از آنجا که سیستم های انرژی خورشیدی همچنان در محبوبیت و پیچیدگی رشد می کنند ، عملکرد کابل های مورد استفاده برای اتصال پانل های فتوولتائیک (PV) ، اینورترها و سایر اجزای سیستم بسیار مهم تر می شوند. یکی از عوامل مهمی که باید هنگام انتخاب کابل ها برای تاسیسات خورشیدی در نظر بگیرید ، توانایی آنها در مقاومت در برابر تداخل الکترومغناطیسی (EMI) است ، پدیده ای که می تواند عملکرد سیستم ها و دستگاه های برقی را تخریب کند. در این مقاله ، ما بررسی خواهیم کرد که آیا کابل H1Z2Z {2}} K ، یک کابل خورشیدی محبوب ، توانایی مقاومت در برابر EMI را دارد و چرا این ویژگی برای عملکرد و ایمنی سیستم های خورشیدی مهم است.
1. درک تداخل الکترومغناطیسی (EMI)
تداخل الکترومغناطیسی (EMI) به اختلال ناشی از میدان های الکترومغناطیسی خارجی که در عملکرد طبیعی مدارهای الکتریکی تداخل دارند ، اشاره دارد. EMI می تواند توسط منابع طبیعی و انسان ساخته شود ، از جمله خطوط برق ، دستگاه های برقی ، سیگنال های فرکانس رادیویی و حتی خود پانل های خورشیدی. EMI می تواند به موضوعات مختلفی در سیستم های برقی منجر شود ، از جمله:
تخریب سیگنال: تداخل می تواند در انتقال داده ها یا سیگنال های کنترل در سیستمهایی مانند نظارت خورشیدی یا دستگاه های ارتباطی تأثیر بگذارد.
نقص سیستم: EMI می تواند اجزای الکتریکی مانند اینورترها و کنترل کننده ها را برای نقص عملکرد ایجاد کند و منجر به خرابی سیستم یا کاهش کارایی شود.
از دست دادن قدرت: تداخل می تواند منجر به تلفات برق به دلیل جریان نامناسب الکتریکی یا کاهش راندمان تبدیل انرژی شود.
در تاسیسات خورشیدی ، EMI می تواند از چندین منبع تهیه شود ، از جمله:
سوئیچینگ اینورتر: فرآیند تبدیل انرژی DC از پانل های خورشیدی به انرژی AC برای استفاده در شبکه یا ذخیره سازی شامل تعویض عملیات است که می تواند EMI ایجاد کند.
کابل های برق: خود کابل ها می توانند از EMI ساطع شوند یا تحت تأثیر قرار بگیرند ، به خصوص هنگامی که جریان های بالایی دارند یا مسافت های طولانی انتقال الکتریکی را دارند.
تجهیزات دیگر: تجهیزات مانند موتورها ، ترانسفورماتورها و سایر دستگاههای برقی در سیستم نیز می توانند به EMI کمک کنند.
از آنجا که EMI می تواند به طور قابل توجهی بر عملکرد یک منظومه شمسی تأثیر بگذارد ، انتخاب کابل هایی که می توانند در برابر چنین تداخل مقاومت کنند یا به حداقل برسانند ، بسیار مهم است.
2. خواصH1Z2Z 2- K کابل خورشیدی
کابل H1Z2Z 2- K یک کابل به طور گسترده ای در برنامه های خورشیدی به ویژه در سیستم های PV مسکونی و تجاری است. این کابل به دلیل دوام ، انعطاف پذیری و توانایی مقاومت در برابر شرایط سخت محیطی شناخته شده است. ویژگی های کلیدی کابل H1Z2Z {5}}} K شامل موارد زیر است:
رتبه ولتاژ: کابل برای برنامه های کاربردی با ولتاژ حداکثر 1 ، {1}} V DC (یا بالاتر ، بسته به مدل های خاص) طراحی شده است.
مقاومت در برابر اشعه ماوراء بنفش: کابل مقاوم در برابر اشعه ماوراء بنفش است و همین امر باعث می شود که در آن در معرض نور خورشید قرار بگیرد.
مقاومت دما: کابل می تواند در دماهای مختلف از درجه {0}}} تا 90 درجه کار کند ، و آن را برای انواع آب و هوایی مناسب می کند.
مقاومت مکانیکی: کابل برای مقاومت در برابر فشارهای جسمی ، از جمله سایش ، پارگی و ضربه ساخته شده است.
کابل H1Z2Z 2- K به طور معمول در اتصال پانل های خورشیدی ، اینورترها و سایر اجزای الکتریکی در یک سیستم PV استفاده می شود ، جایی که نقش مهمی در حمل برق DC با ولتاژ بالا دارد. این غالباً به دلیل استحکام و انعطاف پذیری آن انتخاب می شود ، به خصوص در مناطقی که ممکن است کابل ها در معرض نور UV یا سایر عوامل سخت محیطی قرار بگیرند.
با این حال ، هنگامی که توانایی مقاومت در برابر تداخل الکترومغناطیسی (EMI) می شود ، این سؤال مطرح می شود که آیا کابل برای کاهش یا مسدود کردن EMI طراحی شده است.
3. مقاومت تداخل الکترومغناطیسی درکابل های خورشیدی
به طور کلی ، بیشتر کابل های خورشیدی ، از جمله کابل H1Z2Z {2}} K ، به طور خاص برای ارائه محافظ الکترومغناطیسی طراحی نشده اند. این امر به این دلیل است که کابل های خورشیدی به جای برخورد با سر و صدا و تداخل مرتبط با سیستم های قدرت AC ، به طور معمول بر انجام قدرت DC متمرکز شده اند. با این حال ، چندین عامل می توانند بر توانایی کابل در مقاومت یا به حداقل رساندن EMI تأثیر بگذارند ، از جمله:
ماده عایق: مواد مورد استفاده برای عایق کابل می تواند بر حساسیت آن به EMI تأثیر بگذارد. کابل هایی با مواد عایق ضخیم تر یا متراکم ممکن است مقاومت بهتری در برابر EMI داشته باشند.
ساخت و ساز: کابل هایی با هادی های متعدد یا جفت های پیچ خورده می توانند با اطمینان از تعامل زمینه های الکترومغناطیسی هادی ها به گونه ای که تداخل را خنثی می کند ، به لغو برخی از EMI کمک کند.
محافظ کابل: کابل هایی که به طور خاص برای مقاومت در برابر EMI طراحی شده اند ، اغلب شامل مواد محافظ مانند سیم مسی بافته شده یا سپرهای فویل هستند-کابل را احاطه کرده و از تابش الکترومغناطیسی جلوگیری می کنند.
کابل H1Z2Z 2- K به طور معمول با یک سیستم عایق دو لایه ساخته شده است ، که برای تأمین حفاظت مکانیکی و ایمنی الکتریکی طراحی شده است. با این حال ، این به طور معمول دارای محافظ EMI اضافی نیست ، زیرا در درجه اول بر محافظت در برابر عوامل محیطی مانند قرار گرفتن در معرض اشعه ماوراء بنفش و افراط دما متمرکز است.
4. عوامل مؤثر بر EMI در تاسیسات خورشیدی
حتی اگر کابل H1Z2Z 2- K ممکن است با مقاومت خاص EMI در ذهن طراحی نشود ، درک زمینه گسترده تر EMI در تاسیسات خورشیدی ضروری است. به طور خاص ، عوامل زیر باید در نظر گرفته شود:
4.1 فاصله و چیدمان کابل
هرچه کابل در یک منظومه شمسی طولانی تر باشد ، احتمال اینکه تحت تأثیر EMI قرار بگیرند یا مشارکت داشته باشند ، بیشتر می شوند. کابل های طولانی می توانند به عنوان آنتن عمل کنند ، به خصوص اگر جریان بالایی داشته باشند ، که می تواند منجر به EMI تابش شده و حساسیت به تداخل خارجی شود. مدیریت کابل مناسب-به حداقل رساندن طول کابل ، استفاده از مسیرهای کابل مناسب و جلوگیری از اجرای موازی با کابل های AC با ولتاژ بالا-CAN به کاهش خطرات EMI کمک می کند.
4.2 استفاده از اینورترها
اینورترها یکی از منابع اصلی تداخل الکترومغناطیسی در سیستم های خورشیدی هستند. منبع تغذیه حالت سوئیچینگ (SMP) در داخل اینورترها به دلیل عملیات سوئیچینگ با فرکانس بالا که انجام می دهند ، می توانند EMI قابل توجهی ایجاد کنند. اینورترهایی که دارای فیلتر ضعیف EMI هستند می توانند تداخل هایی را که ممکن است بر سایر تجهیزات حساس تأثیر بگذارد ، تابش کند. هنگام انتخاب کابل ها ، مهم است که اطمینان حاصل شود که طرح کابل تأثیر EMI تولید شده توسط اینورتر را به حداقل می رساند.
4.3 ملاحظات زیست محیطی
در تاسیسات که در آن سطح قابل توجهی از EMI وجود دارد ، زیرا محیط های صنعتی با موتورهای بزرگ یا حفاظت از EMI با ترانسفورماتور-اضافه شده ممکن است لازم باشد. کابل های محافظ (که شامل موادی مانند مس بافته یا فویل آلومینیومی است) می توانند به جلوگیری از تداخل ناخواسته کمک کنند. با این حال ، برای سیستم های خورشیدی مسکونی و تجاری در محیط های معمولی در فضای باز یا پشت بام ، سطح EMI معمولاً به اندازه کافی قابل توجه نیست تا نیاز به چنین محافظ را تضمین کند.
4.4 استانداردهای نظارتی برای EMI در سیستم های خورشیدی
در حالی که کابل هایی مانند H1Z2Z 2- K ممکن است به طور خاص برای محافظت از EMI طراحی نشده باشد ، بسیاری از کشورها مقررات موجود را دارند که سطح قابل قبولی EMI را در تاسیسات خورشیدی تعریف می کنند. استانداردهایی مانند IEC 60364 (کمیسیون بین المللی الکتروتکنیک) و NEC (کد برقی ملی) در ایالات متحده دستورالعمل هایی در مورد محدود کردن قرار گرفتن در معرض EMI در سیستم های خورشیدی ارائه می دهد. این استانداردها مستلزم این هستند که سیستم ها به گونه ای طراحی و نصب شوند که اختلال الکترومغناطیسی را به حداقل برساند ، اطمینان حاصل شود که کابل ها ، اینورترها و سایر مؤلفه ها در سایر سیستم های الکتریکی تداخل ندارند یا باعث ایجاد مشکلات ایمنی می شوند.
5. کاهش EMI در تاسیسات خورشیدی
اگرچه کابل H1Z2Z 2- K ممکن است ذاتاً محافظت از الکترومغناطیسی را فراهم نکند ، می توان از چندین روش برای به حداقل رساندن EMI در تاسیسات خورشیدی استفاده کرد:
5.1 مدیریت کابل مناسب
استفاده از سیستم های مدیریت کابل مانند سینی های کابل ، راه های مسابقه یا مجرای می تواند با نگه داشتن کابل ها و دور از منابع تداخل ، باعث کاهش تأثیر EMI شود. اطمینان حاصل کنید که کابل ها به طور موازی با کابل های برق AC اجرا نشوند تا از ایجاد نویز جلوگیری شود.
5.2 کابل های جفت پیچ خورده
در بعضی موارد ، کابل های جفت پیچ خورده (که از دو هادی عایق پیچیده شده به هم پیچیده شده است) می توانند برای لغو EMI استفاده شوند. این طرح به کاهش تأثیر تداخل خارجی کمک می کند ، به خصوص هنگامی که کابل نیاز به حمل داده یا سیگنال های کنترل دارد.
5.3 کابل های محافظ
اگر EMI یک نگرانی اساسی در نصب خاص است ، استفاده از کابلهای خورشیدی محافظ را در نظر بگیرید ، که دارای یک لایه اضافی از مواد رسانا (مانند مس یا فویل آلومینیومی) در اطراف هادی ها است. این سپر از نفوذ میدان های الکترومغناطیسی خارجی به کابل جلوگیری می کند و به هرگونه انتشار گازهای الکترومغناطیسی تولید شده در کابل کمک می کند.
5.4 استفاده از اینورترهای با کیفیت بالا
برای به حداقل رساندن EMI تولید شده توسط اینورتر خورشیدی ، انتخاب اینورتر با قابلیت فیلتر EMI با کیفیت بالا مهم است. اینورترهایی که مطابق با استانداردهای بین المللی EMI مانند IEC {1}} (برای کاربردهای صنعتی مسکونی و سبک) هستند ، میزان تداخل آنها را کاهش می دهند.