en plaatsing over lange afstanden.Over het algemeen worden kabels van het YJV-type gebruikt;voor AC-kabels die binnenshuis worden geïnstalleerd, moet brandbeveiliging en bescherming tegen ratten en mieren worden overwogen.
Keuze van kabelmateriaal
De DC-kabels die in fotovoltaïsche energiecentrales worden gebruikt, worden meestal gebruikt voor langdurig buitenwerk.Vanwege de beperkingen van de bouwomstandigheden worden connectoren meestal gebruikt voor kabelaansluiting.Kabelgeleidermaterialen kunnen worden onderverdeeld in koperen kern en aluminiumkern.
Kabels met koperen kern hebben een beter antioxidantvermogen dan aluminium, een langere levensduur, betere stabiliteit, een lagere spanningsval en een lager vermogensverlies.In de constructie zijn koperen kernen flexibeler en is de toegestane buigradius klein, zodat ze gemakkelijk kunnen worden gedraaid en door buizen kunnen worden gevoerd.Bovendien zijn koperen kernen vermoeidheidsbestendig en niet gemakkelijk te breken na herhaaldelijk buigen, dus bedrading is handig.Tegelijkertijd hebben koperen kernen een hoge mechanische sterkte en zijn ze bestand tegen grote mechanische spanningen, wat een groot gemak biedt bij de constructie en plaatsing, en ook voorwaarden schept voor gemechaniseerde constructie.
Integendeel, vanwege de chemische eigenschappen van aluminium zijn kabels met aluminium kern gevoelig voor oxidatie (elektrochemische reactie) tijdens de installatie, met name kruip, wat gemakkelijk tot storingen kan leiden.
Hoewel de kosten van kabels met aluminiumkern laag zijn, raadt Rabbit Jun daarom aan om koperen kernkabels te gebruiken in fotovoltaïsche projecten, omwille van de projectveiligheid en een stabiele werking op de lange termijn.
Berekening van de selectie van fotovoltaïsche kabels
Nominale stroom
Het dwarsdoorsnedeoppervlak van DC-kabels in verschillende delen van het fotovoltaïsche systeem wordt bepaald volgens de volgende principes: De verbindingskabels tussen zonnecelmodules, de verbindingskabels tussen batterijen en de verbindingskabels van AC-belastingen worden over het algemeen geselecteerd met een nominale waarde. stroom van 1,25 keer de maximale continue werkstroom van elke kabel;
de verbindingskabels tussen zonnecelarrays en -arrays, en de verbindingskabels tussen batterijen (groepen) en omvormers worden over het algemeen geselecteerd met een nominale stroom van 1,5 keer de maximale continue werkstroom van elke kabel.
Momenteel is de selectie van de kabeldoorsnede voornamelijk gebaseerd op de relatie tussen kabeldiameter en stroom, en de invloed van omgevingstemperatuur, spanningsverlies en legmethode op de stroomdraagcapaciteit van kabels wordt vaak genegeerd.
In verschillende gebruiksomgevingen is het stroomdraagvermogen van de kabel, en het wordt aanbevolen om de draaddiameter naar boven te selecteren wanneer de stroom dicht bij de piekwaarde ligt.
Het onjuiste gebruik van fotovoltaïsche kabels met een kleine diameter veroorzaakte brand nadat de stroom was overbelast
Spanningsverlies
Het spanningsverlies in het fotovoltaïsche systeem kan worden gekarakteriseerd als: spanningsverlies = stroom * kabellengte * spanningsfactor.Uit de formule blijkt dat het spanningsverlies evenredig is met de lengte van de kabel.
Daarom moet bij verkenning ter plaatse het principe worden gevolgd om de array bij de omvormer en de omvormer bij het netaansluitpunt zo dicht mogelijk te houden.
In algemene toepassingen bedraagt het DC-lijnverlies tussen de fotovoltaïsche array en de omvormer niet meer dan 5% van de uitgangsspanning van de array, en bedraagt het AC-lijnverlies tussen de omvormer en het netaansluitpunt niet meer dan 2% van de uitgangsspanning van de omvormer.
Bij technische toepassingen kan de empirische formule worden gebruikt: △U=(I*L*2)/(r*S)
△U: spanningsval in de kabel-V
I: kabel moet bestand zijn tegen de maximale kabel-A
L: kabelleglengte-m
S: kabeldoorsnede-mm2;
r: geleidbaarheid van de geleider-m/(Ω*mm2;), r koper=57, r aluminium=34
Bij het leggen van meerdere meeraderige kabels in bundels moet het ontwerp op punten letten
Bij daadwerkelijke toepassing kunnen, rekening houdend met factoren zoals de kabelbedradingsmethode en routeringsbeperkingen, de kabels van fotovoltaïsche systemen, vooral AC-kabels, meerdere meeraderige kabels hebben die in bundels zijn gelegd.
In een driefasig systeem met een kleine capaciteit gebruikt de AC-uitgaande lijn bijvoorbeeld “één lijn vier kernen” of “één lijn vijf kernen” kabels;In een driefasig systeem met grote capaciteit gebruikt de uitgaande AC-lijn meerdere parallelle kabels in plaats van enkeladerige kabels met een grote diameter.
Wanneer meerdere meeraderige kabels in bundels worden gelegd, zal de werkelijke stroomdraagcapaciteit van de kabels met een bepaald percentage worden verzwakt, en met deze verzwakkingssituatie moet aan het begin van het projectontwerp rekening worden gehouden.
Methoden voor het leggen van kabels
De constructiekosten van kabeltechniek bij projecten voor de opwekking van fotovoltaïsche energie zijn over het algemeen hoog, en de keuze van de legmethode heeft rechtstreeks invloed op de constructiekosten.
Daarom zijn een redelijke planning en de juiste selectie van kabellegmethoden belangrijke schakels in het kabelontwerpwerk.
De kabellegmethode wordt uitgebreid overwogen op basis van de projectsituatie, omgevingsomstandigheden, kabelspecificaties, modellen, hoeveelheid en andere factoren, en wordt geselecteerd op basis van de vereisten van betrouwbare werking en eenvoudig onderhoud en het principe van technische en economische rationaliteit.
Het leggen van DC-kabels bij projecten voor de opwekking van fotovoltaïsche energie omvat voornamelijk het direct ingraven met zand en baksteen, het leggen door buizen, het leggen in troggen, het leggen in kabelgleuven, het leggen in tunnels, enz.
Het leggen van AC-kabels verschilt niet veel van de legmethoden van algemene energiesystemen.
DC-kabels worden meestal gebruikt tussen fotovoltaïsche modules, tussen strings en DC-combineerboxen, en tussen combinerboxen en omvormers.
Ze hebben kleine dwarsdoorsneden en grote hoeveelheden.Meestal worden de kabels langs de modulebeugels vastgebonden of door buizen gelegd.Bij het leggen moet rekening worden gehouden met het volgende:
Voor het verbinden van kabels tussen modules en het verbinden van kabels tussen strings en combinerboxen moeten de modulebeugels zoveel mogelijk worden gebruikt als kanaalsteun en bevestiging voor het leggen van kabels, waardoor de impact van omgevingsfactoren tot op zekere hoogte kan worden verminderd.
De kracht bij het leggen van kabels moet uniform en passend zijn, en mag niet te strak zijn.Het temperatuurverschil tussen dag en nacht op fotovoltaïsche locaties is over het algemeen groot, en thermische uitzetting en krimp moeten worden vermeden om kabelbreuk te voorkomen.
Bij de kabelgeleiding van fotovoltaïsch materiaal op het oppervlak van het gebouw moet rekening worden gehouden met de algehele esthetiek van het gebouw.
In de legpositie moet worden voorkomen dat kabels op de scherpe randen van muren en beugels worden gelegd om te voorkomen dat de isolatielaag wordt doorgesneden en geslepen om kortsluiting te veroorzaken, of dat schuifkracht de draden doorsnijdt en open circuits veroorzaakt.
Tegelijkertijd moet rekening worden gehouden met problemen zoals directe blikseminslagen op de kabellijnen.
Plan het kabellegpad redelijk, verminder het aantal kruisingen en combineer het leggen zoveel mogelijk om het uitgraven van grond en het kabelgebruik tijdens de projectconstructie te verminderen.
Informatie over de kosten van fotovoltaïsche kabels
De prijs van gekwalificeerde fotovoltaïsche gelijkstroomkabels op de markt varieert momenteel afhankelijk van het dwarsdoorsnedeoppervlak en het aankoopvolume.
Bovendien zijn de kosten van de kabel gerelateerd aan het ontwerp van de elektriciteitscentrale.Een geoptimaliseerde componentlay-out kan het gebruik van DC-kabels besparen.
Over het algemeen variëren de kosten van fotovoltaïsche kabels van ongeveer 0,12 tot 0,25/W.Als deze te hoog is, kan het nodig zijn om te controleren of het ontwerp redelijk is of dat er om speciale redenen speciale kabels worden gebruikt.
Samenvatting
Hoewel fotovoltaïsche kabels slechts een klein onderdeel vormen van het fotovoltaïsche systeem, is het niet zo eenvoudig als gedacht om geschikte kabels te kiezen om een laag aantal ongevallen bij het project te garanderen, de betrouwbaarheid van de stroomvoorziening te verbeteren en de constructie, bediening en onderhoud te vergemakkelijken.Ik hoop dat de inleiding in dit artikel u enige theoretische ondersteuning kan bieden bij toekomstig ontwerp en selectie.
Neem gerust contact met ons op voor meer informatie over zonnekabels.
sales5@lifetimecables.com
Tel/Wechat/Whatsapp: +86 19195666830
Posttijd: 19 juni 2024
