تعميم المعرفة وتاريخ تطوير الكابلات الشمسية

تعميم المعرفة وتاريخ تطوير الكابلات الشمسية

الكابلات والأسلاك الشمسية هي نوع من الأسلاك المستخدمة لتوليد الطاقة الكهروضوئية. إنها جزء حيوي من الأنظمة الكهروضوئية ، وهي عملية توليد الكهرباء من أشعة الشمس. تربط الكابلات الشمسية الألواح الشمسية بالمعدات الكهربائية الأخرى في التصميم ، مما يسمح بنقل الطاقة الكهربائية من نقطة إلى أخرى عند الضرورة. فهي تجمع بين مكونات الدائرة وتعمل كقنوات لنقل الطاقة.

عادة ، تقوم بتركيب الألواح الشمسية الخاصة بك على سطح أو هيكل مرتفع لتجنب العوائق. تأخذ هذه الألواح الطاقة الشمسية وتحولها إلى كهرباء قابلة للاستخدام. بمجرد تحويل الطاقة الشمسية إلى كهرباء قابلة للاستخدام ، تقوم الأسلاك والكابلات الشمسية بنقلها إلى الوحدة الكهربائية.
تضمن شبكة الكابلات والأسلاك الشمسية المخططة جيدا والمثبتة بشكل صحيح الأداء الآمن والأمثل للنظام الكهروضوئي. يتطلب تصميم الأسلاك الكهروضوئية الاستخدام السليم للكابلات الشمسية والكابلات. إذا كنت جديدا على الأنظمة الكهروضوئية ، فإن فهم أساسيات الأسلاك الشمسية والكابلات أمر ضروري.


التمييز بين الأسلاك الشمسية والكابلات الشمسية
على الرغم من أن الناس يستخدمون مصطلحي الأسلاك الشمسية والكابلات الشمسية بالتبادل ، إلا أنهما مختلفان. يشير السلك الشمسي إلى موصل واحد ، في حين أن الخط الشمسي مركب من عدة موصلات أو أسلاك مثبتة معا بواسطة سترة.

الأسلاك الشمسية

هناك العديد من أنواع الأسلاك الشمسية المستخدمة لتوصيل مكونات النظام الكهروضوئي. فهو يجمع بين أربعة عناصر: الألواح الشمسية ، والمحولات ، وأجهزة التحكم في الشحن ، والبطاريات.


يعد اختيار النوع الصحيح من الأسلاك في النظام الكهروضوئي أمرا بالغ الأهمية لتشغيله وكفاءته. على سبيل المثال ، قد لا يوفر استخدام السلك الشمسي الخاطئ الجهد والطاقة المناسبين للوحدة الكهربائية أو يتسبب في عدم شحن حزمة البطارية بالكامل.

تكوين الأسلاك

بشكل عام ، هناك نوعان من أسلاك الألواح الشمسية ، صلبة أو تقطعت بها السبل. كما يوحي الاسم ، يحتوي سلك واحد أو صلب على ميتالكور واحد ، في حين أن السلك الذي تقطعت به السبل يتكون من العديد من الموصلات التي تقطعت بها السبل.
يعزل الأكمام الواقية الأسلاك الفردية ، ولكن هناك أيضا أسلاك عارية. يوصى باستخدام أنماط الأسلاك الصلبة للتطبيقات الثابتة ، وخاصة الأسلاك المنزلية. الأسلاك الصلبة لها قطر أصغر من الأسلاك التي تقطعت بها السبل لنفس القدرة على حمل الأحمال. تكاليف الأسلاك الواحدة أقل ، ولكن فقط للمقاييس الصغيرة.
يتكون السلك الذي تقطعت به السبل من عدة موصلات ملتوية معا ومغطاة بسترة لتشكيل سلك مؤرض. الأسلاك الشمسية التي تقطعت بها السبل أكثر مرونة ويمكنها تحمل الحركة المتكررة. يوصى باستخدام الأسلاك الكهربائية القياسية إذا قمت بتثبيت نظامك الشمسي في موقع به رياح عاتية أو اهتزازات دورية. الأسلاك التي تقطعت بها السبل لديها الموصلية بشكل أفضل بسبب الموصلات المتعددة في تشغيل واحد. ومع ذلك ، فإن السلك الذي تقطعت به السبل له قطر أكبر وتكلفة أعلى من الأسلاك الصلبة. الأسلاك القياسية هي الخيار النموذجي للمنشآت الكبيرة في الهواء الطلق.

سلك

يمكن أيضا تصنيف الأسلاك الشمسية وفقا لمواد الموصل المستخدمة. تستخدم أسلاك الألمنيوم والنحاس الشمسية بشكل شائع في المنشآت المنزلية والتجارية. بالمقارنة مع الألومنيوم ، تتمتع الأسلاك النحاسية بتوصيل كهربائي ممتاز. الأسلاك الشمسية النحاسية من نفس الحجم تحمل تيارا أكثر من أسلاك الألومنيوم. يوفر النحاس مرونة ومقاومة أفضل للحرارة. وهو يدعم التطبيقات الداخلية والخارجية. ومع ذلك ، فإن الأسلاك النحاسية أكثر تكلفة. كابلات الألواح الشمسية وفي الوقت نفسه ، تكون أسلاك الألومنيوم الأرخص أكثر صلابة وهشاشة عند الانحناء. تأتي بأحجام أكبر وتستخدم عادة للمنشآت الخارجية مثل مداخل الخدمة.

عزل الأسلاك

تختلف الأسلاك الشمسية أيضا حسب العزل. تحمي السترة الكابل من الرطوبة والحرارة والمواد الكيميائية والماء والأشعة فوق البنفسجية. تشمل الأنواع الشائعة من العزل ما يلي:

THHN مناسب للتطبيقات المثبتة في الظروف الجافة والداخلية ؛

TW و THW و THWN لتطبيقات القنوات المثبتة في ظروف رطبة أو داخلية أو خارجية ؛

UF و USE (مدخل الخدمة تحت الأرض) للأسلاك الرطبة تحت الأرض ، على سبيل المثال لا الحصر التطبيقات تحت الأرض ؛

·THWN-2 رخيصة للتطبيقات الداخلية. نظرا لأنه يمر عبر القسطرة ، فلا يجب أن يكون مقاوما للأشعة فوق البنفسجية. يمكن تشغيل THWN-2 مباشرة إلى لوحة الخدمة الأساسية. يمكن استخدامه لكل من دوائر التيار المستمر والتيار المتردد ، ولكن الحجم سيتغير بعد مرور الأسلاك عبر العاكس ؛

·الكابلات الشمسية RHW-2 والأسلاك الكهروضوئية و USE-2 للتطبيقات الخارجية الرطبة. هذه الأسلاك رائعة لتوصيل الألواح الشمسية واتصالات محطة الخدمة ومداخل الخدمة تحت الأرض. يتحمل غمد السلك الكهروضوئي و USE-2 التعرض الشديد للأشعة فوق البنفسجية وهو مقاوم للرطوبة. بالإضافة إلى ذلك ، تم تجهيز الخطوط الكهروضوئية بعزل إضافي.

لون الأسلاك

تسهل الأسلاك الشمسية المرمزة بالألوان تنفيذ خطط الأسلاك الكهربائية ورسمها. تشير ألوان الأسلاك إلى الغرض منها ووظيفتها في النظام الشمسي. هذا ضروري أيضا لاستكشاف الأخطاء وإصلاحها وإصلاحها في المستقبل. يحدد القانون الكهربائي الوطني عزل الموصل وتطبيقه. يتم ترميز التيار المتردد (AC) والتيار المباشر (DC) بالألوان بشكل مختلف. إليك دليل سريع مرمز بالألوان لسهولة تركيب الأسلاك.

·تطبيقات الاتصالات

·الأحمر أو الأسود أو الألوان الأخرى للتطبيقات الحرارية غير المؤرضة

·الأبيض هو موصل أرضي

·أخضر أو عارية لتأريض المعدات

·تطبيق التيار المستمر

·الأحمر إيجابي

·الأبيض هو الموصل السلبي أو الأرضي

·أخضر أو عارية لتأريض المعدات

عند تركيب الأنظمة الكهربائية ، تأكد من اتباع توصيات القانون الكهربائي الوطني (NEC). بالإضافة إلى ذلك ، من الأفضل طلب المساعدة من كهربائي معتمد إذا لم تكن متأكدا من الموصل والمواد العازلة التي يجب استخدامها في تطبيق معين.

 

سلك الصف وسمك

يتم تصنيف الأسلاك الكهروضوئية بناء على سعتها القصوى الحالية. تتطلب الألواح الشمسية ذات التيار العالي (التيار) أسلاكا شمسية أكثر سمكا ذات تصنيفات أعلى. تأكد من التحقق من تصنيف التيار للنظام الخاص بك واستخدام الأسلاك التي يمكنها التعامل مع الحمل. على سبيل المثال ، إذا كان ينتج تسعة أمبير ، فاستخدم سلكا بقوة 9 أمبير أو أعلى (10 أو 11 أمبير).
سيؤدي اختيار سلك شمسي منخفض التصنيف إلى انخفاض الجهد. بمرور الوقت ، يمكن أن يسبب ارتفاع درجة الحرارة وحتى يزيد من خطر الحريق.
عادة ما يرتبط سمك السلك الشمسي بأمبيرهأسلاك أكثر سمكا قدرة مكبر صوت أعلى. كقاعدة عامة ، استخدم دائما الأسلاك السميكة بما يكفي أو الأكثر سمكا قليلا للتعامل مع طفرات الطاقة العرضية. حدد الجهاز الذي يحتوي على أعلى تيار واختر سلكا يمكنه التعامل مع هذا التيار. لإرشادك بشكل أفضل ، استخدم مقدر حجم السلك المتاح عبر الإنترنت.
استخدم مسطرة مقياس الأسلاك الأمريكية (AWG) لقياس حجم الأسلاك النحاسية الشمسية الكهروضوئية. في نظام AWG ، تصبح الكابلات أكثر ثانوية مع زيادة عدد AWGs. لذلك ، يبلغ قطر سلك شمسي 2 AWG أكبر من 12 سلك AWG. ومع ذلك ، فإن حجم السلك يتناسب عكسيا مع سعة التيار للسلك. على سبيل المثال ، يحتوي كابل شمسي 2 AWG على 95 أمبير ، بينما يحتوي سلك شمسي 12 AWG على 20 أمبير.

طول الخط

بالإضافة إلى تصنيف وسمك السلك الشمسي ، فكر في طوله. كلما طالت مدة انتقال الطاقة ، زادت الأمبيرات التي تستهلكها. لذلك ، استخدم دائما سلك أكثر سمكا قليلا لمزيد من الأمان ، بشكل كبير إذا كان يتقلص.
على سبيل المثال ، إذا كان التثبيت يعمل على بعد 5 أمتار بتيار أقصى يبلغ 10 أمبير وفقدان كابل مقبول بنسبة 3٪ ، فيمكن استخدام كابل شمسي 6 مم. ومع ذلك ، إذا كان نفس التثبيت يعمل على بعد 15 مترا ، فيجب وجود كابل شمسي 25 مم. وبالمثل ، فإن استخدام الأسلاك ذات التصنيف المنخفض يزيد من خطر انخفاض الجهد ، وارتفاع درجة الحرارة ، والحريق. يوصي الكهربائيون أيضا بالتحضير لمتطلبات الحمل المستقبلية. لذلك ، من الآمن دائما استخدام أسلاك أكثر سمكا للتركيب الأولي للكابلات الشمسية.

كابل الطاقة الشمسية

كابل شمسي مركب من عدة أسلاك معزولة ملفوفة بغمد خارجي. يستخدمهم المحترفون لربط الألواح الشمسية والمكونات الأخرى للأنظمة الكهروضوئية. أنها تتعامل مع الأشعة فوق البنفسجية العالية درجات الحرارة العالية ومقاومة للطقس. عادة ، يتم تثبيتها على السطح الخارجي أو الداخلي للألواح الشمسية.
يعتمد قطر الكابل على عدد الموصلات التي يحتوي عليها. لذلك ، يعتمد تصنيف الأسلاك الشمسية على عدد الأسلاك ومقياسها. بشكل عام ، يتم استخدام ثلاثة أنواع من الكابلات في الأنظمة الكهروضوئية: الكابلات الشمسية DC ، والكابلات الرئيسية DC الشمسية ، وكابلات توصيل التيار المتردد الشمسي.

كابل الطاقة الشمسية DC

يمكن أن تكون الكابلات الشمسية DC كابلات معيارية أو كابلات سلسلة. عادة ، هذه هي الكابلات النحاسية أحادية النواة مع العزل والسترات. للاستخدام في الألواح الشمسية الكهروضوئية ، فإنها تأتي مع موصلات مناسبة. لسوء الحظ ، تأتي الكابلات الشمسية DC مثبتة مسبقا في المنتدى ، لذلك لن تتمكن من استبدالها. في بعض الحالات ، ستحتاج إلى استخدام سلسلة إلى كابل شمسي DC لتوصيله بألواح أخرى.

كابل التيار المستمر الرئيسي

كابلات التيار المستمر الرئيسية هي كابلات التجميع الأكبر التي تربط الأسلاك الإيجابية والسلبية من صندوق تقاطع المولد إلى العاكس المركزي. الأبعاد النموذجية لكابلات التيار المستمر الرئيسية هي الكابل الشمسي 2 مم والكابل الشمسي 4 مم والكابل الشمسي 6 مم. يفضل الخبراء عموما كابلات التيار المستمر للمنشآت الخارجية. ومع ذلك ، فإن الأسلاك المنفصلة ذات الأقطاب المعاكسة تتجنب الدوائر القصيرة ومشاكل التأريض.
يمكن أن يكون كابل التيار المستمر الرئيسي كبلا أحادي النواة أو ثنائي النواة. الأسلاك أحادية النواة مع العزل المزدوج هي حل عملي لتوفير موثوقية عالية. وفي الوقت نفسه ، يعد كابل التيار المستمر ثنائي النواة هو الخيار النموذجي للأسلاك بين العاكس الشمسي وصندوق تقاطع المولد.

كابل توصيل التيار المتردد

يربط كابل توصيل التيار المتردد العاكس الشمسي بمعدات الحماية والشبكة. على سبيل المثال ، تستخدم الأنظمة الشمسية الصغيرة ذات العاكسات ثلاثية الطور كابل تيار متردد خماسي النواة للاتصال بالشبكة. توزيع الأسلاك هو كما يلي: ثلاثة أسلاك حية ، سلك أرضي واحد ، وسلك طبيعي واحد. وفي الوقت نفسه ، تستخدم أنظمة العاكس الكهروضوئية أحادية الطور كابلات تيار متردد ثلاثية النواة.
كما ذكر أعلاه ، فإن اختيار كابل الحجم المناسب مهم للغاية في الأنظمة الكهروضوئية. يمكن أن يمنع تحجيم الكابلات بشكل صحيح ارتفاع درجة الحرارة ويقلل من فقدان الطاقة. إذا وضعنا مخاوف السلامة جانبا، فإن الكابلات الصغيرة الحجم تشكل انتهاكا للقانون الكهربائي الوطني (NEC) في معظم الولايات القضائية. إذا كنت تستخدم سلكا غير متوافق ، فلن يتمكن مفتش المبنى من تثبيته.
 

اترك ردًا