Хвилі спеки та зниження номінальних характеристик сонячного кабелю: що інженери PV повинні перевірити ще раз

10 липня 2026 року національне електричне навантаження Китаю досягло нового річного рекорду в 1,518 млрд кВт. Очікується, що триваюча спека, попит на охолодження та промислове виробництво піднімуть літній пік ще вище. У той же час сонячні установки працюють в найсуворіших теплових умовах року-не лише через температуру повітря, але й через тепло, що накопичується на дахах, кабельних лотках і відкритих металевих поверхнях.Китайське національне енергетичне управління.

Для фотоелектричних інженерів це своєчасне нагадування: номінальний поперечний-переріз, надрукований на сонячному кабелі, сам по собі не визначає, який струм може безпечно пропускати кабель.

Температуру навколишнього середовища, спосіб монтажу, групування кабелів, температуру провідника, падіння напруги та якість роз’єму слід перевіряти разом.

Дані про погоду зазвичай представляють температуру повітря, заштриховану. Фотоелектричний кабель, встановлений під модулями, на темному даху або поблизу металевої конструкції, може відчувати набагато спекотніше місцеве середовище.

Одночасно можуть діяти кілька джерел тепла:

• Пряма сонячна радіація
• Тепло, що відбивається або випромінюється дахом
• Обмежений потік повітря під модулями
• Тепло, що поглинається металевими лотками або трубопроводами
• Електричні втрати всередині провідника
• Тепло, що утворюється на роз’ємах і кінцях

Це означає, що інженери не повинні використовувати регіональний прогноз погоди як єдину розрахункову температуру. Необхідно враховувати фактичну трасу кабелю.

Кабель, підвішений у вільному повітрі, зазвичай розсіює тепло ефективніше, ніж той самий кабель, встановлений усередині каналу або щільно згрупований з іншими навантаженими кабелями. Тому два кабелі з однаковим розміром провідника можуть мати різні допустимі струми.

Кабель H1Z2Z2-K, виготовлений відповідно до EN 50618, призначений для вимогливих зовнішніх фотоелектричних систем. Зазвичай у ньому використовується луджений-мідний провідник 5-го класу з поперечно-зв’язаною ізоляцією та матеріалами оболонки, що не містять галогенів.

Однак його температурний рейтинг іноді неправильно розуміють.

Кабель типу EN 50618- зазвичай розрахований на максимальну температуру провідника 90 градусів під час нормальної безперервної роботи. Робота при 120 градусах обмежена загалом 20 000 годинами за умов, визначених стандартом, це не є звичайною безперервною проектною метою. Представницька специфікація виробника підтверджує нормальну межу 90 градусів і обмежену умову 120 градусів.Технічні дані LAPP H1Z2Z2-K

Відмінність має значення, оскільки:

• Температура навколишнього середовища - це температура навколо кабелю.
• Температура провідника - це температура, досягнута всередині кабелю.
• -Пропускна здатність по струму – це сила струму, яка підтримує провідник у межах допустимої температури за певних умов встановлення.

Кабель з позначкою «90 градусів» автоматично не підходить для перенесення опублікованого еталонного струму при температурі навколишнього повітря 90 градусів. Якщо оточення вже гаряче, кабель має набагато меншу здатність виділяти тепло, яке виділяється його власним опором.

Поточні-таблиці вантажопідйомності базуються на конкретних стандартних умовах. Вони можуть включати один кабель у вільному повітрі, визначену температуру навколишнього середовища, температуру конкретного провідника та передбачуваний спосіб встановлення.

Наприклад, одна таблиця даних кабелю Prysmian H1Z2Z2-K 6 мм² містить різні номінальні значення струму залежно від того, вільно встановлено кабель у повітрі чи встановлено на поверхні. Заявлені значення базуються на температурі навколишнього середовища 60 градусів, що демонструє, чому умови, що стоять за числом струму, мають таке ж значення, як і саме число. Технічний опис Prysmian TECSUN H1Z2Z2-K

На практиці допустимий струм концептуально можна виразити так:

Коригувальні коефіцієнти повинні ґрунтуватися на відповідних електричних стандартах, місцевих нормах або перевірених даних виробника. Їх не варто оцінювати.

Інженери повинні підтвердити принаймні таке:

На міжнародному рівні стандарт IEC 62548-1 охоплює вимоги до конструкції фотоелектричної матриці, включаючи електропроводку мережі постійного струму та електричний захист. Розміри кабелю також повинні відповідати відповідним національним правилам, виведеним із стандартів, таких як серія IEC 60364. IEC 62548-1:2023

Групування кабелів особливо важливо навколо об’єднувальних коробок, входів інвертора, колін лотка та секцій кабелепроводу.

Коли кілька навантажених кабелів прокладено близько один до одного, кожен кабель нагріває інші, і потік повітря зменшується. Навіть якщо більша частина маршруту відкрита та добре провітрювана, коротка перевантажена ділянка може стати вузьким термічним місцем.

Типові області, які потребують уваги, включають:

• Кілька струнних кабелів, зв’язаних у тугий пучок
• Позитивний і негативний провідники скупчені в одному трубопроводі
• Кабельні лотки заповнені понад проектні припущення
• Щільна проводка безпосередньо під коробкою комбайна
• Кабелі, що спираються безпосередньо на гарячі покрівельні матеріали
• Скручений зайвий кабель, залишений позаду модулів

Тугі кабельні стяжки також можуть створювати механічні навантаження та обмежувати рух під час теплового розширення. Кабелі слід підтримувати, не здавлюючи, і слід дотримуватися мінімального радіуса вигину, встановленого виробником.

Там, де це практично, збільшення відстані або покращення вентиляції може бути ефективнішим, ніж просто збільшення розміру провідника.

Температура кабелю впливає більше, ніж термін служби ізоляції. Електричний опір міді зростає, коли провідник нагрівається.

За інженерними оцінками, опір міді збільшується приблизно на 0,39% з кожним підвищенням на 1 градус вище контрольної температури. Тому провідник, що працює під кутом 80 градусів, матиме значно більший опір, ніж той самий провідник, виміряний під кутом 20 градусів.

Результат:

• Більше падіння напруги
• Вищі втрати I2RI^2RI2R
• Нижча віддана потужність
• Додатковий нагрів провідника

Відповідно до IEC 60228 опір фотоелектричного кабелю зазвичай становить 20 градусів. IEC 60228 визначає конструкцію провідника та вимоги до максимального опору, включаючи гнучкі провідники класу 5, які зазвичай використовуються в сонячних кабелях.IEC 60228:2023

Таким чином, для розрахунків-падіння напруги слід використовувати опір, скоригований до очікуваної робочої температури-а не лише каталожне значення при 20 градусах.

Це особливо важливо для:

• Довгі струнні схеми
• Централізовані інверторні схеми
• Великі наземні- рослини
• Дахові системи з непрямими кабельними трасами
• Системи, що працюють близько до нижньої межі напруги MPPT інвертора

Фотоелектричні схеми не є звичайними, стабільними навантаженнями постійного струму. Їх розрахунковий струм повинен відображати максимальний струм, який може виробляти масив відповідно до застосовного стандарту проектування та місцевого законодавства.

Під час розрахунку може знадобитися врахувати:

• Струм короткого-замикання модуля
• Паралельні струни
• Необхідні чинники безпеки або тривалого-струму
• Двостороннє посилення
• Опромінюваність вище стандартних умов тестування
• Зворотний-поточний внесок
• Захист від перевантаження по струму
• Майбутні зміни конфігурації модуля або рядка

Поширеною помилкою є порівняння робочого струму модуля безпосередньо з номіналом кабелю в каталозі. Це може ігнорувати як необхідний коефіцієнт струму-фотоелектричної системи, так і температурне зниження, спричинене середовищем установки.

Правильна послідовність:

• Встановіть розрахунковий струм фотоелектричної схеми.
• Визначте напругу опорного кабелю.
• Застосуйте всі необхідні поправочні коефіцієнти.
• Переконайтеся, що виправлена ​​напруга перевищує розрахунковий струм.
• Перевірте падіння напруги та втрату потужності.
• Перевірте захист і сумісність роз'єму.

Пройти лише одну з цих перевірок недостатньо.

Кабель правильного розміру не може компенсувати погане з’єднання.

Підвищення температури роз’єму може бути викликане:

• Неправильний або неповний опресовування
• Неправильний обтискний інструмент або матриця
• Переріз-кабелю виходить за межі дозволеного діапазону з’єднувача
• Зовнішній діаметр кабелю не сумісний з пломбою
• Забруднені або пошкоджені контакти
• Роз’єми, які не повністю задіяні
• Змішування компонентів коннекторів різних виробників
• Проникнення води та корозія
• Надмірна механічна напруга в місці з'єднання

Ці дефекти збільшують контактний опір. Оскільки утворення тепла слідує за P=I2RP=I^2RP=I2R, навіть відносно невелике збільшення опору може створити значне локальне нагрівання за високого струму.

NREL задокументувала PV баланс--відмов системних роз’ємів, включаючи перегрів, розм’якшення та фізичне спотворення, із серйозними випадками, які потенційно можуть призвести до розриву ланцюга, дуги або пожежі. NREL баланс--досліджень довговічності системи

Під час спеки крайове з’єднання має менший термічний запас. Тому інженери повинні розглядати кабель і роз’єм як єдину систему, а не як окремі продукти.

Правильна маршрутизація зменшує термічну та механічну напругу.

Де можливо:

• Тримайте кабелі подалі від поверхонь, які накопичують сильне тепло.
• Підтримуйте повітряний потік навколо відкритих кабелів постійного струму.
• Уникайте непотрібного групування та щільно забитих труб.
• Захищайте кабелі від гострих металевих країв.
• Уникайте потрапляння кабелів у воду чи сміття.
• Підтримуйте роз’єми, щоб кабель не переносив їх вагу.
• Уникайте контакту незакріплених кабелів із задньою поверхнею модулів.
• Відокремте електропроводку постійного струму від непов’язаного обладнання,-що виробляє тепло.
• Використовуйте опори, стійкі- до ультрафіолетового випромінювання- та атмосферних впливів, які відповідають терміну служби проекту.

Для систем на даху при прокладці також слід враховувати доступ для обслуговування та пожежогасіння. Технічно правильний розмір провідника не робить погано прокладене коло надійним.

Теплові хвилі дають корисну можливість виявити слабкі місця, тому що теплові проблеми стають більш помітними під сильним опроміненням і сильним струмом.

Перевірку має виконувати кваліфікований персонал у типових умовах експлуатації. Корисні перевірки включають:

• Інфрачервона перевірка з'єднувачів, об'єднувальних коробок і завершень
• Порівняння температур між подібними рядками
• Візуальний огляд на предмет зміни кольору, деформації або тріщин на оболонці кабелю
• Перевірка зачеплення роз'єму
• Перевірка кабельних опор і радіуса вигину
• Поточне порівняння між паралельними рядками
• Випробування{0}}опіру ізоляції за потреби
• Перевірка захисних пристроїв і моменту затягування клем відповідно до процедури виробника

Сама по собі абсолютна температура не завжди дозволяє визначити проблему. Роз’єм або ділянка кабелю, які помітно гарячіші, ніж еквівалентні компоненти, що мають аналогічний струм, заслуговують на дослідження.

Після затягування чи заміни деталі ланцюг не слід просто -подавати напругу. Інженери повинні визначити основну причину, таку як неправильний обжим, несумісний компонент, перевантаження, пошкоджений провідник або погана траса.

Перед затвердженням нового проекту-або перед наступним періодом сильної спеки-інженери фотоелектричної системи повинні ще раз перевірити:

 Максимальна місцева температура, а не лише опублікована погодна температура

 Еталонні умови за таблицею напруги кабелю

 Коефіцієнти поправки на температуру, групування та встановлення

 Фактичний розрахунковий струм фотоелектричної схеми

 Падіння напруги при очікуваній температурі провідника

 Номінальний струм кабелю та роз’єму

 Сумісність-перерізу кабелю та зовнішнього-діаметра

 Обтискні інструменти та процедури встановлення

 Перевантажені ділянки біля суматорних коробок та інверторів

 Результати термоконтролю операційних систем

 Вимоги щодо координації захисту та струму-відмов

 Відповідність застосовним стандартам проекту та місцевим нормам

Вибір сертифікованого кабелю H1Z2Z2-K є важливою відправною точкою, але сертифікація не позбавляє від необхідності інженерних розрахунків.

Надійна робота під час сильної спеки залежить від усієї системи: якості провідника, конструкції кабелю, методу встановлення, коригувальних коефіцієнтів,-контролю падіння напруги, сумісності роз’ємів і якості монтажу.

Для EPC-підрядників і покупців проектів найбезпечнішим підходом є перегляд цих умов перед закупівлею. Змінити розмір кабелю або специфікацію роз’єму під час проектування відносно просто. Заміна перегрітої проводки після введення в експлуатацію не проводиться.

SINELINKпостачає сертифіковані сонячні кабелі, сумісні фотоелектричні з’єднувачі та допоміжні аксесуари для дахових і{0}}масштабних проектів. Поперечний{2}}переріз кабелю, зовнішній діаметр, сумісність роз’ємів і-проектну документацію можна перевірити перед подачею пропозиції та виробництвом.