Vročinski valovi in ​​zmanjšanje moči sončnega kabla: kaj bi morali PV inženirji ponovno preveriti

10. julija 2026 je nacionalna obremenitev Kitajske z električno energijo dosegla nov letni rekord 1,518 milijarde kW. Pričakuje se, da bodo stalno povpraševanje po toploti, hlajenju in industrijska proizvodnja dvignili poletni vrh še višje. Hkrati solarne naprave delujejo v najtežjih toplotnih razmerah v letu-ne samo zaradi temperature zraka, temveč tudi zaradi toplote, ki se kopiči na strehah, kabelskih policah in izpostavljenih kovinskih površinah.Kitajska nacionalna uprava za energijo.

Za fotonapetostne inženirje je to pravočasen opomin: nazivni presek,-natisnjen na solarnem kablu, sam po sebi ne določa, koliko toka lahko kabel varno prenese.

Temperaturo okolja, način namestitve, skupino kablov, temperaturo prevodnika, padec napetosti in kakovost konektorja je treba preveriti skupaj.

Vremenski podatki običajno predstavljajo zasenčeno temperaturo zraka. PV kabel, ki je nameščen pod moduli, na temni strehi ali blizu kovinske konstrukcije, lahko doživi veliko bolj vroče lokalno okolje.

Hkrati lahko deluje več virov toplote:

• Neposredno sončno sevanje
• Toplota, ki jo odbija ali oddaja streha
• Omejen pretok zraka pod moduli
• Toplota, ki jo absorbirajo kovinski pladnji ali vodi
• Električne izgube v prevodniku
• Toplota, ki nastane na konektorjih in zaključkih

To pomeni, da inženirji ne bi smeli uporabljati regionalne vremenske napovedi kot edine projektne temperature. Upoštevati je treba dejansko traso kabla.

Kabel, obešen v prostem zraku, bo običajno učinkoviteje odvajal toploto kot isti kabel, nameščen znotraj cevi ali tesno združen z drugimi obremenjenimi kabli. Dva kabla z enako velikostjo prevodnika imata lahko torej različne dovoljene tokove.

Kabel H1Z2Z2-K, izdelan v skladu z EN 50618, je zasnovan za zahtevne zunanje fotovoltaične aplikacije. Običajno uporablja kositreni{7}}bakreni prevodnik razreda 5 z navzkrižno-povezano izolacijo in materiali za ovoje brez halogenov.

Vendar je njegova temperaturna ocena včasih napačno razumljena.

Kabel tipa EN 50618- je na splošno zasnovan za največjo temperaturo prevodnika 90 stopinj med običajnim neprekinjenim delovanjem. Delovanje pri 120 stopinjah je omejeno na skupno 20.000 ur pod pogoji, ki jih določa standard - to ni običajni neprekinjeni projektni cilj. Reprezentativna specifikacija proizvajalca potrjuje normalno mejo 90 stopinj in omejeno stanje 120 stopinj.LAPP H1Z2Z2-K tehnični podatki

Razlika je pomembna, ker:

• Temperatura okolja je temperatura okoli kabla.
• Temperatura prevodnika je temperatura, dosežena znotraj kabla.
• Nosilna-tokovna zmogljivost je tok, ki vzdržuje prevodnik znotraj njegove dovoljene temperature v določenih pogojih namestitve.

Kabel z oznako "90 stopinj" ni samodejno primeren za prenos svojega objavljenega referenčnega toka v 90 stopinjskem zunanjem zraku. Če je okolica že vroča, ima kabel veliko manjšo sposobnost oddajanja toplote, ki nastane zaradi lastnega upora.

Trenutne tabele-nosilnosti temeljijo na posebnih referenčnih pogojih. Ti lahko vključujejo en kabel v prostem zraku, določeno temperaturo okolice, določeno temperaturo vodnika in domnevno metodo namestitve.

Na primer, en podatkovni list kabla Prysmian H1Z2Z2-K 6 mm² podaja različne ocene toka, odvisno od tega, ali je kabel prosto nameščen v zraku ali nameščen na površini. Navedene vrednosti temeljijo na temperaturi okolice 60 stopinj, kar dokazuje, zakaj so pogoji, ki stojijo za številom ampacitete, pomembni enako kot število samo. Podatkovni list Prysmian TECSUN H1Z2Z2-K

V praksi se dovoljeni tok konceptualno lahko izrazi kot:

Korekcijski faktorji morajo izhajati iz veljavnega električnega standarda, lokalne kode ali preverjenih podatkov proizvajalca. Ne bi jih smeli ocenjevati.

Inženirji morajo potrditi vsaj naslednje:

Mednarodno standard IEC 62548-1 pokriva zahteve za načrtovanje fotonapetostnih nizov, vključno z ožičenjem enosmernih nizov in električno zaščito. Dimenzioniranje kablov mora upoštevati tudi ustrezne nacionalne predpise, ki izhajajo iz standardov, kot je serija IEC 60364. IEC 62548-1:2023

Združevanje kablov v skupine je še posebej pomembno okoli kombiniranih omaric, vhodov pretvornika, zavojev pladnjev in odsekov cevi.

Ko je več obremenjenih kablov nameščenih blizu skupaj, vsak kabel segreva druge in pretok zraka se zmanjša. Tudi če je večina poti odprta in dobro prezračena, lahko kratek odsek z zastoji postane toplotno ozko grlo.

Tipična področja, ki zahtevajo pozornost, vključujejo:

• Več vrvičnih kablov, povezanih v tesen snop
• Pozitivni in negativni prevodniki so natlačeni v enem vodu
• Kabelski nosilci so napolnjeni nad predvideno zasnovo
• Gosta napeljava neposredno pod kombinirano omarico
• Kabli, ki ležijo neposredno na vročih strešnih materialih
• Zvit odvečni kabel, ki je ostal za moduli

Tesne kabelske vezice lahko povzročijo tudi mehanske obremenitve in omejijo gibanje med toplotnim raztezanjem. Kable je treba podpreti, ne da bi jih zmečkali, upoštevati je treba najmanjši upogibni polmer proizvajalca.

Kjer je praktično, je povečanje razdalje ali izboljšanje prezračevanja lahko učinkovitejše od preprostega povečanja velikosti prevodnika.

Temperatura kabla vpliva bolj kot na življenjsko dobo izolacije. Električni upor bakra se poveča, ko se vodnik segreje.

Za inženirske ocene se odpornost bakra poveča za približno 0,39 % za vsako 1 stopinjo dviga nad referenčno temperaturo. Prevodnik, ki deluje pri 80 stopinjah, bo zato imel bistveno večji upor kot isti prevodnik, izmerjen pri 20 stopinjah.

Rezultat je:

• Večji padec napetosti
• Večje izgube I2RI^2RI2R
• Nižja oddana moč
• Dodatno ogrevanje prevodnika

Odpornost fotonapetostnega kabla je običajno določena pri 20 stopinjah po IEC 60228. IEC 60228 opredeljuje konstrukcijo prevodnika in zahteve za največjo odpornost, vključno s fleksibilnimi vodniki razreda 5, ki se običajno uporabljajo v solarnih kablih.IEC 60228:2023

Izračuni padca-napetosti morajo torej uporabiti upor, popravljen glede na pričakovano delovno temperaturo-ne le kataloške vrednosti pri 20 stopinjah.

To je še posebej pomembno za:

• Tokokrogi dolgih nizov
• Centralizirane postavitve pretvornikov
• Velike rastline-na tleh
• Strešni sistemi z indirektnimi kabelskimi potemi
• Sistemi, ki delujejo blizu spodnje meje MPPT napetosti pretvornika

Fotonapetostna vezja niso navadna, stabilna enosmerna bremena. Njihov načrtovani tok mora odražati največji tok, ki ga niz lahko proizvede v skladu z veljavnim standardom načrtovanja in lokalnimi predpisi.

Pri izračunu bo morda treba upoštevati:

• Tok kratkega{0}}stika modula
• Vzporedni nizi
• Zahtevani varnostni ali trajni{0}}tokovni dejavniki
• Dvostranski dobiček
• Obsevanje nad standardnimi preskusnimi pogoji
• Povratni-trenutni prispevek
• Prenapetostna zaščita
• Prihodnje spremembe konfiguracije modula ali niza

Pogosta napaka je primerjava obratovalnega toka modula neposredno z oceno kataloga kablov. To lahko zanemari tako zahtevani fotovoltaični konstrukcijski-faktor toka kot toplotno zmanjšanje, ki ga povzroča okolje namestitve.

Pravilno zaporedje je:

• Vzpostavite projektni tok PV tokokroga.
• Določite referenčno napetost kabla.
• Uporabite vse zahtevane korekcijske faktorje.
• Potrdite, da popravljena amperatura presega načrtovani tok.
• Preverite padec napetosti in izgubo moči.
• Preverite zaščito in združljivost priključka.

Prestati le eno od teh preverjanj ni dovolj.

Pravilno velik kabel ne more nadomestiti slabe povezave.

Dvig temperature priključka je lahko posledica:

• Nepravilno ali nepopolno stiskanje
• Napačno orodje za stiskanje ali matrica
• Prerez kabla-je zunaj odobrenega območja konektorja
• Zunanji premer kabla ni združljiv s tesnilom
• Onesnaženi ali poškodovani kontakti
• Konektorji, ki niso popolnoma vklopljeni
• Mešanje konektorskih komponent različnih proizvajalcev
• Vdor vode in korozija
• Prekomerna mehanska napetost na spoju

Te napake povečajo kontaktno odpornost. Ker nastajanje toplote sledi P=I2RP=I^2RP=I2R, lahko celo razmeroma majhno povečanje upora povzroči znatno lokalno segrevanje, ko je tok visok.

NREL je dokumentiral fotonapetostno ravnotežje--napak sistemskih konektorjev, ki vključujejo pregrevanje, mehčanje in fizično popačenje, s hudimi primeri, ki lahko povzročijo odprta vezja, obloke ali požar. NREL ravnotežje--raziskav vzdržljivosti sistema

Med vročinskim valom ima robna povezava manj toplotne višine. Inženirji bi zato morali kabel in priključek obravnavati kot en sam sistem in ne kot ločena izdelka.

Dobro usmerjanje zmanjša toplotno in mehansko obremenitev.

Kjer je mogoče:

• Kablov ne približujte površinam, ki kopičijo izjemno toploto.
• Ohranite pretok zraka okoli izpostavljenih kablov DC.
• Izogibajte se nepotrebnemu združevanju in tesno zaprtim cevovodom.
• Zaščitite kable pred ostrimi kovinskimi robovi.
• Preprečite, da bi kabli počivali v vodi ali odpadkih.
• Podprite konektorje, tako da kabel ne prenese njihove teže.
• Izogibajte se, da bi se ohlapni kabli dotikali zadnje površine modulov.
• Ločite napeljavo za enosmerni tok od nepovezane opreme,-ki proizvaja toploto.
• Uporabite UV- in vremensko-odporne nosilce, primerne za življenjsko dobo projekta.

Pri strešnih sistemih mora usmerjanje upoštevati tudi dostop za vzdrževanje in gašenje požarov. Tehnično pravilna velikost vodnika ne pomeni, da je slabo speljano vezje zanesljivo.

Vročinski valovi so uporabna priložnost za prepoznavanje šibkih točk, ker toplotne težave postanejo bolj vidne pri močnem obsevanju in močnem toku.

Pregled mora opraviti usposobljeno osebje v reprezentativnih delovnih pogojih. Koristni pregledi vključujejo:

• Infrardeči pregled konektorjev, kombiniranih omaric in zaključkov
• Primerjava temperatur med podobnimi nizi
• Vizualni pregled razbarvanja, deformacij ali razpokanih kabelskih plaščev
• Preverjanje vpetosti konektorja
• Pregled nosilcev kablov in radija upogiba
• Trenutna primerjava med vzporednimi nizi
• Po potrebi preskus-izolacijske upornosti
• Pregled zaščitnih naprav in priključnega momenta po postopku proizvajalca

Samo absolutna temperatura ne odkrije vedno težave. Konektor ali del kabla, ki je opazno bolj vroč kot enakovredni sestavni deli s podobnim tokom, si zasluži preiskavo.

Tokokroga po privijanju ali zamenjavi dela ne bi smeli preprosto- ponovno napajati. Inženirji bi morali prepoznati osnovni vzrok, kot je nepravilno stiskanje, nezdružljiva komponenta, preobremenitev, poškodovan vodnik ali slaba napeljava.

Pred odobritvijo novega načrta-ali pred naslednjim obdobjem ekstremne vročine-bi morali fotonapetostni inženirji ponovno preveriti:

 Najvišja lokalna temperatura, ne le objavljena vremenska temperatura

 Referenčni pogoji za tabelo napetosti kabla

 Korekcijski faktorji za temperaturo, združevanje in namestitev

 Dejanski projektni tok PV vezja

 Padec napetosti pri pričakovani temperaturi vodnika

 Ocene toka kabla in priključka

 Združljivost s-prerezom in zunanjim{1}}premerom kabla

 Orodja za stiskanje in postopki namestitve

 Preobremenjeni odseki v bližini kombiniranih omaric in pretvornikov

 Rezultati toplotnega pregleda operacijskih sistemov

 Usklajevanje zaščite in zahteve za-tokovne napake

 Skladnost z veljavnimi standardi projekta in lokalnim kodeksom

Izbira certificiranega kabla H1Z2Z2-K je pomembno izhodišče, vendar certificiranje ne odpravi potrebe po inženirskih izračunih.

Zanesljivo delovanje pri ekstremni vročini je odvisno od celotnega sistema: kakovosti prevodnika, konstrukcije kabla, načina namestitve, korekcijskih faktorjev, nadzora-padca napetosti, združljivosti konektorjev in izvedbe namestitve.

Za izvajalce EPC in kupce projektov je najvarnejši pristop pregledati te pogoje pred javnim naročilom. Spreminjanje velikosti kabla ali specifikacije priključka med načrtovanjem je relativno preprosto. Zamenjava pregrete napeljave po zagonu ni.

SINELINKdobavlja certificirane solarne kable, združljive fotonapetostne priključke in podporne dodatke za strešne in komunalne-projekte. Prerez-kabla, zunanji premer, združljivost konektorjev in projektno-dokumentacijo je mogoče pregledati pred ponudbo in proizvodnjo.