PV und die Kabelführung

Da Solarparkbesitzer bestrebt sind, die Leistung und Effizienz ihres Betriebs zu steigern, dürfen DC-Verkabelungsoptionen nicht außer Acht gelassen werden.Anhand der Interpretation der IEC-Normen und unter Berücksichtigung von Faktoren wie Sicherheit, beidseitiger Verstärkung, Kabelbelastbarkeit, Kabelverlusten und Spannungsabfall können Anlagenbesitzer das geeignete Kabel bestimmen, um einen sicheren und stabilen Betrieb über den gesamten Lebenszyklus der Photovoltaikanlage zu gewährleisten System.

Die Leistung von Solarmodulen im Feld wird stark von den Umgebungsbedingungen beeinflusst.Der Kurzschlussstrom im Datenblatt des PV-Moduls basiert auf Standardtestbedingungen, einschließlich einer Bestrahlungsstärke von 1 kW/m2, einer spektralen Luftqualität von 1,5 und einer Zellentemperatur von 25 °C.Datenblattstrom berücksichtigt auch nicht den Rückseitenstrom doppelseitiger Module, also Wolkenverstärkung und andere Faktoren;Temperatur;Spitzenbestrahlungsstärke;Die durch die Albedo verursachte Überstrahlung der Rückseite beeinflusst erheblich den tatsächlichen Kurzschlussstrom von Photovoltaikmodulen.

Bei der Auswahl der Kabeloptionen für PV-Projekte, insbesondere für doppelseitige Projekte, müssen viele Variablen berücksichtigt werden.

Wählen Sie das richtige Kabel aus

Gleichstromkabel sind die Lebensader von PV-Anlagen, denn sie verbinden die Module mit der Montagebox und dem Wechselrichter.

Der Anlagenbesitzer muss darauf achten, dass die Größe des Kabels entsprechend der Stromstärke und Spannung der Photovoltaikanlage sorgfältig ausgewählt wird.Kabel, die zum Anschluss des Gleichstromanteils netzgekoppelter PV-Systeme verwendet werden, müssen außerdem potenziell extremen Umgebungs-, Spannungs- und Strombedingungen standhalten.Hierzu zählen die Heizwirkung von Strom und Solargewinn, insbesondere bei Installation in Modulnähe.

Hier sind einige wichtige Überlegungen.

Entwurf der Siedlungsverkabelung

Beim Entwurf von PV-Systemen können kurzfristige Kostenüberlegungen zu einer schlechten Auswahl der Ausrüstung und zu langfristigen Sicherheits- und Leistungsproblemen führen, einschließlich katastrophaler Folgen wie Bränden.Die folgenden Aspekte müssen sorgfältig bewertet werden, um nationale Sicherheits- und Qualitätsstandards zu erfüllen:

Spannungsabfallgrenzen: Die Verluste des Solar-PV-Kabels müssen begrenzt werden, einschließlich der Gleichstromverluste im Solarpanel-Strang und der Wechselstromverluste im Wechselrichterausgang.Eine Möglichkeit, diese Verluste zu begrenzen, besteht darin, den Spannungsabfall im Kabel zu minimieren.Der DC-Spannungsabfall sollte im Allgemeinen weniger als 1 % und nicht mehr als 2 % betragen.Hohe DC-Spannungsabfälle erhöhen auch die Spannungsstreuung von PV-Strings, die an dasselbe MPPT-System (Maximum Power Point Tracking) angeschlossen sind, was zu höheren Fehlanpassungsverlusten führt.

Kabelverlust: Um die Energieausbeute sicherzustellen, wird empfohlen, dass der Kabelverlust des gesamten Niederspannungskabels (vom Modul bis zum Transformator) 2 %, idealerweise 1,5 %, nicht überschreitet.

Strombelastbarkeit: Derating-Faktoren des Kabels, wie z. B. Kabelverlegeart, Temperaturanstieg, Verlegeabstand und Anzahl paralleler Kabel, verringern die Strombelastbarkeit des Kabels.

Doppelseitiger IEC-Standard

Um die Zuverlässigkeit, Sicherheit und Qualität von Photovoltaikanlagen einschließlich der Verkabelung zu gewährleisten, sind Normen unerlässlich.Weltweit gibt es mehrere anerkannte Standards für die Verwendung von Gleichstromkabeln.Der umfassendste Satz ist der IEC-Standard.

IEC 62548 legt Designanforderungen für Photovoltaik-Arrays fest, einschließlich DC-Array-Verkabelung, elektrische Schutzgeräte, Schalter und Erdungsanforderungen.Der neueste Entwurf der IEC 62548 legt die aktuelle Berechnungsmethode für doppelseitige Module fest.IEC 61215:2021 beschreibt die Definitions- und Prüfanforderungen für doppelseitige Photovoltaikmodule.Die Testbedingungen für die Sonneneinstrahlung doppelseitiger Komponenten werden vorgestellt.BNPI (doppelseitige Bestrahlungsstärke auf dem Typenschild): Die Vorderseite des PV-Moduls empfängt 1 kW/m2 Sonneneinstrahlung und die Rückseite erhält 135 W/m2;BSI (Double-sided stress irradiance), wobei das PV-Modul vorne 1 kW/m2 Sonneneinstrahlung und hinten 300 W/m2 erhält.

Überstromschutz

Ein Überstromschutzgerät wird verwendet, um potenzielle Gefahren durch Überlastung, Kurzschluss oder Erdschluss zu verhindern.Die gebräuchlichsten Überstromschutzgeräte sind Leistungsschalter und Sicherungen.

Das Überstromschutzgerät unterbricht den Stromkreis, wenn der Rückstrom den aktuellen Schutzwert überschreitet, sodass der Vorwärts- und Rückwärtsstrom, der durch das Gleichstromkabel fließt, niemals höher als der Nennstrom des Geräts sein wird.Die Belastbarkeit des Gleichstromkabels sollte dem Nennstrom des Überstromschutzgeräts entsprechen.