Kuumalained ja päikesekaablite vähendamine: mida peaksid PV-insenerid uuesti kontrollima

10. juulil 2026 saavutas Hiina riiklik elektrikoormus uue aastarekordi 1,518 miljardit kW. Jätkuv soojus-, jahutusnõudlus ja tööstustoodang lükkavad suvise tipu eeldatavasti veelgi kõrgemale. Samal ajal töötavad päikesepatareid aasta kõige karmimates termilistes tingimustes-mitte ainult õhutemperatuuri, vaid ka katustele, kaablirennidele ja katmata metallpindadele kogunenud soojuse tõttu.Hiina riiklik energiaamet.

PV-inseneridele on see õigeaegne meeldetuletus: päikesekaablile prinditud nimiristlõige{0}}ei määra iseenesest, kui palju voolu kaabel ohutult kanda suudab.

Keskkonna temperatuuri, paigaldusmeetodit, kaablite rühmitamist, juhtme temperatuuri, pingelangust ja pistiku kvaliteeti tuleb kontrollida koos.

Ilmaandmed näitavad tavaliselt varjutatud õhutemperatuuri. Moodulite alla, pimedale katusele või metallkonstruktsiooni lähedale paigaldatud PV-kaabel võib kogeda palju kuumemat kohalikku keskkonda.

Samaaegselt võivad töötada mitu soojusallikat:

• Otsene päikesekiirgus
• Katusest peegeldunud või eralduv soojus
• Piiratud õhuvool moodulite all
• Metallist kandikud või kanalid neelavad soojust
• Elektrikaod juhi sees
• Pistikutes ja otstes tekkiv soojus

See tähendab, et insenerid ei tohiks kasutada piirkondlikku ilmaennustust ainsa arvutustemperatuurina. Arvestada tuleb tegeliku kaabli marsruudiga.

Vabas õhus riputatud kaabel hajutab tavaliselt soojust tõhusamalt kui sama kaabel, mis on paigaldatud torusse või tihedalt rühmitatud teiste koormatud kaablitega. Kahel sama juhtme suurusega kaablil võib seega olla erinev lubatud vool.

H1Z2Z2-K-kaabel, mis on valmistatud vastavalt standardile EN 50618, on mõeldud nõudlikeks välistingimustes kasutatavateks PV-rakendusteks. Tavaliselt kasutatakse 5. klassi tinatatud-vaskjuhti, millel on ristseotud, halogeenivaba isolatsiooni- ja ümbrismaterjal.

Kuid selle temperatuuri reitingut mõistetakse mõnikord valesti.

EN 50618-tüüpi kaabel on tavaliselt ette nähtud maksimaalseks juhtmetemperatuuriks 90 kraadi normaalse pideva töötamise ajal. Tööaeg 120 kraadi juures on standardis määratletud tingimustes piiratud kokku 20 000 tunniga – see ei ole tavaline pidev projekteerimise eesmärk. Esinduslik tootja spetsifikatsioon kinnitab 90 kraadi normaalpiiri ja piiratud 120 kraadi tingimust.LAPP H1Z2Z2-K tehnilised andmed

Eristamine on oluline, sest:

• Ümbritsev temperatuur on temperatuur kaabli ümber.
• Juhi temperatuur on temperatuur, mis saavutatakse kaabli sees.
• Voolu-kandevõime on vool, mis hoiab juhtme lubatud temperatuuri piires kindlaksmääratud paigaldustingimustes.

Kaabel märgistusega "90 kraadi" ei sobi automaatselt avaldatud võrdlusvoolu kandmiseks 90-kraadises välisõhus. Kui ümbrus on juba palav, on kaablil palju väiksem võime oma takistusest tekkivat soojust vabastada.

Praegused{0}}kandevõime tabelid põhinevad konkreetsetel võrdlustingimustel. Need võivad hõlmata üksikut kaablit vabas õhus, kindlaksmääratud ümbritseva õhu temperatuuri, konkreetse juhtme temperatuuri ja eeldatavat paigaldusmeetodit.

Näiteks ühel Prysmian H1Z2Z2-K 6 mm² kaabli andmelehel on erinevad voolutugevused sõltuvalt sellest, kas kaabel on paigaldatud vabalt õhku või pinnale. Esitatud väärtused põhinevad 60-kraadisel ümbritseval temperatuuril, mis näitab, miks läbilaskevõime numbri taga olevad tingimused on sama olulised kui arv ise. Prysmian TECSUN H1Z2Z2-K andmeleht

Praktikas saab lubatud voolu kontseptuaalselt väljendada järgmiselt:

Parandustegurid peavad tulenema kehtivast elektristandardist, kohalikust koodist või tootja kontrollitud andmetest. Neid ei tohiks hinnata.

Insenerid peaksid kinnitama vähemalt järgmist:

Rahvusvaheliselt hõlmab IEC 62548-1 PV-massiivi projekteerimise nõudeid, sealhulgas alalisvoolumassiivi juhtmeid ja elektrikaitset. Kaabli suuruse määramisel tuleks järgida ka asjakohaseid riiklikke eeskirju, mis tulenevad sellistest standarditest nagu IEC 60364 seeria. IEC 62548-1:2023

Kaablite rühmitamine on eriti oluline kombainkarpide, inverterite sissepääsude, kandiku käänakute ja kanaliosade ümber.

Kui mitu koormatud kaablit on paigaldatud lähestikku, soojendab iga kaabel teisi ja õhuvool väheneb. Isegi kui suurem osa marsruudist on avatud ja hästi ventileeritud, võib lühike ülekoormatud lõik muutuda termiliseks kitsaskohaks.

Tüüpilised tähelepanu vajavad valdkonnad on järgmised:

• Mitu nööriga kaablit, mis on seotud tihedasse kimpu
• Positiivsed ja negatiivsed dirigendid on koondatud ühte kanalisse
• Kaablialused on täidetud rohkem kui nende kavandatud eeldus
• Tihe juhtmestik vahetult kombainkasti all
• Juhtmed, mis toetuvad otse kuumadele katusematerjalidele
• Keritud liigne kaabel jäi moodulite taha

Tihedad kaablisidemed võivad tekitada ka mehaanilist pinget ja piirata liikumist soojuspaisumise ajal. Kaablid tuleb toetada ilma muljumiseta ja järgida tuleb tootja minimaalset painderaadiust.

Kui see on praktiline, võib vahekauguse suurendamine või ventilatsiooni parandamine olla tõhusam kui lihtsalt juhtme suuruse suurendamine.

Kaabli temperatuur mõjutab rohkem kui isolatsiooni eluiga. Vase elektritakistus tõuseb, kui juht kuumeneb.

Tehniliste hinnangute kohaselt suureneb vase takistus ligikaudu 0,39% iga 1-kraadise tõusuga üle võrdlustemperatuuri. Seetõttu on 80 kraadise nurga all töötaval juhil oluliselt suurem takistus kui samal juhil mõõdetuna 20 kraadi juures.

Tulemuseks on:

• Suurem pingelangus
• Suuremad I2RI^2RI2R kaod
• Väiksem tarnitav võimsus
• Täiendav juhtküte

PV-kaabli takistus on standardi IEC 60228 kohaselt tavaliselt määratud 20 kraadi juures. IEC 60228 määratleb juhtme konstruktsiooni ja maksimaalse takistuse nõuded, sealhulgas 5. klassi painduvad juhid, mida tavaliselt kasutatakse päikesekaablites.IEC 60228:2023

Pinge{0}}languse arvutustes tuleks seetõttu kasutada takistust, mis on korrigeeritud eeldatava töötemperatuuri järgi,-mitte ainult kataloogi väärtust 20 kraadi juures.

See on eriti oluline:

• Pikad stringahelad
• Tsentraliseeritud inverteri paigutused
• Suured maapealsed{0}}taimed
• Kaudsete kaablitrassidega katusesüsteemid
• Süsteemid, mis töötavad inverteri MPPT pinge alumise piiri lähedal

PV-ahelad ei ole tavalised, stabiilsed alalisvoolukoormused. Nende arvutuslik vool peab kajastama maksimaalset voolu, mida massiiv võib kehtiva projekteerimisstandardi ja kohalike eeskirjade kohaselt toota.

Arvutamisel võib olla vaja arvestada:

• Mooduli lühis{0}}vool
• Paralleelsed stringid
• Nõutav ohutus või pidevad{0}}voolutegurid
• Bifacial võimendus
• Kiiritusvõime ületab standardseid katsetingimusi
• Pöörake{0}}praegune panus
• Ülevoolukaitse
• Tulevased mooduli või stringi konfiguratsiooni muudatused

Levinud viga on võrrelda mooduli töövoolu otse kaablikataloogi reitinguga. See võib ignoreerida nii nõutavat PV konstruktsiooni-voolutegurit kui ka paigalduskeskkonnast tingitud termilist amortisatsiooni.

Õige järjestus on järgmine:

• Määrake PV-ahela projekteerimisvool.
• Määrake võrdluskaabli läbilaskevõime.
• Rakendage kõik nõutavad parandustegurid.
• Veenduge, et korrigeeritud võimsus ületab kavandatud voolu.
• Kontrollige pingelangust ja võimsuskadu.
• Kontrollige kaitse ja pistiku ühilduvust.

Ainult ühe kontrolli läbimisest ei piisa.

Õige suurusega kaabel ei kompenseeri halba ühendust.

Konnektori temperatuuri tõusu võib põhjustada:

• Vale või mittetäielik pressimine
• Vale pressimistööriist või stants
• Kaabli ristlõige- väljaspool pistiku heakskiidetud vahemikku
• Kaabli välisläbimõõt ei ühildu tihendiga
• Saastunud või kahjustatud kontaktid
• Ühendused, mis ei ole täielikult ühendatud
• Erinevate tootjate ühendusdetailide segamine
• Vee sissepääs ja korrosioon
• Liigne mehaaniline pinge ühenduses

Need vead suurendavad kontakti takistust. Kuna soojuse teke järgib P=I2RP=I^2RP=I2R, võib isegi suhteliselt väike takistuse suurenemine tekitada suure voolu korral märkimisväärse lokaalse kuumenemise.

NREL on dokumenteerinud PV tasakaalu--süsteemi pistikute rikete vahel, mis hõlmavad ülekuumenemist, pehmenemist ja füüsilisi moonutusi, kusjuures tõsised juhtumid võivad põhjustada vooluringe, kaare või tulekahju. Süsteemi vastupidavuse uuringute NREL-i tasakaal-

Kuumalaine ajal on marginaalsel ühendusel vähem termilist kõrgust. Seetõttu peaksid insenerid käsitlema kaablit ja pistikut pigem ühtse süsteemina kui eraldi toodetena.

Hea marsruut vähendab nii termilist kui ka mehaanilist pinget.

Võimaluse korral:

• Hoidke kaablid eemal pindadest, mis koguvad äärmuslikku kuumust.
• Säilitage õhuvool avatud alalisvoolukaablite ümber.
• Vältige tarbetut rühmitamist ja tihedalt pakitud kanaleid.
• Kaitske kaableid teravate metallservade eest.
• Vältige kaablite jäämist vette või prahi alla.
• Toetage pistikud, et kaabel ei kannaks nende raskust.
• Vältige lahtiste kaablite puudutamist moodulite tagapinnaga.
• Eraldage alalisvoolujuhtmed mitteseotud soojust-tootvatest seadmetest.
• Kasutage projekti eluea jaoks sobivaid UV--- ja ilmastikukindlaid-tugesid.

Katusesüsteemide puhul tuleks marsruutimisel arvestada ka juurdepääsuga hoolduseks ja tulekustutustöödeks. Tehniliselt õige juhtme suurus ei muuda halvasti marsruudiga vooluringi usaldusväärseks.

Kuumalained annavad kasuliku võimaluse nõrkade kohtade tuvastamiseks, sest kõrge kiirgustiheduse ja suure voolu korral muutuvad termilised probleemid paremini nähtavaks.

Kontrolli peaksid läbi viima kvalifitseeritud töötajad tüüpilistes töötingimustes. Kasulikud kontrollid hõlmavad järgmist:

• Pistikute, kombainkarpide ja otste infrapunakontroll
• Temperatuuride võrdlus sarnaste stringide vahel
• Visuaalne kontroll värvimuutuse, deformatsiooni või mõranenud kaablikatete suhtes
• Pistiku haardumise kontrollimine
• Kaablitugede ja painderaadiuse kontroll
• Praegune paralleelsete stringide võrdlus
• Vajadusel isolatsiooni{0}}takistuse testimine
• Kaitseseadiste ja klemmi pöördemomendi uurimine vastavalt tootja protseduurile

Ainult absoluutne temperatuur ei tuvasta alati probleemi. Uurimist väärib pistik või kaabliosa, mis on märgatavalt kuumem kui samaväärsed sarnast voolu kandvad komponendid.

Pärast osa pingutamist või asendamist ei tohiks vooluahelat lihtsalt uuesti{0}}pingestada. Insenerid peaksid tuvastama algpõhjuse, nagu vale pressimine, kokkusobimatu komponent, ülekoormus, kahjustatud juht või halb marsruut.

Enne uue kujunduse kinnitamist-või enne järgmist ekstreemse kuumuse-perioodi peaksid PV-insenerid uuesti üle kontrollima:

 Maksimaalne kohalik temperatuur, mitte ainult avaldatud ilmatemperatuur

 Võrdlustingimused kaabli läbilaskevõime tabeli taga

 Temperatuuri, rühmitamise ja paigalduse parandustegurid

 Tegelik PV-ahela projekteerimisvool

 Pingelangus eeldatava juhi temperatuuri juures

 Kaabli ja pistiku voolutugevused

 Kaabli ristlõike-ja välis{1}}diameetri ühilduvus

 Pressimistööriistad ja paigaldusprotseduurid

 Ülekoormatud lõigud kombainkastide ja inverterite läheduses

 Operatsioonisüsteemide termilise kontrolli tulemused

 Kaitse koordineerimise ja rikete{0}}praegused nõuded

 Vastavus projektis kehtivatele standarditele ja kohalikule koodile

Sertifitseeritud H1Z2Z2-K kaabli valimine on oluline lähtepunkt, kuid sertifitseerimine ei välista vajadust tehniliste arvutuste järele.

Usaldusväärne jõudlus ekstreemse kuumuse ajal sõltub kogu süsteemist: juhtme kvaliteedist, kaabli ehitusest, paigaldusmeetodist, parandusteguritest, pinge{0}}languse juhtimisest, pistiku ühilduvusest ja paigaldustööst.

EPC töövõtjate ja projektiostjate jaoks on kõige kindlam viis need tingimused enne hanget üle vaadata. Kaabli suuruse või pistiku spetsifikatsiooni muutmine projekteerimise ajal on suhteliselt lihtne. Ülekuumenenud juhtmestiku asendamine pärast kasutuselevõttu ei ole vajalik.

SINELINKtarnib sertifitseeritud päikesekaableid, ühilduvaid PV-pistikuid ja tugitarvikuid katuse- ja kommunaal{0}}projektide jaoks. Kaabli ristlõige-, välisläbimõõt, pistiku ühilduvus ja projekti-spetsiifiline dokumentatsioon on enne hinnapakkumist ja tootmist üle vaadata.