Ktorý priečny rez je ten pravý pre hlavné jednosmerné vedenie pvBuero

pvKnowHowBlog

priečny

Jednosmerný prúd generovaný solárnymi modulmi by sa mal, pokiaľ je to možné, dostať do invertora bez strát, aby sa tam mohol premeniť na striedavý prúd s čo najmenšími stratami. Bez strát to bohužiaľ nefunguje úplne, pretože každý kábel má stratovú odolnosť pri izbovej teplote. Aký hrubý by mal byť prierez vedenia jednosmerného prúdu (DC), aby sa straty udržali v medziach, je vysvetlený v nasledujúcom článku.

Všeobecne je hlavné vedenie jednosmerného prúdu - spojenie medzi solárnymi modulmi a invertorom - navrhnuté tak, aby celkové straty na tomto vedení boli menšie ako 1% špičkového výkonu generátora.

Každý kábel má ohmický odpor. Podľa Ohmovho zákona je pokles napätia na tomto odpore U = R * I (kde U je napätie; R je odpor a I je prúd). Odpor R na linke závisí od troch parametrov:

  1. Dĺžka vlasca - čím dlhší vlasec, tým väčší odpor
  2. Prierez kábla - alebo skôr plocha prierezu kábla. Čím je táto plocha väčšia, tým menší je odpor
  3. Použitý materiál a jeho špecifická odolnosť - to je zvyčajne meď alebo hliník.

Vodivosť dvoch najdôležitejších látok, medi a hliníka, je

  • Meď: σ> = 58 * 10 ^ 6 S/m (jednotka je Siemens na m)
  • Hliník: σ> = 36,59 * 10 ^ 6 S/m

Obidve hodnoty platia pri 300 K, t. J. Približne 27 ° C. Pri vyšších teplotách sa zvyšuje odolnosť materiálov a klesá vodivosť.

Výpočet odporu vedenia:

10 ^ 6 S/m možno previesť na 1 m/(Ω · mm²). Toto dáva dve hodnoty vodivosti pre meď a hliník v podobe, ktorá je pre výpočet praktickejšia:

  • Meď: σ> = 58 * 1 m/(Ω · mm²)
  • Hliník: σ> = 36,59 * 1 m/(Ω · mm²)

Ohmický odpor priamky sa potom vypočíta podľa vzorca:

R = 1/σ * l/A - kde l je dĺžka vedenia a A je prierezová plocha kábla.

Ak zvolíte jednotku pre σ, ako je popísané vyššie, môžete pohodlne vložiť A priamo v mm² a l priamo do m bez nutnosti prevádzania.

Príklad:

Vzdialenosť medzi solárnymi modulmi a invertorom je 15 m. Celková dĺžka kábla, cez ktorý preteká jednosmerný prúd, je preto 30 m (vedenie vpred a vzad). Používa sa typický solárny kábel s prierezom 4 mm².

Ohmický odpor je preto: R = 1/(58 m/Ω ​​· mm²) * 30 m/4 mm² = 129,3 mΩ (miliohm).

Je zrejmé, že ohmický odpor vedenia je priamo úmerný dĺžke vedenia, t. J. Čím je vedenie dlhšie, tým väčšie sú straty. Pre prierez kábla je to naopak. Čím väčší je prierez kábla, tým menší je odpor a tým aj straty. Straty väčších energetických dĺžok môžete vždy kompenzovať príslušným zväčšením prierezu kábla.

Aké veľké sú straty na tejto linke? ?

Strata výkonu na ohmickom rezistore zodpovedá súčinu prúdu a napätia na rezistore. P = U * I.

Napätie U zase zodpovedá U = R * I. Z toho vyplýva pre stratu výkonu P = R * I ^ 2. Ak teraz pripojíte reťazec modulov k vyššie popísanému káblu s dĺžkou 30 metrov, ktorého moduly majú články s dĺžkou hrany 6 ”a výsledným maximálnym prúdom okolo 8A, výsledkom bude maximálna strata výkonu:

PV = 8A ^ 2 * 129,3mΩ = 8,28 W.

Tu je dôležité, aby bol prúd zahrnutý do straty energie ako štvorec, to znamená, že ak je prúd znížený na polovicu, straty sa rozdelia na štvrtiny. Ak pri výpočte straty výkonu použijete prúd MPP z údajového listu solárneho modulu, ste vždy na bezpečnej strane, pretože prúd a teda strata výkonu pri prevádzke systému je zvyčajne výrazne nižšia ako v prípade MPP. Upozorňujeme, že zmena ožiarenia vedie v podstate k zmene prúdu v solárnom generátore, pričom napätie generátora zostáva takmer rovnaké. (pozri článok o charakteristike solárneho generátora)

V praxi Spravidla však nevzniká otázka, aká veľká je strata energie na danom kábli, ale je určená veľkosť solárneho generátora a je potrebné určiť minimálny požadovaný prierez kábla.

Je dôležité, aby ste vždy určili straty pre každú jednotlivú vetvu.

Napríklad, ak máte reťazec solárneho generátora so 14 modulmi, každý so 72 kusmi. 5 ”články a výkon 180 Wp (napr. Suntech 180S) majú za následok výkon na reťazec 2,52 kWp. Ak má strata výkonu zostať pod 1%, nesmie byť vyššia ako 2520 W * 1% = 25,2W. Pri prúde približne 5 A to vedie k maximálnemu odporu vedenia: 25,2 Wp/25 (A ^ 2) = 1,008 Ω. Ak chcete pracovať s medenými káblami, minimálny prierez kábla pre dĺžku kábla 30 m je: A = 1/(58 m/Ω ​​· mm²) * 30 m/1,008 Ω> = 0,51 mm2.

Ak máte strunu s 11 modulmi po 60 ks. 6 ”články a výkon 230 Wp (napr. Schott poly 230) vedie k výkonu reťazca 11 * 230Wp = 2530Wp. Ak sa dodrží pravidlo 1%, straty by potom mali byť maximálne 25,3 W a odpor by mal byť maximálne 25,3 W/(7,66 A) ^ 2 = 0,431Ω. Pre medené káble je výsledkom minimálny prierez A = 1/(58 m/Ω ​​· mm²) * 30 m/0,431Ω Ω = 1,2 mm2.

V obidvoch prípadoch vidíte, že prierez kábla 1x 2,5 mm² je dosť ľahký na to, aby sa straty udržali hlboko pod 1%. Spravidla sa teraz používa prierez 1 x 4 mm2. V určitom okamihu tu vyvstáva otázka proporcionality, pretože koniec koncov je meď tiež surovinou, ktorá nie je k dispozícii v neobmedzenom množstve. Malo by sa pamätať na to, že kvôli vysokým napätiam solárneho generátora, najmä v systémoch s beztransformátorovými invertormi, sa dá vyrovnať s podstatne menšími prierezmi káblov ako pri inštalácii na striedavý prúd so sieťovým napätím 230Veff.

Peknú kompiláciu najdôležitejších otázok v súvislosti s dimenzovaním káblov nájdete aj pod týmto odkazom na fotovoltaickom fóre.