انتخاب های کلیدی کابل برای سیستم های انرژی خورشیدی کارآمد: راهنمای تدارکات و انطباق

1مقدمه: تعادل هزینه های سرمایه (CAPEX) با قابلیت اطمینان شبکه

با افزایش تقاضای جهانی برای انرژی های تجدید پذیر، سیستم های خورشیدی فتوولتائیک (PV) به عنوان یک راه حل کلیدی ظاهر شده اند.با حمایت تقریبا 1.5 میلیون نصب خورشیدی

با این حال، برای پیمانکاران مهندسی، تدارکات و ساخت و ساز (EPC) و توسعه دهندگان مقیاس کاربردی، کارایی، ایمنی و قابلیت بانکداری این سیستم ها به شدت بهانتخاب مناسب کابل و مدیریت دارایی.سیم کشی ناقص یکی از علل اصلی خرابی های حرارتی محلی، انکار بیمه و توقف زودرس کارخانه است.

2الزامات منحصر به فرد کابل های فتوولتائیک: انطباق معماری و مواد

کابل های خورشیدی قطعات تخصصی هستند که برای شرایط عملیاتی چالش برانگیز سیستم های انرژی خورشیدی طراحی شده انداونا بايد به دهه هاي سختي در آب و هوا مقاومت کنن، نوسانات دمایی، تشعشعات UV تهاجمی و استرس های محیطی در حالی که ثبات عملکرد طولانی مدت را حفظ می کند.

برای اطمینان از اینکه دارایی به اهداف پیش بینی شده خود می رسدطول عمر عملیاتی 25 ساله، مدیران خرید باید ویژگی های مهندسی ساختاری زیر را تأیید کنند:

• مواد رسانا:هادی های مس انعطاف پذیر با قوطی های خالص (معمولاً کلاس 5) هدایت بهینه را در حالی که در برابر اکسیداسیون ، خوردگی گالوانیک و تخریب در زمینه های رطوبت بالا فراهم می کنند.

• سیستم عایق بندی:پلی اتیلن متقاطع (XLPE) یا پلیولفین متقاطع پرتو الکترون (XLPO) مقاومت گرمای برتر، حفاظت ویژه UV،و عایق الکتریکی قوی تحت بار گرمایی مداوم.

• پوشش محافظ:ترکیبات متقاطع بدون هالوجن و مهار کننده شعله (LSZH / HFFR) حفاظت از محیط زیست، مقاومت در برابر سایش مکانیکی و مهار کننده شعله در صورت نقص قوس را فراهم می کنند.

• درجه ولتاژ DC:به طور خاص طراحی و رتبه بندی شده برای رسیدگی به ویژگی های منحصر به فرد جریان مستقیم تولید شده توسط خورشیدی، افزایش از سنتی۶۰۰ ولتبه مدرن1000 ولتیا1500 ولت DCمعماری های رشته ای

3انواع کابل های خورشیدی و کاربردهای آنها: استانداردهای جهانی تدارکات

دستگاه های خورشیدی مختلف به انواع خاصی از کابل ها نیاز دارند که به چارچوب های نظارتی منطقه ای و پیکربندی شبکه بستگی دارد.تهیه استاندارد مناسب از تاخیر پروژه در مراحل نهایی راه اندازی و بازرسی جلوگیری می کند.

3.1 سیم PV (استانداردی UL 4703)

استاندارد جهانی صنعت برای اتصال شبکه های خورشیدی، دارای مقاومت استثنایی در برابر آب و هوا، عایق ژاکت ضخیم و طیف گسترده ای از دماهای عملیاتی است (-40 درجه سانتیگرادبه۹۰ درجه سانتیگرادمرطوب150 درجه سانتیگرادخشک) بسیار انعطاف پذیر و مناسب برای هر دو سیستم های زمین و غیر زمین است.

3.2 کابل H1Z2Z2-K (استانداردهای اروپایی EN 50618)

(اضافه فنی برای انطباق بریتانیا و اتحادیه اروپا): برای پروژه هایی که مطابق با مشخصات شبکه بریتانیا و اروپا هستند، باید منابعکابل های خورشیدی H1Z2Z2-Kاین به طور خاص تحت EN 50618 برای قرار گرفتن در معرض طولانی مدت در فضای باز در پانل های خورشیدی PV، با ولتاژ نامی DC1.5kVبین هادی ها

3.3 USE-2 سیم

به طور عمده در ردپای قدیمی آمریکای شمالی برای اتصال ورودی خدمات زیرزمینی در سیستم های زمین استفاده می شود، با عایق XLPE برای$90^circtext{C}$کار در شرایط مرطوب یا خشک.

3.4 سیم THHN

یک سیم ساختمان ترموپلاستیک استاندارد با کاربردهای محدود PV (۶۰۰ ولترتبه بندی۹۰ درجه سانتیگرادخشک۷۵ درجه سانتیگرادکاملاً مرطوب استتوصیه نمی شودهنگامی که مشخصات قرارداد یا استانداردهای مهندسی محلی برای سیم PV اختصاصی، H1Z2Z2-K یا USE-2 به دلیل عدم حفاظت کافی از UV و رطوبت در شبکه های در فضای باز، لازم است.

4سیستم های اتصال و شیوه های نصب مهندسی

کانکتور Stäubli MC4 تبدیل به استاندارد قطعی صنعت برای اتصال های متقابل PV شده است، اتصال های مقاوم در برابر آب و هوا، مقاومت UV با مکانیسم های قفل امن را ارائه می دهد.

[معماریه سیم کشی سیم خورشیدی معمولی]

[مودول PV] --> (MC4 Connector) --> [H1Z2Z2-K / PV Wire] --> [DC Combiner Box]

با این حال، سخت افزار تنها به اندازه کیفیت ادغام زمینه ای آن قابل اعتماد است. مدیران پروژه باید کنترل کیفیت دقیق زمینه را در مورد:

• سری در مقابل اتصال موازی:پیکربندی های سری ولتاژ رشته را افزایش می دهند تا با پنجره های ورودی اینورتر متصل به شبکه مطابقت داشته باشند، در حالی که تنظیمات موازی جریان را افزایش می دهند (من) برای شارژ باتری محلی یا ترکیب کننده های DC ولتاژ پایین.

• مدیریت طول کابل و کاهش ولتاژ:کاهش ولتاژ بیش از 15 متر (50 فوت) قابل توجه می شود.خرید باید هزینه هادی های مس ضخیم تر را با آستانه های کارایی قابل قبول سیستم متعادل کند..

• روش های گسترش:فقط از کانکتورهای ضد آب و تولید شده در کارخانه استفاده کنید و یا از جفت های ضد گرما در دیوارهای سنگین که به درستی عایق شده اند، برای تمدید کابل استفاده کنید.فشرده سازی دستی با کانکتورهای غیر سازگار، علت شماره یک آتش سوزی در مزارع خورشیدی است..

5مشخصات فنی برای طراحی سیستم: دستورالعمل های منطقه قطعی

اندازه گیری مناسب کابل نیاز به نیازهای قدرت تعادل، طول اجرا و کاهش ولتاژ قابل قبول (معمولا کمتر از3٪به5 درصدبرای حداکثر بازده بهره).

ماتریس اندازه گیری فنی زیر، دستورالعمل های کلی در مورد مساحت قطعه (درمتن mm2) برای پیکربندی های استاندارد 24V DC در امتداد ماتریس های مختلف فاصله:

توجه: برای تاسیسات در مقیاس کاربردی (1000 ولتبه1500 ولتسیستم ها) ، مهندسان باید از ماشین حساب های اندازه گیری کامل IEC 60364-7-712 برای بهینه سازی مقاطع قطعی هادی نسبت به دمای محیط محلی استفاده کنند.

6آینده اتصالات خورشیدی: تامین منابع برای شبکه فردا

با توجه به این که انرژی خورشیدی تا سال 2035 به منبع غالب انرژی جهان تبدیل می شود، فناوری کابل های PV به سمت کنترل ولتاژ بالاتر (منتقل به طور کامل به ولتاژ بالا) تکامل می یابد.1500 ولتاکوسیستم ها) ، دوام طولانی مدت و بهبود پایداری از طریق مواد ژاکت کاملاً قابل بازیافت و بدون سرب.

برای متخصصان تدارکات بین المللی، ایجاد یک زنجیره تامین تأیید شده با تولیدکنندگان که قطعات PV کاملا قابل ردیابی، TÜV، UL و CE را ارائه می دهند، یک اولویت استراتژیک حیاتی است.انتخاب و اجرای مناسب این دارایی های زیرساخت حیاتی همچنان برای راه اندازی امن ضروری است، سیستم های انرژی تجدیدپذیر سازگار با قانون و با بازده بالا.