Podstawowe parametry kabli fotowoltaicznych
Kabel do fotowoltaiki stanowi kluczowy element każdej instalacji słonecznej. Jego głównym zadaniem jest bezpieczne przesyłanie prądu stałego od paneli do falownika. Średnica przewodów miedzianych powinna wynosić minimum 4 mm² dla instalacji domowych. Większe przekroje, takie jak 6 mm² czy 10 mm², stosuje się w systemach o wyższej mocy.
Temperatura pracy kabla musi wytrzymywać ekstremalne warunki atmosferyczne. Standardowe przewody fotowoltaiczne pracują w zakresie od -40°C do +90°C. Ich izolacja wykonana z polietylenu usieciowanego zapewnia długotrwałą ochronę przed promieniowaniem UV. Producenci gwarantują żywotność na poziomie 25 lat przy zachowaniu właściwych parametrów elektrycznych.
Napięcie znamionowe kabli fotowoltaicznych wynosi 1,8 kV DC zgodnie z normą EN 50618. Ta wartość przekracza typowe napięcia robocze instalacji domowych o 600-1000 V. Rezystancja elektroekologiczna przewodów nie może przekraczać 4,61 Ω/km dla przekroju 4 mm². Niższa rezystancja oznacza mniejsze straty energii podczas transmisji.
Certyfikacja TÜV potwierdza zgodność kabli z międzynarodowymi standardami bezpieczeństwa. Przewody muszą spełniać wymagania norm IEC 62930 oraz EN 50618. Dodatkowe oznaczenia CPR określają klasę reakcji na ogień. Klasa Eca jest minimalna dla zastosowań zewnętrznych w instalacjach fotowoltaicznych.
Rodzaje izolacji i ich zastosowanie
Izolacja XLPE (polietylen usieciowany) charakteryzuje się najwyższą odpornością na warunki atmosferyczne. Materiał ten zachowuje elastyczność w temperaturze -40°C i nie ulega degradacji pod wpływem ozonu. Grubość izolacji wynosi 0,7 mm dla kabli o przekroju 4 mm². Warstwa ta zapewnia napięcie przebicia minimum 6 kV zgodnie z normami europejskimi.
Podwójna izolacja składa się z warstwy wewnętrznej XLPE i zewnętrznej powłoki z poliolefiny. Kabel do fotowoltaiki (onninen.pl/produkty/Kable-i-przewody/Kable-elektroenergetyczne/Kable-do-pradow-stalych/Kabel-do-fotowoltaiki) z tym rozwiązaniem zapewnia dodatkową ochronę mechaniczną. Zewnętrzna powłoka ma grubość 0,5 mm i zawiera stabilizatory UV. Całkowita średnica kabla 4 mm² wynosi około 6,8 mm.
Przewody halogenowe nie zawierają chloru, bromu ani innych związków halogenowych. W przypadku pożaru nie wydzielają toksycznych gazów ani kwasów. Materiały te spełniają wymagania normy EN 50267 dotyczącej emisji gazów kwaśnych. Współczynnik emisji wynosi maksymalnie 0,5% masy kabla.
Izolacja bezhalogenowa zapewnia również niską emisję dymu zgodnie z normą EN 61034. Gęstość optyczna dymu nie przekracza wartości 1,0 po 40 minutach testu. Ta właściwość jest szczególnie ważna przy instalacjach na budynkach mieszkalnych. Przewody te kosztują około 15-20% więcej niż standardowe, ale oferują wyższy poziom bezpieczeństwa.
Metody łączenia i zabezpieczania połączeń
Złączki MC4 stanowią standardowe rozwiązanie dla połączeń w instalacjach fotowoltaicznych. Ich konstrukcja zapewnia szczelność IP67 i wytrzymałość na prąd 30 A. Moment dokręcania wynosić powinien 2,5-3,5 Nm zgodnie z instrukcją producenta. Prawidłowo zamontowane złączki wytrzymują siłę rozciągającą 1000 N.
Proces crimping wymaga użycia specjalistycznego narzędzia z kontrolowaną siłą docisku. Końcówka kablowa musi być całkowicie wypełniona miedzią po kompresji. Głębokość wprowadzenia przewodu do złączki wynosi 13-15 mm dla standardowych końcówek MC4. Nieprawidłowe zakończenie może prowadzić do przegrzewania i awarii systemu.
Zabezpieczenia przepięciowe należy instalować co 30 metrów trasy kablowej. Ograniczniki SPD typu II dedykowane dla fotowoltaika (onninen.pl/produkty/Fotowoltaika-i-magazyny-energii) mają napięcie znamionowe 1000 V DC. Ich poziom ochrony wynosi 2,5 kV dla instalacji z uziemionym środkiem. Czas reakcji ogranicznika nie przekracza 25 nanosekund.
Systemy monitoringu pozwalają na ciągłą kontrolę parametrów elektrycznych połączeń. Czujniki prądu i napięcia wykrywają nieprawidłowości z dokładnością 1%. Alarmowanie następuje przy przekroczeniu 110% wartości znamionowej przez okres dłuższy niż 10 sekund. Koszt takiego systemu wynosi 200-400 zł na punkt pomiarowy w zależności od funkcjonalności.
Obliczanie długości i przekrojów przewodów
Spadek napięcia w instalacji fotowoltaicznej nie powinien przekraczać 3% zgodnie z normą IEC 60364-7-712. Dla odległości 50 metrów i prądu 15 A wymagany przekrój wynosi minimum 6 mm². Obliczenia uwzględniają rezystywność miedzi 0,01724 Ω·mm²/m w temperaturze 20°C. Wyższe temperatury zwiększają opór o 0,4% na każdy stopień Celsjusza.
Długość stringów paneli wpływa bezpośrednio na dobór przekroju kabli. String składający się z 20 paneli fotowoltaicznych (onninen.pl/produkty/Fotowoltaika-i-magazyny-energii/Panele-fotowoltaiczne) o mocy 400 W generuje prąd około 11 A. Dla takiej konfiguracji przy długości do 30 metrów wystarcza przekrój 4 mm². Dłuższe trasy wymagają kabli o większym przekroju lub redukcji liczby paneli w stringu.
Współczynnik korekcyjny dla temperatury otoczenia modyfikuje obciążalność prądową kabli. W temperaturze 50°C obciążalność spada o 22% względem wartości referencyjnych. Kabel 4 mm² może przenosić maksymalnie 23 A w temperaturze 20°C. W upalne dni temperatura może osiągnąć 70°C, co ogranicza obciążalność do 18 A.
Grupowanie kabli w wiązkach dodatkowo redukuje ich obciążalność prądową. Trzy kable ułożone równolegle wymagają zastosowania współczynnika 0,8. Sześć przewodów w jednej trasie oznacza redukcję do 0,6 wartości nominalnej. Odstępy między kablami powinny wynosić minimum jeden średnicę kabla. Wykorzystanie perforowanych koryt kablowych poprawia wentylację o 15-20%.
