Laskentaesimerkki pienestä aurinkosähkösta (PV) asuvasta itsenäisestä järjestelmästä

2kW Solar PV Array Campus Crossingsissä Briarcliffissa (kuva: Soenso Energy)

esimerkki

- Array-koko: 10, 12 voltin, 51 watin moduulit; Isc = 3,25 ampeeria, Voc = 20,7 volttia
- Paristot: 800 ampeerituntia 12 voltilla
- Kuormat: 5 ampeerin DC ja 500 watin invertteri 90%: n hyötysuhteella.

Kuvaus

PV-moduulit on asennettu katolle. Yhden johtimen kaapeleita käytetään moduulien liittämiseen kattoasennukseen. Mahdolliset käänteisvirhevirrat viittaavat siihen, että PV-yhdistelmää käytetään yhdessä PV-moduulin sarjan sulakkeessa.

UF-kaksijohdettu vaippa käytetään katosta ohjauskeskukseen.

Fyysinen suoja (puupalkit tai -putket) UF-kaapelia käytetään tarvittaessa. Ohjauskeskus, joka on piirretty kuvassa Kuvio 1, sisältää irrotus- ja ylivirtalaitteet PV-ryhmälle, paristoille, taajuusmuuttajalle ja latausohjaimelle.

Kuva 1 - Pieni asuinrakennustila

Vuodesta NECTable 310.17:

• USE-2-kaapelin häiriötekijä on 0,58 61-70 ° C: ssa.
• Kaapelilla 14 AWG on ampeeria 68 ° C: ssa 20,3 ampeeria (0,58 x 35).max sulake on 15 ampeeria).
• Kaapelilla 12 AWG on ampeerisuus 68 ° C: ssa 23,2 ampeeria (0,58 x 40).max sulake on 20 ampeeria).
• Kaapelin 10 AWG: n ampeerisuus on 68 ° C: ssa 31,9 ampeeria (0,58 x 55).max sulake on 30 ampeeria).
• Kaapelilla 8 AWG on kapasiteetti 68 ° C 46,4 ampeeria (0,58 x 80).

Ryhmä on jaettu kahteen viiden moduulin aliryhmään.

Kunkin aliryhmän moduulit on johdotettumoduuliliitäntäkotelo PV-yhdistimelle kyseiselle aliryhmälle ja sitten matriisiliitäntäkotelolle. Tähän johdotukseen on valittu kaapelin koko 10 AWG USE-2, koska sen kapasiteetti on 31,9 ampeeria näissä olosuhteissa, ja jokaisen aliryhmän vaatimus on 5 x 4,06 = 20,3 ampeeria.

75 AW: n eristyksellä arvioidulla 10 AWG -kaapelilla on 35 ampeerin ampeerivuus 30 ° C: ssa, mikä on suurempi kuin todellinen 20,3 ampeerin vaatimus (5 x 4,06).

Katon riviliitäntäkotelossa käytetään kahta 30-ampeerista sulaketta, jotka takaavat ylivirtasuojan 10 AWG-johtimelle. Nämä sulakkeet täyttävät 25,4 ampeerin (125% 20,3: sta) ja joiden luokitus on pienempi kuin kaapeliteho.

Käytettäessä on käytettävä asianmukaisesti vähennettyjä kaapeleitaliitäntälaitteisiin on tarkoitettu käytettäväksi vain 75 ° C: n johtimien kanssa. 60-ampeerinen katkaisija ohjauskotelossa toimii PV-irrotuskytkimenä ja ylivirtasuojauksena UF-kaapelille.

Minimi luokitus olisi 10 x 3,25 x 1,56 = 51 ampeeria.

NEC sallii seuraavan suuremman koon; tässä tapauksessa 60 ampeeria, joka suojaa 70 amp: n nimelliskaapelia. Kaksi yhden napaisen, irrotettavan varokkeenpidintä käytetään akun irrotukseen. Latauspiirisulake on 60-ampeerinen RK-5-tyyppi.

Vaihtosuuntaajan jatkuva luokitus on 500 wattia pienimmällä käyttöjännitteellä 10,75 volttia ja tehokkuus 90% tällä tehotasolla. Tulopiirin jatkuva virtalaskenta on 64,6 ampeeria ((500 / 10,75 / 0,90) x 1,25).

Akun ja ohjauskeskuksen kaapeleiden on vastattava taajuusmuuttajan vaatimuksia 64,6 ampeeria ja DC-kuormitusvaatimuksia 6,25 ampeeria (1,25 x 5).

4 AWG: n THHN: llä on 85 ampeeria, kun se asetetaan kanavaan ja arvioidaan 75 ° C: n eristeellä. Tämä ylittää 71 ampeerin (64,6 + 6,25) vaatimukset. Tätä kaapelia voidaan käyttää mukautetussa tehokeskuksessa ja käyttää akuista taajuusmuuttajaan.

Ja tyhjennyspiirin sulake täytyy olla vähintään 71 ampeeria. 80-ampeerin sulake on käytettävä, mikä on pienempi kuin kaapelitehokkuus.

Maadoituselektrodijohdin on 4 AWG ja onmitoitettu vastaamaan järjestelmän suurinta johdinta, joka on taulukko-ohjauskeskuksen johdotus. Tämä koko olisi sopiva betonipäällystetylle maadoituselektrodille. Ryhmän ja latauspiirin laitteiden maadoitusjohdot voivat olla 10 AWG 60-ampeerin ylivirtalaitteiden perusteella.

Taajuusmuuttajan kentän on oltava 8 AWG-johdin perustuu 80-ampeerinen ylivirtalaite. Kaikkien komponenttien jännitteen on oltava vähintään 1,25 x 20,7 = 26 volttia.

Viite: Aurinkosähköjärjestelmät ja vuoden 2005 kansallinen sähkökoodi - John Wiles Southwest Technology Development Institute New Mexico State University