Os cabos de energia solar são responsáveis por transportar eletricidade dos painéis para os inversores e seus componentes conectados. Neste guia de seleção de tamanho de cabo solar, discutiremos a escolha do tamanho apropriado para instalações, a fim de garantir eficiência e segurança ideais do sistema.
Guia de seleção de tamanho de cabo solar
A seleção do tamanho do cabo solar é um aspecto importante do projeto de um sistema fotovoltaico. Esses cabos, que são compostos de vários fios isolados envoltos em uma capa externa protetora, são usados para conectar vários componentes de um sistema solar. Os cabos solares são projetados para resistir à radiação UV, temperaturas severas e climas adversos, e são normalmente colocados ao ar livre ou dentro de painéis solares. Neste guia de seleção do tamanho do cabo solar, discutiremos seus tipos, o impacto do dimensionamento em seu desempenho e segurança, e aprenderemos sobre o Índice de Queda de Tensão (VDI) também.
1. Tipos de cabos solares em sistemas fotovoltaicos
Os cabos solares são categorizados dependendo de seu calibre e do número de condutores que incluem, com o diâmetro do cabo flutuando de acordo. Em termos gerais, três tipos de cabos solares são utilizados em sistemas fotovoltaicos: Cabos solares CC, cabos principais CC solares e cabos de conexão CA solares.
2. Impacto do dimensionamento inadequado do cabo no desempenho e na segurança
O dimensionamento adequado dos cabos solares é crucial, pois pode impactar o desempenho e a segurança de todo o sistema solar. Escolher um cabo que seja muito pequeno pode resultar em quedas significativas de tensão e perda de energia. Para reduzir o risco de incêndio causado por sobrecarga de fios, é fundamental seguir as orientações do fabricante e usar as tabelas de dimensionamento de cabos do fabricante do painel solar.
American Wire Gauge (AWG) é comumente usado para determinar o tamanho de cabos solares. Um número AWG menor indica uma área transversal maior, o que se traduz em quedas de tensão mais baixas e fluxo de corrente melhorado. Os cabos PV vêm em uma variedade de diâmetros de calibre, cada um com sua classificação de amperagem máxima para transmissão segura de corrente.
3. Cálculo do Índice de Queda de Tensão (VDI) para Dimensionamento de Cabos
Calcular o Índice de Queda de Tensão (VDI) é essencial para determinar o tamanho apropriado do cabo. O VDI é calculado usando a amperagem total, o comprimento do cabo e a porcentagem desejada de queda de tensão. A seguir, neste guia de seleção de tamanho de cabo solar, veremos a tabela onde, com a ajuda do VDI determinado, é possível combiná-lo com o tamanho do calibre correspondente.
| VDI (Índice de Queda de Tensão) | MEDIDOR |
| 1 | # 16 |
| 2 | # 14 cabo de painel solar |
| 3 | # 12 |
| 5 | # 10 |
| 8 | # 8 |
| 12 | # 6 |
| 20 | # 4 |
| 34 | # 2 |
| 49 | #1/0 |
| 62 | #2/0 |
| 78 | #3/0 |
| 99 | #4/0 |
Consultando esta tabela e considerando os requisitos específicos do sistema solar, é possível determinar o tamanho de bitola apropriado para cada cabo dentro do sistema.
Ao conectar os cabos solares, é importante use codificação de cores adequada. Cabos vermelhos são normalmente usados para conexões positivas, enquanto cabos azuis são usados para conexões negativas. Cabos CA podem ter fios adicionais para diferentes fases, aterramento e propósitos de segurança.
No geral, selecionar o tamanho certo e analisar as especificações do cabo de energia solar geralmente inclui parâmetros como tipo de cabo, material condutor, material de isolamento, classificação de tensão, classificação de temperatura e capacidade de condução de corrente são cruciais para garantir um bom desempenho e minimizar quedas de tensão.
Observação: Conforme mencionado acima, lembre-se de que usar cabos subdimensionados pode levar a quedas significativas de tensão e perda de energia. Além disso, é essencial siga as instruções do fabricante e requisitos ao escolher e conectar cabos solares para evitar ameaças de incêndio causadas por maior resistência e eventual superaquecimento, o que garante a segurança e o desempenho máximo do sistema.
Veja também: 5 principais diferenças entre o cabo solar e o cabo normal
O cabo solar é CA ou CC?
Agora, neste guia abrangente de seleção de tamanhos de cabos solares, vamos aprender se os cabos solares são CC ou CA. Esses cabos são projetados para transmitir energia solar CC (corrente contínua) em sistemas fotovoltaicos e servem como interconexões para painéis solares e matrizes fotovoltaicas dentro de redes de energia solar. Os cabos solares são projetados com alta resistência mecânica e equipado com recursos como resistência à temperatura, resistência às intempéries, proteção UV e retardante de chamas. Como os projetos solares geralmente envolvem instalação externa e exposição a altas temperaturas, é crucial usar fios e cabos solares de alta qualidade com vida útil de 25 a 30 anos.
Os cabos solares são categorizados de acordo com seu calibre, número de fios e diâmetro, resultando em três tipos geralmente utilizados em sistemas solares que incluem cabo solar DC, cabo principal solar DC e cabo de conexão solar AC. Então, sim, os cabos solares podem ser CA e CC. Vamos entender os tipos de cabos solares em detalhes.
1. Cabo solar CC
Esses cabos são normalmente usados como módulos ou cabos de string em painéis solares fotovoltaicos e são feito de cobre de núcleo único com isolamento e uma capa protetora. Eles frequentemente vêm com conectores pré-instalados que não são facilmente trocáveis. Em algumas circunstâncias, para conectar vários painéis, um fio solar DC de string pode ser necessário.
2. Cabo principal solar DC
Servindo como um cabo coletor maior, o cabo CC principal conecta os cabos positivo e negativo da caixa de junção do gerador ao inversor central. Pode ser um cabo de núcleo único ou de dois núcleos. Cabos de núcleo único com isolamento duplo oferecem maior confiabilidade, enquanto cabos CC de dois núcleos são ideais para cabeamento entre seus inversor solar junto com a caixa de junção do gerador. Cabos solares de rede CC, geralmente variando de 4 mm a 6 mm de tamanho, são comumente usados para instalações externas. É crucial separar cabos com polaridades opostas para evitar curtos-circuitos e problemas de aterramento.
3. Cabo AC
Os cabos de energia CA conectam o inversor solar ao equipamento de proteção e à rede elétrica. Em pequenos sistemas fotovoltaicos que empregam inversores trifásicos, um cabo CA de cinco núcleos é usado para um sistema conectado à rede, consistindo de três fios energizados, um para terra e um para neutro. Para inversores monofásicos, um cabo CA de três núcleos é recomendado.
Como resultado, os cabos solares são utilizados principalmente para transferir energia solar CC em usinas de energia solar. Diferentes tipos de cabos solares são necessários para várias conexões, como cabos CC para interconexões de painel e inversor e cabos CA para conexões inversor-rede. Aderir à especificação do cabo de energia solar é essencial para selecione os cabos apropriados com base nos requisitos do sistema e garantir a instalação adequada e a separação de polaridades para evitar problemas como curtos-circuitos, condições de corrente e problemas de aterramento.
Leia também: A energia solar é CA ou CC?
Quais são os diferentes tipos de cabos solares CC?
Neste guia de seleção de tamanho de cabo solar, agora, aprenderemos sobre diferentes tipos de cabos solares DC. Os cabos solares DC são divididos em dois tipos: Cabos modulares e cabos string. Esses cabos têm conectores adequados e são integrados em painéis solares fotovoltaicos. Cabos positivos e negativos são ligados à caixa de produção ou diretamente ao inversor solar por meio de conexões de extensão apropriadas.
Dependendo da saída do módulo, cabos com áreas transversais variáveis (6 mm2, 4 mm2, e 2.5mm2) são usados. Para evitar um erro de terra e fluindo corrente de curto-circuito no circuito, fios positivos e negativos não são combinados no mesmo cabo. Os cabos solares geralmente usam cabos de fio monomodo com proteção dupla para maior confiabilidade. Esses cabos, que geralmente são de dois núcleos, conectam a fonte de alimentação principal, a caixa de montagem do gerador e o inversor de comando solar, com cabos CC sendo comumente usados para aplicações externas. Um fio energizado é tipicamente vermelho, enquanto um fio negativo é tipicamente azul, e ambos são cercados por uma camada de isolamento.
Referência cruzada: Determinação de tamanhos de cabos e proteção em um sistema fotovoltaico fora da rede
Para que são usados os cabos solares?
Os cabos solares são destinados ao uso em sistemas de fornecimento de energia solar e aplicações comparáveis, como instalação livre, móvel e fixa, e subterrâneo em instalações cobertas de construção. A instalação do cabo solar permite o uso versátil dos cabos em vários ambientes, incluindo ambientes internos, externos, em áreas propensas a explosões, indústrias e setores agrícolas.
Veja também: Qual o tamanho do cabo para um painel solar de 300 W?
Que tipos de cabos são usados para painéis solares?
Os sistemas fotovoltaicos (PV) geram eletricidade solar, e o componente mais visível de uma usina de energia solar é o componente que converte a energia do sol em corrente elétrica funcional. No entanto, esses sistemas de energia não dependem somente de painéis solares. Existem três tipos básicos de cabos solares utilizados como cabos de alimentação em sistemas fotovoltaicos: Fio THHN, fio PV e fio USE-2. Como as estruturas de cada um desses fios diferem, eles podem ser usados em uma variedade de usos. Além disso, lembre-se de que utilizar o tamanho errado do cabo pode resultar em perdas consideráveis de energia e desempenho reduzido do sistema, e é por isso que seguir as recomendações no guia de seleção de tamanho de cabo solar é essencial.
1. Fio de painel solar fotovoltaico
É um fio de energia solar bem conhecido que é usado para conexão de cabeamento em instalações fotovoltaicas. O Cabo XLPE o isolamento oferece resistência notável ao ozônio, à radiação ultravioleta e à umidade, tornando-os cabos altamente duráveis, apropriados para sistemas de energia solar aterrados e não aterrados.
2. Fio USE-2
É um cabo solar que foi projetado para ser usado somente em usinas solares aterradas. Este cabo solar é resistente a esmagamento, óleo, gás e impacto, tornando-o adequado para usos mais industriais.
3. Fio THHN
É amplamente utilizado como um fio de construção em projetos de energia solar para transferir correntes elétricas para usos de energia. O fio THHN serve quase ao mesmo propósito que os fios PV e USE-2. No entanto, sua estrutura é incapaz de suportar as condições extremas de aplicações de energia solar, e empregar fio THHN nessas aplicações pode resultar em falha do sistema.
Leia também: Como conectar o painel solar à bateria sem controlador de carga
Quais são as configurações de fiação para encadeamentos em série e paralelo em uma instalação de cabo solar?
As configurações de fiação para encadeamentos em série e paralelos em uma instalação de cabo solar são as seguintes:
1. Instalação de cabo solar: série
- Os painéis solares podem ser conectados em série por alinhando-os lado a lado em uma linha, semelhante às baterias de dispositivos eletrônicos.
- As baterias dos painéis fotovoltaicos possuem entradas negativas e positivas onde os cabos solares são conectados durante a criação de um conjunto de coleta, conhecido como stringing.
- A ligação em série de painéis solares aumenta a tensão total da corda, mantendo uma corrente constante.
- O atual permanece consistente em toda a cadeia, mas diminui até o nível do painel com a corrente mais baixa.
- Uma desvantagem de conectar painéis solares em série é que o sombreamento em um único painel pode reduzir a corrente de toda a corda.
2. Instalação do cabo solar: paralelo
- Os cabos solares também podem ser instalados em uma sequência paralela; no entanto, esse método é menos comum e mais complicado.
- Para conectar painéis fotovoltaicos em uma sequência idêntica, conecte os terminais positivos dos painéis em uma sequência a um cabo solar. Em seguida, faça o mesmo para os terminais negativos e conecte todos eles a outro cabo solar.
- Ao contrário do encadeamento em série, no encadeamento paralelo, cada painel adicional aumenta a corrente do circuito (ampère), enquanto a tensão permanece constante, equivalente à tensão de cada painel.
- A vantagem do encadeamento paralelo é que, se um painel estiver sombreado, os outros não serão afetados e continuarão funcionando normalmente.
Concluindo, optar pelas especificações apropriadas de cabos solares é vital para o funcionamento adequado do seu sistema de energia. Fatores como tipo de cabo, material de isolamento, classificação de tensão, capacidade de transporte de corrente e considerações ambientais desempenham um papel crucial para garantir a transmissão eficiente de eletricidade. Assim, seguindo as etapas descritas neste guia de seleção de tamanho de cabo solar, você pode maximizar os benefícios da sua configuração PV. Para tópicos mais intrigantes, continue lendo nossos blogs.
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