اصول کابل کشی نیروگاه های خورشیدی ( Solar Wires and Cables )، با توجه به ولتاژ آنها مشخص می شود. استفاده از این اصول به بهره وری حداکثری کمک می کند. رشد سریع انرژی های تجدیدپذیر، چالش هایی در زمینه حفظ ثبات برای شبکه برق ایجاد می کند. نحوه سیم کشی کابل خورشیدی بر عملکرد نصب و همچنین سهولت در دسترسی به منظور نظارت و تعمیر موثر بوده و به منظور کاهش تلفات انرژی باید طول توزیع کابل ها تا حد امکان کوتاه باشد و نگهداری آنها نیز راحت تر شود. مدل کابل کشی پنل های خورشیدی بر خروجی برق تاثیر داشته و انتخاب پیکربندی مناسب در این زمینه به حداکثر رساندن بازگشت سرمایه کمک خواهد کرد.
انواع کابل در نیروگاه های خورشیدی
انواع کابل در نیروگاه های خورشیدی به شرح زیر است :
- ولتاژ متوسط ( MV )، وظیفه ی تحویل برق به پست محلی را بر عهده داشته و پیکربندی صحیح این مدل به دلیل انتقال حجم زیاد انرژی از نیروگاههای خورشیدی به شبکه بسیار مهم است.
- ولتاژ پایین ( LV )، عناصر جمع کننده را به نیروگاه متصل کرده و لازم است به گونه ای نصب شوند که از زیر سازه ها عبور نکنند چون هنگام نیاز به تعمیرات دسترسی مشکل خواهد شد.
- رشته ای، گروه هایی از ماژول ها را به عناصر جمع کننده متصل کرده و نیاز به مسیریابی ساده تر دارد.
- جریان مستقیم ( DC )، به نوعی سربازان خط مقدم در نیروگاه های خورشیدی هستند و مستقیما پنل های خورشیدی را به اینورتر های خورشیدی متصل می کنند. همچنین جریان تولید شده توسط پنل ها را حمل می کنند. این مدل کابل های خورشیدی به منظور تحمل ولتاژ بالای فتوولتائیک ( PV )، طراحی شده و معمولا از موادی ساخته میشوند که در برابر اشعه ماوراء بنفش و رطوبت مقاوم باشند. این نوع اتلاف انرژی در پنل های خورشیدی را به حداقل رسانده و برای حفظ راندمان در این مناطق بسیار مفید هستند.
- جریان متناوب ( AC )، در زمان تبدیل جریان متناوب به جریان مستقیم وارد عمل شده و همچنین وظیفه ی انتقال جریان متناوب از اینورتر به شبکه برق را بر عهده دارند. این مدل ها معمولا ضخیم تر بوده و عایق بندی شده هستند تا بتوانند ولتاژ های بالاتر را متحمل شوند. استاندارد ایمنی در این مدل رعایت شده چون برق مستقیمی که در خانه ها و صنایع استفاده می شود را حمل می کنند. انتقال ایمن از مهم ترین مشخصه های این نوع است.
- اتصال به زمین، از نیروگاه ها در برابر نوسانات الکتریکی و صاعقه محافظت کرده و به سیستم اتصال به زمین متصل هستند. این سیم ها برق اضافی را به زمین منتقل کرده و معمولا از مس یا آلومینیوم ساخته می شوند. اهمیت وجود چنین کابل هایی در سیستم به منظور حفظ ایمنی اپراتور ها و جلوگیری از خطرات مختلف است.
مواد مورد استفاده در کابل کشی نیروگاه های خورشیدی
مواد مورد استفاده در کابل کشی نیروگاه های خورشیدی مس و آلومینیوم بوده و هر یک مزیت ها و معایب خاص خود را به همراه دارد. معمولا جنس مس گزینه بهتر و البته گران تری محسوب شده و دلایل خاص دیگری نیز برای این برتری وجود دارد. این فلز رسانای فوق العاده ای بوده و پس از نقره رتبه ی دوم را در این زمینه دارد.
قوانین سرانگشتی برای محاسبه قطر کابل ها در نیروگاه های خورشیدی
قوانین سرانگشتی برای محاسبه قطر کابل ها به شرح زیر است :
- یک دستورالعمل رایج به منظور عدم تجاوز افت ولتاژ از سه درصد ولتاژ پنل خورشیدی استفاده از قانون 3% است. استفاده از این قانون تحویل کارآمد برق مورد نیاز را تضمین میکند.
- استفاده از جدول ها و ماشین حساب های مخصوص برای محاسبه ی اندازه ی توزیع کابل ها که جریان، ولتاژ و همچنین طول مورد نیاز را پیشنهاد می کند.
- انتخاب اندازه کابل که بتواند کمی بیشتر از حداکثر بار مورد انتظار را تحمل کند از دیگر قوانین این کار محسوب میشود.
- محاسبه ی دقیق قطر ها شامل فرمول های پیچیده بوده و تمامی عوامل بالا را در بر میگیرد. برای این کار می توانید با متخصصان این زمینه نیز مشورت کنید.
مزیت های استفاده از فلز مس در کابل کشی نیروگاه های خورشیدی
مزیت های استفاده از فلز مس در کابل کشی نیروگاه های خورشیدی به شرح زیر است :
- رسانایی بالا به معنی قدرت حمل جریان الکتریکی بیشتر است. فلز مس از آلومینیوم بادوام تر بوده و مقاومت بیشتری در برابر خوردگی از خود نشان می دهد. این ویژگی در نیروگاه های خورشیدی که همه چیز در معرض شرایط محیطی مختلف قرار دارد مزیت مهمی محسوب می شود.
- دوام و ماندگاری در شرایط مختلف محیطی و مقاومت بیشتر در برابر خوردگی از دیگر فواید استفاده از این فلز است. به دلیل طول عمر طولانی نیازی به تعویض مکرر وجود نداشته و در دراز مدت مقرون به صرفه خواهد بود.
- فلز مس انعطاف پذیر بوده و به راحتی خم می شود و این امر عمل نصب را تسهیل کرده و کمتر مستعد شکستن تحت فشار های مختلف قرار خواهد گرفت.
- مدل های مسی دماهای بالا را تحمل کرده و در نیروگاه های خورشیدی زمان اوج تابش خورشید به همچین ماده ای برای ماندگاری نیاز دارد.
- فلز مس نقطه ذوب بالایی داشته و احتمال آتش سوزی را به شدت کاهش می دهد.
- بهره وری انرژی در استفاده از این فلز صورت میگیرد و با وجود پرداخت هزینه سنگین هنگام نصب، در دراز مدت در اتلاف انرژی صرفه جویی شده و عملکرد کلی نیروگاه را تحت تاثیر قرار می دهد.
- بازگشت سرمایه در استفاده از مس صورت میگیرد و با وجود طول عمر بیشتر این فلز، هزینه های نگهداری کاهش می یابد.
انواع روش نصب کابل ها در نیروگاه های خورشیدی
انواع روش نصب کابل ها در نیروگاه های خورشیدی به شرح زیر است :
مدفون
نصب کابل ها در زمین به صورت مستقیم صورت گرفته و این روش برای تعمیرات پرهزینه خواهد بود. علاوه بر این مهندسان باید اثرات کاهش ظرفیت وات کابل ها که به دلیل محبوس شدن گرما در زمین اتفاق می افتد جبران کنند.
نصب درون لوله
- با نصب این اقلام درون لوله از ورود رطوبت و خرد شدن آنها جلوگیری کرده و تعمیرات آسان خواهد بود.
- اجرای این اقلام بر روی زمین کم هزینه تر بوده و همچنین نصب آنها سریع تر اتفاق می افتد. به دلیل تماس کابل ها با یکدیگر بر روی زمین کمی افت انرژی صورت میگیرد.
- نصب در هوای آزاد افت ولتاژ را تا حد زیادی کاهش داده و یا کامل از بین خواهد برد.
کلام آخر
رعایت اصول کابل کشی نیروگاه های خورشیدی به منظور حفظ انرژی و همچنین جلوگیری از اتلاف آن بسیار مهم بوده و شناخت هر قسمت در زوند کار تاثیرات مثبتی خواهد گذاشت. استفاده از مدل های های مسی در این شرایط باعث حفظ انرژی و همچنین کاهش هزینه ها در بلند مدت خواهد شد.