2 кВт солнечный массив PV на пересечениях кампуса в Briarcliff (фото Soenso Energy)
пример
- Размер массива: 10, 12 вольт, 51-ваттный модуль; Isc = 3, 25 ампер, Voc = 20, 7 вольт
- Батареи: 800 ампер-часов при напряжении 12 В
- Нагрузки: 5 ампер и 500-ваттный инвертор с КПД 90%.
Описание
Модули PV установлены на крыше. Одножильные кабели используются для подключения модулей к соединительной коробке на крыше. Потенциальные токи обратной обратной связи указывают на то, что объединитель PV используется с последовательным предохранителем для каждого модуля PV.
Кабель UF с двумя проводами используется с крыши на центр управления.
При необходимости используется физическая защита (деревянные барьеры или кабелепроводы) для кабеля UF. Контрольный центр, показанный на рисунке 1, содержит устройства отключения и перегрузки по току для массива PV, батарей, инвертора и контроллера заряда.
Рисунок 1 - Малая жилая автономная система
вычисления
- Ток модуля-схемы составляет 3, 25 А.
- НЕПРЕРЫВНЫЙ ТОК: 1, 25 x 3, 25 = 4, 06 А
- 80% ЭКСПЛУАТАЦИЯ: 1, 25 x 4, 06 = 5, 08 А на модуль
Максимальная расчетная температура работы модуля составляет 68 ° C.
От NECTable 310.17:
- Коэффициент снижения мощности для кабеля USE-2 составляет 0, 58 при 61-70 ° C.
- Кабель 14 AWG имеет емкость при 68 ° C 20, 3 А (0, 58 х 35) (максимальный предохранитель составляет 15 ампер).
- Кабель 12 AWG имеет ампутацию при 68 ° C с 23, 2 ампер (0, 58 x 40) (максимальный предохранитель составляет 20 ампер).
- Кабель 10 AWG имеет ампутацию при 68 ° C 31, 9 А (0, 58 х 55) (максимальный предохранитель составляет 30 ампер).
- Кабель 8 AWG имеет ампутацию 68 ° C 46, 4 ампер (0, 58 x 80).
Массив разделен на два пятимодульных подматрицы.
Модули в каждом поддиапазоне подключаются к модульной распределительной коробке к объединителю PV для этой подматрицы, а затем к распределительной коробке. Для этой проводки выбирается размер кабеля 10 AWG USE-2, поскольку в этих условиях он имеет коэффициент усиления 31, 9 А, а требование для каждой подматрицы 5 x 4, 06 = 20, 3 А.
Оценка с изоляцией 75 ° C, кабель 10 AWG имеет емкость 35 ампер при 30 ° C, что больше фактического требования 20, 3 А (5 х 4, 06).
В распределительной коробке массива на крыше используются два держателя для предохранителей с предохранителем 30 ампер для обеспечения максимальной токовой защиты для проводников 10 AWG. Эти предохранители соответствуют требованию 25, 4 ампер (125% от 20, 3) и имеют номинальную мощность меньше номинальной мощности кабеля.
В этой распределительной коробке две подматрицы объединены в выходной массив. Требование емкости составляет 40, 6 А (10 х 4, 06). Для запуска в блок управления выбран 4 AWG UF-кабель (4-2 Вт / гнд). Он работает при температуре окружающей среды 40 ° C и имеет температуру с поправкой на ампутивность 86 ампер (95 x 0, 91). Это кабель 60 ° C с проводниками 90 ° C, и конечная емкость должна быть ограничена величиной 60 ° C, равной 70 ампер, что подходит в этом примере.
При подключении к фьюзерам, которые рассчитаны на использование только с проводниками 75 ° C, должны использоваться надлежащим образом пониженные кабели. Автоматический выключатель на 60 ампер в блоке управления служит в качестве выключателя PV и защиты от перегрузки по току для UF-кабеля.
Минимальный рейтинг будет 10 x 3, 25 x 1, 56 = 51 ампер.
NEC допускает следующий больший размер; в этом случае 60 ампер, который будет защищать номинальный кабель на 70 ампер. Для отсоединения аккумулятора используются два однополюсных держателя предохранителя. Плавкий предохранитель представляет собой тип RK-5 на 60 ампер.
Инвертор имеет постоянный номинал 500 Вт при минимальном рабочем напряжении 10, 75 вольт и КПД 90% при этом уровне мощности. Расчет непрерывного тока для входной схемы составляет 64, 6 ампер ((500 / 10, 75 / 0, 90) х 1, 25).
Кабели от батареи до центра управления должны соответствовать требованиям к преобразователю 64, 6 А, плюс требования к нагрузке постоянного тока 6, 25 ампер (1, 25 х 5).
A 4 AWG THHN имеет плотность 85 ампер при помещении в трубопровод и оценивается с изоляцией 75 ° C. Это превышает требования 71 А (64, 6 + 6, 25). Этот кабель можно использовать в специализированном центре питания и работать от батарей до инвертора.
Предохранитель разрядного контура должен быть рассчитан как минимум на 71 ампер. Должен использоваться предохранитель на 80 ампер, который меньше, чем прочность кабеля.
Контур нагрузки постоянного тока подключен кабелем 10 AWG NM (мощностью до 30 ампер) и защищен выключателем на 15 ампер.
Провод заземляющего электрода имеет 4 AWG и имеет размер, соответствующий самому большому проводнику в системе, который представляет собой проводку с массивом-контролем. Этот размер был бы подходящим для заземленного электрода с бетонным покрытием. Оборудования заземляющих проводников для массива и схемы зарядки могут составлять 10 AWG на основе 60-амперных сверхтоковых устройств.
Масса оборудования для инвертора должна быть 8 AWG-проводником на основе устройства с максимальным током 80 ампер. Все компоненты должны иметь как минимум напряжение постоянного тока 1, 25 x 20, 7 = 26 вольт.
Справка: Фотоэлектрические энергетические системы и Национальный электрический кодекс 2005 года - Институт развития технологий Юго-Западного университета Джона Уэйлса Университет штата Нью-Мексико