Fotovoltaik sistemler için kablo seçimi nasıl doğru yapılır?

2025-02-25

Fotovoltaik sektöründeki teknolojik ilerleme, tek tek modüllerin güç çıkışının önemli ölçüde artması ve dizi dizilerinin akımının da buna bağlı olarak yükselmesiyle dikkat çekici bir hızla ilerliyor. Yüksek güçlü modüllerin akımı artık 17A'yi aşmış durumda. Sistem tasarımı açısından, yüksek güçlü bileşenlerin kullanımı ve makul rezerv alanı sağlanması, ilk yatırım maliyetini ve kilovatsaat başına maliyeti düşürebilir. Sistemdeki AC ve DC kabloların maliyeti önemsiz değil. Maliyetleri en aza indirmek için tasarım ve seçim nasıl yapılmalıdır?

DC kablolarının seçimi

DC kablolar dış mekanlara döşenir. Genellikle ışınlama çapraz bağlama işleminden geçmiş fotovoltaik kabloların seçilmesi önerilir. Yüksek enerjili elektron ışınlarıyla ışınlandıktan sonra, kablo yalıtım malzemesinin moleküler yapısı doğrusal yapıdan üç boyutlu bir ağ yapısına dönüşür ve sıcaklık dayanım derecesi çapraz bağlanmamış 70°C'den 90°C, 105°C, 125°C, 135°C ve hatta 150°C'ye çıkar. Bu, akım taşıma kapasitesini aynı spesifikasyondaki kablolara kıyasla %15-50 artırarak, ani sıcaklık değişimlerine ve kimyasal erozyona dayanmalarını ve 25 yıldan uzun süre dış mekanda kullanılabilmelerini sağlar. DC kabloları seçerken, uzun süreli dış mekan kullanımını garantilemek için ilgili sertifikalara sahip saygın üreticilerin ürünlerini seçmek önemlidir. Günümüzde PV1-F1*4 4mm² kablo, fotovoltaik DC uygulamalarında yaygın olarak kullanılmaktadır. Ancak fotovoltaik modüllerin akımı ve bireysel invertörlerin gücü arttıkça DC kabloların uzunluğu da artmakta ve bu da 6mm² DC kabloların kullanımının artmasına neden olmaktadır.

Kopyala_Adlandırılmamış__2025-02-26+11_32_35.png

İlgili standartlara göre, fotovoltaik sistemlerde DC kaybının genellikle %2'yi geçmemesi önerilmektedir. Bu kritere göre DC kablo seçimini tasarlayabiliriz. PV1-F 1*4mm² DC kablonun direnci 4,6mΩ/metre, PV 6mm² DC kablonun direnci ise 3,1mΩ/metre'dir. DC modül çalışma voltajının 600V olduğu varsayıldığında, %2'lik gerilim düşümü kaybı 12V olur. Modül akımı 13A ve 4mm² DC kablo kullanıldığında, en uzak modülden invertöre kadar önerilen maksimum mesafe 120 metreyi (tek dizi, pozitif ve negatif kutuplar hariç) geçmemelidir. Mesafe bu değeri aşarsa, 6mm² DC kablo kullanılması önerilir, ancak en uzak modülden invertöre kadar önerilen maksimum mesafe 170 metreyi geçmemelidir.

Fotovoltaik Kablo Kayıp Hesaplaması

Sistem maliyetlerini düşürmek için, fotovoltaik santraller modülleri ve invertörleri nadiren 1:1 oranında yapılandırır. Bunun yerine, aydınlatma koşullarına ve proje gereksinimlerine bağlı olarak belirli bir düzeyde aşırı eşleştirme tasarlanır. Örneğin, 110 kW'lık bir modül için 100 kW'lık bir invertör seçilir. İnvertörün AC tarafındaki aşırı eşleştirmenin 1,1 katı hesaplandığında, maksimum AC çıkış akımı yaklaşık 158 A'dır. AC kablosu, invertörün maksimum çıkış akımına göre seçilebilir. Bunun nedeni, yapılandırılan bileşen sayısından bağımsız olarak, invertörün AC giriş akımının invertörün maksimum çıkış akımını asla aşmamasıdır.

İnverter AC Çıkış Parametreleri

Fotovoltaik sistemler için yaygın olarak kullanılan AC bakır kablolar arasında BVR ve YJV gibi çeşitli modeller bulunur. BVR, Bakır Çekirdekli PVC Yalıtımlı Yumuşak Tel anlamına gelir ve YJV ise Çapraz Bağlı Polietilen Yalıtımlı anlamına gelir. Güç KablosuKablo seçerken, kabloların gerilim ve sıcaklık değerlerine dikkat edilmeli ve alev geciktirici tipler seçilmelidir. Kablo özellikleri, damar sayısı, nominal kesit ve gerilim değeri ile belirtilir: tek damarlı dal kablo özellikleri 1 ile gösterilir.nominal kesit, örneğin: 125 mm 0,6/1 kV, 25 milimetre karelik tek bir kabloyu temsil eder. Çok damarlı bükümlü dal kablosu özellikleri, aynı devredeki kablo sayısı * nominal kesit ile gösterilir, örneğin: 350+225mm 0.6/1KV, 50 milimetrekarelik 3 canlı kablo, 25 milimetrekarelik bir nötr kablo ve 25 milimetrekarelik bir topraklama kablosu anlamına gelir.

Kopyala_Adlandırılmamış__2025-02-26+09_42_56.png

Tek çekirdekli ve çok çekirdekli arasındaki fark nedir?Çekirdek Kablolar?

Tek damarlı kablolar, tek bir yalıtım katmanı içinde tek bir iletkenden oluşur. Çok damarlı kablolar ise birden fazla yalıtılmış damar içerir. Yalıtım performansı açısından, hem tek damarlı hem de çok damarlı kablolar ulusal standartlara uygun olmalıdır. Çok damarlı ve tek damarlı kablolar arasındaki fark, tek damarlı kabloların uçlarının doğrudan topraklanmış olması ve bunun metal koruma katmanında dolaşan akımlara neden olarak kayıplara yol açabilmesidir. Buna karşılık, çok damarlı bir kablonun üç damarından geçen akımların toplamı sıfırdır, bu nedenle metal koruma katmanında esasen indüklenen gerilim yoktur.

Devre kapasitesi açısından, aynı kesit alanı için, tek damarlı bir kablonun nominal akım taşıma kapasitesi, üç damarlı bir kablonunkinden daha yüksektir. Tek damarlı kablolar ayrıca çok damarlı kablolara kıyasla daha iyi ısı dağıtma özelliklerine sahiptir. Aynı yük veya kısa devre koşulları altında, tek damarlı kablolar çok damarlı kablolara göre daha az ısı üretir ve bu da onları belirli durumlarda daha güvenli hale getirir.

Kablo tesisatı açısından, çok damarlı kablolar, iç ve çok katmanlı çift koruma sayesinde daha basit ve daha rahat bir kuruluma sahiptir. Kablo bükülmesi söz konusu olduğunda, tek damarlı kabloların kurulum sırasında bükülmesi daha kolaydır, ancak uzun mesafelere döşenmesi çok damarlı kablolara göre daha zordur. Kablo sonlandırma açısından bakıldığında, tek damarlı kablo sonlandırmalarının kurulumu daha kolaydır ve daha kolay dallanma sağlar.

Fiyat açısından bakıldığında, çok damarlı kablolar tek damarlı kablolara göre birim başına biraz daha pahalıdır.

Kopyala_Adlandırılmamış__2025-02-26+10_56_18.png

Fotovoltaik Sistem Kablolama Teknikleri

Bir fotovoltaik sistemin devresi iki bölüme ayrılır: doğru akım (DC) bölümü ve alternatif akım (AC) bölümü. Devrenin bu iki bölümü ayrı kablolama gerektirir. DC bölümü bileşenlere, AC bölümü ise elektrik şebekesine bağlanır. Büyük ve orta ölçekli enerji santrallerinde çok sayıda DC kablosu bulunur. Gelecekteki bakımları kolaylaştırmak için her kablonun tel numaraları güvenli bir şekilde sabitlenmelidir. Güçlü ve zayıf akım hatlarını ayırmak çok önemlidir. 485 haberleşme hatları gibi sinyal hatları varsa, paraziti önlemek için ayrı ayrı döşenmelidirler. Kablolama yapılırken, kanallar ve kablo tepsileri hazırlanmalı ve kablolar mümkün olduğunca açıkta bırakılmamalıdır. Kablolar yatay ve dikey olarak döşendiğinde daha estetik görünecektir. Kanallarda ve kablo tepsilerinde kablo ek yerleri kullanmaktan kaçının, çünkü bakım açısından sakıncalıdırlar. Tüm fotovoltaik sistemde kablolar çok önemli bir parçadır ve sistem maliyeti giderek artmaktadır. Bir enerji santrali tasarlarken, santralin güvenilir bir şekilde çalışmasını sağlarken sistem maliyetlerinden mümkün olduğunca tasarruf etmemiz gerekir. Bu nedenle, fotovoltaik sistem için AC ve DC kabloların tasarımı ve seçimi özellikle önemlidir. Üstelik, standart altı kablolar yalnızca kullanımımızı değil, aynı zamanda can güvenliğimizi de doğrudan etkiler. Bu nedenle, dikkatli olmalı ve kalitesi garantili, yüksek kaliteli kablolar seçmeliyiz. Hayatımızın sorumluluğunu almak ve güvenli bir ortam yaratmak, yalnızca Asia Cable'ın her zaman hedeflediği bir hedef değil, aynı zamanda her birimizin yapması gereken bir şeydir.