Надежная солнечная установка: практическая реализация

Ф. Топорков
Выбор компонентов солнечных фотовольтаических установок – важнейший вопрос для реализации надежной и эффективной системы энергообеспечения. Кабели для солнечных фотовольтаических установок обладают определенными свойствами, и они должны удовлетворять специфическим требованиям, отражающим условия их эксплуатации.

Top_200 Когда дело доходит до качества солнечных электрогенерирующих систем, большая часть внимания при выборе, проектировании и монтаже системы сосредоточена на больших и дорогостоящих компонентах, таких, как солнечные панели, инверторы, аккумуляторы. Однако, такие «рядовые» элементы, как некачественные разъемы/коннекторы и/или кабель могут существенно повлиять на эффективность и безопасность системы в целом.

Например, протяженность силовых кабелей для PV-установки весьма значительна. Часть кабеля прокладывается в помещениях с определёнными требованиями по пожарной безопасности. Другая часть кабелей монтируется на открытых площадках в условиях воздействия высоких температур, атмосферных осадков и ультрафиолетового излучения, а также в условиях динамических нагрузок (колебание кабеля при подвесе кабеля), статических механических напряжений (радиусы сгибов кабеля меньше допустимых) и температурных тепловых деформаций. К сожалению, одной из статей сокращения затрат владельцы систем видят в использовании дешевых кабелей и разъемов, которые могут стоить вдвое меньше, чем качественные и безопасные изделия.

Мнимая «экономия» средств из-за использования нестандартных соединителей и некачественного кабеля может быстро нивелироваться и снизить энергетическую эффективность всей системы в целом. Компоненты низкого качества, используемые для обвязки PV-системы, могут повысить риск возникновения пожара и поражения электрическим током при эксплуатации и техническом обслуживании солнечной электрической станции.

Покупатели солнечной электрической станции должны обязательно проверить, соответствуют ли кабели в приобретаемой установке спецификации PV1-F и соответствуют ли коннекторы стандарту EN 50521.

Кабельные изделия для солнечных фотоэлектрических электростанций различной генерируемой мощности и фотобиореакторов различного назначения должны характеризоваться стабильными электрическими и механическими свойствами, а также сохранять свои технические характеристики во время всего жизненного цикла системы (минимум 20 – 25 лет).

Кабельная продукция с такой «солнечной» спецификацией пользуется сейчас повышенным спросом на рынке, и спрос на него сохранит положительную динамику роста на ближайшие 30 лет.

Отечественный производитель специальной качественной кабельной продукции ПАО «Одескабель» на базе требований международных стандартов TUV, VDE и других разрабатывает собственный модельный ряд кабелей для фотоэлектрической промышленности.

Эти изделия обеспечивают стойкость к ультрафиолетовому излучению и суровым климатическим условиям, гибкость при монтаже и эксплуатации фотоэлектрической системы и полностью учитывают специфические требования для кабелей, используемых на солнечных установках.

Кабель для соединения элементов фотоэлектрической системы характеризуется повышенными требованиями к стойкости к погодным условиям и к механическим нагрузкам. Допускается установка кабеля внутри и снаружи технического здания/аппаратной/контейнера. Кабель эксплуатируется при температуре окружающей среды от –40ºС до +90ºС. На рис. 1 показано сечение кабеля для PV-установки.

Top_1 Рис. 1. Конструкция кабеля

Кабель, см. рис. 1, состоит из трех основных элементов:

  1. жила, луженая медная проволока, класс гибкости 5;
  2. сшитый ПЭ (цвет белый, натуральный);
  3. сшитый ПЭ (цвет черный, красный, синий).

Основные технические характеристики:

Номинальное напряжение: 600 В переменного тока, U0/U = 0,6/1 кВ переменного тока.
Максимальное напряжение: 1,8 кВ постоянного тока.
Более подробные технические характеристики кабелей разных типоразмеров сведены в таблицу. 1.

Таблица. Основные характеристики кабеляTop_Tabl

Необходимо обратить внимание, что энергетическая эффективность фотоэлектрической системы зависит от температуры окружающей среды и от температуры нагрева металлических элементов кабеля, солнечных панелей, контактов фотоэлектрических модулей.

Поэтому кабель, применяемый в данных системах, должен быть выбран с определенным запасом по рабочим характеристикам.

В нормативных документах международных сертификационных организаций, таких как VDE, TUV и др. регламентируют, например, максимальное значение тока в соединительных кабелях фотоэлектрической системы (см. рисунок 2). Во избежание нештатных ситуаций, связанных с кратковременным перегревом жил кабеля, а также с целью обезопасить потенциальных потребителей от чрезмерных дополнительных расходов, проектировщикам и производителям кабеля целесообразно конструктивно гарантировать «энергетический» запас на уровне 2 – 5% от требований существующих стандартов.

Так, в кабеле производства ПАО «Одескабель» при сечении токопроводящей жилы 2,5 мм2 при 60ºС, при необходимости, допустимо увеличение рабочего тока до 41 А за счёт применения в изделии качественной меди и соблюдения технологических режимов производства.

Top_2 Рис. 2. Максимальное значение электрического тока (А) для токопроводящих жил с разным сечением (мм2) в зависимости от температуры

В фотоэлектрических системах потеря генерируемой энергии при транспортировке и при различных преобразованиях недопустима. Например, уменьшение напряжения на 0,5 В в системе с рабочим напряжением 12 В означает снижение эффективности системы на 4%. Неправильный расчёт длины и/или сечения кабеля, а также некорректный монтаж кабельных трасс становятся очевидными причинами снижения эффективности всей фотоэлектрической системы и могут повлечь существенные затраты для устранения аварий.

Правильный выбор кабелей для солнечных энергетических установок гарантирует потребителю надежность и долговечность работы всей системы долгие годы. Для строительства и эксплуатации PV-систем ПАО «Одескабель» изготовит кабели для фотоэлектрических панелей (солнечных панелей), провода для электрических установок, кабели для систем управления, включая волоконно-оптические кабели и LAN-кабели, рефлекторные кабели (ПОВ кабели), а также большой спектр комбинированных кабелей. Квалифицированные специалисты проконсультируют потребителей для правильного и оправданного выбора кабельной продукции с учетом всех специфических требований заказчика.



Оставьте комментарий