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