จีน Zhongdong Cable Co., Ltd. บริษัท ล่าสุด บล็อก เกี่ยวกับ การเลือกสายไฟฟ้าหลักสําหรับระบบพลังแสงอาทิตย์ที่มีประสิทธิภาพ: คู่มือการจัดซื้อและปฏิบัติตาม

1. บทนำ: การปรับสมดุลรายจ่ายฝ่ายทุน (CAPEX) ด้วยความน่าเชื่อถือของกริด

เนื่องจากความต้องการพลังงานหมุนเวียนทั่วโลกเพิ่มมากขึ้น ระบบพลังงานแสงอาทิตย์ (PV) จึงกลายเป็นโซลูชั่นหลัก ในสหราชอาณาจักรเพียงแห่งเดียว กำลังการผลิตพลังงานแสงอาทิตย์สูงถึงประมาณ 16 กิกะวัตต์ โดยได้รับการสนับสนุนจากการติดตั้งพลังงานแสงอาทิตย์เกือบ 1.5 ล้านเครื่อง

อย่างไรก็ตาม สำหรับผู้รับเหมาด้านวิศวกรรม การจัดซื้อจัดจ้าง และการก่อสร้าง (EPC) และนักพัฒนาระดับสาธารณูปโภค ประสิทธิภาพ ความปลอดภัย และความน่าเชื่อถือของระบบเหล่านี้ขึ้นอยู่กับอย่างมากการเลือกสายเคเบิลที่เหมาะสมและการจัดการสินทรัพย์การเดินสายไฟต่ำกว่ามาตรฐานเป็นหนึ่งในสาเหตุหลักของปัญหาความร้อนเฉพาะที่ การปฏิเสธการเคลมประกัน และการหยุดทำงานของโรงงานก่อนเวลาอันควร

2. ความต้องการเฉพาะของสายเคเบิลไฟฟ้าโซลาร์เซลล์: การปฏิบัติตามข้อกำหนดทางสถาปัตยกรรมและวัสดุ

สายเคเบิล PV เป็นส่วนประกอบเฉพาะที่ออกแบบมาเพื่อสภาพการทำงานที่ท้าทายของระบบพลังงานแสงอาทิตย์ แตกต่างจากการเดินสายไฟในอาคารพาณิชย์ทั่วไป สายไฟเหล่านี้ต้องทนทานต่อสภาพอากาศที่รุนแรง ความผันผวนของอุณหภูมิ รังสี UV ที่รุนแรง และความเครียดจากสิ่งแวดล้อมมานานหลายทศวรรษ ขณะเดียวกันก็รักษาเสถียรภาพด้านประสิทธิภาพในระยะยาว

เพื่อให้แน่ใจว่าสินทรัพย์บรรลุผลตามที่คาดการณ์ไว้อายุการใช้งาน 25 ปีผู้จัดการฝ่ายจัดซื้อจะต้องตรวจสอบคุณสมบัติทางวิศวกรรมโครงสร้างต่อไปนี้:

วัสดุตัวนำ:ตัวนำทองแดงที่มีความยืดหยุ่นสูงเคลือบดีบุก (โดยทั่วไปคือคลาส 5) ให้การนำไฟฟ้าที่เหมาะสมที่สุดในขณะที่ต้านทานการเกิดออกซิเดชัน การกัดกร่อนของกัลวานิก และการเสื่อมสภาพในสนามสุริยะที่มีความชื้นสูง
ระบบฉนวน:โพลีเอทิลีนเชื่อมขวาง (XLPE) หรือโพลีโอเลฟินเชื่อมขวางลำแสงอิเล็กตรอน (XLPO) ให้การต้านทานความร้อนที่เหนือกว่า การป้องกันรังสียูวีแบบพิเศษ และฉนวนไฟฟ้าที่แข็งแกร่งภายใต้การโหลดความร้อนอย่างต่อเนื่อง
ปลอกป้องกัน:สารประกอบเชื่อมขวางที่ปราศจากฮาโลเจนและหน่วงไฟ (LSZH / HFFR) ให้การปกป้องสิ่งแวดล้อม ความต้านทานต่อการเสียดสีทางกล และความสามารถในการหน่วงการติดไฟที่สำคัญในกรณีที่เกิดข้อผิดพลาดของส่วนโค้ง
พิกัดแรงดันไฟฟ้ากระแสตรง:ออกแบบมาเป็นพิเศษและได้รับการจัดอันดับเพื่อรองรับคุณลักษณะเฉพาะของไฟฟ้ากระแสตรงที่สร้างจากพลังงานแสงอาทิตย์ ซึ่งก้าวขึ้นมาจากแบบเดิม $600text{V}$ เพื่อความทันสมัย $1000text{V}$ หรือ $1500text{V DC}$ สถาปัตยกรรมสตริง

3. ประเภทสายเคเบิล PV และการใช้งาน: มาตรฐานการจัดซื้อระดับโลก

การติดตั้งพลังงานแสงอาทิตย์ที่แตกต่างกันต้องใช้สายเคเบิลประเภทเฉพาะ ขึ้นอยู่กับกรอบการกำกับดูแลระดับภูมิภาคและการกำหนดค่ากริด การจัดหามาตรฐานที่ถูกต้องจะช่วยป้องกันความล่าช้าของโครงการที่มีค่าใช้จ่ายสูงในระหว่างขั้นตอนการทดสอบเดินเครื่องและการตรวจสอบขั้นสุดท้าย

3.1 ลวด PV (มาตรฐาน UL 4703)

มาตรฐานอุตสาหกรรมระดับโลกสำหรับการเชื่อมต่อแผงโซลาร์เซลล์ มีคุณสมบัติทนทานต่อสภาพอากาศเป็นพิเศษ ฉนวนหุ้มแบบหนา และช่วงอุณหภูมิการทำงานที่กว้าง ( $-40^circtext{C}$ ถึง $90^circtext{C}$ เปียก / $150^circtext{C}$ แห้ง). มีความหลากหลายสูงและเหมาะสำหรับทั้งระบบที่มีการต่อสายดินและไม่มีการต่อสายดิน

3.2 สายเคเบิล H1Z2Z2-K (มาตรฐานยุโรป EN 50618)

(เพิ่มเติมทางเทคนิคสำหรับการประสานการปฏิบัติตามข้อกำหนดของสหราชอาณาจักร/สหภาพยุโรป): สำหรับโครงการที่สอดคล้องกับข้อกำหนดตารางของสหราชอาณาจักรและยุโรป การจัดซื้อจะต้องมาจากแหล่งที่มาสายไฟพลังงานแสงอาทิตย์ H1Z2Z2-K. สิ่งเหล่านี้ได้รับการรับรองโดยเฉพาะภายใต้ EN 50618 สำหรับการสัมผัสภายนอกอาคารในระยะยาวภายในแผงโซลาร์เซลล์ PV โดยมีแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงที่กำหนดที่ $1.5text{kV}$ ระหว่างตัวนำ

3.3 ใช้-2 ลวด

ใช้เป็นหลักในรอยเท้าอเมริกาเหนือแบบดั้งเดิมสำหรับการเชื่อมต่อทางเข้าบริการใต้ดินในระบบที่มีการต่อสายดิน โดยมีฉนวน XLPE ที่ได้รับการจัดอันดับสำหรับ $90^circtext{C}$ การทำงานในสภาพเปียกหรือแห้ง

3.4 THHN ลวด

ลวดเทอร์โมพลาสติกมาตรฐานที่มีการใช้งาน PV อย่างจำกัด ( $600text{V}$ คะแนน, $90^circtext{C}$ แห้ง / $75^circtext{C}$ เปียก). อย่างเคร่งครัดไม่แนะนำเมื่อข้อกำหนดเฉพาะของสัญญาหรือมาตรฐานวิศวกรรมท้องถิ่นกำหนดให้ PV Wire, H1Z2Z2-K หรือ USE-2 โดยเฉพาะ เนื่องจากขาดการป้องกันรังสียูวีและความชื้นที่เพียงพอในอาร์เรย์แบบเปิดโล่ง

4. ระบบการเชื่อมต่อและแนวทางปฏิบัติในการติดตั้งทางวิศวกรรม

ขั้วต่อ Stäubli MC4 ได้กลายเป็นมาตรฐานอุตสาหกรรมขั้นสุดท้ายสำหรับการเชื่อมต่อระหว่างกันด้วย PV โดยนำเสนอการเชื่อมต่อที่ทนทานต่อสภาพอากาศ ทนต่อรังสียูวี พร้อมกลไกการล็อคที่ปลอดภัย

[สถาปัตยกรรมการเดินสายไฟพลังงานแสงอาทิตย์ทั่วไป] [โมดูล PV] --> (ขั้วต่อ MC4) --> [สายไฟ H1Z2Z2-K / PV] --> [กล่องรวม DC]

อย่างไรก็ตาม ฮาร์ดแวร์จะมีความน่าเชื่อถือพอๆ กับคุณภาพของการรวมภาคสนามเท่านั้น ผู้จัดการโครงการจะต้องบังคับใช้การควบคุมคุณภาพภาคสนามอย่างเข้มงวดเกี่ยวกับ:

การเชื่อมต่อแบบอนุกรมกับแบบขนาน:การกำหนดค่าแบบซีรีส์จะเพิ่มแรงดันไฟฟ้าของสายเพื่อให้ตรงกับหน้าต่างอินพุตอินเวอร์เตอร์ที่ผูกกับกริด ในขณะที่การจัดเรียงแบบขนานจะช่วยเพิ่มกระแส ( $I$ ) สำหรับการชาร์จแบตเตอรี่เฉพาะที่หรือตัวรวม DC แรงดันต่ำ
การจัดการความยาวสายเคเบิลและแรงดันไฟฟ้าตก:แรงดันตกคร่อมมีนัยสำคัญเกิน 15 เมตร (50 ฟุต) เพื่อป้องกันการสูญเสียการสร้างโครงสร้าง การจัดซื้อจะต้องสร้างสมดุลระหว่างต้นทุนของตัวนำทองแดงที่หนาขึ้นกับเกณฑ์ประสิทธิภาพของระบบที่ยอมรับได้
วิธีการขยาย:ใช้เฉพาะขั้วต่อกันน้ำที่ได้รับการรับรองและขึ้นรูปจากโรงงานหรือตัวต่อหดผนังหนาที่มีฉนวนอย่างเหมาะสมสำหรับส่วนต่อขยายสายเคเบิล การย้ำมือต่ำกว่ามาตรฐานด้วยขั้วต่อทั่วไปที่ไม่รองรับเป็นสาเหตุอันดับหนึ่งของการเกิดเพลิงไหม้ในฟาร์มโซลาร์

5. ข้อมูลจำเพาะทางเทคนิคสำหรับการออกแบบระบบ: แนวทางพื้นที่หน้าตัด

การกำหนดขนาดสายเคเบิลที่เหมาะสมต้องมีความต้องการพลังงานที่สมดุล ความยาวในการใช้งาน และแรงดันไฟฟ้าตกที่ยอมรับได้ (โดยทั่วไปมีเป้าหมายที่น้อยกว่า $3%$ ถึง $5%$ เพื่อผลตอบแทนการลงทุนด้านสาธารณูปโภคสูงสุด)

เมทริกซ์การกำหนดขนาดทางเทคนิคต่อไปนี้ให้แนวทางทั่วไปเกี่ยวกับพื้นที่หน้าตัด (ใน $text{mm}^2$ ) สำหรับการกำหนดค่า 24V DC มาตรฐานในเมทริกซ์ระยะทางต่างๆ:

กำลังอาร์เรย์ (W)	ระยะห่าง 1 ม	ระยะ 3 เมตร	ระยะห่าง 5 ม	ระยะทาง 10 ม	ระยะทาง 15 ม	ระยะทาง 20 ม
40W	$0.5text{ mm}^2$	$0.5text{ mm}^2$	$0.5text{ mm}^2$	$1.0text{ mm}^2$	$1.0text{ mm}^2$	$1.5text{ mm}^2$
240W	$0.5text{ mm}^2$	$1.0text{ mm}^2$	$2.0text{ mm}^2$	$3.5text{ mm}^2$	$5.0text{ mm}^2$	$10.0text{ mm}^2$
720วัตต์	$1.0text{ mm}^2$	$3.0text{ mm}^2$	$5.0text{ mm}^2$	$10.0text{ mm}^2$	$15.0text{ mm}^2$	$20.0text{ mm}^2$

หมายเหตุ: สำหรับการติดตั้งระดับยูทิลิตี้ ( $1000text{V}$ ถึง $1500text{V}$ ) วิศวกรควรปรึกษาเครื่องคำนวณขนาด IEC 60364-7-712 เต็มรูปแบบเพื่อปรับหน้าตัดของตัวนำให้เหมาะสมที่สุดโดยสัมพันธ์กับอุณหภูมิแวดล้อมที่แปลเป็นภาษาท้องถิ่น

6. อนาคตของการเชื่อมต่อ PV: การจัดหากริดแห่งอนาคต

เนื่องจากพลังงานแสงอาทิตย์คาดว่าจะกลายเป็นแหล่งพลังงานหลักของโลกภายในปี 2578 เทคโนโลยีเคเบิล PV ยังคงพัฒนาไปสู่การจัดการแรงดันไฟฟ้าที่สูงขึ้น (เปลี่ยนไปสู่ $1500text{V}$ ระบบนิเวศ) ความทนทานที่เพิ่มขึ้น และความยั่งยืนที่ดีขึ้นด้วยวัสดุแจ็คเก็ตที่รีไซเคิลได้อย่างสมบูรณ์และไร้สารตะกั่ว

สำหรับผู้เชี่ยวชาญด้านการจัดซื้อระหว่างประเทศ การสร้างห่วงโซ่อุปทานที่ได้รับการตรวจสอบกับผู้ผลิตที่นำเสนอส่วนประกอบ PV ที่ได้รับการรับรองจาก TÜV, UL และ CE ที่ตรวจสอบย้อนกลับได้อย่างสมบูรณ์ ถือเป็นลำดับความสำคัญเชิงกลยุทธ์ที่สำคัญ การเลือกและการใช้งานสินทรัพย์โครงสร้างพื้นฐานที่สำคัญเหล่านี้อย่างเหมาะสมยังคงเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการเปิดตัวระบบพลังงานหมุนเวียนที่ปลอดภัย ปฏิบัติตามกฎหมาย และให้ผลตอบแทนสูง