Chọn Kích Thước Dây Cáp Phù Hợp Cho Hệ Thống điện Mặt Trời

Chọn đúng kích cỡ dây cáp trong hệ thống PV của bạn là quan trọng vì cả lý do về hiệu suất và an toàn. Nếu các dây dẫn có kích thước nhỏ hơn, sẽ có sự sụt giảm điện áp đáng kể trong dây dẫn đến tổn thất điện năng dư thừa. Ngoài ra, nếu dây dẫn có kích thước nhỏ hơn, có nguy cơ dây có thể nóng lên dẫn đến hỏa hoạn.

Một dây dẫn điện mang dòng điện giống như một ống nước dẫn nước . Ống nước có đường kính càng lớn thì sức cản của dòng nước càng giảm. Hơn nữa, ngay cả với ống có đường kính lớn, ống ngắn hơn có lưu lượng tốt hơn so với ống dài hơn. Ống dài hơn có nhiều điện trở hơn so với ống ngắn hơn có cùng đường kính. Dây điện cũng hoạt động theo cách tương tự. Nếu dây dẫn điện của bạn không đủ lớn hoặc nếu cáp dài hơn mức cần thiết, thì điện trở sẽ cao hơn dẫn đến lượng watt đến hệ thống lưu trữ điện hoặc lưới điện của bạn sẽ ít hơn.

Dây đồng được định kích thước bằng cách sử dụng thang đo: American Wire Gauge (AWG). Số đo càng thấp, dây có điện trở càng ít và do đó dòng điện cao hơn mà nó có thể xử lý an toàn. Biểu đồ dưới đây cho thấy công suất của các kích thước dây đo khác nhau và xếp hạng amp điển hình của chúng và ứng dụng cho cả ứng dụng dân dụng và năng lượng mặt trời.

Các tấm pin mặt trời thương mại trên 50 watt hoặc lớn hơn sử dụng dây 10 gauge (AWG). Điều này cho phép dòng điện lên đến 30 ampe chạy từ một tấm pin duy nhất. Nếu nhiều tấm được kết hợp song song, thì thường cần một bộ dây “bộ kết hợp” AWG từ ba đến tám để chuyển nguồn an toàn đến bộ điều khiển sạc hoặc GTI.

Các dây từ bộ điều khiển sạc đến pin dự phòng thường có thể giống hoặc lớn hơn so với bộ chính từ mảng PV. Ngoại lệ (B *) là khi Bộ điều khiển sạc là loại có thể vận hành ngân hàng pin 12 hoặc 24 vôn ngay cả khi mảng PV đang hoạt động ở điện áp cao hơn, chẳng hạn như 48 Vdc và lớn hơn. Các bộ điều khiển sạc này có các máy biến áp lớn làm giảm điện áp nhưng trong quá trình này, chúng làm tăng dòng điện đi đến ngân hàng pin.

Các dây dẫn giữa các pin trong một ngân hàng pin có xu hướng lớn nhất trong hệ thống vì chúng được sử dụng cùng với bộ biến tần có thể đôi khi yêu cầu dòng điện nhiều hơn mức mà hệ thống PV có thể tự cung cấp. Các dây tương tự này cũng sẽ phải mang dòng điện được sử dụng đồng thời để sạc và để đảo nguồn. Kích thước dây ngân hàng pin điển hình là 1/0 hoặc “one ought”.

Điều rất quan trọng là phải phù hợp với đồng hồ đo và chiều dài dây khi kết hợp pin trong một ngân hàng pin. Nếu điều này không được thực hiện, thì tuổi thọ của pin dự phòng có thể bị rút ngắn và có thể dẫn đến một số vấn đề an toàn nhất định.

Chiều dài dây:

Thông thường, dây dài nhất chạy từ mảng PV đến vị trí đặt bộ điều khiển sạc hoặc GTI. Vì tất cả nguồn điện PV tổng hợp đều chạy qua bộ dây này, chúng ta thực sự cần phải chọn nó một cách chính xác để tối đa hóa hiệu suất và đảm bảo an toàn.

Nguyên tắc chung là giữ điện áp giảm dưới 2% trong lần chạy này. Sử dụng điện trở đã biết của các đồng hồ đo dây khác nhau, có thể tính toán chiều dài tối đa cho một cặp dây cho mỗi kích thước đồng hồ đo dây.

Đây là cách tính toán đối với hệ thống PV 12V . Bạn có thể tăng gấp đôi chiều dài cho hệ thống 24V hoặc tăng gấp bốn lần cho hệ thống 48V.

Ví dụ: Hãy lấy một hệ thống 12V 450 watt. Tại Vmp là 18V, dòng điện cực đại là 450/18 = 25 ampe.

Nhìn vào hàng công suất dây, 10 AWG là dây đo nhỏ nhất có thể được sử dụng an toàn. Nó được đánh giá ở mức 30 ampe, cao hơn mức 25 ampe yêu cầu.

Tiếp theo, chúng ta nhìn vào cột Array amps, chọn hàng “25” và bạn có thể thấy rằng một cặp dây 10 AWG chỉ hỗ trợ chiều dài cáp là 4,5 feet! Đi lên đến 4 AWG hỗ trợ tối đa 18 feet để duy trì tiêu chí tổn thất 2%.

Những gì ví dụ này minh họa là chúng ta cần đánh giá rất cao vấn đề chiều dài cáp và ảnh hưởng của nó đối với tổn thất. Nhiều người đã chạy cáp dài và không nhận ra tác động của điều này đối với hiệu suất. Đôi khi chúng ta phải chấp nhận sự mất mát có lẽ là 4% thay vì 2%, cho phép chúng ta tăng gấp đôi giá trị độ dài được hiển thị trong bảng. Một tùy chọn khác là hoạt động ở điện áp cao hơn, chẳng hạn như 24V. Điều này làm giảm amps, giảm tổn thất dây.

Vấn đề là thiết kế hệ thống của bạn bằng cách sử dụng kích thước dây an toàn nhưng cũng phải lưu ý đến sự cân bằng giữa điện áp hệ thống, chiều dài dây, tổn thất đường dây và chi phí. Đây là lý do tại sao nên lập kế hoạch chi tiết trước khi bạn vội vàng mua những thứ như dây cáp.