Jak obliczyć spadek napięcia przewodów solarnych 1500 V?
Użyj wzoru ΔU = 2 × I × ρ × L / S i sprawdź, czy ΔU/Uoper ≤ 2%.
Wzór dotyczy obwodu dwusprzęgowego prądu stałego, czyli przewodu „tam i z powrotem”. I to prąd roboczy stringu lub magistrali. L to długość jednego odcinka w jedną stronę. S to przekrój żyły w milimetrach kwadratowych. ρ to oporność właściwa miedzi, w 20°C przyjmij 0,0175 Ω·mm²/m, a przy wyższej temperaturze zwiększ zgodnie z danymi producenta. Procentowy spadek oblicz jako ΔU% = 100 × ΔU / Uoper, gdzie Uoper to napięcie pracy łańcucha, nie klasa izolacji 1500 V.
Przykład obliczenia: string 12 A, L = 50 m, S = 6 mm², ρ20 = 0,0175. ΔU = 2 × 12 × 0,0175 × 50 / 6 ≈ 3,5 V. Dla Uoper = 1000 V to około 0,35%. Spadek jest poniżej 2%, więc przekrój spełnia cel.
Jak dobrać przekrój przewodu, by spadek był poniżej 2%?
Dobierz S tak, aby ΔU% ≤ 2%, a potem potwierdź obciążalność prądową i warunki układania.
Najpierw policz prąd maksymalny dla obwodu. Dla pojedynczego stringu przyjmij prąd roboczy z karty modułu. Dla magistrali zsumuj prądy stringów. Oszacuj długość trasy w jedną stronę. Podstaw do wzoru i wyznacz minimalny przekrój. Zaokrąglij do najbliższego standardu, na przykład 4, 6, 10, 16 mm². Sprawdź w karcie kabla, czy dany przekrój przeniesie zakładany prąd w miejscu ułożenia. Gdy temperatura otoczenia jest wysoka lub kable są w wiązkach, wybierz większy przekrój. Dla bardzo długich tras rozważ podział na krótsze odcinki lub inne ułożenie trasy.
Jak wpływa długość kabla i natężenie prądu na straty?
Spadek rośnie liniowo wraz z długością trasy i prądem w przewodzie.
Każde podwojenie długości albo prądu podwaja spadek napięcia. Dlatego najskuteczniejsze działania to skrócenie trasy i ograniczenie prądu w danym odcinku. W instalacjach o większej mocy większe znaczenie ma właściwe rozdzielenie prądów między odcinki oraz odpowiedni przekrój. W praktyce krótsza droga do falownika i większy przekrój to mniejsze straty energii i niższe nagrzewanie kabli.
Jak uwzględnić temperaturę i warunki atmosferyczne przy doborze kabla?
Przy wysokiej temperaturze spadek rośnie, a obciążalność przewodu maleje, dlatego stosuje się współczynniki korekcyjne i często większy przekrój.
Mocne nasłonecznienie i wysoka temperatura obniżają zdolność chłodzenia przewodu. Kable narażone na promieniowanie UV, wilgoć, ozon, amoniak lub zasolenie muszą mieć odpowiednie powłoki i dopuszczenia. W otwartej przestrzeni i na dachach korzystaj z przewodów solarnych o podwyższonej odporności pogodowej. W miejscach z ryzykiem uszkodzeń mechanicznych wybieraj wersje w uzbrojeniu lub prowadź trasy w osłonach. W strefach z ryzykiem działania gryzoni sprawdzają się przewody z dodatkiem antygryzoniowym.
Jakie izolacje i oznaczenia kabli są niezbędne dla 1500 V?
Do obwodów PV wymagane są przewody solarne z podwójną izolacją i oznaczeniem H1Z2Z2-K lub równoważne, przeznaczone do pracy w systemach do 1500 V DC.
Oznaczenie H1Z2Z2-K potwierdza zastosowanie materiałów bezhalogenowych i odporność na UV oraz warunki zewnętrzne zgodne z normami dla kabli PV. W budynkach obowiązuje klasyfikacja reakcji na ogień według CPR. Dobiera się ją do projektu, na przykład klasa B2 lub D. W ofercie spotyka się także przewody H1Z2Z2-K w wersji z dodatkiem antygryzoniowym AR oraz przewody w uzbrojeniu do tras narażonych na uszkodzenia. Dla przejrzystości oznaczaj biegunowość i kierunek trasy. Stosuj zgodne z przeznaczeniem złącza do prądu stałego.
Jak zaprojektować stringi i trasy kablowe, by zmniejszyć spadek napięcia?
Planuj możliwie krótkie trasy, wyższe napięcie robocze w dopuszczalnym zakresie oraz mniejsze prądy na danym odcinku.
Wyższe napięcie robocze tego samego pola PV oznacza niższy prąd, a więc mniejsze straty, o ile nie przekracza to granic falownika i modułów w najniższej temperaturze. Grupuj stringi tak, aby miejsce łączenia było blisko pól modułów lub falownika. Unikaj pętli i zbędnych zawijasów. Dziel wiązki tak, aby ograniczyć efekt nagrzewania. W newralgicznych odcinkach przyjmuj większy przekrój. W trasach narażonych na uszkodzenia stosuj uzbrojenie lub dodatkową ochronę mechaniczną. Dobieraj złącza i końcówki dedykowane do DC, aby zminimalizować rezystancję styków.
Jakie normy i zabezpieczenia stosować przy przewodach do prądu stałego?
Stosuj przewody zgodne z normami kabli PV oraz zabezpieczenia DC zgodne z wymaganiami instalacji fotowoltaicznych.
W projektach PV powszechnie stosuje się kable typu H1Z2Z2-K zgodne z wymaganiami europejskimi dla kabli fotowoltaicznych. W budynkach obowiązuje CPR dla kabli stałych tras. Projekt instalacji i dobór zabezpieczeń wykonuje się zgodnie z wymaganiami instalacji niskiego napięcia dla systemów PV. Na stronie DC stosuje się rozłącznik obwodu, ochronę przeciwprzepięciową dedykowaną do PV oraz zabezpieczenia nadprądowe tam, gdzie zachodzi ryzyko prądu wstecznego. Połączenia wyrównawcze i uziemienie należy wykonać zgodnie z dokumentacją projektową i wytycznymi producentów urządzeń.
Jak sprawdzić spadek napięcia i wykonać pomiary przed uruchomieniem?
Zweryfikuj obliczenia, a następnie wykonaj pomiary ciągłości, izolacji, polaryzacji oraz parametry stringów w warunkach pracy.
Przed uruchomieniem skontroluj trasę i złącza oraz długości odcinków względem projektu. Sprawdź ciągłość żył i poprawność polaryzacji. Zmierz rezystancję izolacji przewodów solarnych odpowiednim miernikiem przy napięciu próby zgodnym z dokumentacją kabla i projektu. Dokonaj pomiaru napięcia obwodu otwartego oraz prądu zwarcia każdego stringu. Porównaj wyniki z danymi modułów skorygowanymi o warunki nasłonecznienia i temperaturę. Po włączeniu monitoruj napięcia i prądy na wejściach falownika. Z odczytów można oszacować spadek napięcia na trasie i porównać go z obliczeniami.
Dobór przewodów solarnych pod kątem spadku napięcia to proste obliczenie, ale wymaga uwzględnienia trasy, temperatury i zabezpieczeń. Dobrze dobrany przekrój i poprawny projekt stringów obniżają straty i podnoszą niezawodność całej instalacji.
Złóż zapytanie o dobór przekroju i specyfikacji przewodów solarnych H1Z2Z2-K do Twojej instalacji.
Chcesz utrzymać spadek napięcia poniżej 2% w swojej instalacji PV? Sprawdź, jaki przekrój kabla i jaka trasa zapewnią to w praktyce — np. 12 A i 50 m przy 6 mm² to tylko ~0,35% spadku napięcia: https://www.mgwires.pl/przewody-do-instalacji-fotowoltaicznych.
