Сечение кабеля для солнечных панелей 100 ватт
Добрый день!
Не ругайте сильно за такие глупые вопросы. Я студент и интересуюсь солнечной энергетикой. Хочу разобраться в вопросе подключения солнечной системы. Подскажите пожалуйста, есть ли какая-либо универсальная формула для расчета сечения кабеля для солнечных панелей? Вот например, 2 поликристаллических панели (Рязанского завода) с следующими характеристиками:
— Напряжение х.х. — 35,6 В
— Ток к.з. — 7,46 А;
— Пиковая мощность 213 Вт
— Панели между собой подключены последовательно.
Вопросы:
1)Как определить каким сечением требуется кабель для соединения панелей друг с другом (формула, таблица)?
2)Каким должно быть сечение кабеля от панелей к инвертору?
3)Чем грозит ситуация, когда сечение кабеля окажется большим чем требуется? Заказчик заплатит только большую сумму за кабель с большим сечением? или же большее сечение скажется на работе солнечной станции в целом?
На странице солнечного кабеля 4 кв.мм. на нашем сайте сказано следующее:
Кабель сечением 4 кв.мм. рекомендуется применять при удалении солнечных модулей от контроллера заряда не более 10 метров. При параллельном соединении нескольких модулей также нужно учитывать максимальный ток от солнечных батарей (для кабеля 4 кв.мм. суммарный длительный постоянный ток не должен превышать 20 Ампер или 5 Ампер на 1 кв.мм. для предотвращения нагрева кабеля).
Т.е. для указанных панелей достаточно использовать кабель сечением 4 кв.мм.
Панели обычно подключают к контроллеру заряда. Однако, если Вы имеете ввиду сетевой инвертор, то рекомендации точно такие же, как указано выше.
Ни чем не грозит. Чем больше сечение, тем меньше потери на кабеле, т.е. тем лучше.
Для самостоятельного расчета сечения кабеля используйте калькулятор.
Естественно существует — это ПУЭ и данные заводов изготовителей кабелей и проводов.
Первое и самое главное, любой кабель сначала выбирается по длительно допустимому току. Эти значения имеются в ПУЭ и в таблицах изготовителя кабеля (они немного выше чем в ПУЭ) — что использовать решать Вам.
Возьмем ваш случай. Панели подключены последовательно, значит напряжение панелей суммируется, ток общий. Значит на выходе имеем в рабочем режиме Iр=7,2А Uр=55В Р=396Вт (приблизительно). Согласно ПУЭ вы можете использовать абсолютно любой медный провод или кабель. Например медный провод (или кабель) сечением 1,5кв.мм «потянет» 18А. Предлагаемый медный провод (кабель) сечением 4кв.мм «потянет» 38А, а не 20 как написал выше vsv.
Второе. После этого кабель проверяется на потери напряжения, и если они большие, то сечение кабеля увеличивается, до приемлемых потерь. Потери напряжения в кабеле зависят от длины кабеля, сечения и протекающего тока. Поэтому уменьшать потери можно сокращая длину кабеля, и увеличивая его сечение. Активное сопротивление кабеля сможете посчитать сами (школьный курс), или есть сайты калькуляторы. В вашем случае, если длина медного кабеля (2х1,5) от солнечной батареи (у вас 2 панели) до потребителя (инвертора) 20м — потери в кабеле будут 3,5В или 6,4проц., что многовато, и увеличение сечения до 2,5кв.мм целесообразно (потери 2,1В или 3,8 проц.).
Кстати, кабель 2,5кв.мм «держит» ток 27А.
А вот если вы ошиблись, и панели соединены параллельно (что кстати более логично), то ток увеличиться в двое (по току кабель еще проходит) а вот потери стремительно взрастут. Для кабеля (2х1,5) потери составят 7В или 25,5 проц. . И увеличивать сечение кабеля придется до 10кв.мм — потери составят 1,1В или 3,8 проц.
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
Какие провода нужны для солнечных электростанций?
По кабелям, соединяющим инвертор и аккумуляторные батареи, протекает очень большой ток. Поэтому необходимо правильно выбрать сечение кабеля исходя из максимальных токов, которые может потреблять инвертор. Очень важно, чтобы соединения были надежными и имели малое сопротивление.
Для того, чтобы минимизировать падение напряжения в проводах между аккумуляторной батареей и, тем самым, увеличить эффективность использования инвертора, кабель должен быть достаточно толстым и максимально коротким.
Рекомендуемое сечение кабеля для длины 2 м:
| Сечение кабеля от АБ до инвертора (длина 2 м) | |||
| Мощность инвертора, Вт | Напряжение АБ, 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 |
Во многих инструкция к оборудованию, произведенному в Америке или для американского рынка, упоминаются размеры проводов в калибре AWG (American Wire Gauge). Ниже приведена таблица для перевода AWG в метрическую систему измерений.
| 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 |
Для того, чтобы рассчитать необходимое сечение провода для конкретной установки, нужно знать мощность инвертора или зарядного устройства, или максимальный протекающий ток через эти провода. Также нужно знать расстояние от АБ до инвертора и напряжение постоянного тока в системе.
Обычно, большинство систем с напряжением 12В работает при напряжении в диапазоне от 11 до 12 В. Но, если это возможно, нужно выбирать кабель таким образом, чтобы падение напряжения в проводах было не более 2%, т.е. не более 0,25В. (См. Таблицу 2.)
Можно воспользоваться следующей формулой для выбора сечения провода:
R = E / I x L
R = удельное сопротивление провода в Ом/м
E = максимально допустимое падение напряжение в проводе, В
I = пропускаемый ток, А
L = общая длина кабеля в системе в метрах (умножить на 2 для положительного и отрицательного провода).
Нагрузка мощностью 60 Вт (ток будет равен 60/12 = 5A) находится на расстоянии 10 м от АБ напряжением 12В. Максимально допустимое падение напряжения составляет 2% (0.25 В):
R = 0.25 В / [(5 A)x(20м)] = 0.0025 Ом/м.
Удельное сопротивление провода должно быть меньше 0.0025 Ом/м. Из Таблицы 1 получаем минимальное сечение провода 6 мм 2 . Чем толще провод, тем меньше будет потерь при передаче энергии от АБ к нагрузке.
В более высоковольтных системах падение напряжения не так сильно сказывается на работе — так, для системы с напряжением 48 В те же допустимые 2% составляют уже 1 В, и для передачи одинаковой мощности требуется провод меньшим сечением.
| Сечение провода | Максимальный допустимый ток, А | Сопротивление | |||
| Количество проводов в кабеле | Cable Clipped Direct To Open Surface | 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 |
Максимальная длина кабеля (в метрах) от источника энергии до потребителя при падении напряжения меньше 2% для 12В систем.
| 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 |
Для систем с 24 или 48В длина кабеля может быть в 2 или 4 раза больше. Для напряжения 220В длина может быть в 20 раз больше.
Еще полезные параметры:
- Плотность меди — 8,93*103кг/м 3 ;
- Удельный вес меди — 8,93 г/cм 3 ;
- Удельная теплоемкость меди при 20 o C — 0,094 кал/град;
- Температура плавления меди — 1083 o C ;
- Удельная теплота плавления меди — 42 кал/г;
- Температура кипения меди — 2600 o C ;
- Коэффициент линейного расширения меди
- (при температуре около 20 o C) — 16,7 *106(1/град);
- Коэффициент теплопроводности меди — 335ккал/м*час*град;
- Удельное сопротивление меди при 20 o C — 0,0167 Ом*мм 2 /м;
Источник