China Zhongdong Cable Co., Ltd. última empresa Blogue sobre Principais escolhas de cabos para sistemas de energia solar eficientes: um guia de aquisição e conformidade

1Introdução: Equilíbrio das despesas de capital (CAPEX) com a fiabilidade da rede

À medida que a procura mundial de energia renovável aumenta, os sistemas solares fotovoltaicos (PV) surgiram como uma solução chave.apoiado por quase 1.5 milhões de instalações solares.

No entanto, para os empreiteiros de engenharia, aquisição e construção (EPC) e desenvolvedores de escala de utilidade pública, a eficiência, segurança e capacidade de financiamento desses sistemas dependem fortemente deSeleção adequada dos cabos e gestão dos ativos.A fiação de baixa qualidade é uma das principais causas de falhas térmicas localizadas, negações de créditos de seguro e paralisações prematuras das plantas.

2As exigências únicas dos cabos fotovoltaicos: conformidade arquitectónica e material

Os cabos fotovoltaicos são componentes especializados concebidos para as difíceis condições de funcionamento dos sistemas de energia solar.Devem resistir a décadas de condições climáticas extremas., flutuações de temperatura, radiação UV agressiva e estresse ambiental, mantendo a estabilidade de desempenho a longo prazo.

Para garantir que o activo atinja o seu objectivo previsto25 anos de vida útil operacional, os encarregados dos contratos devem verificar os seguintes elementos de engenharia estrutural:

Material do condutor:Condutores de cobre flexíveis de alta pureza (normalmente classe 5) fornecem condutividade ótima, resistindo à oxidação, corrosão galvânica e degradação em campos solares de alta umidade.
Sistema de isolamento:O polietileno cruzado (XLPE) ou a poliolefina cruzada por feixe de elétrons (XLPO) oferecem resistência superior ao calor, proteção UV especializada,e isolamento elétrico robusto sob carga térmica contínua.
Revestimento protetor:Os compostos de ligação transversal sem halogênio e retardadores de chama (LSZH / HFFR) fornecem proteção ambiental, resistência à abrasão mecânica e retardamento crítico da chama em caso de falha de arco.
Nivel de tensão CC:Especialmente concebido e concebido para lidar com as características únicas da corrente contínua gerada por energia solar. $600text{V}$ para o moderno $1000text{V}$ ou $1500text{V DC}$ Arquiteturas de cordas.

3Tipos de cabos fotovoltaicos e suas aplicações: normas globais de aquisição

As diferentes instalações solares exigem tipos específicos de cabos, em função dos quadros regulamentares regionais e das configurações da rede.O fornecimento da norma correta evita atrasos dispendiosos no projeto durante as fases finais de comissionamento e inspeção.

3.1 Fios fotovoltaicos (norma UL 4703)

É o padrão mundial da indústria para a interconexão de painéis solares, com uma resistência excepcional às intempéries, um isolamento espesso e uma ampla gama de temperaturas de funcionamento ( $-40^circtext{C}$ para $90^circtext{C}$ molhado / $150^circtext{C}$ É altamente versátil e adequado tanto para sistemas em terra como para sistemas sem terra.

3.2 Cabo H1Z2Z2-K (norma europeia EN 50618)

(Adição técnica para a harmonização da conformidade Reino Unido/UE): Para os projectos que cumpram as especificações da rede do Reino Unido e da Europa, os contratos devem serCabos solares H1Z2Z2-KEstes são especificamente certificados de acordo com a EN 50618 para exposição externa a longo prazo dentro de painéis solares fotovoltaicos, com uma tensão nominal de CC de $1.5text{kV}$ entre os condutores.

3.3 USE-2 fio

Utilizado principalmente em pegadas norte-americanas legadas para conexões de entrada de serviço subterrâneo em sistemas em terra, com isolamento XLPE classificado para $90^circtext{C}$ operação em condições úmidas ou secas.

3.4 fio THHN

Um fio de construção termoplástico padrão com aplicações fotovoltaicas limitadas ( $600text{V}$ classificação, $90^circtext{C}$ secos / $75^circtext{C}$ É estritamenteNão recomendadoQuando as especificações do contrato ou as normas de engenharia locais exigirem fio fotovoltaico dedicado, H1Z2Z2-K ou USE-2, devido à sua falta de proteção adequada contra os raios UV e a umidade nos painéis ao ar livre.

4Sistemas de ligação e práticas de instalação de engenharia

O conector Stäubli MC4 tornou-se o padrão definitivo da indústria para as interconexões fotovoltaicas, oferecendo conexões resistentes às intempéries e aos raios UV com mecanismos de bloqueio seguros.

[Arquitetura típica de cablagem de cordas solares]

[Módulo fotovoltaico] --> (conector MC4) --> [H1Z2Z2-K / fio fotovoltaico] --> [caixa combinadora de corrente contínua]

No entanto, o hardware só é tão confiável quanto a qualidade de sua integração no campo.

Série versus Conexões Paralelas:As configurações em série aumentam a tensão da corda para corresponder às janelas de entrada do inversor ligadas à rede, enquanto os arranjos paralelos aumentam a corrente ( $I$ ) para carregamento localizado de baterias ou combinadores de corrente contínua de baixa tensão.
Gestão do comprimento do cabo e queda de tensão:A queda de tensão torna-se significativa para além de 15 metros (50 pés).A aquisição deve equilibrar o custo dos condutores de cobre mais espessos com limiares aceitáveis de eficiência do sistema.
Métodos de extensão:Utilize apenas conectores à prova de água certificados, fabricados em fábrica, ou empilhadeiras à prova de calor de parede pesada, adequadamente isoladas, para extensões de cabos.O enxame manual de baixo padrão com conectores genéricos não compatíveis é a causa número um de incêndios em parques solares.

5. Especificações técnicas para a concepção do sistema: orientações para a área transversal

O tamanho adequado dos cabos requer requisitos de potência de equilíbrio, comprimentos de execução e queda de tensão aceitável (normalmente direcionada a menos de $3%$ para $5%$ para o ROI máximo de utilidade).

A seguinte matriz técnica de dimensionamento fornece orientações gerais de área transversal (em $text{mm}^2$ ) para configurações normais de corrente contínua de 24 V em várias matrizes de distância:

Potência da matriz (W)	Distância de 1 m	Distância de 3 m	Distância de 5 m	Distância 10 m	Distância: 15 m	Distância 20 m
40 W	$0.5text{ mm}^2$	$0.5text{ mm}^2$	$0.5text{ mm}^2$	$1.0text{ mm}^2$	$1.0text{ mm}^2$	$1.5text{ mm}^2$
240 W	$0.5text{ mm}^2$	$1.0text{ mm}^2$	$2.0text{ mm}^2$	$3.5text{ mm}^2$	$5.0text{ mm}^2$	$10.0text{ mm}^2$
720 W	$1.0text{ mm}^2$	$3.0text{ mm}^2$	$5.0text{ mm}^2$	$10.0text{ mm}^2$	$15.0text{ mm}^2$	$20.0text{ mm}^2$

Nota: Para as instalações de utilidade pública ( $1000text{V}$ para $1500text{V}$ Os engenheiros devem consultar os calculadores completos de dimensionamento IEC 60364-7-712 para otimizar as secções transversais dos condutores em relação às temperaturas ambientais locais.

6O futuro da conectividade fotovoltaica: abastecimento para a rede do futuro

Com a energia solar projetada para se tornar a fonte de energia dominante do mundo até 2035, a tecnologia de cabos fotovoltaicos continua a evoluir em direção a uma manipulação de voltagem mais elevada (transição totalmente para $1500text{V}$ A Comissão propõe que a Comissão adopte um plano de acção para melhorar a qualidade da água e a sua utilização.

Para os profissionais de aquisição internacional, a criação de uma cadeia de fornecimento verificada com fabricantes que ofereçam componentes fotovoltaicos totalmente rastreáveis, com certificação TÜV, UL e CE é uma prioridade estratégica vital.A selecção e a implementação adequadas destes activos de infra-estruturas críticas continuam a ser essenciais para o lançamento seguro, sistemas de energia renovável de alto rendimento e de conformidade com a legislação.