Окабеляване на фотоволтаични централи

Инсталацията на PV модулите на открито поставя редица изисквания към използваните кабели за постоянен ток, които свързват модулите, централната съединителна кутия и инвертора, и към кабелите за променлив ток, свързващи инвертора към електроразпределителната мрежа.

Кабелите, използвани за постояннотоково окабеляване на фотоволтаичните системи, трябва да отговарят на високи изисквания по отношение на изолацията, устойчивостта на ултравиолетови лъчи, вода, атмосферни влияния и висока температура. Те трябва да бъдат предназначени за по-високи нива на напрежение и да предлагат безпроблемна експлоатация при монтаж на открито в широк температурен диапазон.

Също така кабелите е добре да имат достатъчно ниско съпротивление, за да се избегне значителен спад на напрежението, който е от съществено значение за експлоатацията им и може да доведе до загуби на енергия и други проблеми. Спадът на напрежение обикновено се получава следствие на неправилно изчислено сечение на кабела за дадения ток и дължина на кабела.

Определянето на сечението на кабелите може да се извърши по икономична плътност, по допустимо нагряване, по термична устойчивост или по допустима загуба на напрежение. Специалистите препоръчват да се избере сечение на кабела, равно на най-голямата стойност, пресметната при използване на един от изброените подходите. Когато сечението на силовите кабели се избира по допустимо нагряване, се пресмятат максималните продължителни товари във всички участъци на разпределителната мрежа.

Пресмятанията се правят при нормален и авариен режим на работа на електроснабдителната мрежа. След избора на кабел задължително се прави проверка за спада на напрежение преди пускане на централата в експлоатация. Ако спадът е прекалено голям, се избира следващото кабелно сечение и пак се извършват необходимите тестове. По принцип, по-големите токове изискват кабели с по-голямо сечение.

Присъединяване на кабелите

Свързването на кабелите трябва да се осъществява бързо и сигурно, като същевременно се осигурява необходимата защита. Конекторите трябва да поддържат постоянно ниско съпротивление и да не допускат натрупването на загуби в отделните връзки. Сред работните им характеристики са допустимо напрежение, допустим ток, контактно съпротивление, клас на защита от атмосферни влияния, работна температура и клас на безопасност.

Утвърдена технология за монтаж в последните няколко години е присъединяването на кабелите към конекторите чрез кримпване. Същността на крипмваната връзка се изразява в едновременно запресоване на двата елемента: проводник и метална втулка. Кримпването се осъществява с помощта на специален инструмент. Връзката е корозионно- и виброустойчива. След кримпването, контактът се въвежда в контактното тяло. Предлагат се и предварително сглобени конектори.

Кабелите от фотоволтаичните панели до инверторите се свързват в

съединителни кутии

Тяхното предназначение е да свързват заедно в паралел кабели, идващи от отделните редици с фотоволтаични модули и да осигуряват място за монтаж и защити от пренапрежение и предпазители, които в случай на дефект в някоя от редиците предотвратяват протичането по кабелите на недопустимо висок ток към останалите.

Съединителната кутия може да съдържа и главния DC прекъсвач, който дава възможност инверторът да бъде изключен от постояннотоковата страна. Кутията се монтира възможно най-близо до модулите, за да се спести дължината на кабелите и да се осигури оптимална работа на защитата от пренапрежение. Кабелите от съединителната кутия до инверторите трябва да бъдат оразмерени поне за пълния ток на късо съединение на фотоволтаичната група.

В по-малки инсталации е възможно свързването на DC кабелите в паралел с Y-конектори. Свързващата кутия трябва да е двойно изолирана, с клас на защита, подходящ за съответния тип монтаж. Също така трябва да позволява отделно свързване на положителни и отрицателни проводници. DC кабелите от съединителната кутия до инвертора трябва да са оразмерени поне за пълния ток на късо съединение на фотоволтаичната група, да са ясно и правилно цветово обозначени и защитени от механични повреди. При наличие на няколко инвертора за всеки от тях трябва да се осигури отделна съединителна кутия.

Полагане на кабелите

Като основна препоръка при полагането на постояннотокови кабели специалистите изтъкват използването на кабели с двойно изолирани и защитени от обръщане на полюсите DC съединители. С цел предпазване на кабелите от механични повреди при монтажа и експлоатацията, експертите съветват кабелите да не се оставят да висят свободно, а да бъдат закрепени с устойчиви на ултравиолетови лъчи връзки.

Небронираните кабели се монтират с еластични подложки, като по този начин кабелните обвивки се предпазват от механични повреди и корозия. Изтеглянето на кабелите от съединителната кутия към таблото е добре да се извършва в монтирани под земята предпазни тръби с цел избягване на възможностите за механични повреди и лесен монтаж или замяна при необходимост.

След подвеждането на кабелите, пространството около тях в краищата на тръбите е необходимо да се уплътни с лесно премахващ негорим материал. Захранващите кабели от инверторите обикновено се полагат в земята в гофрирани или гладкостенни тръби. Заедно с тях могат да бъдат положени и комуникационни кабели за връзка и управление на системата.

Кабелите не трябва да се поставят на пожароопасни места, както и да се пресичат с мълниеприемници и свързаните с тях кабели. За да се избегне недопустимото им нагряване, кабелите следва да се полагат на необходимото разстояние от затоплени повърхнини. Също така кабелите трябва да се полагат с резерв 1-5% от общата им дължина, като оставянето на резерв във вид на кабелен пръстен не е допустимо. Специалистите препоръчват още избягването на големи по площ вериги. За тази цел е подходящо полагането на кабелите паралелно или близо един до друг.

Освен от механични повреди, кабелните линии, положени на открито, е необходимо да се предпазват и от прякото слънчево въздействие. Водеща роля тук играе тяхната изолация. Широко използвана е изолацията от омрежен полиетилен, при която линейните макромолекули на полиетилена формират напречни връзки помежду си, като получената структура се характеризира с подобрена устойчивост на материала на високи температури, вътрешно налягане и износване, вследствие на триене.

Също така омрежването позволява значително подобряване на електрическите и механичните характеристики на полиетилена.

Преди свързване на кабелите е необходимо да се преминат всички описани в нормативната база процедури за проверка на изправността като прозвъняване, проверка на изолационното съпротивление и др.