Стр.: 1
Надо войти или зарегистрироваться
  Сообщений: 27
26 ноября 2013 г.
#1
Добрый день!
Не ругайте сильно за такие глупые вопросы. Я студент и интересуюсь солнечной энергетикой. Хочу разобраться в вопросе подключения солнечной системы. Подскажите пожалуйста, есть ли какая-либо универсальная формула для расчета сечения кабеля для солнечных панелей? Вот например, 2 поликристаллических панели (Рязанского завода) с следующими характеристиками:
- Напряжение х.х. - 35,6 В
- Ток к.з. - 7,46 А;
- Пиковая мощность 213 Вт
- Панели между собой подключены последовательно.
Вопросы:
1)Как определить каким сечением требуется кабель для соединения панелей друг с другом (формула, таблица)?
2)Каким должно быть сечение кабеля от панелей к инвертору?
3)Чем грозит ситуация, когда сечение кабеля окажется большим чем требуется? Заказчик заплатит только большую сумму за кабель с большим сечением? или же большее сечение скажется на работе солнечной станции в целом?

Заранее спасибо!
Заблокирован
Регистрация: 26.11.13 Сообщения: 1
Отредактировано 31 января 2016 г. vsv
Добрый день!
Vipromeo
1)Как определить каким сечением требуется кабель для соединения панелей друг с другом (формула, таблица)?

На странице солнечного кабеля 4 кв.мм. на нашем сайте сказано следующее: 
Кабель сечением 4 кв.мм. рекомендуется применять при удалении солнечных модулей от контроллера заряда не более 10 метров. При параллельном соединении нескольких модулей также нужно учитывать максимальный ток от солнечных батарей (для кабеля 4 кв.мм. суммарный длительный постоянный ток не должен превышать 20 Ампер или 5 Ампер на 1 кв.мм. для предотвращения нагрева кабеля).

Т.е. для указанных панелей достаточно использовать кабель сечением 4 кв.мм.

Vipromeo
2)Каким должно быть сечение кабеля от панелей к инвертору?

Панели обычно подключают к контроллеру заряда. Однако, если Вы имеете ввиду сетевой инвертор, то рекомендации точно такие же, как указано выше.

Vipromeo
3)Чем грозит ситуация, когда сечение кабеля окажется большим чем требуется? Заказчик заплатит только большую сумму за кабель с большим сечением? или же большее сечение скажется на работе солнечной станции в целом?

Ни чем не грозит. Чем больше сечение, тем меньше потери на кабеле, т.е. тем лучше.



Для самостоятельного расчета сечения кабеля используйте калькулятор.
Админ
Регистрация: 29.07.11 Сообщения: 1052
Отредактировано 7 декабря 2013 г. gres
Приветствую!
Vipromeo
есть ли какая-либо универсальная формула для расчета сечения кабеля

 
Естественно существует - это ПУЭ и данные заводов изготовителей кабелей и проводов.
Первое и самое главное, любой кабель сначала выбирается по длительно допустимому току. Эти значения имеются в ПУЭ и в таблицах изготовителя кабеля (они немного выше чем в ПУЭ) - что использовать решать Вам.

Возьмем ваш случай. Панели подключены последовательно, значит напряжение панелей суммируется, ток общий. Значит на выходе имеем в рабочем режиме Iр=7,2А Uр=55В Р=396Вт (приблизительно). Согласно ПУЭ вы можете использовать абсолютно любой медный провод или кабель. Например медный провод (или кабель) сечением 1,5кв.мм "потянет" 18А. Предлагаемый медный провод (кабель) сечением 4кв.мм "потянет" 38А, а не 20 как написал выше vsv.

Второе. После этого кабель проверяется на потери напряжения, и если они большие, то сечение кабеля увеличивается, до приемлемых потерь. Потери напряжения в кабеле зависят от длины кабеля, сечения и протекающего тока. Поэтому уменьшать потери можно сокращая длину кабеля, и увеличивая его сечение. Активное сопротивление кабеля сможете посчитать сами (школьный курс), или есть сайты калькуляторы. В вашем случае, если длина медного кабеля (2х1,5) от солнечной батареи (у вас 2 панели) до потребителя (инвертора) 20м - потери в кабеле будут 3,5В или 6,4проц., что многовато, и увеличение сечения до 2,5кв.мм целесообразно (потери 2,1В или 3,8 проц.).
Кстати, кабель 2,5кв.мм "держит" ток 27А.

А вот если вы ошиблись, и панели соединены параллельно (что кстати более логично), то ток увеличиться в двое (по току кабель еще проходит) а вот потери стремительно взрастут. Для кабеля (2х1,5) потери составят 7В или 25,5 проц. !!! И увеличивать сечение кабеля придется до 10кв.мм - потери составят 1,1В или 3,8 проц.
Участник
Регистрация: 07.12.13 Сообщения: 3
9 декабря 2013 г.
на расстоянии 100 метров от аккумулятора хочу установить пять ламп светодиодных 12 вольт 5 вт каждая подскажите какое сечение провода и по какой формуле это просчитывается.
Участник
Регистрация: 01.11.13 Сообщения: 47
10 декабря 2013 г.
teltar
на расстоянии 100 метров от аккумулятора хочу установить пять ламп светодиодных 12 вольт 5 вт каждая подскажите какое сечение провода и по какой формуле это просчитывается

К сожалению, нет под рукой формулы, но думаю, что низковольтная проводка на расстояние 100 метров будет для Вас золотой. Крайне не рекомендую так делать. Для передачи энергии на такие большие расстояния нужно использовать 220 Вольт и блок питания 220/12 Вольт рядом с лампами.
Админ
Регистрация: 29.07.11 Сообщения: 1052
10 декабря 2013 г.
vsv


К сожалению, нет под рукой формулы, но думаю, что низковольтная проводка на расстояние 100 метров будет для Вас золотой. Крайне не рекомендую так делать. Для передачи энергии на такие большие расстояния нужно использовать 220 Вольт и блок питания 220/12 Вольт рядом с лампами.

 

Спасибо за ответ интуитивно чувствую что не получится таким образом , а вот полной уверенности не было
И такой вопрос хотел в своей системе использовать только 12 вольт то есть без инвертора , но вот встречаешься с такими проблемами.Если у меня панели на 150 вт и аккумуляторы на 150 а.ч . то подключение инвертора 12на 220 насколько оправдано.Использовать буду эконом лампы 5 шт на 20 вт и телевизор
Участник
Регистрация: 01.11.13 Сообщения: 47
11 декабря 2013 г.
teltar
Если у меня панели на 150 вт и аккумуляторы на 150 а.ч . то подключение инвертора 12на 220 насколько оправдано.Использовать буду эконом лампы 5 шт на 20 вт и телевизор

 Если нет возможности расположить СБ и АКБ не далее 10 метров от потребителей (ламп и телевизора), то использование инвертора вполне оправдано. Т.к., кроме сокращения значительных потерь на низковольтной проводке, Вы получите возможность подключать любые электроприборы на 220 Вольт (в пределах мощности инвертора).
Админ
Регистрация: 29.07.11 Сообщения: 1052
Отредактировано 12 декабря 2013 г. gres
Если будет позволительно кину ссылку на онлайн калькулятор расчета потерь.
http://www.ivtechno.ru/raschet_4 (если это запрещено, то прошу прощения, и прошу администратора удалить ссылку).

Формула мощности: P = I*I*R - это мощность рассеиваемая в проводах (и собственно потери).
Как видите потери в кабеле зависят от квадрата тока и сопротивления кабеля.

teltar
на расстоянии 100 метров от аккумулятора хочу установить пять ламп светодиодных 12 вольт 5 вт каждая ...

 
В данном случае на кабеле 2,5кв.мм потери напряжения составят чуть более 3В (а это более 25 процентов). Кабель 16кв.мм дает пол вольта потерь (это составит 4 процента). Очень дорого и не рационально получается.

Именно по этому при передачи на большие расстояния используется высокое напряжение. Увеличение напряжения в два раза, позволяет снизить ток почти в два раза и соответственно уменьшить потери в четыре раза. А значит можно занизить сечение провода в 4 раза. Так и Вашем случае - подняв напряжение до 24 В, для этой же мощности (5 х 5Вт) кабель 2х4,0 даст те же 0,5В потерь (или 4 процента).
Участник
Регистрация: 07.12.13 Сообщения: 3
12 декабря 2013 г.
gres, спасибо за полезную ссылку на калькулятор!
Надеюсь, это поможет многим участникам нашего форума.
Админ
Регистрация: 29.07.11 Сообщения: 1052
15 ноября 2014 г.
Добрый день, прошу помощи в подборе кабеля. Ситуация такая, две панели по 140 ватт 12 вольт, каждая по 8 ампер , параллельно соединенны. Возможности установить ближе чем на 15-18 метров нету, просто дом на 2 этажа, устанавливаю на крыше а АКБ , контроллер и инвертор в гараже на первом этаже. Помогите подобрать кабель от СБ до контроллера . Я с этими калькуляторами замучился, даже если кабель 16мм2 то потери есть. Или может с каждой панели повести к контроллеру? Подскажите каким сечением проложить, как поступить ?
Участник
Регистрация: 30.10.14 Сообщения: 9
17 ноября 2014 г.
serg.lu
Добрый день, прошу помощи в подборе кабеля. Ситуация такая, две панели по 140 ватт 12 вольт, каждая по 8 ампер , параллельно соединенны. Возможности установить ближе чем на 15-18 метров нету, просто дом на 2 этажа, устанавливаю на крыше а АКБ , контроллер и инвертор в гараже на первом этаже. Помогите подобрать кабель от СБ до контроллера . Я с этими калькуляторами замучился, даже если кабель 16мм2 то потери есть.

 
Добрый вечер!
Про калькулятор http://www.ivtechno.ru/raschet_4. Там, похоже, небольшая неточность, не принципиальная для расчета потерь напряжения, но все же: потери напряжения он считает правильно, если под "длиной линии" понимать расстояние от "точки" до "точки" Например, если в длину линии ввести значение 10 м, то падение напряжения калькулятор сам считается для 20 м провода, т.е. умножает на 2 учитывая, что провода два - это правильно, а вот сопротивление при этом показывается для одного провода 10 м - это ошибка. (Если кому не лень, проверьте, возможно я не прав...). Т.е. для расчета потерь напряжения не надо самому длину провода на 2 умножать.
В связи с этим вопрос - Вы какое значение в "длину линии" вводите?
Для 18 метров, сечения 16 кв.мм и тока 8*2=16 А потери (по калькулятору для температуры 35 град по умолчанию) получаются около 0.66 В, (3.6% от Vmp =18.3 В ) Возможно, это не так уж и плохо. Потери по мощности, если считать для тока 16 А будут: 0.66 В * 16 А =10.56 Вт

serg.lu
Или может с каждой панели повести к контроллеру?

 
Вы действительно можете параллельно соединить Панели не на крыше, а непосредственно у контроллера, при этом ток в каждой цепи будет 8 А, но цепей будет две. По мощности потери будут: 0.33 В * 8 А = 2.64 Вт в одной цепи, соответственно в двух цепях теряете 2.64*2 = 5.28 Вт - лучше, чем в первом случае.

И есть еще вариант - использовать MPPT контроллер, тогда Панели можно соединять последовательно на номинал 24 В, ток будет не более 8А, а АКБ останутся на 12 В, как Вы и хотите. По мощности потери будут: 0.33 В * 8 А = 2.64 Вт (для сечения 16 кв.мм). Еще лучше.
Обратите внимание, что в этом случае, даже для сечения 6 кв.мм потери 0.88 В, но это всего 2.4% от Vmp =36.6 В. Потери по мощности: 0.88 * 8 А = 7.04 Вт т.е. лучше чем для сечения 16 кв.мм и 16 А при параллельном соединении.
Надеюсь, нигде не ошибся...
Модератор
Регистрация: 12.01.13 Сообщения: 870
Отредактировано 17 ноября 2014 г. srsolnechnye
Добрый вечер всем! Теперь у меня возник вопрос по проблемам serg.lu - "потери на проводах"
А так ли критичны потери напряжения на проводах (в разумных пределах) при использовании PWM контроллеров? Ведь PWM контроллер все равно понижает напряжение Панели до напряжения АКБ, т.е. работает в диапазоне примерно 15-12 В (для систем на 12 В).
Т.е. для панелей с номиналом 12 В диапазон напряжения от Vmp (18-19 В) до, примерно, 15 В практически не используется. В этом случае, имеют ли значение потери напряжения на проводах порядка 0.5 - 1.0 В? Можно ли считать, что при хорошей освещенности СП выдаст 18 В, потери 0.5-1.0 В останутся на проводах, но контроллеру все равно останется 17 В, что больше необходимых 15 В? Да, по мере ухудшения освещенности потери приведут к тому, что предельное напряжение будет достигнуто раньше, чем если бы потерь не было и АКБ раньше перестанет заряжаться. Но! По мере падения освещенности, сила тока падает значительно быстрее, чем напряжение, соответственно и падение напряжения на проводах будет уменьшаться пропорционально уменьшению силы тока и становиться все менее значимым.
Из моего личного опыта - к тому моменту, когда напряжение на Панели вследствие ухудшения освещенности падает до уровня напряжения АКБ, сила тока падает практически на порядок.
Какие будут мнения?
Модератор
Регистрация: 12.01.13 Сообщения: 870
Отредактировано 18 ноября 2014 г. Wizman
Так как ни практического опыта, ни теретических знаний по конкретно этой проблематике не имею, то только укажу один спорный момент в рассуждениях:
srsolnechnye
к тому моменту, когда напряжение на Панели вследствие ухудшения освещенности падает до уровня напряжения АКБ, сила тока падает практически на порядок.

 
Если у вас нет потребителей, то сколько бы мощности не выделяла панель, вся она будет теряться внутри нее на внутреннем сопротивлении. АКБ не является потребителм как таковая в общем случае, разве что только токи утечки. Чисто теоретически -- зарядный ток АКБ фактически зависит только от его степени разряженности и МОЩНОСТИ источника ТОКА. Причем зависимость очень не линейная, напряжение здесь является необходимой величиной, но не достаточной, и скорее является следствием. Посему -- если у вас будет полностью заряженный АКБ и контроллер заряда в режиме поддержания и компенсации утечек, а нагрузки никакой нет, то независимо от степени освещенности СП тока не будет совсем никакого, даже в полдень 22го июня. Зато напряжение на СП может подскочить даже выше паспортного значения Uх.х.

Ну и еще одно критическое замечание:
srsolnechnye
Можно ли считать, что при хорошей освещенности СП выдаст 18 В

 
Вот чисто статистически -- какую часть времени из светого дня при стационарной установке СП будет вырабатываться такая мощность даже летом 22го июня при полностью чистом небе?
Ну хотя да, в районе Сочи это все будет гораздо более благоприятно, чем в Солнечногорске ...
Активный
Регистрация: 15.02.14 Сообщения: 164
18 ноября 2014 г.
srsolnechnye
Т.е. для панелей с номиналом 12 В диапазон напряжения от Vmp (18-19 В) до, примерно, 15 В практически не используется. В этом случае, имеют ли значение потери напряжения на проводах порядка 0.5 - 1.0 В?

 
Хуже будет при нагреве Панели. Температурный коэффициент напряжения отрицательный = -0.34%, т.е. при нагреве панель теряет напряжение. Нагрев на 1 градус приведет к потере примерно: 18В*0,0034=0.0612 вольт на градус. На 10 градусов потери порядка 0.6 В. Для высоких температур нужен запас по напряжению.
Модератор
Регистрация: 12.01.13 Сообщения: 870
18 ноября 2014 г.
srsolnechnye
А так ли критичны потери напряжения на проводах (в разумных пределах) при использовании PWM контроллеров?
 
srsolnechnye
Для высоких температур нужен запас по напряжению.

 srsolnechnye, Вы сами ответили на поставленный вопрос)))

А вообще, Вы правы в том, что при использовании PWM-контроллера потери на проводах до солнечных батарей не так критичны. И дело здесь в том, что вольт-амперная характеристика СБ в диапазоне напряжений от 0 до Ump почти плоская, т.е. ток почти не меняется в зависимости от напряжения (правда, это справедливо для качественных СБ Grade A, а у панелей Grade B или С может быть приличный завал вольт-амперной характеристики).

Поэтому, при использовании СБ Grade A совместно с PWM контроллером, в большинстве случаев достаточно выбрать сечение кабеля просто по максимальному току. Но, потери все же стоит посчитать и если они будут больше 1-2 Вольт (зависит от Ump СБ), то лучше увеличить сечение кабеля.
Админ
Регистрация: 29.07.11 Сообщения: 1052