Care secțiune transversală este cea potrivită pentru linia principală DC pvBuero

pvKnowHowBlog

Curentul continuu generat de modulele solare ar trebui, dacă este posibil, să ajungă la invertor fără pierderi pentru a fi transformat în curent alternativ acolo cu pierderi cât mai mici posibil. Din păcate, nu funcționează complet fără pierderi, deoarece fiecare cablu are o rezistență la pierderi la temperatura camerei. Cât de groasă ar trebui să fie secțiunea transversală a liniei de curent continuu (DC) cel puțin pentru a menține pierderile în limite este explicată în articolul următor.

În general, linia principală de curent continuu - conexiunea dintre modulele solare și invertor - este proiectată în așa fel încât pierderile totale pe această linie să rămână mai puțin de 1% din puterea de vârf a generatorului.

Fiecare cablu are o rezistență ohmică. Conform legii lui Ohm, căderea de tensiune pe acest rezistor este U = R * I (unde U este tensiunea; R este rezistența și I este curentul). Rezistența R pe o linie depinde de trei parametri:

Lungimea liniei - cu cât linia este mai lungă, cu atât rezistența este mai mare
Secțiunea transversală a liniei - sau mai bine zis zona secțiunii transversale a liniei. Cu cât această zonă este mai mare, cu atât rezistența este mai mică
Materialul utilizat și rezistența sa specifică - acesta este de obicei cupru sau aluminiu.

Conductivitatea celor mai importante două substanțe, cuprul și aluminiul, este

Cupru: σ> = 58 * 10 ^ 6 S/m (unitatea este Siemens per m)
Aluminiu: σ> = 36,59 * 10 ^ 6 S/m

Ambele valori se aplică la 300 K, adică aproximativ 27 ° C. La temperaturi mai ridicate, rezistența materialelor crește și conductivitatea scade.

Calculul rezistenței liniei:

10 ^ 6 S/m poate fi convertit în 1 m/(Ω · mm²). Aceasta oferă cele două valori de conductanță pentru cupru și aluminiu într-o formă mai practică pentru calcul:

Cupru: σ> = 58 * 1 m/(Ω · mm²)
Aluminiu: σ> = 36,59 * 1 m/(Ω · mm²)

Rezistența ohmică a liniei este apoi calculată folosind formula:

R = 1/σ * l/A - unde l este lungimea liniei și A este aria secțiunii transversale a cablului.

Dacă alegeți unitatea pentru σ așa cum este descris mai sus, puteți utiliza în mod convenabil A direct în mm² și l direct în m fără a fi nevoie să convertiți.

Exemplu:

Distanța dintre modulele solare și invertor este de 15 m. Lungimea totală a cablului prin care curge curentul continuu este, prin urmare, de 30m (linie înainte și înapoi). Se utilizează un cablu solar tipic cu o secțiune transversală de 4 mm².

Rezistența ohmică este deci: R = 1/(58 m/Ω · mm²) * 30 m/4mm² = 129,3mΩ (Milliohm).

Se poate observa că rezistența ohmică a liniei este direct proporțională cu lungimea liniei, adică cu cât linia este mai lungă, cu atât pierderile sunt mai mari. Opusul este valabil pentru secțiunea transversală a cablului. Cu cât secțiunea transversală a cablului este mai mare, cu atât rezistența este mai mică și deci pierderile. Prin urmare, puteți compensa întotdeauna pierderile de lungimi mai mari ale puterii prin creșterea secțiunii transversale a cablului în consecință.

Cât de mari sunt pierderile pe această linie? ?

Pierderea de putere la un rezistor ohmic corespunde produsului de curent și tensiune la rezistor. P = U * I.

Tensiunea U la rândul ei corespunde cu U = R * I. De aici rezultă pierderea de putere P = R * I ^ 2. Dacă conectați acum un șir de module la cablul descris mai sus cu o lungime de 30m, ale căror module au celule cu o lungime a marginii de 6 "și un curent maxim rezultat de aproximativ 8A, pierderea maximă de putere pe cablu este:

PV = 8A ^ 2 * 129,3mΩ = 8,28 W.

Este important aici ca curentul să fie inclus în pierderea de putere ca un pătrat, adică înjumătățirea rezultatelor curente într-un sfert din pierderi. Dacă utilizați curentul MPP din fișa tehnică a modulului solar la calcularea pierderii de putere, vă aflați deci întotdeauna în siguranță, deoarece curentul și astfel pierderea de putere atunci când sistemul este în funcțiune este de obicei semnificativ mai mică decât în MPP. Vă rugăm să rețineți aici că schimbarea iradierii duce în esență la schimbarea curentului pe generatorul solar, în timp ce tensiunea generatorului rămâne aproape aceeași. (vezi articolul despre caracteristica generatorului solar)

In practica Cu toate acestea, de regulă, nu se pune întrebarea cât de mare este pierderea de putere pe un anumit cablu, dar este specificată o dimensiune a generatorului solar și trebuie stabilită secțiunea minimă necesară a cablului.

Este important să determinați întotdeauna pierderile pentru fiecare fir individual.

De exemplu, dacă aveți un șir de generator solar cu 14 module, fiecare cu 72 de bucăți. Celulele de 5 ”și o putere de 180Wp (de exemplu Suntech 180S) au ca rezultat o putere pe șir de 2,52 kWp. Dacă pierderea de energie trebuie să rămână sub 1%, nu trebuie să fie mai mare de 2520W * 1% = 25,2W. Cu un curent de aprox.5A, rezultă o rezistență maximă de linie de: 25,2Wp/25 (A ^ 2) = 1,008 Ω. Dacă doriți să lucrați cu cabluri de cupru, secțiunea minimă a cablului pentru o lungime a cablului de 30 m este: A = 1/(58 m/Ω · mm²) * 30 m/1.008 Ω> = 0,51mm².

Dacă aveți un șir cu 11 module cu 60 de bucăți. Celulele de 6 ”și o putere de 230Wp (de ex. Schott poly 230) duc la o putere de șir de 11 * 230Wp = 2530Wp. Dacă se respectă regula 1%, pierderile ar trebui să fie de maximum 25,3W și rezistența să fie de maxim 25,3W/(7,66A) ^ 2 = 0,441Ω. Pentru cablurile de cupru rezultă secțiunea minimă A = 1/(58 m/Ω · mm²) * 30 m/0.431Ω Ω = 1.2mm².

În ambele cazuri puteți vedea că o secțiune a cablului de 1x 2,5 mm² este suficient de ușoară pentru a menține pierderile mult sub 1%. De regulă, se folosește acum o secțiune transversală de 1 x 4mm². La un moment dat, problema proporționalității apare aici, pentru că la urma urmei, cuprul este, de asemenea, o materie primă care nu este disponibilă în cantități nelimitate. Trebuie avut în vedere faptul că, datorită tensiunilor ridicate ale generatorului solar, în special în sistemele cu invertoare fără transformator, se poate face față cu secțiuni transversale de cablu semnificativ mai mici decât cu o instalație de curent alternativ cu o tensiune a sistemului de 230Veff.

O frumoasă compilație a celor mai importante întrebări legate de dimensionarea cablurilor poate fi găsită și sub acest link în forumul fotovoltaic.