Đối với bất kỳ dự án năng lượng mặt trời nào, bạn cần một dây cáp năng lượng mặt trời để kết nối phần cứng năng lượng mặt trời. Hầu hết các hệ thống tấm pin mặt trời đều bao gồm các loại cáp cơ bản, nhưng đôi khi bạn phải mua riêng các loại cáp. Hướng dẫn này sẽ đề cập đến những điều cơ bản về cáp năng lượng mặt trời đồng thời nhấn mạnh tầm quan trọng của các loại cáp này đối với bất kỳ hệ thống năng lượng mặt trời nào.

Cáp năng lượng mặt trời, đôi khi được gọi là 'Dây PV' hoặc 'Cáp PV' là loại cáp quan trọng nhất của bất kỳ hệ thống năng lượng mặt trời PV nào. Các tấm pin mặt trời tạo ra điện phải được truyền đi nơi khác - đây là nơi cáp năng lượng mặt trời phát huy tác dụng. Sự khác biệt lớn nhất về kích thước là giữa cáp năng lượng mặt trời 4mm và cáp năng lượng mặt trời 6mm. Hướng dẫn này sẽ đề cập đến giá trung bình cho các loại cáp và cách tính kích thước bạn cần cho hệ thống năng lượng mặt trời của mình.

Giới thiệu về cáp năng lượng mặt trời

Để hiểu làm thế nàocáp năng lượng mặt trờichức năng, chúng ta phải đi đến chức năng cốt lõi của cáp: Dây. Mặc dù mọi người cho rằng cáp và dây điện là một, nhưng các thuật ngữ này hoàn toàn khác nhau. Dây điện mặt trời là các thành phần đơn lẻ, được gọi là 'dây dẫn'. Cáp điện mặt trời là nhóm dây/dây dẫn được lắp ráp với nhau.

Về cơ bản, khi bạn mua cáp năng lượng mặt trời, bạn đang mua một loại cáp có nhiều sợi dây được xâu lại với nhau để tạo thành cáp. Cáp năng lượng mặt trời có thể có ít nhất 2 sợi và nhiều nhất là hàng chục sợi, tùy thuộc vào kích thước. Chúng khá phải chăng và được bán theo foot. Giá cáp năng lượng mặt trời trung bình là 100 đô la cho một cuộn dài 300 ft.

Dây năng lượng mặt trời hoạt động như thế nào?

Dây năng lượng mặt trời thường được làm từ vật liệu dẫn điện có thể truyền điện như đồng. Đồng là vật liệu phổ biến nhất cho dây năng lượng mặt trời và đôi khi dây được làm bằng nhôm. Mỗi dây năng lượng mặt trời là một dây dẫn riêng biệt hoạt động độc lập. Để tăng hiệu quả của hệ thống cáp, nhiều dây được lắp ráp lại với nhau.

Dây năng lượng mặt trời có thể là dây đặc (có thể nhìn thấy) hoặc được cách điện bằng cái gọi là 'áo khoác' (lớp bảo vệ khiến nó trở nên vô hình). Về mặt loại dây, có dây đơn hoặc dây đặc. Cả hai loại này đều được sử dụng cho các ứng dụng năng lượng mặt trời. Tuy nhiên, dây xoắn là phổ biến nhất vì chúng bao gồm nhiều bộ dây nhỏ được xoắn lại với nhau để tạo thành lõi của dây. Dây đơn có mùi hơn chỉ có ở cỡ nhỏ.

Dây bện là loại dây phổ biến nhất cho cáp quang điện vì chúng cung cấp mức độ ổn định cao hơn. Điều này bảo toàn tính toàn vẹn về mặt cấu trúc của dây khi chịu áp lực từ rung động và các chuyển động khác. Ví dụ, nếu chim làm rung dây cáp hoặc bắt đầu nhai chúng trên mái nhà nơi có tấm pin mặt trời, bạn cần có biện pháp bảo vệ bổ sung để đảm bảo điện sẽ tiếp tục chạy.

Cáp PV là gì?

Cáp năng lượng mặt trời là loại cáp lớn bao gồm nhiều dây dẫn bên dưới một 'lớp áo' bảo vệ. Tùy thuộc vào hệ thống năng lượng mặt trời, bạn sẽ cần một loại cáp khác nhau. Có thể mua cáp năng lượng mặt trời 4mm hoặc cáp năng lượng mặt trời 6mm dày hơn và cung cấp khả năng truyền tải điện áp cao hơn. Ngoài ra còn có những khác biệt nhỏ giữa các loại cáp PV như cáp DC và cáp AC.

Cách định cỡ cáp năng lượng mặt trời: Giới thiệu

Sau đây là phần giới thiệu về kích thước và thuật ngữ chính xác. Để bắt đầu, kích thước phổ biến nhất cho dây năng lượng mặt trời là “AWG” hoặc 'American Wire Gauge'. Nếu bạn có AWG thấp, điều này có nghĩa là nó bao phủ một diện tích mặt cắt ngang lớn và do đó có độ sụt điện áp thấp hơn. Nhà sản xuất tấm pin mặt trời sẽ cung cấp cho bạn các biểu đồ minh họa cách bạn có thể kết nối các mạch DC/AC cơ bản. Bạn sẽ cần thông tin hiển thị dòng điện tối đa được phép cho diện tích mặt cắt ngang của hệ thống năng lượng mặt trời, độ sụt điện áp và DVI.

Kích thước của cáp tấm pin mặt trời được sử dụng rất quan trọng. Kích thước của cáp có thể ảnh hưởng đến hiệu suất của toàn bộ hệ thống năng lượng mặt trời. Nếu bạn mua một cáp nhỏ hơn so với khuyến nghị của nhà sản xuất năng lượng mặt trời, bạn có thể gặp phải tình trạng sụt điện áp nghiêm trọng trên các dây dẫn, cuối cùng dẫn đến mất điện. Hơn nữa, nếu bạn có dây dẫn quá nhỏ, điều này có thể dẫn đến sự gia tăng năng lượng dẫn đến hỏa hoạn. Nếu hỏa hoạn bùng phát ở những khu vực như mái nhà, nó có thể nhanh chóng lan sang phần còn lại của ngôi nhà.

Kích thước cáp PV: Ý nghĩa của AWG

Để minh họa tầm quan trọng của kích thước cáp PV, hãy tưởng tượng cáp giống như ống dẫn nước. Nếu bạn có đường kính lớn trên ống, nước sẽ chảy dễ dàng và không tạo ra bất kỳ lực cản nào. Tuy nhiên, nếu bạn có ống nhỏ thì bạn sẽ gặp phải lực cản vì nước không thể chảy đúng cách. Chiều dài cũng có tác động - nếu bạn có ống ngắn, dòng nước sẽ chảy nhanh hơn. Nếu bạn có ống lớn, bạn cần áp suất phù hợp hoặc dòng nước sẽ chảy chậm lại. Tất cả các dây điện đều hoạt động theo cùng một cách. Nếu bạn có cáp PV không đủ lớn để hỗ trợ tấm pin mặt trời, lực cản có thể dẫn đến ít watt được truyền đi hơn và làm tắc mạch.

Cáp PV được định cỡ bằng American Wire Gauges để ước tính thang đo. Nếu bạn có dây có số đo nhỏ hơn (AWG), bạn sẽ có điện trở nhỏ hơn và dòng điện chạy từ các tấm pin mặt trời sẽ đến nơi an toàn. Các loại cáp PV khác nhau có kích thước đo khác nhau và điều này có thể ảnh hưởng đến giá của cáp. Mỗi kích thước đo có định mức AMP riêng, là lượng AMP tối đa có thể truyền qua cáp một cách an toàn.

Mỗi dây cáp chỉ có thể chấp nhận một lượng ampe và điện áp nhất định. Bằng cách phân tích sơ đồ dây, bạn sẽ có thể xác định được kích thước phù hợp cho hệ thống năng lượng mặt trời của mình (nếu điều này không được liệt kê trong hướng dẫn). Bạn sẽ cần các dây khác nhau để kết nối các tấm pin mặt trời với bộ biến tần chính, sau đó là bộ biến tần với pin, pin với cụm pin và/hoặc bộ biến tần trực tiếp với lưới điện của ngôi nhà. Sau đây là công thức được thiết kế để giúp bạn thực hiện các phép tính:

1) Ước tính VDI (Giảm điện áp)

Để tính toán VDI của hệ thống năng lượng mặt trời, bạn sẽ cần những thông tin sau (do nhà sản xuất cung cấp):

· Tổng cường độ dòng điện (điện).

· Chiều dài của cáp theo một chiều (đo bằng feet).

· Tỷ lệ sụt áp.

Sử dụng công thức này để ước tính VDI:

· Cường độ dòng điện x Feet / % điện áp giảm.

2) Xác định kích thước dựa trên VDI

Để tính toán kích thước bạn cần cho mỗi cáp của hệ thống, bạn cần VDI. Biểu đồ sau đây sẽ giúp bạn tìm ra kích thước bạn cần cho ứng dụng:

Đồng hồ đo chỉ số sụt áp

ĐO VDI

1 = #16

2 = #14

3 = #12

5 = # 10

8 = #8

12 = #6

20 = #4

34 = #2

49 = # 1/0

62 = #2/0

78 = #3/0

99 =#4/0

Ví dụ: Nếu bạn có 10 AMP, khoảng cách 100 feet, tấm pin 24V và tổn thất 2%, bạn sẽ có con số là 20,83. Điều này có nghĩa là cáp bạn cần là cáp 4 AWG.

Kích thước và loại cáp năng lượng mặt trời PV

Có hai loại cáp năng lượng mặt trời: cáp AC và cáp DC. Cáp DC là loại cáp quan trọng nhất vì điện chúng ta khai thác từ hệ thống năng lượng mặt trời và sử dụng tại nhà là điện DC. Hầu hết các hệ thống năng lượng mặt trời đều có cáp DC có thể tích hợp với các đầu nối phù hợp. Cáp năng lượng mặt trời DC cũng có thể được mua trực tiếp trên ZW Cable. Các kích thước phổ biến nhất cho cáp DC là 2,5mm,4mm, Và6mmcáp.

Tùy thuộc vào kích thước của hệ thống năng lượng mặt trời và lượng điện tạo ra, bạn có thể cần cáp lớn hơn hoặc nhỏ hơn. Phần lớn các hệ thống năng lượng mặt trời tại Hoa Kỳ sử dụng cáp PV 4mm. Để lắp đặt thành công các loại cáp này, bạn phải kết nối cáp âm và cáp dương từ các chuỗi trong hộp kết nối chính do nhà sản xuất năng lượng mặt trời cung cấp. Hầu như tất cả các loại cáp DC đều được sử dụng ở các vị trí bên ngoài như mái nhà hoặc các khu vực khác nơi lắp đặt tấm pin mặt trời. Để tránh tai nạn, cáp PV dương và âm được tách riêng.

Làm thế nào để kết nối cáp năng lượng mặt trời?

Chỉ cần 2 dây cáp lõi để kết nối hệ thống năng lượng mặt trời. Đầu tiên, bạn cần một dây cáp màu đỏ thường là dây cáp dương để dẫn điện và một dây cáp màu xanh là dây cáp âm. Những dây cáp này kết nối với hộp máy phát điện chính của hệ thống năng lượng mặt trời và bộ biến tần năng lượng mặt trời. Các dây cáp đơn nhỏ hơn có thể hiệu quả trong việc truyền năng lượng miễn là chúng được bọc trong lớp cách điện.

Cáp AC cũng được sử dụng trong hệ thống năng lượng mặt trời, nhưng ít thường xuyên hơn. Hầu hết cáp AC được sử dụng để kết nối bộ biến tần năng lượng mặt trời chính với lưới điện của ngôi nhà. Hệ thống năng lượng mặt trời sử dụng cáp AC 5 lõi có 3 dây cho các pha dẫn dòng điện, 1 dây để giữ dòng điện tránh xa thiết bị và 1 dây để nối đất/an toàn kết nối vỏ năng lượng mặt trời và mặt đất.

Tùy thuộc vào kích thước của hệ thống năng lượng mặt trời, nó có thể chỉ cần cáp 3 lõi. Tuy nhiên, điều này không bao giờ đồng nhất trên toàn bộ vì các tiểu bang khác nhau áp dụng các quy định khác nhau mà các chuyên gia lắp đặt cáp phải tuân theo.