- ВЫБОР СОЛНЕЧНОГО КАБЕЛЯ: МНЕНИЕ ЭКСПЕРТА
- Рекомендованное сечение проводов для солнечных электростанций
- Выбор сечения кабеля для солнечных панелей
- Что такое монтажные кабели, как их выбрать
- Выбор сечения кабеля по мощности (диаметра жилы)
- Расчет длины монтажного провода для солнечных батарей
- Особенности соблюдения стандартов при монтаже
ВЫБОР СОЛНЕЧНОГО КАБЕЛЯ: МНЕНИЕ ЭКСПЕРТА
Узнайте, как выбрать кабель для солнечной электростанции. Никаких формул и расчетов! Только практические советы от инженера-энергетика.
Те, кто мало-мальски интересуются солнечной энергетикой, знают, что главные составляющие фотоэлектростанции — солнечные панели и инвертор. Именно на них приходится основная стоимость проекта. Остальные деньги идут на доставку, монтаж, комплектующие и расходные материалы. К последней категории относится особый монтажный кабель, в народе называемый “соларовским”. О нем и пойдет речь в статье, точнее, о его особенностях, разновидностях, правилах подбора, известных марках.
Сразу оговорюсь. У меня нет технического образования, и все мои познания в этой сфере ограничиваются курсом физики средней школы. Поэтому при подготовке материала я обратилась за помощью к ведущему инженеру-энергетику компании Ecotech Ukraine Ростиславу Александровичу.
Что такое солнечный кабель, и в чем его преимущества
Солнечный (соларовский) кабель состоит из многопроволочных луженых медных жил, заключенных в двухслойную полиэтиленовую оболочку. Используется для подключения по стороне постоянного (DC) тока, то есть для соединения фотомодулей между собой, а также стринга (“цепочки” из панелей) с инвертором. От инвертора к счетчику (по стороне переменного АС тока) прокладывают обычный кабель — медный или алюминиевый. Последний вариант дешевле, но хуже по электротехническим характеристикам. Медный провод прочнее, выдерживает большую нагрузку, меньше подвержен окислению.
К кабелю для солнечных панелей предъявляются особые требования. Срок его эксплуатации должен быть не менее срока службы всей фотоэлектрической системы, то есть не менее 25-30 лет. В течение этого времени токопроводящие жилы обязаны оставаться целыми при экстремальных температурах окружающей среды (-30. +120 ° С). Оболочка солнечного кабеля отличается стойкостью к воздействию ультрафиолетового излучения, озона, аммиака, масел, химикатов, атмосферных осадков. Она не должна гореть в кратковременном открытом пламени.
Что нужно учитывать при подборе кабеля для солнечных батарей
Первое — сечение кабеля. Это площадь поперечного среза всех токопроводящих жил, измеряемая в квадратных миллиметрах. Защитная оболочка при этом не учитывается. Иногда за сечение кабеля принимают диаметр — самое большое расстояние на срезе. Но это разные величины, и даже существует таблица соотношения диаметров и сечений. Рядовому потребителю она не нужна. Сечение в обязательном порядке указывает производитель кабеля.
Почему важно выбрать кабель нужного сечения? Обратимся к специалисту: “Есть минимальные показатели, придерживаться которых и дешевле, и безопаснее. Если сечение будет меньше требуемого, кабель сгорит. Отлично, когда сечение больше требуемого, но все упирается в бюджет. Например, для станции 30 кВт оптимальным считается кабель сечением 10 мм 2 . Если хочется снизить потери электричества, можно взять больше — 16 мм 2 . Но такой кабель в полтора раза дороже, а потерь на 0,5% меньше. Как-то нерезонно…”
Второе — длина кабеля. При выборе сечения нужно учитывать потери напряжения: они не должны превышать 2%. Приведем экспертное мнение: “Чем длиннее кабель, тем больше сопротивление. Чем больше сопротивление, тем больше потери. Следовательно: если хочешь снизить потери, бери больше сечение… Вернемся к станции мощностью 30 кВт. Если сетевой кабель длиннее 80 м, желательно брать 16 мм 2 , а не 10 мм 2 . Но все опять упирается в затраты…”
При строительстве домашних солнечных электростанций чаще всего используют кабель сечением 4 и 6 мм 2 . Какой из них лучше? Вот, что думает по этому поводу Ростислав: “Это просто разговоры. Правила подбора кабеля прописаны в ПУЭ (примечание: Правила устройства электроустановок). На выбор сечения влияет куча факторов: температуры, способ прокладки… Но как правило, если длина кабеля от цепочки модулей до инвертора не превышает 30 м, мы используем кабель сечением 4 мм 2 , в остальных случаях — 6 мм 2 …”
Это далеко не вся информация. В следующей статье вас ждет обзор лучших производителей солнечных кабелей, представленных на украинском рынке. Если у вас есть вопросы, пишите в Facebook. Мы с удовольствием ответим.
Источник
Рекомендованное сечение проводов для солнечных электростанций
Рекомендованное сечение в линии постоянного тока при подключении фотомодулей к контроллеру заряда или инвертора
Тип станции
Напряжение в ТМП, В
Сечение жилы линии, мм 2
до 10 м
10 — 25 м
25 — 50 м
Рекомендованное сечение в линии постоянного тока при подключкении аккумуляторов к инвертору
Ток разряда , А
Сечение кабеля, мм 2
12В
24В
48В
Iразр = Pmax инвертора / UАКБ
Iразр — максимальный разрядный ток, что может возникнуть при нормальном режиме работы системы, А
Pmax инвертора — максимальная мощность инвертора (или максимальная мощность нагрузки системы), Вт
U АКБ — суммарное напряжение АКБ, В
Пример:
Дано:
Pmax инвертора = 10000 ВА
Напряжение на АКБ = 48 В
Решение:
Максимальный ток разряда:
I разряда = 10000/48=208 (А)
Подбираем сечение из таблицы при напряжении системы 48 В и при токе разряда 208 А сечение провода будет 35 мм 2
Рекомендованое сечение в линии постоянного тока при подключении инвертора к сети
Мощность кВт (кол-во фаз)
Источник
Выбор сечения кабеля для солнечных панелей
Итак, Вы уже остановили свой выбор на солнечных панелях, определились с набором дополнительного оборудования, преобразователем, креплениями для солнечных батарей, АКБ для Вашей системы. Осталось подобрать соединительный комплект, а именно приобрести электропровода для подключения всех элементов вместе. И вот тут многие покупатели попадают в крайне неловкую ситуацию, просто не зная как это сделать. С чего начать, с кем посоветоваться, у кого спросить? В статье мы постараемся простым языком описать, как правильно выбрать электрокабель, чтоб вся конструкция функционировала долго, без сбоев и поломок.
Что такое монтажные кабели, как их выбрать
При поиске кабеля надо учитывать несколько параметров, а именно:
- огнестойкость, оболочка не должна гореть, в кратковременном открытом пламени,
- термостойкость, токопроводящие жилы не повреждаются при длительной эксплуатации в диапазоне температур от -30 °С до +120 градусов °С,
- устойчивость к воздействию факторов внешней среды (мороз, дождь, снег, ветер, солнце), при этом срок службы должен быть не менее срока эксплуатации всей установки,
- необходимые электрические свойства.
Если первые пункты огнестойкость, термостойкость и устойчивость к воздействию внешних факторов примерно равны для разных видов предлагаемой продукции, используемых в системах энергообеспечения на основе солнечных блоков, то электротехнические свойства абсолютно разные, и к подбору электрокабеля с оптимальными свойствами для именно Вашей солнечной установки отнеситесь очень тщательно.
Выбор сечения кабеля по мощности (диаметра жилы)
Основным, даже главным критерием при подборе провода с оптимальными электрическими свойствами является сечение кабеля. Именно от этого напрямую зависит долговечность и бесперебойность работы всей структуры. Что же это такое. По сути это диаметр внутренней (без защитной оболочки) токопроводящей жилы. Измеряется он в квадратных миллиметрах. Поэтому если Вы услышите формулировку, например, кабель 1 на 6, знайте что имеется ввиду электропровод, с одной токопроводящей жилой диаметром 6 мм².
Почему же так важно выбрать электрокабель необходимого сечения? Да потому, что при неправильном подборе он или просто сгорит, если сечение меньше требуемого, или между двумя устройствами будет большая потеря электричества, связанная с большим сопротивлением (в случае использование материала намного большего диаметра, чем требуется).
Итак, попробуем разобраться, какой размер нам может быть полезен. И как правильно произвести его просчет.
Что бы провести верный расчет сечения провода, нам надо знать несколько значений:
- максимальную мощность, потребляемую инвертором, который Вы используете, или самое высокое значение силы тока, проходящего по данному участку и используемого преобразователем,
- длину электропроводов от преобразователя до аккумуляторных батарей,
Первая величина обычно указана производителем в технической документации к инвертору, а расстояние между АКБ и инвертором Вы можете высчитать опытным путем, ну или проще говоря померить. Зная эти параметры, Вы можете воспользоваться данными из таблицы, выложенной мною дальше по тексту и высчитать нужное сечение, требуемое для Вашего проекта:
Оптимальное сечение кабеля для длины 2 м:
| Таблица Сечение кабеля от АКБ до инвертора (длина 2 м) | |||
| Мощность инвертора, Вт | Напряжение АКБ, В | ||
| 12 | 24 | 48 | |
| 150 | 10 мм 2 | 6 мм 2 | — |
| 250 | 16 мм 2 | 6 мм 2 | — |
| 500 | 35 мм 2 | 10 мм 2 | — |
| 1000 | 50 мм 2 | 25 мм 2 | — |
| 1500 | 50 мм 2 | 35 мм 2 | — |
| 2000 | 70 мм 2 | 50 мм 2 | — |
| 2500 | 95 мм 2 | 70 мм 2 | 50 мм 2 |
| 3000 | — | 95 мм 2 | 50 мм 2 |
| 3500 | — | 95 мм 2 | 70 мм 2 |
| 4500 | — | — | 70 мм 2 |
Часто, при использовании электрооборудования произведённого в Штатах и для западных потребителей, Вы можете встретить размеры сечения в других единицах исчисления, называемой AWG. Далее выкладываю информацию, с помощью которой Вы сможете перевести размер в понятные нам квадратные миллиметры.
Таблица преобразования метрических единиц
| Преобразование American Wire Gauge в мм 2 | ||
| AWG | Максимальный ток на 1 проводник, А | Сечение, мм 2 |
| 20 | 7 | 0.52 |
| 18 | 10 | 0.82 |
| 16 | 15 | 1.31 |
| 14 | 20 | 2 |
| 12 | 25 | 3.31 |
| 10 | 40 | 6.68 |
| 8 | 65 | 8.37 |
| 6 | 95 | 13.3 |
| 4 | 125 | 21.15 |
| 2 | 170 | 33.62 |
| 1 | 195 | 42.41 |
| 1/0 | 230 | 53.5 |
| 2/0 | 265 | 67.43 |
| 3/0 | 310 | 85 |
| 4/0 | 360 | 107.2 |
| 250 | 405 | 126.7 |
| 300 | 445 | 152 |
| 500 | 620 | 253.4 |
| 750 | 785 | 300.66 |
| 1000 | 935 | 506.7 |
Расчет длины монтажного провода для солнечных батарей
Еще одним параметром при выборе нужного сечения является значение понижения напряжения в кабеле. И при выборе, нужно стремиться к тому, чтоб потеря напряжения не превышало 2%. Так для комплексов работающих от 12V это значение не должно быть выше 0,25V.
Ниже привожу следующую таблицу, по которой Вы подберете максимальную длину кабеля с необходимым сечением, чтоб потеря не превышала тех самых 2%. Обратите внимание что для оборудования работающего от 24V и 48V, длинна, возможно, увеличится в 2 или 4 раза соответственно. В энергосистеме с номиналом 220V бывает намного больше вплоть до 20 раз.
Таблица расчета длинны кабеля для солнечных батарей
| Сечение кабеля (мм 2 ) | ||||||||||||
| Ток, А | 1 | 1.5 | 2.5 | 4 | 6 | 10 | 16 | 25 | 35 | 50 | 75 | 100 |
| 1 | 7 | 10.91 | 17.65 | 28.57 | 42.86 | 70.6 | 109.1 | 176.5 | 244.9 | — | — | — |
| 2 | 3.53 | 5.45 | 8.82 | 14.29 | 21.4 | 35.3 | 54.5 | 88.2 | 122.4 | 171.4 | — | — |
| 4 | 1.76 | 2.73 | 4.41 | 7.14 | 10.7 | 17.6 | 27.3 | 44.1 | 61.2 | 85.7 | 130.4 | — |
| 6 | 1.18 | 1.82 | 2.94 | 4.76 | 7.1 | 11.7 | 18.2 | 29.4 | 40.8 | 57.1 | 87 | 117.6 |
| 8 | 0.88 | 1.36 | 2.2 | 3.57 | 5.4 | 8.8 | 13.6 | 22 | 30.6 | 42.9 | 65.25 | 88.2 |
| 10 | 0.71 | 1 | 1.76 | 2.86 | 4.3 | 7.1 | 10.9 | 17.7 | 24.5 | 34.3 | 52.2 | 70.6 |
| 15 | — | 0.73 | 1.18 | 1.9 | 2.9 | 4.7 | 7.3 | 11.8 | 16.3 | 22.9 | 34.8 | 47.1 |
| 20 | — | — | 0.88 | 1.43 | 2.1 | 3.5 | 5.5 | 8.8 | 12.2 | 17.1 | 26.1 | 35.3 |
| 25 | — | — | — | 1.14 | 1.7 | 2.8 | 4.4 | 7.1 | 9.8 | 13.7 | 20.9 | 28.2 |
| 30 | — | — | — | — | 1.4 | 2.4 | 3.6 | 5.9 | 8.2 | 11.4 | 17.4 | 23.5 |
| 40 | — | — | — | — | — | 1.8 | 2.7 | 4.4 | 6.1 | 8.5 | 13 | 17.6 |
| 50 | — | — | — | — | — | — | 2.2 | 3.5 | 4.9 | 6.9 | 10.4 | 14.1 |
| 100 | — | — | — | — | — | — | — | 1.7 | 2.4 | 3.4 | 5.2 | 7.1 |
| 150 | — | — | — | — | — | — | — | — | — | 2.3 | 3.5 | 4.7 |
| 200 | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | 2.6 | 3.5 |
Расчет сечения провода по току 12в на примере
А теперь на примере посмотрим как наверняка вычислить сечение провода. Для этого можете воспользоваться формулой:
R=E/I*L,
R – это удельное сопротивление материала измеряемое в Ом/м,
Е — верхний показатель допускаемого падение напряжения в проводе в V,
I – сила тока, проходящего через кабель измеряемая в А,
L – вся длинна, которую Вы планируете использовать, в м (обратите внимание, величину надо умножать на 2, для плюсового и минусового кабеля)
Нагрузка 60 Вт (ток при этом равняется 60/12 = 5А), расположен на удалении 10 метров от блока АКБ, номиналом напряжения 12V. Помним, что максимум допускается потеря напряжение до 2% (0,25V):
R = 0,25V / <(5А)х(10м*2)>= 0,0025 Ом/м
То-есть удельное сопротивление составляет не менее 0,0025 Ом/м
Подставляем значение в таблицу приведенную ниже и вычисляем самую малую величину 6 квадратных миллиметров.
Таблица расчета удельного сопротивления.
| Сечение провода | Максимальный допустимый ток, А | Сопротивление | |||
| Количество проводов в кабеле | Количество проводов в кабеле | Ом/м | |||
| мм 2 | 2-жильный | 3-жильный | 2-жильный | 3-жильный | на жилу |
| 1.0 | 11 | 9 | 12 | 10 | 0.018 |
| 1.5 | 13 | 12 | 15 | 13 | 0.012 |
| 2.5 | 18 | 16 | 21 | 18 | 0.0074 |
| 4.0 | 24 | 22 | 27 | 24 | 0.0046 |
| 6.0 | 30 | 27 | 35 | 30 | 0.0031 |
| 10.0 | 40 | 37 | 48 | 41 | 0.0018 |
| 16.0 | 53 | 47 | 64 | 54 | 0.0012 |
| 25.0 | 60 | 53 | 71 | 62 | 0.00073 |
| 35.0 | 74 | 65 | 87 | 72 | 0.00049 |
Особенности соблюдения стандартов при монтаже
Стоит упомянуть, что в энергосистемах с напряжением от 48V и выше, снижение показателя напряжения практически не чувствуется. Например для оборудования использующего напряжение 48V, 2% составляют всего 1V и для передачи той же мощности может использоваться провод с меньшим диаметром.
Обязательно не забудьте, для надежной и долговечной работы всего комплекса, все соединения должны быть надежными, при их монтаже обязательно использование только профессиональных расходных материалов (наконечники, гильзы) и профессионального инструмента.
Источник