Perché la resistenza del cavo è importante

Ogni metro di cavo in un sistema solare perde energia. Le perdite potrebbero sembrare piccole - pochi punti percentuali - ma si sommano. Oltre 30 anni di funzionamento, il dimensionamento inadeguato dei cavi si traduce direttamente in entrate perse.

Un sistema con una caduta di tensione del 3% perde continuamente il 3% della sua potenza generata. Non è un colpo di efficienza una tantum: è l'energia continua che non raggiunge mai l'inverter o la rete.

Goccia di tensione: il killer dell'efficienza nascosto

Quando la corrente scorre attraverso qualsiasi conduttore, la resistenza provoca una caduta di tensione. Fisica di base: V = I R.

Per i circuiti solari DC, il calcolo è:
Voltage Drop = 2 × Current × Resistance × Length / 1000

Il fattore 2 rappresenta sia i conduttori positivi che quelli negativi. La lunghezza è misurata in metri, la resistenza in ohm per chilometro.

Per trovare la percentuale di caduta: dividere la caduta di tensione per la tensione di sistema, moltiplicare per 100.

La pratica standard mantiene la caduta di tensione sotto il 3%. I codici possono consentire il 5%, ma questo lascia i soldi sul tavolo.

La temperatura peggiora

La resistenza del rame aumenta di circa lo 0,4% per grado Celsius. A una temperatura operativa di 90 ° C, la resistenza è di circa il 28% superiore rispetto a 20 ° C.

Ciò è importante perché i sistemi solari generano la maggior parte della potenza durante la stagione calda, esattamente quando i picchi di resistenza dei cavi. La combinazione riduce la produzione del sistema quando la produzione dovrebbe essere più alta.

Scelte materiali

Tutto
solar cables use copper conductors—aluminum doesn't provide adequate conductivity for the current levels and installation methods typical in PV systems.

Stagnato vs. rame nudo
: Il rivestimento di stagno non influisce in modo significativo sulla conduttività, ma previene l'ossidazione. Le connessioni in rame nudo si ossidano nel tempo, aumentando la resistenza al contatto. In ambienti umidi o costieri, questa degradazione accelera. Il rame stagnato mantiene una bassa resistenza alle terminazioni per tutta la durata del sistema.

Dimensionamento corretto dei cavi

La dimensione del cavo deve soddisfare due requisiti:

Ampacity
: Può trasportare la corrente senza surriscaldamento? Ciò dipende dalla sezione trasversale del conduttore, dalla temperatura dell'isolamento e dal metodo di installazione (aria libera contro condotto, impacchettamento, temperatura ambiente).

Caduta di tensione
: Anche se l'ampacità è adeguata, i cavi sottodimensionati sprecano energia attraverso un'eccessiva resistenza.

Calcolare in base alle condizioni di installazione effettive:

• Corrente di cortocircuito con opportuni fattori di sicurezza
  

• Lunghezza effettiva del percorso del cavo (non distanza in linea retta)
  

• Riduzione della temperatura se l'ambiente supera 30-40C
  

• Riduzione aggiuntiva per il riempimento del condotto
  

Dimensioni comuni in pratica:

• 2.5-4 mm² per cablaggio stringa residenziale
  

• 6mm² per corde più grandi o brevi home run
  

• 10mm² e su per i cavi principali di CC e le applicazioni di utilità
  

Il filo più grande costa di più in anticipo ma si ripaga in perdite ridotte.

Resistenza di isolamento

L'isolamento del cavo deve impedire la perdita di corrente fra i conduttori o alla terra. La resistenza bassa dell'isolamento causa i guasti a terra, gli arresti del sistema e la perdita graduale di energia.

I cavi di qualità mantengono centinaia di megohm in tutta la loro gamma di temperature e tensioni operative. Gli standard lo verificano attraverso test dopo l'invecchiamento ambientale.

Il test sul campo con un megohmmetro identifica l'isolamento degradante prima che fallisca completamente.

Le connessioni sono critiche

Il cavo perfetto funziona male se le connessioni sono cattive.

Crimpatura
: Utilizzare lo strumento giusto e morire per il connettore e la dimensione del filo. Crimpature scadenti creano punti ad alta resistenza che generano calore e spreco di energia. Il calore accelera il degrado, causando alla fine il fallimento.

Coppia
: Le connessioni bullonate richiedono una coppia adeguata. Troppo allentato, aumenta la resistenza. Troppo stretto, l'hardware o i componenti vengono danneggiati.

Superfici di contatto
: Tienili puliti. L'ossidazione e la contaminazione aumentano la resistenza. Usi il composto del contatto dove il produttore specifica.

Le connessioni difettose si presentano come punti caldi durante l'imaging termico. Catturali durante la messa in servizio o la manutenzione ordinaria, prima che si guastino.

Progettazione del cavo di KUKA

Cavi solari KUKA
utilizzare conduttori in rame stagnato a trefoli di dimensioni adeguate per tutta la gamma di prodotti da 2,5 mm ² a 240 mm ².

I materiali isolanti forniscono un'elevata resistenza all'isolamento mantenuta a temperature di esercizio. La costruzione è ottimizzata per ridurre al minimo le perdite dielettriche.

Le dimensioni disponibili coprono tutto, dal cablaggio delle stringhe residenziali ai cavi di raccolta CC su scala industriale.

Passi pratici

Durante la progettazione:

• Calcola la caduta di tensione per il tuo layout specifico
  

• Obiettivo inferiore al 3%
  

• Tenere conto della temperatura nei climi caldi
  

• Considera di lasciare spazio per una potenziale espansione
  

Durante l'installazione:

• Utilizzare strumenti e tecniche di crimpatura adeguati
  

• Controllare i collegamenti prima di energizzare
  

• Mantieni le corse dei cavi brevi quanto consente il routing pratico
  

• Seguire tutte le specifiche di coppia
  

Durante il funzionamento:

• L'imaging termico identifica le connessioni problematiche
  

• Verifichi la resistenza dell'isolamento ogni 5-10 anni
  

• Ri-torque connessioni se il ciclo termico li sta allentando
  

• Traccia le misurazioni per individuare le tendenze
  

La linea di fondo

Le prestazioni elettriche dei cavi influiscono su ogni kWh prodotto dal sistema per tutta la sua vita. Il corretto dimensionamento, i materiali di qualità e la corretta installazione riducono al minimo le perdite.

I cavi più grandi costano di più all'inizio. In 30 anni, il risparmio energetico di solito lo giustifica. La costruzione di qualità - rame stagnato, isolamento adeguato, produzione coerente - offre le prestazioni necessarie per un funzionamento efficiente.

Calcola la caduta di tensione per la tua installazione. Dimensioni di conseguenza. Non lasciare l'alimentazione sul tavolo.