El 10 de juliol de 2026, la càrrega elèctrica nacional de la Xina va assolir un nou rècord anual de 1.518 milions de kW. S'espera que la calor continuada, la demanda de refrigeració i la producció industrial facin pujar encara més el pic de l'estiu. Al mateix temps, les instal·lacions solars funcionen en algunes de les condicions tèrmiques més dures de l'any-no només per la temperatura de l'aire, sinó també per la calor acumulada als terrats, les safates de cables i les superfícies metàl·liques exposades.Administració Nacional d'Energia de la Xina.
Per als enginyers fotovoltaics, aquest és un recordatori oportú: la secció transversal-nominal impresa en un cable solar no determina, per si sola, la quantitat de corrent que pot transportar el cable de manera segura.
La temperatura ambient, el mètode d'instal·lació, l'agrupació de cables, la temperatura del conductor, la caiguda de tensió i la qualitat del connector s'han de comprovar conjuntament.
Una previsió meteorològica de 40 graus no significa un entorn de cable de 40 graus
Les dades meteorològiques normalment representen la temperatura de l'aire ombrejat. Un cable fotovoltaic instal·lat sota mòduls, en un terrat fosc o prop d'una estructura metàl·lica pot experimentar un entorn local molt més calent.
Diverses fonts de calor poden actuar al mateix temps:
- Radiació solar directa
- Calor reflectida o emesa pel sostre
- Flux d'aire restringit per sota dels mòduls
- Calor absorbida per safates o conductes metàl·liques
- Pèrdues elèctriques a l'interior del conductor
- Calor generada en connectors i terminacions
Això significa que els enginyers no haurien d'utilitzar la previsió meteorològica regional com a única temperatura de disseny. S'ha de tenir en compte la ruta real del cable.
Un cable suspès a l'aire lliure normalment dissiparà la calor de manera més eficaç que el mateix cable instal·lat dins d'un conducte o agrupat estretament amb altres cables carregats. Per tant, dos cables amb la mateixa mida del conductor poden tenir corrents permeses diferents.
La temperatura màxima del cable no és la seva valoració de corrent automàtica
El cable H1Z2Z2-K fabricat d'acord amb EN 50618 està dissenyat per a aplicacions fotovoltaiques exteriors exigents. Normalment utilitza un conductor de coure-estanyat de classe 5 amb reticulat-aïllament i materials de coberta sense halògens.
No obstant això, de vegades s'entén malament la seva classificació de temperatura.
El cable tipus EN 50618-està dissenyat generalment per a una temperatura màxima del conductor de 90 graus durant el funcionament normal continu. El funcionament a 120 graus està limitat a un total de 20.000 hores en les condicions definides per la norma; no és l'objectiu normal de disseny continu. Una especificació representativa del fabricant confirma el límit normal de 90 graus i la condició restringida de 120 graus.Dades tècniques LAPP H1Z2Z2-K
La distinció importa perquè:
- La temperatura ambient és la temperatura al voltant del cable.
- La temperatura del conductor és la temperatura que s'assoleix a l'interior del cable.
- La capacitat de càrrega de corrent-és el corrent que manté el conductor dins de la temperatura permesa en una condició d'instal·lació definida.
Un cable marcat amb "90 graus" no és adequat automàticament per transportar el seu corrent de referència publicat a l'aire ambient de 90 graus. Si l'entorn ja està calent, el cable té molta menys capacitat per alliberar la calor generada per la seva pròpia resistència.
Recalculeu l'ampacitat utilitzant les condicions reals d'instal·lació
Les taules actuals-de capacitat de càrrega es basen en condicions de referència específiques. Aquests poden incloure un sol cable a l'aire lliure, una temperatura ambient definida, una temperatura del conductor particular i un mètode d'instal·lació suposat.
Per exemple, un full de dades de cable Prysmian H1Z2Z2-K de 6 mm² ofereix diferents classificacions de corrent segons si el cable s'instal·la lliurement a l'aire o s'instal·la en una superfície. Els valors indicats es basen en una temperatura ambient de 60 graus, demostrant per què les condicions darrere d'un nombre d'ampacitat són tan importants com el nombre en si. Full de dades Prysmian TECSUN H1Z2Z2-K
A la pràctica, el corrent admissible es pot expressar conceptualment com:
Els factors de correcció han de provenir de la norma elèctrica aplicable, el codi local o les dades verificades del fabricant. No s'han d'estimar.
Els enginyers haurien de confirmar almenys el següent:
| Factor de disseny | Què s'ha de comprovar |
|---|---|
| Temperatura ambient | Temperatura màxima prevista al llarg de la ruta real |
| Mètode d'instal·lació | Aire lliure, safata de cables, conducte, canal, superfície del sostre o enterrat |
| Agrupació de cables | Nombre de cables carregats simultàniament i espaiat |
| Límit del conductor | Temperatura permesa del conductor continu |
| Entorn tèrmic | Material del sostre, aïllament, ventilació i fonts de calor properes |
| Dispositiu de protecció | Coordinació entre la capacitat del cable i la protecció contra sobreintensitat |
| Dades del fabricant | Condicions de referència utilitzades per a l'ampacitat publicada |
A nivell internacional, IEC 62548-1 cobreix els requisits de disseny de la matriu fotovoltaica, inclòs el cablejat de la matriu de CC i la protecció elèctrica. La mida dels cables també ha de seguir les normes nacionals rellevants derivades d'estàndards com la sèrie IEC 60364. IEC 62548-1:2023
Els cables agrupats poden atrapar més calor del que s'esperava
L'agrupació de cables és especialment important al voltant de caixes combinadores, entrades de l'inversor, corbes de safata i seccions de conductes.
Quan s'instal·len diversos cables carregats junts, cada cable escalfa els altres i el flux d'aire es redueix. Encara que la major part del recorregut estigui obert i ben ventilat, un tram curt congestionat pot convertir-se en el coll d'ampolla tèrmica.
Les àrees típiques que requereixen atenció inclouen:
- Diversos cables de corda lligats en un paquet ajustat
- Conductors positius i negatius amuntegats en un conducte
- Les safates de cables es van omplir més enllà del seu pressupost de disseny
- Cablejat dens immediatament a sota d'una caixa combinadora
- Cables recolzats directament sobre materials de coberta calents
- Excés de cable enrotllat deixat darrere dels mòduls
Les brides de cable ajustades també poden crear estrès mecànic i restringir el moviment durant l'expansió tèrmica. Els cables han d'estar recolzats sense aixafar-se i s'ha de respectar el radi de flexió mínim del fabricant.
Quan sigui pràctic, augmentar l'espaiat o millorar la ventilació pot ser més efectiu que simplement augmentar la mida del conductor.
La temperatura més alta també augmenta la caiguda de tensió
La temperatura del cable afecta més que la vida útil de l'aïllament. La resistència elèctrica del coure augmenta a mesura que el conductor s'escalfa.
Per a estimacions d'enginyeria, la resistència del coure augmenta aproximadament un 0,39% per cada augment d'1 grau per sobre de la temperatura de referència. Per tant, un conductor que funcioni a 80 graus tindrà una resistència substancialment més alta que el mateix conductor mesurat a 20 graus.
El resultat és:
- Major caiguda de tensió
- Majors pèrdues I2RI^2RI2R
- Menor potència lliurada
- Calefacció de conductor addicional
La resistència del cable fotovoltaic s'especifica normalment a 20 graus segons IEC 60228. IEC 60228 defineix la construcció del conductor i els requisits de resistència màxima, inclosos els conductors flexibles de classe 5 que s'utilitzen habitualment en els cables solars.IEC 60228:2023
Per tant, els càlculs de-caigudes de tensió haurien d'utilitzar la resistència corregida a la temperatura de funcionament esperada-no només el valor del catàleg a 20 graus .
Això és especialment important per a:
- Circuits de corda llarga
- Disposicions centralitzades de l'inversor
- Plantes grans-a terra
- Sistemes de coberta amb recorreguts indirectes de cable
- Sistemes que funcionen a prop del límit inferior de tensió MPPT de l'inversor
No dimensioneu el cable només del corrent de funcionament del mòdul
Els circuits fotovoltaics no són càrregues de corrent continu normals i estables. El seu corrent de disseny ha de reflectir el corrent màxim que la matriu pot produir segons l'estàndard de disseny aplicable i la normativa local.
El càlcul pot haver de tenir en compte:
- Corrent de curt-mòdul
- Cordes paral·leles
- Seguretat requerida o factors-actuals continus
- Guany bifacial
- Irradiància per sobre de les condicions estàndard de prova
- Contribució actual-invertida
- Protecció contra sobreintensitat
- Canvis futurs de configuració de mòduls o cadenes
Un error comú és comparar el corrent de funcionament del mòdul directament amb una qualificació del catàleg de cables. Això pot ignorar tant el factor actual del disseny fotovoltaic-necessari com la disminució tèrmica causada per l'entorn de la instal·lació.
La seqüència correcta és:
- Establiu el corrent de disseny del circuit fotovoltaic.
- Determineu l'ampacitat del cable de referència.
- Apliqueu tots els factors de correcció necessaris.
- Confirmeu que l'ampacitat corregida supera el corrent de disseny.
- Comproveu la caiguda de tensió i la pèrdua de potència.
- Comproveu la protecció i la compatibilitat del connector.
Passar només un d'aquests controls no és suficient.
Els connectors poden convertir-se en el punt més calent del circuit
Un cable de mida correcta no pot compensar una connexió deficient.
L'augment de la temperatura del connector pot ser causat per:
- Crimpat incorrecte o incomplet
- Eina de crim o matriu incorrecta
- Secció transversal-del cable fora de l'abast aprovat del connector
- Diàmetre exterior del cable incompatible amb el segell
- Contactes contaminats o danyats
- Connectors que no estan totalment connectats
- Barreja de components de connectors de diferents fabricants
- Entrada d'aigua i corrosió
- Tensió mecànica excessiva a la connexió
Aquests defectes augmenten la resistència de contacte. Com que la generació de calor segueix P=I2RP=I^2RP=I2R, fins i tot un augment relativament petit de la resistència pot generar un escalfament local important quan el corrent és alt.
NREL ha documentat l'equilibri fotovoltaic-de-errors dels connectors del sistema que impliquen sobreescalfament, suavització i distorsió física, amb casos greus que poden provocar circuits oberts, arcs o incendis. Balanç NREL-de-investigació de durabilitat del sistema
Durant una onada de calor, una connexió marginal té menys espai tèrmic. Per tant, els enginyers haurien de tractar el cable i el connector com un sistema coincident en lloc de productes separats.
L'encaminament del cable mereix la mateixa atenció que la mida del cable
Un bon encaminament redueix l'estrès tèrmic i mecànic.
Quan sigui possible:
- Mantingueu els cables allunyats de superfícies que acumulin calor extrema.
- Mantingueu el flux d'aire al voltant dels cables de CC exposats.
- Eviteu agrupacions innecessàries i conductes ben empaquetats.
- Protegiu els cables de les vores metàl·liques afilades.
- Eviteu que els cables reposin a l'aigua o a les deixalles.
- Suport els connectors perquè el seu pes no sigui transportat pel cable.
- Eviteu que els cables solts toquin la superfície posterior dels mòduls.
- Separeu el cablejat de CC dels equips que produeixen calor-no relacionats.
- Utilitzeu suports resistents als UV- i a la intempèrie-adequats per a la vida del projecte.
Per als sistemes de coberta, l'encaminament també hauria de tenir en compte l'accés per al manteniment i la lluita contra incendis. Una mida de conductor tècnicament correcta no fa que un circuit mal encaminat sigui fiable.
Torneu a comprovar els sistemes existents amb inspecció tèrmica
Les onades de calor ofereixen una oportunitat útil per identificar els punts febles perquè els problemes tèrmics es fan més visibles amb una irradiància elevada i un corrent elevat.
La inspecció ha de ser realitzada per personal qualificat en condicions d'operació representatives. Comprovacions útils inclouen:
- Inspecció per infrarojos de connectors, caixes combinadores i terminacions
- Comparació de temperatura entre cordes similars
- Inspecció visual per detectar decoloracions, deformacions o encapsulats de cables esquerdats
- Verificació de la connexió del connector
- Inspecció de suports de cable i radi de flexió
- Comparació actual entre cordes paral·leles
- Proves de resistència d'-aïllament quan sigui necessari
- Examen dels dispositius de protecció i del parell terminal segons el procediment del fabricant
La temperatura absoluta per si sola no sempre identifica el problema. Un connector o secció de cable que sigui notablement més calent que els components equivalents que transporten un corrent similar mereix una investigació.
El circuit no s'ha de re{0}}energitzar simplement després d'apretar o substituir una peça. Els enginyers haurien d'identificar la causa subjacent, com ara un enganxament incorrecte, un component incompatible, una sobrecàrrega, un conductor danyat o un encaminament deficient.
Una llista pràctica de revisió de l'onada de calor
Abans d'aprovar un disseny nou-o abans del proper període de calor extrema-, els enginyers fotovoltaics haurien de tornar a comprovar:
La temperatura local màxima, no només la temperatura meteorològica publicada
Les condicions de referència darrere de la taula d'ampacitat del cable
Factors de correcció de temperatura, agrupació i instal·lació
Corrent real de disseny del circuit fotovoltaic
Caiguda de tensió a la temperatura esperada del conductor
Valors nominals de corrent del cable i del connector
Compatibilitat amb la-secció transversal i el diàmetre-exterior del cable
Eines de crim i procediments d'instal·lació
Seccions congestionades a prop de caixes combinadores i inversors
Resultats de la inspecció tèrmica dels sistemes operatius
Requisits actuals de coordinació de protecció i error-
Compliment de les normes aplicables del projecte i del codi local
La resistència a la calor és un problema de disseny a nivell del sistema-
La selecció d'un cable H1Z2Z2-K certificat és un punt de partida important, però la certificació no elimina la necessitat de càlculs d'enginyeria.
El rendiment fiable durant la calor extrema depèn del sistema complet: qualitat del conductor, construcció del cable, mètode d'instal·lació, factors de correcció, control de caiguda de tensió{0}, compatibilitat dels connectors i mà d'obra de la instal·lació.
Per als contractistes d'EPC i els compradors de projectes, l'enfocament més segur és revisar aquestes condicions abans de la contractació. Canviar una mida de cable o una especificació del connector durant el disseny és relativament senzill. La substitució del cablejat sobreescalfat després de la posada en marxa no ho és.
SINELINKsubministra cables solars certificats, connectors fotovoltaics compatibles i accessoris de suport per a projectes a escala de terrats i serveis{0}}. Es pot revisar la-secció transversal del cable, el diàmetre exterior, la compatibilitat del connector i la documentació específica del projecte- abans de la cotització i la producció.