Який переріз лінії є правильним для основної лінії постійного струму pvBuero

pvKnowHowBlog

Постійний струм, генерований сонячними модулями, повинен, якщо це можливо, доходити до інвертора без втрат, щоб там перетворитись на змінний струм з якомога меншими втратами. На жаль, він не працює повністю без втрат, оскільки кожен кабель має стійкість до втрат при кімнатній температурі. Наскільки товстим повинен бути принаймні точний перетин лінії постійного струму (DC), щоб утримати втрати в межах, пояснюється в наступній статті.

Загалом, основна лінія постійного струму - зв’язок між сонячними модулями та інвертором - спроектована таким чином, що загальні втрати на цій лінії становлять менше 1% від пікової потужності генератора.

Кожен кабель має омічний опір. Згідно із законом Ома, падіння напруги на цьому резисторі дорівнює U = R * I (де U - напруга; R - опір, а I - сила струму). Опір R на лінії залежить від трьох параметрів:

Довжина лінії - чим довша лінія, тим більший опір
Поперечний переріз лінії - вірніше, площа перерізу лінії. Чим більше ця площа, тим менший опір
Використовуваний матеріал та його питома стійкість - це, як правило, мідь або алюміній.

Провідність двох найважливіших речовин - міді та алюмінію -

Мідь: σ> = 58 * 10 ^ 6 Зм/м (одиниця виміру - Сіменс на м)
Алюміній: σ> = 36,59 * 10 ^ 6 С/м

Обидва значення застосовуються при 300 K, тобто приблизно 27 ° C. При більш високих температурах опір матеріалів збільшується, а провідність зменшується.

Розрахунок опору лінії:

10 ^ 6 S/m можна перетворити в 1 m/(Ω · mm²). Це дає два значення провідності міді та алюмінію у формі, яка є більш практичною для розрахунку:

Мідь: σ> = 58 * 1 м/(Ω · мм²)
Алюміній: σ> = 36,59 * 1 м/(Ω · мм²)

Потім омічний опір лінії обчислюють за формулою:

R = 1/σ * l/A - де l - довжина лінії, а A - площа поперечного перерізу кабелю.

Якщо ви вибрали одиницю для σ, як описано вище, ви можете зручно вставити A безпосередньо в мм² і l безпосередньо в м, не перетворюючи.

Приклад:

Відстань між сонячними модулями та інвертором становить 15 м. Отже, загальна довжина кабелю, через який проходить постійний струм, становить 30 м (пряма та зворотна лінія). Використовується типовий сонячний кабель перетином 4 мм².

Отже, омічний опір: R = 1/(58 м/Ом · мм2) * 30 м/4мм² = 129,3 мОм (Міліом).

Видно, що омічний опір лінії прямо пропорційний довжині лінії, тобто чим довша лінія, тим більші втрати. Для перетину кабелю вірно все навпаки. Чим більше перетин кабелю, тим менший опір, а отже, і втрати. Тому ви завжди можете компенсувати втрати більшої довжини потужності, відповідно збільшивши переріз кабелю.

Наскільки великі втрати на цій лінії? ?

Втрати потужності на омічному резисторі відповідають добутку струму та напруги на резисторі. P = U * I.

Напруга U в свою чергу відповідає U = R * I. З цього випливає для втрати потужності P = R * I ^ 2. Якщо тепер ви підключите рядок модулів до описаного вище кабелю довжиною 30 м, модулі якого мають комірки з довжиною фронту 6 дюймів і результуючим максимальним струмом близько 8 А, результатом буде максимальна втрата потужності:

PV = 8А ^ 2 * 129,3 мОм = 8,28 Вт.

Тут важливо, щоб струм включався до втрат потужності у вигляді квадрата, тобто якщо струм зменшується вдвічі, втрати розподіляються. Якщо ви використовуєте струм MPP з технічного паспорта сонячного модуля під час обчислення втрат потужності, ви завжди знаходитесь у безпеці, оскільки струм і, отже, втрати потужності, коли система працює, як правило, значно нижчі, ніж у MPP. Зверніть увагу, що зміна опромінення по суті призводить до зміни струму на сонячному генераторі, тоді як напруга генератора залишається майже незмінною. (див. статтю про характеристики сонячного генератора)

На практиці Однак, як правило, не виникає питання, наскільки великі втрати потужності на даному кабелі, але вказується розмір сонячного генератора та визначається необхідний мінімальний переріз кабелю.

Важливо, щоб ви завжди визначали втрати для кожної окремої нитки.

Наприклад, якщо у вас є сонячна генераторна колонка з 14 модулями, кожен із 72 частинами. 5-дюймові комірки та потужність 180 Вт/год (наприклад, Suntech 180S) призводять до потужності на струн 2,52 кВт/год. Якщо втрата потужності повинна залишатися нижче 1%, вона не повинна перевищувати 2520 Вт * 1% = 25,2 Вт. При струмі приблизно 5 А це призводить до максимального опору лінії: 25,2 Вт/25 (А ^ 2) = 1,008 Ом. Якщо потрібно використовувати мідні кабелі, мінімальний переріз кабелю для кабелю довжиною 30 м становить: A = 1/(58 м/Ом · мм²) * 30 м/1,008 Ом> = 0,51 мм².

Якщо у вас є рядок з 11 модулів по 60 шт. 6-дюймові комірки та потужність 230 Вт (наприклад, Шотт полі 230) призводять до потужності струни 11 * 230 Вт = 2530 Вт. Якщо дотримується правило 1%, втрати повинні становити максимум 25,3 Вт, а опір повинен бути максимум 25,3 Вт/(7,66А) ^ 2 = 0,431 Ом. Для мідних кабелів результати мінімального перерізу A = 1/(58 м/Ом · мм²) * 30 м/0,431 Ом Ом = 1,2 мм².

В обох випадках ви можете бачити, що перетину кабелю 1х 2,5 мм² досить легко, щоб утримати втрати значно нижче 1%. Як правило, зараз використовується перетин 1 х 4 мм². У якийсь момент тут виникає питання пропорційності, адже врешті-решт, мідь - це також сировина, яка недоступна в необмеженій кількості. Слід пам’ятати, що через високі напруги сонячного генератора, особливо в системах з безтрансформаторними інверторами, можна впоратися зі значно меншими перерізами кабелів, ніж з установкою змінного струму із системною напругою 230Вефф.

Хороший збірник найважливіших питань, пов'язаних з розміром кабелів, також можна знайти за цим посиланням на форумі з питань фотоелектрики.