Egyenáramú kábel – miért fontos a körültekintő telepítésük a napelemes rendszereknél?
2022. december 14. | támogatott cikk | 3689 |
A napelemes erőművek kapcsán leggyakrabban a rendszer teljesítménye és hatékonysága, a biztonság és a megtérülés kerül középpontba, és kevés szó esik az olyan részletekről, mint például a kábelezés. Azonban nem szabad figyelmen kívül hagyni a megfelelő egyenáramú kábelek kiválasztását, ezek ugyanis döntő jelentőségűek a fotovoltaikus erőművek teljesítménye és biztonsága szempontjából is. A Huawei szakemberei összegyűjtöttek 7+1 kulcsfontosságú szempontot, amit minden napelem-kivitelezőnek érdemes tudnia az egyenáramú kábelek szakszerű telepítéséhez.
A hagyományos energiától eltérően egy fotovoltaikus modul működési áramát nagymértékben befolyásolják a környezeti feltételek. A napelemes rendszerek hosszú távú megtérülésének biztosításához mindenképpen figyelembe kell venni ezeket a tényezőket a kábelválasztás során, továbbá ügyelni kell a feszültségesésre és a teljesítményveszteségekre vonatkozó korlátozásokra is. A megfelelő kábelek kiválasztása ugyanis döntő jelentőségű nemcsak a teljesítmény, de a biztonság szempontjából is.
„Az egyenáramú kábelek a PV-rendszerek elengedhetetlen részét képezik, amelyek összekötik a modulokat az inverterekkel. A tulajdonosoknak ezért gondoskodniuk kell arról, hogy a telepített egyenáramú kábel mérete optimális legyen a PV-rendszer áramához és feszültségéhez mérten. A telepítőknek pedig ügyelniük kell arra, hogy a vezetékek megmunkálását megfelelő minőségben, a megfelelő eszközökkel végezzék el” – hangsúlyozza Szigethy Zsolt, a Huawei Technologies Hungary service managere.
Szerencsére ma már pontosan meg lehet határozni a kívánt kábelezést, így biztosítani lehet a napelemes rendszer teljes életciklusa alatt a biztonságos és stabil működést. Van azonban néhány olyan szempont, amit feltétlenül figyelembe kell venni a napelemes rendszerek egyenáramú kábeleinek megfelelő telepítéséhez.
1. Feszültségesés határa
Korlátozni kell a napelemes PV-kábelezés során felmerülő veszteségeket: mind az egyenáramú veszteségeket a napelemek sztringjein, mind a váltóáramú veszteségeket az inverterek kimenetén. A veszteségek korlátozásának egyik módja a kábelek feszültségesésének minimalizálása. Általában az egy százaléknál kisebb egyenáramú feszültségesés az optimális, de a két százalékot nem haladhatja meg. A nagy egyenáramú feszültségesés ugyanis növeli az azonos maximum munkapont követőhöz (MPPT) csatlakoztatott PV sztringek veszteségét.
2. Kábelveszteség
A fotovoltaikus erőmű energiahozamának biztosítása érdekében célszerű, hogy a teljes kisfeszültségű kábel (a moduloktól a transzformátorig) teljesítményvesztesége ne haladja meg a másfél vagy a kettő százalékot.
3. Áramterhelhetőség
Feltétlenül figyelembe kell venni olyan tényezőket, mint a kábelfektetés módja, a hőmérséklet emelkedése, a fektetési távolság és a párhuzamos kábelek száma, amelyek csökkentik a kábelek áramterhelhetőségét.
4. Kábelválasztásra vonatkozó IEC-szabványok
A szabványok elengedhetetlenek a fotovoltaikus rendszerek megbízhatóságának, biztonságának és minőségének biztosításához, beleértve a kábelezést is. Világszerte több elismert szabvány is létezik az egyenáramú kábelek használatára, melyek közül az egyik legátfogóbb az IEC-szabvány. Az IEC 62548 meghatározza a PV-tömbök tervezési követelményeit, az egyenáramú tömb vezetékezését, az elektronikus védelmi eszközöket, a kapcsolást és a földelést. Az IEC 62548 legújabb tervezete meghatározza a kétoldalú modulok jelenlegi számítási módszerét. Az IEC 61215:2021 pedig felvázolja a kétoldalú PV-modulok meghatározását és vizsgálati követelményeit.
5. Túláramvédelmi eszközök
A túláramvédelmi berendezések olyan eszközök, amelyek a túlterhelések, rövidzárlatok vagy földzárlatok ellen védenek. A leggyakoribb ilyen eszközök a megszakítók és a biztosítékok, amelyek automatikusan megszakítják az áramkört, ha a ki és befolyó áram meghaladja a beállított védelmi értéket, így az egyenáramú körben folyó áram soha nem lesz nagyobb, mint a készülék névleges árama. Ha nincs túláramvédelmi eszköz az áramkörben, az üzemtulajdonosoknak figyelembe kell venniük a maximális ki és befolyó áramot, amely átfolyhat az egyenáramú kábelen, majd a kettő közül a nagyobb értéket kell szem előtt tartaniuk a megfelelő kábel kiválasztásánál.
6. Kábeltelepítési feltételek
Az egyenáramú kábelezés tervezésekor és telepítésekor elengedhetetlen a kábel áramterhelhetőségének kiszámítása a terepi körülmények között. Egy képlet segítségével meghatározható a kábel áramterhelhetősége a leértékelés után (Iz). A képlet különböző tényezőket tartalmaz, amelyek befolyásolják a névleges áramterhelhetőséget (I0), beleértve a különböző talajhőmérsékleteket (f1), több, párhuzamosan közvetlenül a talajba fektetett kábelt (f2), a talaj hőellenállását (f3) és a temetési mélységet (f4).
7. Az inverter konfigurációja
A központi inverter konfigurációjában több PV-sztring párhuzamosan csatlakozik egy egyenáramú gyűjtő szekrénybe, és több gyűjtő szekrény párhuzamosan az inverterbe. Ezért a D gyűjtő szekrény maximális kimeneti árama és az inverter bemeneti árama folyamatosan változik, ami jelentős bizonytalansággal jár. Bizonyos biztonsági kockázatokat és tervezési korlátokat figyelembe kell venni a berendezések kiválasztásakor, ami növeli a rendszer költségét. Ezzel szemben a sztring inverteres megoldás az ingadozó energiát szabályozható villamosenergia-kimenetté alakítja. Az inverter korlátozza az áramkimenetet, így az inverter kimeneti kábelének átmérőjéhez nem kell figyelembe venni a fény-, a hőmérséklet- és a kétoldalú modulok változásait. Ez lehetővé teszi a tervezők számára, hogy a leginkább költséghatékony kábeleket és túláramvédelmi eszközöket válasszák ki projektjeikhez. A sztring inverter emellett rövidebb egyenáramú kábellel és alacsonyabb egyenfeszültség-ingadozással rendelkezik, ami nagyobb áramtermelést eredményez.
+1 A kábelek elhelyezése
Amennyiben a kábeleket nem megfelelően helyezik el vagy rosszul rögzítik (például rázza a szél), megsérülhet a kábelköpeny. Ha pedig a kábel szigetelésének sérülése a tartókonzol testjéhez ér, az földzárlatot okozhat a pozitív vagy negatív vezetéken keresztül.
A Villanyszerelők Lapja egy havi megjelenésű épületvillamossági szaklap, amely nyomtatott formában évente 10 alakommal jelenik meg. A VL elsődlegesen a villanyszereléssel, épületvillamossági kivitelezéssel foglalkozó szakembernek szól, de haszonnal olvashatják üzemeltetők, karbantartók, társasházkezelők és mindenki, aki érdeklődik a terület újdonságai, előírásai, problémái és megoldásai iránt.
A VL előfizetési díja egy évre 9950 Ft, amelyért 10 lapszámot küldünk postai úton. Emellett az előfizetőink pdf-ben is letölthetik a legfrissebb lapszámokat, illetve korlátlanul hozzáférhetnek a korábbi számok tartalmához is, így 20 évnyi tudásanyagot vehetnek bírtokba.
