بينما يسعى أصحاب مزارع الطاقة الشمسية إلى تعزيز أداء وكفاءة عملياتهم، لا يمكن تجاهل خيارات توصيلات التيار المستمر.بعد تفسير معايير IEC ومع الأخذ في الاعتبار عوامل مثل السلامة، والكسب على الوجهين، والقدرة على حمل الكابلات، وفقدان الكابلات وانخفاض الجهد، يمكن لأصحاب المصانع تحديد الكابل المناسب لضمان التشغيل الآمن والمستقر طوال دورة حياة الخلايا الكهروضوئية نظام.
يتأثر أداء وحدات الطاقة الشمسية في الميدان بشكل كبير بالظروف البيئية.يعتمد تيار الدائرة القصيرة الموجود في ورقة بيانات الوحدة الكهروضوئية على ظروف الاختبار القياسية بما في ذلك الإشعاع بمقدار 1 كيلووات / م2 وجودة الهواء الطيفية البالغة 1.5 ودرجة حرارة الخلية البالغة 25 درجة مئوية.لا يأخذ تيار ورقة البيانات أيضًا في الاعتبار تيار السطح الخلفي للوحدات النمطية ذات الوجهين، وبالتالي تعزيز السحابة وعوامل أخرى؛درجة حرارة؛ذروة الإشعاع.يؤثر الإفراط في إشعاع السطح الخلفي الناتج عن البياض بشكل كبير على تيار الدائرة القصيرة الفعلي للوحدات الكهروضوئية.
اختيار خيارات الكابلات للمشاريع الكهروضوئية، وخاصة المشاريع ذات الوجهين، ينطوي على النظر في العديد من المتغيرات.
حدد الكابل الصحيح
تعتبر كابلات التيار المستمر بمثابة شريان الحياة للأنظمة الكهروضوئية لأنها تربط الوحدات بصندوق التجميع والعاكس.
يجب على صاحب المصنع التأكد من اختيار حجم الكابل بعناية وفقا لتيار وجهد النظام الكهروضوئي.تحتاج الكابلات المستخدمة لتوصيل جزء التيار المستمر من الأنظمة الكهروضوئية المتصلة بالشبكة أيضًا إلى تحمل الظروف البيئية والجهد الكهربي والحالي المحتملة.يتضمن ذلك تأثير التسخين للتيار والكسب الشمسي، خاصة إذا تم تركيبه بالقرب من الوحدة.
وهنا بعض الاعتبارات الرئيسية.
تصميم الأسلاك التسوية
في تصميم النظام الكهروضوئي، يمكن أن تؤدي اعتبارات التكلفة قصيرة المدى إلى سوء اختيار المعدات وتؤدي إلى مشكلات طويلة المدى تتعلق بالسلامة والأداء، بما في ذلك عواقب كارثية مثل الحرائق.يجب تقييم الجوانب التالية بعناية لتلبية معايير السلامة والجودة الوطنية:
حدود انخفاض الجهد: يجب أن تكون خسائر كابل الطاقة الشمسية الكهروضوئية محدودة، بما في ذلك خسائر التيار المستمر في سلسلة الألواح الشمسية وفقدان التيار المتردد في خرج العاكس.إحدى الطرق للحد من هذه الخسائر هي تقليل انخفاض الجهد في الكابل.يجب أن يكون انخفاض جهد التيار المستمر أقل من 1% ولا يزيد عن 2%.يؤدي انخفاض جهد التيار المستمر أيضًا إلى زيادة تشتت الجهد للسلاسل الكهروضوئية المتصلة بنفس نظام تتبع نقطة الطاقة القصوى (MPPT)، مما يؤدي إلى ارتفاع خسائر عدم التطابق.
فقدان الكابل: لضمان إخراج الطاقة، يوصى بألا يتجاوز فقدان الكابل لكابل الجهد المنخفض بالكامل (من الوحدة إلى المحول) 2%، ومن الناحية المثالية 1.5%.
قدرة حمل التيار: إن عوامل تخفيض الكابل، مثل طريقة مد الكابل، وارتفاع درجة الحرارة، ومسافة التمديد، وعدد الكابلات المتوازية، سوف تقلل من قدرة حمل التيار للكابل.
معيار IEC على الوجهين
تعتبر المعايير ضرورية لضمان موثوقية وسلامة وجودة الأنظمة الكهروضوئية، بما في ذلك الأسلاك.على المستوى العالمي، هناك العديد من المعايير المقبولة لاستخدام كابلات التيار المستمر.المجموعة الأكثر شمولاً هي معيار IEC.
تحدد المواصفة القياسية IEC 62548 متطلبات التصميم للمصفوفات الكهروضوئية، بما في ذلك أسلاك مصفوفة التيار المستمر وأجهزة الحماية الكهربائية والمفاتيح ومتطلبات التأريض.تحدد المسودة الأخيرة للمواصفة القياسية IEC 62548 طريقة الحساب الحالية للوحدات ثنائية الجوانب.IEC 61215:2021 تحدد متطلبات التعريف والاختبار للوحدات الكهروضوئية مزدوجة الجوانب.تم تقديم شروط اختبار الإشعاع الشمسي للمكونات ذات الوجهين.BNPI (إشعاع اللوحة على الوجهين): يتلقى الجزء الأمامي من الوحدة الكهروضوئية إشعاعًا شمسيًا يبلغ 1 كيلووات/م2، ويستقبل الجزء الخلفي 135 وات/م2؛BSI (إشعاع الضغط على الوجهين)، حيث تستقبل الوحدة الكهروضوئية إشعاعًا شمسيًا يبلغ 1 كيلووات/م2 في الأمام و300 وات/م2 في الخلف.
حماية التيار الزائد
يتم استخدام جهاز حماية التيار الزائد لمنع المخاطر المحتملة الناجمة عن الحمل الزائد، ماس كهربائى، أو خطأ الأرض.أجهزة حماية التيار الزائد الأكثر شيوعًا هي قواطع الدائرة والصمامات.
سيقوم جهاز حماية التيار الزائد بقطع الدائرة إذا تجاوز التيار العكسي قيمة الحماية الحالية، وبالتالي فإن التيار الأمامي والخلفي المتدفق عبر كابل DC لن يكون أبدًا أعلى من التيار المقدر للجهاز.يجب أن تكون القدرة الاستيعابية لكابل التيار المستمر مساوية للتيار المقنن لجهاز حماية التيار الزائد.
وقت النشر: 22 ديسمبر 2022