Przykład obliczania małego autonomicznego systemu fotowoltaicznego (PV)

2kW Solar PV Array na Campus Crossings w Briarcliff (fot. Soenso Energy)

Przykład

- Rozmiar tablicy: Moduły 10, 12 V, 51 W; Isc = 3,25 A, Voc = 20,7 V
- Baterie: 800 amperogodzin przy 12 woltach
- Ładunki: 5 A DC i 500 W inwerter o wydajności 90%.

Opis

Moduły fotowoltaiczne są montowane na dachu. Kable jednoprzewodowe służą do łączenia modułów ze skrzynką przyłączeniową montowaną na dachu. Potencjalne zwrotne prądy zwarciowe wskazują, że kombinator fotowoltaiczny może być używany z bezpiecznikiem szeregowym dla każdego modułu fotowoltaicznego.

Kabel dwuprzewodowy w osłonie UF jest używany z dachu do centrum kontroli.

Ochrona fizyczna (bariery drewniane lub przewód) dla kabla UF jest używany w razie potrzeby. Centrum sterowania, w schemacie Rysunek 1, zawiera urządzenia odłączające i nadprądowe dla generatora fotowoltaicznego, akumulatory, falownik i regulator ładowania.

Rysunek 1 - Mały samodzielny system stacjonarny

Od NECTable 310.17:

• Współczynnik obniżenia dla kabla USE-2 wynosi 0,58 w 61-70 ° C.
• Kabel 14 AWG charakteryzuje się obciążalnością w 68 ° C i 20,3 A (0,58 x 35) (maksymalny bezpiecznik wynosi 15 amperów).
• Kabel 12 AWG ma prąd w 68 ° C z 23,2 amperami (0,58 x 40) (maksymalny bezpiecznik wynosi 20 amperów).
• Kabel 10 AWG charakteryzuje się obciążalnością w 68 ° C i 31,9 amperów (0,58 x 55) (maksymalny bezpiecznik wynosi 30 amperów).
• Kabel 8 AWG ma ampatat 68 ° C 46,4 A (0,58 x 80).

Tablica jest podzielona na dwie podmoduły pięciu modułów.

Moduły w każdej pod-tablicy są podłączoneskrzynka przyłączeniowa modułu do sumatora PV dla tej pod-tablicy, a następnie do skrzynki przyłączeniowej tablicy. Dla tego okablowania wybrano rozmiar kabla 10 AWG USE-2, ponieważ ma on w tych warunkach amper o mocy 31,9 A, a wymóg dla każdej pod-tablicy to 5 x 4,06 = 20,3 A.

Oceniając izolację 75 ° C, kabel 10 AWG ma moc 35 A przy 30 ° C, co jest wartością wyższą niż rzeczywiste zapotrzebowanie 20,3 A (5 x 4,06).

W skrzynce przyłączeniowej tablicy na dachu, dwa 30-amperowe uchwyty do wyładowań sinusoidalnych służą do zabezpieczenia nadprądowego dla przewodów 10 AWG. Bezpieczniki te spełniają wymagania 25,4 A (125% z 20,3) i mają ocenę niższą niż obniżona obciążalność kabla.

Odpowiednio obniżone kable muszą być używane, gdypodłączenie do bezpiecznika, które są przystosowane do użytku tylko z przewodami 75 ° C. 60-amperowy wyłącznik w skrzynce sterującej służy jako wyłącznik PV i zabezpieczenie nadprądowe dla kabla UF.

Minimalna ocena to 10 x 3,25 x 1,56 = 51 amperów.

NEC umożliwia następny większy rozmiar; w tym przypadku 60 amperów, który ochroni kabel o mocy 70 A. Dwa jednobiegunowe, wyciągane uchwyty bezpieczników służą do odłączania akumulatora. Bezpiecznik obwodu ładowania jest typu 60-amperowego RK-5.

Falownik ma ciągłą ocenę 500 W przy najniższym napięciu roboczym 10,75 woltów i wydajność 90% na tym poziomie mocy. Ciągłe obliczanie prądu dla obwodu wejściowego jest 64,6 A ((500 / 10,75 / 0,90) x 1,25).

Kable od akumulatora do centrum sterowania muszą spełniać wymagania falownika 64,6 A plus wymagania obciążenia prądem stałym 6,25 A (1,25 x 5).

THHN o mocy 4 AWG ma prąd o natężeniu 85 A, gdy jest umieszczony w przewodzie i oceniany z izolacją 75 ° C. To przekracza wymagania 71 A (64,6 + 6,25). Ten kabel może być używany w niestandardowym centrum zasilania i biegać od akumulatorów do falownika.

The bezpiecznik obwodu rozładowania musi być co najmniej oceniony 71 amperów. Na 80-amperowy bezpiecznik powinien być używany, który jest mniejszy niż obciążalność kabla.

Przewód elektrody uziemiającej ma 4 AWG i jestdopasowany do największego przewodnika w systemie, jakim jest okablowanie do centrali. Wielkość ta byłaby odpowiednia dla uziemionej elektrody w obudowie betonowej. Przewody uziemiające urządzenia dla układu i obwodu ładowania mogą być 10 AWG w oparciu o 60-amperowe urządzenia nadprądowe.

Uziemienie urządzenia dla falownika musi być Przewód 8 AWG na podstawie 80-amperowe urządzenie nadprądowe. Wszystkie komponenty powinny mieć przynajmniej znamionową wartość napięcia stałego 1,25 x 20,7 = 26 woltów.

Odniesienie: Systemy fotowoltaiczne i krajowy kodeks elektryczny z 2005 r. - John Wiles Southwest Technology Development Institute Uniwersytet Stanowy Nowego Meksyku