Helleaallot ja aurinkokaapelin heikentyminen: mitä aurinkosähköinsinöörien tulee tarkistaa

Kiinan kansallinen sähkökuorma saavutti 10.7.2026 uuden vuosiennätyksen, 1,518 miljardia kW. Jatkuvan lämmön, jäähdytyksen kysynnän ja teollisuustuotannon odotetaan nostavan kesähuipun entisestään. Samaan aikaan aurinkovoimalat toimivat joissakin vuoden ankarimmissa lämpöolosuhteissa{5}}ei pelkästään ilman lämpötilan, vaan myös kattojen, kaapelihyllyjen ja paljaiden metallipintojen lämmön vuoksi.Kiinan kansallinen energiahallinto.

Aurinkosähköinsinööreille tämä on ajankohtainen muistutus: aurinkokaapeliin painettu nimellinen poikki{0}}leikkaus ei sinänsä määritä, kuinka paljon virtaa kaapeli voi turvallisesti kuljettaa.

Ympäristön lämpötila, asennustapa, kaapelien ryhmittely, johtimien lämpötila, jännitehäviö ja liittimen laatu on tarkistettava yhdessä.

Säätiedot edustavat yleensä varjostettua ilman lämpötilaa. Moduulien alle, tummalle katolle tai metallirakenteen läheisyyteen asennettu aurinkosähkökaapeli saattaa kokea paljon kuumempaa paikallista ympäristöä.

Useat lämmönlähteet voivat toimia samanaikaisesti:

• Suora auringon säteily
• Katon heijastuma tai säteilemä lämpö
• Rajoitettu ilmavirta moduulien alla
• Metallialustat tai -kanavat absorboivat lämpöä
• Sähköhäviöt johtimen sisällä
• Liittimissä ja liittimissä syntyvää lämpöä

Tämä tarkoittaa, että insinöörit eivät saa käyttää alueellista sääennustetta ainoana suunnittelulämpötilana. Varsinainen kaapelin reitti on otettava huomioon.

Vapaaseen ilmaan ripustettu kaapeli poistaa yleensä lämpöä tehokkaammin kuin sama kaapeli, joka on asennettu putkeen tai tiiviisti ryhmitelty muiden kuormitettujen kaapeleiden kanssa. Kahdella saman johdinkokoisella kaapelilla voi siksi olla erilaiset sallitut virrat.

H1Z2Z2-K-kaapeli, joka on valmistettu standardin EN 50618 mukaisesti, on suunniteltu vaativiin ulkosovelluksiin. Siinä käytetään tavallisesti luokan 5 tinattua-kuparijohdinta, jossa on silloitettu-halogeenivapaa eriste- ja vaippamateriaalit.

Sen lämpötilaluokitus on kuitenkin joskus ymmärretty väärin.

EN 50618-tyyppinen kaapeli on yleensä suunniteltu 90 asteen maksimilämpötilaan normaalin jatkuvan käytön aikana. Käyttö 120 asteessa on rajoitettu yhteensä 20 000 tuntiin standardin määrittelemissä olosuhteissa - se ei ole normaali jatkuva suunnittelutavoite. Edustava valmistajan spesifikaatio vahvistaa 90 asteen normaalirajan ja rajoitetun 120 asteen ehdon.LAPP H1Z2Z2-K tekniset tiedot

Erotuksella on merkitystä, koska:

• Ympäristön lämpötila on kaapelin ympärillä oleva lämpötila.
• Johtimen lämpötila on kaapelin sisällä saavutettu lämpötila.
• Virran-kantokyky on virta, joka pitää johtimen sallitussa lämpötilassa määritetyissä asennusolosuhteissa.

Kaapeli, jossa on merkintä "90 astetta", ei automaattisesti sovellu kuljettamaan julkaistua vertailuvirtaansa 90 asteen ilmassa. Jos ympäristö on jo kuuma, kaapelilla on paljon vähemmän kykyä vapauttaa oman vastusnsa tuottamaa lämpöä.

Nykyiset-kantavuustaulukot perustuvat tiettyihin viiteolosuhteisiin. Näitä voivat olla yksittäinen kaapeli vapaassa ilmassa, määritetty ympäristön lämpötila, tietty johtimen lämpötila ja oletettu asennustapa.

Esimerkiksi yksi Prysmian H1Z2Z2-K 6 mm² kaapelin tietolehti antaa erilaisia ​​virtaluokituksia riippuen siitä, onko kaapeli asennettu vapaasti ilmaan vai pinnalle. Ilmoitetut arvot perustuvat 60 asteen ympäristön lämpötilaan, mikä osoittaa, miksi kapasiteettiluvun taustalla olevat olosuhteet ovat yhtä tärkeitä kuin itse numero. Prysmian TECSUN H1Z2Z2-K -tiedote

Käytännössä sallittu virta voidaan ilmaista käsitteellisesti seuraavasti:

Korjauskertoimien tulee perustua voimassa olevaan sähköstandardiin, paikallisiin määräyksiin tai valmistajan todennetuista tiedoista. Niitä ei pidä arvioida.

Insinöörien tulee vahvistaa ainakin seuraavat asiat:

Kansainvälisesti IEC 62548-1 kattaa PV-järjestelmän suunnitteluvaatimukset, mukaan lukien DC-ryhmän johdotukset ja sähkösuojauksen. Kaapelin mitoituksen tulee myös noudattaa asiaankuuluvia kansallisia sääntöjä, jotka on johdettu standardeista, kuten IEC 60364 -sarjasta. IEC 62548-1:2023

Kaapelien ryhmittely on erityisen tärkeää yhdysrasioiden, invertterien sisääntulojen, tarjottimen mutkien ja putkiosien ympärillä.

Kun useita kuormitettuja kaapeleita asennetaan lähekkäin, jokainen kaapeli lämmittää toisiaan ja ilmavirtaus vähenee. Vaikka suurin osa reitistä on avoin ja hyvin tuuletettu, lyhyt ruuhkainen osa voi muodostua lämpöpullonkaulaksi.

Tyypillisiä huomiota vaativia alueita ovat:

• Useita lankakaapeleita sidottu tiukaksi nipuksi
• Positiiviset ja negatiiviset johtimet kokoontuivat yhteen putkeen
• Kaapelihyllyt täyttyivät suunnitteluoletuksensa ulkopuolella
• Tiheä johdotus heti yhdistelmärasian alla
• Kaapelit lepäävät suoraan kuumien kattomateriaalien päällä
• Kierretty ylimääräinen kaapeli jää moduulien taakse

Tiukat nippusiteet voivat myös aiheuttaa mekaanista rasitusta ja rajoittaa liikettä lämpölaajenemisen aikana. Kaapelit tulee tukea puristamatta, ja valmistajan vähimmäistaivutussädettä on noudatettava.

Tarvittaessa etäisyyden lisääminen tai ilmanvaihdon parantaminen voi olla tehokkaampaa kuin pelkkä johtimen koon kasvattaminen.

Kaapelin lämpötila vaikuttaa enemmän kuin eristeen käyttöikään. Kuparin sähkövastus nousee johtimen kuumeneessa.

Teknisten arvioiden mukaan kuparin vastus kasvaa noin 0,39 % jokaista 1 asteen nousua kohti vertailulämpötilan yläpuolella. 80 asteen kulmassa toimivalla johtimella on siis huomattavasti suurempi resistanssi kuin samalla johtimella mitattuna 20 asteessa.

Tulos on:

• Suurempi jännitehäviö
• Suuremmat I2RI^2RI2R-häviöt
• Pienempi toimitettu teho
• Lisäjohdinlämmitys

PV-kaapelin resistanssi on normaalisti määritelty 20 asteen kulmaan IEC 60228:n mukaan. IEC 60228 määrittelee johtimen rakenteen ja maksimivastusvaatimukset, mukaan lukien luokan 5 joustavat johtimet, joita käytetään yleisesti aurinkokaapeleissa.IEC 60228:2023

Jännitteen{0}}pudotuslaskelmissa tulisi siksi käyttää resistanssia, joka on korjattu odotettuun käyttölämpötilaan-ei vain luetteloarvoa 20 asteessa.

Tämä on erityisen tärkeää seuraaville:

• Pitkät merkkijonopiirit
• Keskitetyt invertteriasettelut
• Suuret maahan asennetut{0}}kasvit
• Kattojärjestelmät, joissa on epäsuorat kaapelireitit
• Järjestelmät, jotka toimivat lähellä invertterin MPPT-jänniterajaa

PV-piirit eivät ole tavallisia, vakaita tasavirtakuormia. Niiden suunnitteluvirran on heijastettava maksimivirtaa, jonka ryhmä voi tuottaa sovellettavan suunnittelustandardin ja paikallisten määräysten mukaisesti.

Laskennassa on ehkä otettava huomioon:

• Moduulin oikosulku{0}}virta
• Rinnakkaiset kielet
• Vaadittu turvallisuus tai jatkuvat{0}}virtatekijät
• Bifacial voitto
• Säteilyvoimakkuus suurempi kuin standarditestiolosuhteet
• Käänteinen-nykyinen lahjoitus
• Ylivirtasuojaus
• Tulevat moduuli- tai merkkijonokokoonpanon muutokset

Yleinen virhe on verrata moduulin käyttövirtaa suoraan kaapeliluetteloon. Tämä voi jättää huomioimatta sekä vaaditun aurinkosähkön suunnittelun-virtakertoimen että asennusympäristön aiheuttaman lämpökuormituksen.

Oikea järjestys on:

• Määritä PV-piirin suunnitteluvirta.
• Määritä vertailukaapelin kapasiteetti.
• Käytä kaikkia vaadittuja korjauskertoimia.
• Varmista, että korjattu ampaiteetti ylittää mitoitusvirran.
• Tarkista jännitehäviö ja tehohäviö.
• Tarkista suojauksen ja liittimen yhteensopivuus.

Vain yhden näistä tarkastuksista läpäiseminen ei riitä.

Oikean kokoinen kaapeli ei voi kompensoida huonoa yhteyttä.

Liittimen lämpötilan nousu voi johtua seuraavista syistä:

• Väärä tai epätäydellinen puristus
• Väärä puristustyökalu tai meisti
• Kaapelin poikkileikkaus{0}}liittimen hyväksytyn alueen ulkopuolella
• Kaapelin ulkohalkaisija ei yhteensopiva tiivisteen kanssa
• Likaantuneet tai vaurioituneet koskettimet
• Liittimet, jotka eivät ole kunnolla kiinni
• Sekoitusliitinkomponentteja eri valmistajilta
• Veden sisäänpääsy ja korroosio
• Liiallinen mekaaninen jännitys liitännässä

Nämä viat lisäävät kosketusvastusta. Koska lämmöntuotanto seuraa P=I2RP=I^2RP=I2R:tä, jopa suhteellisen pieni vastuksen lisäys voi aiheuttaa merkittävää paikallista kuumenemista, kun virta on korkea.

NREL on dokumentoinut PV-tasapainon--järjestelmän liittimien vioista, joihin liittyy ylikuumenemista, pehmenemistä ja fyysisiä vääristymiä. Vakavat tapaukset voivat johtaa avoimiin piireihin, valokaarien tai tulipaloon. Järjestelmän kestävyystutkimuksen-NREL-saldo-

Helleaallon aikana marginaaliyhteydellä on vähemmän lämpövaraa. Siksi insinöörien tulisi käsitellä kaapelia ja liitintä yhtenä yhtenäisenä järjestelmänä erillisten tuotteiden sijaan.

Hyvä reititys vähentää sekä lämpöä että mekaanista rasitusta.

Mahdollisuuksien mukaan:

• Pidä kaapelit poissa pinnoilta, jotka keräävät äärimmäistä lämpöä.
• Säilytä ilmavirta paljaiden DC-kaapeleiden ympärillä.
• Vältä tarpeetonta ryhmittelyä ja tiiviisti pakattuja putkia.
• Suojaa kaapelit teräviltä metallireunoilla.
• Estä kaapeleiden jääminen veteen tai roskiin.
• Tue liittimiä, jotta kaapeli ei kanna niiden painoa.
• Vältä löysät kaapelit koskettamasta moduulien takapintaa.
• Irrota tasavirtajohdot muista lämpöä tuottavista laitteista{0}.
• Käytä UV-- ja säänkestäviä-tukia, jotka sopivat projektin kestoon.

Kattojärjestelmissä reitityksessä on otettava huomioon myös pääsy huoltoon ja palontorjuntaan. Teknisesti oikea johdinkoko ei tee huonosti reititystä piiristä luotettavaa.

Helleaallot tarjoavat hyödyllisen mahdollisuuden tunnistaa heikkoja kohtia, koska lämpöongelmat näkyvät paremmin korkean säteilyvoimakkuuden ja suuren virran aikana.

Pätevän henkilöstön tulee suorittaa tarkastus edustavissa käyttöolosuhteissa. Hyödyllisiä tarkastuksia ovat:

• Liittimien, yhdysrasioiden ja päätteiden infrapunatarkastus
• Lämpötilan vertailu samanlaisten merkkijonojen välillä
• Silmämääräinen tarkastus värimuutosten, muodonmuutosten tai halkeilevien kaapelin vaipan varalta
• Liittimen kiinnittymisen varmistus
• Kaapelin kannattimien ja taivutussäteen tarkastus
• Nykyinen vertailu rinnakkaisten merkkijonojen välillä
• Eristyskestävyys{0}}testaus tarvittaessa
• Suojalaitteiden ja liittimen vääntömomentin tarkastus valmistajan ohjeiden mukaan

Absoluuttinen lämpötila ei aina yksin tunnista ongelmaa. Liitin tai kaapelin osa, joka on huomattavasti kuumempi kuin vastaavat samanvirtaiset komponentit, ansaitsee tutkimuksen.

Piiriä ei saa vain jännittää uudelleen{0}}osien kiristämisen tai vaihtamisen jälkeen. Insinöörien tulee tunnistaa taustalla oleva syy, kuten virheellinen puristus, yhteensopimaton komponentti, ylikuormitus, vaurioitunut johdin tai huono reititys.

Ennen uuden suunnittelun hyväksymistä-tai ennen seuraavaa äärimmäisen kuumuuden aikaa-PV-insinöörien tulee tarkistaa:

 Paikallinen korkein lämpötila, ei vain julkaistu säälämpötila

 Viiteolosuhteet kaapelin kapasiteettitaulukon takana

 Lämpötila, ryhmittely ja asennuskorjauskertoimet

 Todellinen PV-piirin suunnitteluvirta

 Jännitteen lasku odotetussa johtimen lämpötilassa

 Kaapelin ja liittimen tehoarvot

 Kaapelin poikkileikkaus-ja ulkohalkaisija{1}}yhteensopivuus

 Puristustyökalut ja asennusmenetelmät

 Ruuhkaiset osat yhdyslaatikoiden ja invertterien lähellä

 Lämpötarkastuksen tulokset käyttöjärjestelmistä

 Suojauksen koordinointi ja vika{0}}nykyiset vaatimukset

 Projektin sovellettavien standardien ja paikallisten sääntöjen noudattaminen

Sertifioidun H1Z2Z2-K-kaapelin valinta on tärkeä lähtökohta, mutta sertifiointi ei poista teknisten laskelmien tarvetta.

Luotettava suorituskyky äärimmäisen kuumuuden aikana riippuu koko järjestelmästä: johtimen laadusta, kaapelin rakenteesta, asennustavasta, korjauskertoimista, jännitteen{0}}pudotuksen ohjauksesta, liitinten yhteensopivuudesta ja asennuksen ammattitaitosta.

EPC-urakoitsijoiden ja projektin ostajien kannalta turvallisin tapa on tarkistaa nämä ehdot ennen hankintaa. Kaapelikoon tai liittimen määrittelyn muuttaminen suunnittelun aikana on suhteellisen yksinkertaista. Ylikuumenneiden johtojen vaihtaminen käyttöönoton jälkeen ei ole.

SINELINKtoimittaa sertifioituja aurinkokaapeleita, yhteensopivia aurinkosähköliittimiä ja tukitarvikkeita katto- ja yleishyödyllisiä{0}}projekteja varten. Kaapelin poikkileikkaus-, ulkohalkaisija, liittimien yhteensopivuus ja projektikohtaiset asiakirjat- voidaan tarkistaa ennen tarjousta ja tuotantoa.