Trung Quốc Zhongdong Cable Co., Ltd. công ty mới nhất Blog về Những lựa chọn cáp chính cho hệ thống năng lượng mặt trời hiệu quả: Hướng dẫn mua sắm và tuân thủ

1. Giới thiệu: Cân bằng chi tiêu vốn (CAPEX) với độ tin cậy của lưới điện

Khi nhu cầu toàn cầu về năng lượng tái tạo tăng lên, hệ thống quang điện mặt trời (PV) đã nổi lên như một giải pháp quan trọng. Chỉ riêng ở Anh, công suất năng lượng mặt trời đã đạt xấp xỉ 16 gigawatt, được hỗ trợ bởi gần 1,5 triệu công trình lắp đặt năng lượng mặt trời.

Tuy nhiên, đối với các nhà thầu Kỹ thuật, Mua sắm và Xây dựng (EPC) và các nhà phát triển quy mô tiện ích, hiệu quả, an toàn và khả năng thanh toán của các hệ thống này phụ thuộc rất nhiều vàolựa chọn cáp thích hợp và quản lý tài sản.Hệ thống dây điện không đạt tiêu chuẩn là một trong những nguyên nhân hàng đầu gây ra lỗi nhiệt cục bộ, từ chối yêu cầu bảo hiểm và khiến nhà máy ngừng hoạt động sớm.

2. Yêu cầu riêng biệt của cáp quang điện: Tuân thủ về kiến trúc và vật liệu

Cáp PV là các thành phần chuyên dụng được thiết kế cho các điều kiện vận hành đầy thách thức của hệ thống năng lượng mặt trời. Không giống như hệ thống dây điện của tòa nhà thương mại thông thường, chúng phải chịu được thời tiết khắc nghiệt, biến động nhiệt độ, bức xạ tia cực tím mạnh và áp lực môi trường trong nhiều thập kỷ trong khi vẫn duy trì ổn định hiệu suất lâu dài.

Để đảm bảo tài sản đạt được mục tiêu dự kiếnTuổi thọ hoạt động 25 năm, người quản lý mua sắm phải xác minh các đặc điểm kỹ thuật kết cấu sau:

Vật liệu dẫn điện:Dây dẫn bằng đồng linh hoạt được đóng hộp có độ tinh khiết cao (thường là Loại 5) mang lại độ dẫn điện tối ưu đồng thời chống lại quá trình oxy hóa, ăn mòn điện và suy thoái trong các trường năng lượng mặt trời có độ ẩm cao.
Hệ thống cách nhiệt:Polyetylen liên kết ngang (XLPE) hoặc polyolefin liên kết ngang chùm tia điện tử (XLPO) mang lại khả năng chịu nhiệt vượt trội, chống tia cực tím chuyên dụng và cách điện mạnh mẽ khi chịu tải nhiệt liên tục.
Vỏ bảo vệ:Các hợp chất liên kết ngang chống cháy, không chứa halogen (LSZH / HFFR) mang lại khả năng bảo vệ môi trường, chống mài mòn cơ học và khả năng chống cháy quan trọng trong trường hợp xảy ra sự cố hồ quang.
Đánh giá điện áp DC:Được thiết kế và đánh giá đặc biệt để xử lý các đặc tính độc đáo của dòng điện một chiều do năng lượng mặt trời tạo ra, bước tiến so với dòng điện truyền thống $600text{V}$ đến hiện đại $1000text{V}$ hoặc $1500text{V DC}$ các kiến trúc chuỗi.

3. Các loại cáp quang điện và ứng dụng của chúng: Tiêu chuẩn mua sắm toàn cầu

Việc lắp đặt năng lượng mặt trời khác nhau yêu cầu các loại cáp cụ thể tùy thuộc vào khung pháp lý khu vực và cấu hình lưới điện. Việc tìm nguồn cung ứng tiêu chuẩn chính xác sẽ ngăn chặn sự chậm trễ tốn kém của dự án trong giai đoạn vận hành và kiểm tra cuối cùng.

3.1 Dây PV (Tiêu chuẩn UL 4703)

Tiêu chuẩn công nghiệp toàn cầu về kết nối các mảng năng lượng mặt trời. Nó có khả năng chống chịu thời tiết đặc biệt, lớp cách nhiệt áo khoác dày và phạm vi nhiệt độ hoạt động rộng ( $-40^circtext{C}$ ĐẾN $90^circtext{C}$ ướt / $150^circtext{C}$ khô). Nó rất linh hoạt và phù hợp cho cả hệ thống nối đất và không nối đất.

Cáp 3.2 H1Z2Z2-K (Tiêu chuẩn Châu Âu EN 50618)

(Bổ sung kỹ thuật cho sự hài hòa tuân thủ của Vương quốc Anh/EU): Đối với các dự án tuân thủ các thông số kỹ thuật lưới điện của Vương quốc Anh và Châu Âu, việc mua sắm phải có nguồnCáp năng lượng mặt trời H1Z2Z2-K. Chúng được chứng nhận đặc biệt theo EN 50618 để tiếp xúc ngoài trời trong thời gian dài trong các tấm pin mặt trời, có điện áp DC định mức là $1.5text{kV}$ giữa các dây dẫn.

3.3 Dây USE-2

Được sử dụng chủ yếu ở các khu vực Bắc Mỹ truyền thống cho các kết nối lối vào dịch vụ ngầm trong các hệ thống nối đất, với lớp cách nhiệt XLPE được xếp hạng cho $90^circtext{C}$ hoạt động trong điều kiện ẩm ướt hoặc khô ráo.

3.4 Dây THHN

Dây xây dựng bằng nhựa nhiệt dẻo tiêu chuẩn với các ứng dụng PV hạn chế ( $600text{V}$ đánh giá, $90^circtext{C}$ khô / $75^circtext{C}$ ướt). Nó nghiêm ngặtkhông được khuyến khíchkhi các thông số kỹ thuật của hợp đồng hoặc tiêu chuẩn kỹ thuật địa phương bắt buộc phải sử dụng dây PV, H1Z2Z2-K hoặc USE-2 chuyên dụng do thiếu khả năng chống tia cực tím và chống ẩm thích hợp trong các mảng ngoài trời.

4. Thực hành lắp đặt hệ thống kết nối và kỹ thuật

Đầu nối Stäubli MC4 đã trở thành tiêu chuẩn công nghiệp dứt khoát cho các kết nối PV, cung cấp các kết nối chịu được thời tiết, chống tia cực tím với cơ chế khóa an toàn.

[Cấu trúc nối dây dây năng lượng mặt trời điển hình] [Mô-đun PV] --> (Đầu nối MC4) --> [H1Z2Z2-K / Dây PV] --> [Hộp kết hợp DC]

Tuy nhiên, phần cứng chỉ đáng tin cậy bằng chất lượng tích hợp lĩnh vực của nó. Người quản lý dự án phải thực thi các biện pháp kiểm soát chất lượng hiện trường nghiêm ngặt về:

Kết nối nối tiếp và song song:Cấu hình nối tiếp tăng điện áp chuỗi để phù hợp với cửa sổ đầu vào của biến tần nối lưới, trong khi bố trí song song tăng cường dòng điện ( $I$ ) để sạc pin cục bộ hoặc bộ kết hợp DC điện áp thấp.
Quản lý chiều dài cáp & sụt áp:Sự sụt giảm điện áp trở nên đáng kể khi vượt quá 15 mét (50 feet). Để ngăn chặn tổn thất phát điện trong kết cấu, việc mua sắm phải cân bằng chi phí của dây dẫn đồng dày hơn với ngưỡng hiệu suất hệ thống có thể chấp nhận được.
Phương pháp mở rộng:Chỉ sử dụng các đầu nối chống nước được đúc tại nhà máy đã được chứng nhận hoặc các mối nối co nhiệt có thành dày, được cách nhiệt đúng cách cho phần mở rộng cáp. Việc uốn bằng tay không đạt tiêu chuẩn với các đầu nối chung không tương thích là nguyên nhân số một gây ra cháy trang trại năng lượng mặt trời.

5. Thông số kỹ thuật cho thiết kế hệ thống: Hướng dẫn về mặt cắt ngang

Định cỡ cáp phù hợp yêu cầu cân bằng các yêu cầu về nguồn điện, chiều dài chạy và độ sụt điện áp có thể chấp nhận được (thường nhắm mục tiêu ở mức thấp hơn $3%$ ĐẾN $5%$ để có ROI tiện ích tối đa).

Ma trận kích thước kỹ thuật sau đây cung cấp các hướng dẫn chung về mặt cắt ngang (trong $text{mm}^2$ ) cho các cấu hình 24V DC tiêu chuẩn trên các ma trận khoảng cách khác nhau:

Công suất mảng (W)	Khoảng cách 1m	Khoảng cách 3m	Khoảng cách 5m	Khoảng cách 10m	Khoảng cách 15m	Khoảng cách 20m
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	$0.5text{ mm}^2$	$1.0text{ mm}^2$	$2.0text{ mm}^2$	$3.5text{ mm}^2$	$5.0text{ mm}^2$	$10.0text{ mm}^2$
720W	$1.0text{ mm}^2$	$3.0text{ mm}^2$	$5.0text{ mm}^2$	$10.0text{ mm}^2$	$15.0text{ mm}^2$	$20.0text{ mm}^2$

Lưu ý: Đối với cài đặt ở quy mô tiện ích ( $1000text{V}$ ĐẾN $1500text{V}$ hệ thống), các kỹ sư nên tham khảo đầy đủ các công cụ tính kích thước theo tiêu chuẩn IEC 60364-7-712 để tối ưu hóa tiết diện dây dẫn so với nhiệt độ môi trường cục bộ.

6. Tương lai của kết nối PV: Tìm nguồn cung ứng cho lưới điện ngày mai

Với năng lượng mặt trời được dự đoán sẽ trở thành nguồn năng lượng thống trị thế giới vào năm 2035, công nghệ cáp PV tiếp tục phát triển theo hướng xử lý điện áp cao hơn (chuyển đổi hoàn toàn sang $1500text{V}$ hệ sinh thái), độ bền mở rộng và tính bền vững được cải thiện thông qua vật liệu áo khoác không chì, có thể tái chế hoàn toàn.

Đối với các chuyên gia mua sắm quốc tế, việc thiết lập chuỗi cung ứng đã được xác minh với các nhà sản xuất cung cấp các bộ phận PV được chứng nhận TÜV, UL và CE có thể truy nguyên đầy đủ là một ưu tiên chiến lược quan trọng. Việc lựa chọn và triển khai hợp lý các tài sản cơ sở hạ tầng quan trọng này vẫn rất cần thiết để triển khai các hệ thống năng lượng tái tạo an toàn, tuân thủ pháp luật và hiệu suất cao.

Những lựa chọn cáp chính cho hệ thống năng lượng mặt trời hiệu quả: Hướng dẫn mua sắm và tuân thủ