برای یک استرینگ معمولی با جریان حدود 10 تا 13 آمپر و مسیر کوتاه، کابل خورشیدی 4mm² در بسیاری از پروژهها انتخاب رایجی است. با افزایش طول مسیر، جریان یا سختگیرانهتر شدن افت ولتاژ، 6mm² و سپس 10mm² میتواند مناسبتر شود.
اما سایز کابل را فقط از روی آمپراژ انتخاب نکنید. کابل باید هم از نظر ظرفیت جریان و هم از نظر افت ولتاژ، دمای محیط و ریتینگ DC با سیستم سازگار باشد.
جدول پایین برای مقایسه اولیه با کابل مسی PV، طول یکطرفه مسیر، ولتاژ کاری نمونه 600VDC و هدف افت ولتاژ حدود 1٪ تهیه شده است. ظرفیت جریان واقعی کابل باید از دیتاشیت سازنده و با ضرایب نصب کنترل شود.
برای انتخاب سایز کابل DC چه چیزهایی را باید بدانیم؟
- جریان کاری هر استرینگ
- Isc پنل
- تعداد استرینگهای موازی
- طول یکطرفه مسیر
- ولتاژ کاری استرینگ
- افت ولتاژ هدف
- دمای محیط و روش نصب
- ریتینگ ولتاژ و استاندارد کابل PV
جریان استرینگ چه نقشی در سایز کابل دارد؟
هرچه جریان بیشتر باشد، افت ولتاژ و تلفات حرارتی در کابل بیشتر میشود. در یک استرینگ سری، جریان تقریباً برابر جریان یک پنل باقی میماند، اما اگر چند استرینگ روی یک مسیر مشترک موازی شوند، جریانها با هم جمع میشوند.
به همین دلیل کابلی که برای یک استرینگ 12 آمپری مناسب است، ممکن است برای مسیر مشترک دو استرینگ 12 آمپری مناسب نباشد.
چرا طول مسیر روی سایز کابل اثر زیادی دارد؟
با افزایش طول، مقاومت کل مدار بیشتر میشود و افت ولتاژ افزایش پیدا میکند. برای همین ممکن است کابل 4mm² در مسیر 10 متری مناسب باشد اما در همان جریان و مسیر 50 متری، 6 یا 10mm² انتخاب بهتری شود.
افت ولتاژ سمت DC چقدر باشد؟
در طراحی حرفهای تلاش میشود افت ولتاژ مسیر DC پایین نگه داشته شود تا انرژی تولیدی پنلها در کابل تلف نشود. بسته به پروژه و دستورالعمل طراحی، حدود 1 تا 1.5 درصد میتواند یک هدف عملی برای مسیر DC باشد.
برای جریان و طول یکسان، درصد افت ولتاژ کوچکتر میشود؛ به همین دلیل جدول سایز کابل بدون دانستن ولتاژ کاری فقط میتواند راهنمای اولیه باشد.
فرمول ساده افت ولتاژ کابل DC
ضریب 2 به دلیل رفت و برگشت مسیر مثبت و منفی در نظر گرفته میشود. برای محاسبه دقیقتر، مقاومت واقعی کابل در دمای کار از دیتاشیت سازنده گزینه بهتری از یک مقدار عمومی است.
جدول انتخاب اولیه کابل برای جریان 10 تا 30 آمپر و طول 10 تا 50 متر
جدول زیر بر پایه افت ولتاژ هدف حدود 1٪ در ولتاژ کاری نمونه 600VDC و حداقل سطح مقطع رایج 4mm² برای کابل PV تنظیم شده است. اگر مقدار محاسباتی از 10mm² عبور کند، 16mm² یا محاسبه مهندسی دقیقتر پیشنهاد شده است.
| جریان مسیر | 10 متر | 20 متر | 30 متر | 40 متر | 50 متر |
|---|---|---|---|---|---|
| 10A | 4mm² | 4mm² | 4mm² | 4mm² | 4mm² |
| 15A | 4mm² | 4mm² | 4mm² | 6mm² | 6mm² |
| 20A | 4mm² | 4mm² | 6mm² | 6mm² | 10mm² |
| 25A | 4mm² | 4mm² | 6mm² | 10mm² | 10mm² |
| 30A | 4mm²* | 6mm² | 10mm² | 10mm² | 16mm² |
از نظر افت ولتاژ نمونه ممکن است کافی به نظر برسد، اما ظرفیت جریان واقعی کابل 4mm² به نوع کابل، دمای محیط، تجمع کابلها و روش نصب وابسته است. در چنین جریانی کنترل ampacity سازنده الزامی است و ممکن است 6mm² انتخاب صحیحتری باشد.
چه زمانی کابل 4 میلیمتر مناسب است؟
برای بسیاری از استرینگهای تک با جریان حدود 10 تا 13 آمپر و مسیر کوتاه تا متوسط، کابل PV با سطح مقطع 4mm² رایج است.
در مسیرهای طولانی یا شرایط نصب گرم و متراکم، ممکن است 6mm² برای افت ولتاژ یا ظرفیت جریان مناسبتر باشد.
چه زمانی 6 میلیمتر انتخاب بهتری است؟
6mm² زمانی جذابتر میشود که طول مسیر افزایش یافته، جریان مسیر بالاتر رفته یا هدف کاهش افت ولتاژ سختگیرانهتر باشد.
برای مسیر مشترک چند استرینگ سبک یا یک استرینگ با طول زیاد، 6mm² یکی از ریتینگهای پرکاربرد است.
کابل 10 میلیمتر چه زمانی لازم میشود؟
در مسیرهای بلندتر و جریانهای بالاتر، بهخصوص بعد از تجمیع استرینگها، ممکن است 10mm² برای حفظ افت ولتاژ مناسبتر باشد.
در مسیرهایی که جریان به 25 تا 30 آمپر میرسد، انتخاب بین 6 و 10mm² باید با طول، دما و دیتاشیت واقعی کابل انجام شود.
دمای محیط چگونه انتخاب کابل را تغییر میدهد؟
پنل و کابل روی بام یا سازه خورشیدی میتوانند در دمای محیط بالا کار کنند. افزایش دما ظرفیت جریان مجاز کابل را کاهش میدهد.
همچنین عبور چند کابل کنار یکدیگر، داخل لوله یا کانال میتواند نیاز به اعمال ضریب کاهش ظرفیت داشته باشد. به همین دلیل فقط جدول افت ولتاژ برای انتخاب نهایی کافی نیست.
اگر دو استرینگ موازی شوند چه اتفاقی برای سایز کابل میافتد؟
فرض کنید هر استرینگ حدود 12 آمپر جریان کاری دارد. اگر دو استرینگ روی یک کابل خروجی مشترک موازی شوند، جریان مسیر مشترک تقریباً به 24 آمپر میرسد.
کابل هر استرینگ قبل از تجمیع ممکن است 4mm² باشد، اما کابل خروجی Combiner Box ممکن است به 6 یا 10mm² نیاز داشته باشد.
فقط سطح مقطع مهم نیست؛ ریتینگ ولتاژ کابل هم باید مناسب باشد
کابل باید مخصوص کاربرد فتوولتائیک بوده و ولتاژ نامی آن با حداکثر ولتاژ DC سیستم سازگار باشد.
در سیستمهای PV مدرن، کابلهای مخصوص خورشیدی با ریتینگ مناسب DC، عایق مقاوم در برابر UV و شرایط محیطی استفاده میشوند.
کانکتور و ترمینال هم باید با سطح مقطع هماهنگ باشند
انتخاب کابل 10mm² زمانی مفید است که کانکتور، گلند، ترمینال و ورودی تجهیز نیز برای همان سطح مقطع طراحی شده باشند.
اتصال نامناسب یا پرس غیراستاندارد میتواند مقاومت موضعی و گرمایش ایجاد کند حتی اگر خود کابل از نظر سایز کاملاً مناسب باشد.
اشتباهات متداول در انتخاب کابل DC
- انتخاب کابل فقط از روی توان اینورتر
- نادیده گرفتن طول رفت و برگشت
- جمع نکردن جریان استرینگهای موازی
- بیتوجهی به افت ولتاژ
- نادیده گرفتن دمای محیط
- استفاده از کابل غیرخورشیدی در فضای باز
- عدم تطبیق کابل با MC4 و ترمینال
- بیتوجهی به ظرفیت جریان واقعی سازنده
مثال: مسیر 30 متری با جریان 20 آمپر
با فرض ولتاژ کاری حدود 600VDC و افت ولتاژ هدف نزدیک 1٪، محاسبه نمونه سطح مقطعی نزدیک 4.5mm² به دست میدهد.
چون 4.5mm² سایز استاندارد رایج نیست، 6mm² انتخاب اولیه منطقیتری خواهد بود؛ سپس ظرفیت جریان و شرایط نصب باید کنترل شود.
برای ورودی DC اینورتر 4، 6 یا 10 میلیمتر؟
برای یک استرینگ کمجریان و مسیر کوتاه، 4mm² اغلب کافی است. با افزایش طول یا جریان، 6mm² انتخاب رایج بعدی است. برای مسیرهای مشترک پرجریان یا طولانی، 10mm² یا حتی 16mm² ممکن است لازم شود.
تصمیم نهایی باید با سه کنترل انجام شود: افت ولتاژ، ظرفیت جریان واقعی کابل و شرایط نصب.
جریان مسیر → طول یکطرفه → ولتاژ کاری → افت ولتاژ هدف → سطح مقطع → کنترل ampacity و دما → تطبیق با کانکتور و ورودی اینورتر.
سؤالات رایج درباره کابل DC اینورتر
در بسیاری از مسیرهای کوتاه تا متوسط بله، اما طول، دمای محیط، روش نصب و ظرفیت جریان واقعی کابل باید بررسی شود.
وقتی طول مسیر یا جریان بیشتر است، یا میخواهیم افت ولتاژ را کاهش دهیم، 6mm² میتواند انتخاب مناسبتری باشد.
برای کابل خروجی مشترک معمولاً باید مجموع جریان دو استرینگ در نظر گرفته شود، بنابراین ممکن است سطح مقطع بزرگتری لازم باشد.
کابل ضخیمتر افت ولتاژ را کم میکند، اما هزینه، شعاع خمش و سازگاری با کانکتور و ترمینال نیز مهم است. انتخاب باید متناسب با نیاز واقعی پروژه باشد.
جریان، طول مسیر و ولتاژ استرینگ را مشخص کنید
با این سه عدد میتوان افت ولتاژ مسیر DC را محاسبه کرد و سپس سطح مقطع مناسب کابل را با ظرفیت جریان واقعی تطبیق داد.
