كل ما تريد معرفته عن اختيار الكابلات الضوئية!

تعتبر الكابلات الكهروضوئية أساس دعم المعدات الكهربائية في الأنظمة الكهروضوئية.تتجاوز كمية الكابلات المستخدمة في الأنظمة الكهروضوئية تلك المستخدمة في أنظمة توليد الطاقة العامة، كما أنها أحد العوامل المهمة التي تؤثر على كفاءة النظام بأكمله.

على الرغم من أن كابلات التيار المستمر والتيار المتردد تمثل حوالي 2-3% من تكلفة الأنظمة الكهروضوئية الموزعة، فقد وجدت التجربة الفعلية أن استخدام الكابلات الخاطئة قد يؤدي إلى فقدان مفرط للخط في المشروع، وانخفاض استقرار مصدر الطاقة، وعوامل أخرى تقلل من عوائد المشروع.

ولذلك، فإن اختيار الكابلات المناسبة يمكن أن يقلل بشكل فعال من معدل حوادث المشروع، ويحسن موثوقية مصدر الطاقة، ويسهل البناء والتشغيل والصيانة.

أنواع الكابلات الضوئية

وفقًا لنظام محطات الطاقة الكهروضوئية، يمكن تقسيم الكابلات إلى كابلات DC وكابلات AC.وفقا لمختلف الاستخدامات وبيئات الاستخدام، يتم تصنيفها على النحو التالي:

تستخدم كابلات التيار المستمر في الغالب من أجل:

اتصال سلسلة بين المكونات.

الاتصال المتوازي بين السلاسل وبين السلاسل وصناديق التوزيع DC (صناديق الموحد)؛

بين صناديق توزيع التيار المستمر والمحولات.

تستخدم كابلات التيار المتردد في الغالب من أجل:

الاتصال بين العاكسون ومحولات الخطوة؛

الاتصال بين محولات الرفع وأجهزة التوزيع؛

الاتصال بين أجهزة التوزيع وشبكات الكهرباء أو المستخدمين.

متطلبات الكابلات الضوئية

الكابلات المستخدمة في جزء نقل التيار المستمر منخفض الجهد لنظام توليد الطاقة الشمسية الكهروضوئية لها متطلبات مختلفة لتوصيل المكونات المختلفة بسبب بيئات الاستخدام المختلفة والمتطلبات الفنية.العوامل الإجمالية التي يجب أخذها في الاعتبار هي: أداء عزل الكابل، وأداء مقاومة الحرارة واللهب، والأداء المضاد للشيخوخة، ومواصفات قطر السلك.يتم وضع كابلات التيار المستمر في الغالب في الخارج ويجب أن تكون مقاومة للرطوبة والشمس والبرد والأشعة فوق البنفسجية.ولذلك، فإن كابلات التيار المستمر في الأنظمة الكهروضوئية الموزعة تختار بشكل عام الكابلات الخاصة المعتمدة من الخلايا الكهروضوئية.يستخدم هذا النوع من كابلات التوصيل غلافًا عازلًا مزدوج الطبقة، والذي يتميز بمقاومة ممتازة للأشعة فوق البنفسجية، والماء، والأوزون، والتآكل الحمضي، والملح، وقدرة ممتازة في جميع الأحوال الجوية ومقاومة التآكل.بالنظر إلى موصل DC والتيار الناتج للوحدة الكهروضوئية، فإن كابلات DC الكهروضوئية شائعة الاستخدام هي PV1-F1*4mm2، PV1-F1*6mm2، إلخ.

تُستخدم كابلات التيار المتردد بشكل أساسي من جانب التيار المتردد للعاكس إلى صندوق تجميع التيار المتردد أو الخزانة المتصلة بشبكة التيار المتردد.بالنسبة لكابلات التيار المتردد المثبتة في الخارج، يجب مراعاة الرطوبة والشمس والبرد والحماية من الأشعة فوق البنفسجية والتمديد لمسافات طويلة.بشكل عام، يتم استخدام كابلات من نوع YJV؛بالنسبة لكابلات التيار المتردد المثبتة في الداخل، ينبغي مراعاة الحماية من الحرائق والحماية من الفئران والنمل.

اختيار مادة الكابل

تُستخدم كابلات التيار المستمر المستخدمة في محطات الطاقة الكهروضوئية في الغالب للعمل الخارجي طويل المدى.نظرًا للقيود المفروضة على ظروف البناء، تُستخدم الموصلات في الغالب لتوصيل الكابلات.يمكن تقسيم مواد موصلات الكابلات إلى قلب نحاسي وقلب ألومنيوم.

تتمتع الكابلات النحاسية بقدرة مضادة للأكسدة أفضل من الألومنيوم، وعمر أطول، واستقرار أفضل، وانخفاض الجهد الكهربي، وفقدان أقل للطاقة.في البناء، تكون النوى النحاسية أكثر مرونة ونصف قطر الانحناء المسموح به صغير، لذلك من السهل الدوران والمرور عبر الأنابيب.علاوة على ذلك، فإن النوى النحاسية مقاومة للتعب وليس من السهل أن تنكسر بعد الانحناء المتكرر، لذا فإن الأسلاك مريحة.في الوقت نفسه، تتمتع النوى النحاسية بقوة ميكانيكية عالية ويمكنها تحمل التوتر الميكانيكي الكبير، مما يوفر راحة كبيرة في البناء والتركيب، ويخلق أيضًا ظروفًا للبناء الميكانيكي.

على العكس من ذلك، نظرًا للخصائص الكيميائية للألمنيوم، فإن الكابلات الأساسية المصنوعة من الألومنيوم تكون عرضة للأكسدة (التفاعل الكهروكيميائي) أثناء التثبيت، وخاصة الزحف، مما قد يؤدي بسهولة إلى الفشل.

لذلك، على الرغم من أن تكلفة الكابلات الأساسية المصنوعة من الألومنيوم منخفضة، فمن أجل سلامة المشروع والتشغيل المستقر على المدى الطويل، توصي شركة Rabbit Jun باستخدام الكابلات الأساسية النحاسية في المشاريع الكهروضوئية.

حساب اختيار الكابلات الضوئية

التصنيف الحالي

يتم تحديد مساحة المقطع العرضي لكابلات التيار المستمر في أجزاء مختلفة من النظام الكهروضوئي وفقًا للمبادئ التالية: يتم اختيار كابلات التوصيل بين وحدات الخلايا الشمسية، وكابلات التوصيل بين البطاريات، وكابلات التوصيل لأحمال التيار المتردد بشكل عام مع تصنيف تيار يبلغ 1.25 مرة الحد الأقصى لتيار العمل المستمر لكل كابل؛

يتم اختيار كابلات التوصيل بين صفائف ومصفوفات الخلايا الشمسية، وكابلات التوصيل بين البطاريات (المجموعات) والمحولات بشكل عام بتيار مقنن يبلغ 1.5 مرة الحد الأقصى لتيار العمل المستمر لكل كابل.

في الوقت الحاضر، يعتمد اختيار المقطع العرضي للكابل بشكل أساسي على العلاقة بين قطر الكابل والتيار، وغالبًا ما يتم تجاهل تأثير درجة الحرارة المحيطة وفقدان الجهد وطريقة التمديد على القدرة الاستيعابية الحالية للكابلات.

في بيئات الاستخدام المختلفة، يتم تحديد القدرة الاستيعابية الحالية للكابل، ويوصى باختيار قطر السلك لأعلى عندما يكون التيار قريبًا من قيمة الذروة.

تسبب الاستخدام غير الصحيح للكابلات الكهروضوئية ذات القطر الصغير في نشوب حريق بعد زيادة الحمل على التيار

فقدان الجهد

يمكن وصف فقدان الجهد في النظام الكهروضوئي على النحو التالي: فقدان الجهد = التيار * طول الكابل * عامل الجهد.يمكن أن نرى من الصيغة أن فقدان الجهد يتناسب مع طول الكابل.

ولذلك، أثناء الاستكشاف في الموقع، ينبغي اتباع مبدأ إبقاء المصفوفة على العاكس والعاكس إلى نقطة اتصال الشبكة في أقرب وقت ممكن.

في التطبيقات العامة، لا يتجاوز فقدان خط التيار المستمر بين المصفوفة الكهروضوئية والعاكس 5% من جهد خرج المصفوفة، ولا يتجاوز فقدان خط التيار المتردد بين العاكس ونقطة اتصال الشبكة 2% من جهد خرج العاكس.

في عملية التطبيق الهندسي يمكن استخدام الصيغة التجريبية: △U=(I*L*2)/(r*S)

△U: انخفاض جهد الكابل-V

I: يحتاج الكابل إلى تحمل الحد الأقصى للكابل A

L: طول مد الكابل م

S: منطقة المقطع العرضي للكابل مم 2؛

r: الموصلية الموصلية-m/(Ω*mm2;)، r ​​النحاس=57، r الألومنيوم=34

عند وضع عدة كابلات متعددة النواة في حزم، يجب على التصميم الانتباه إلى النقاط

في التطبيق الفعلي، مع الأخذ في الاعتبار عوامل مثل طريقة توصيل الأسلاك وقيود التوجيه، قد تحتوي كابلات الأنظمة الكهروضوئية، وخاصة كابلات التيار المتردد، على كابلات متعددة النواة موضوعة في حزم.

على سبيل المثال، في نظام ثلاثي الطور ذو سعة صغيرة، يستخدم خط التيار المتردد الصادر كابلات "خط واحد بأربعة مراكز" أو "خط واحد بخمسة مراكز"؛في نظام ثلاثي الطور ذو سعة كبيرة، يستخدم خط التيار المتردد الصادر كابلات متعددة بالتوازي بدلاً من الكابلات ذات القطر الكبير أحادية النواة.

عندما يتم وضع عدة كابلات متعددة النواة في حزم، سيتم تخفيف القدرة الاستيعابية الحالية الفعلية للكابلات بنسبة معينة، ويجب أخذ حالة التوهين هذه في الاعتبار في بداية تصميم المشروع.

طرق مد الكابلات

تكلفة بناء هندسة الكابلات في مشاريع توليد الطاقة الكهروضوئية مرتفعة بشكل عام، ويؤثر اختيار طريقة التمديد بشكل مباشر على تكلفة البناء.

لذلك، يعد التخطيط المعقول والاختيار الصحيح لطرق مد الكابلات من الروابط المهمة في أعمال تصميم الكابلات.

يتم دراسة طريقة مد الكابلات بشكل شامل بناءً على حالة المشروع والظروف البيئية ومواصفات الكابلات والنماذج والكمية وعوامل أخرى، ويتم اختيارها وفقًا لمتطلبات التشغيل الموثوق به وسهولة الصيانة ومبدأ العقلانية التقنية والاقتصادية.

يشمل مد كابلات التيار المستمر في مشاريع توليد الطاقة الكهروضوئية بشكل رئيسي الدفن المباشر بالرمل والطوب، ومدها عبر الأنابيب، ومدها في أحواض، ومدها في خنادق الكابلات، ومدها في الأنفاق، وما إلى ذلك.

لا يختلف مد كابلات التيار المتردد كثيرًا عن طرق مد أنظمة الطاقة العامة.

تُستخدم كابلات التيار المستمر في الغالب بين الوحدات الكهروضوئية، وبين السلاسل وصناديق تجميع التيار المستمر، وبين صناديق التجميع والمحولات.

لديهم مساحات مستعرضة صغيرة وكميات كبيرة.عادةً ما يتم ربط الكابلات على طول أقواس الوحدة أو وضعها عبر الأنابيب.عند وضع يجب مراعاة ما يلي:

لتوصيل الكابلات بين الوحدات وتوصيل الكابلات بين السلاسل وصناديق التجميع، يجب استخدام أقواس الوحدة كدعم للقناة وتثبيت لمد الكابلات قدر الإمكان، مما يمكن أن يقلل من تأثير العوامل البيئية إلى حد ما.

يجب أن تكون قوة تمديد الكابلات موحدة ومناسبة، ولا ينبغي أن تكون ضيقة للغاية.الفرق في درجات الحرارة بين النهار والليل في المواقع الكهروضوئية كبير بشكل عام، ويجب تجنب التمدد والانكماش الحراري لمنع تكسر الكابلات.

يجب أن تأخذ كابلات المواد الكهروضوئية الموجودة على سطح المبنى بعين الاعتبار الجماليات العامة للمبنى.

يجب أن يتجنب وضع التمديد وضع الكابلات على الحواف الحادة للجدران والأقواس لتجنب قطع وطحن الطبقة العازلة لإحداث دوائر قصيرة، أو قوة القص لقطع الأسلاك والتسبب في دوائر مفتوحة.

وفي الوقت نفسه، ينبغي النظر في مشاكل مثل ضربات البرق المباشرة على خطوط الكابلات.

تخطيط مسار مد الكابلات بشكل معقول، وتقليل المعابر، والجمع بين مد الكابلات قدر الإمكان لتقليل حفر الأرض واستخدام الكابلات أثناء إنشاء المشروع.

معلومات تكلفة الكابلات الضوئية

يختلف سعر كابلات التيار المستمر الكهروضوئية المؤهلة في السوق حاليًا وفقًا لمساحة المقطع العرضي وحجم الشراء.

بالإضافة إلى ذلك، ترتبط تكلفة الكابل بتصميم محطة الطاقة.يمكن أن يؤدي تخطيط المكونات الأمثل إلى توفير استخدام كابلات التيار المستمر.

بشكل عام، تتراوح تكلفة الكابلات الضوئية من حوالي 0.12 إلى 0.25/وات.إذا تجاوزت كمية كبيرة جدًا، فقد يكون من الضروري التحقق مما إذا كان التصميم معقولًا أو ما إذا تم استخدام كابلات خاصة لأسباب خاصة.

ملخص

على الرغم من أن الكابلات الكهروضوئية ليست سوى جزء صغير من النظام الكهروضوئي، إلا أنه ليس من السهل كما نتصور اختيار الكابلات المناسبة لضمان انخفاض معدل حوادث المشروع، وتحسين موثوقية إمدادات الطاقة، وتسهيل البناء والتشغيل والصيانة.آمل أن توفر لك المقدمة في هذه المقالة بعض الدعم النظري في التصميم والاختيار المستقبلي.

لا تتردد في الاتصال بنا للحصول على مزيد من المعلومات حول الكابلات الشمسية.

sales5@lifetimecables.com

هاتف/ويشات/واتساب: +86 19195666830