สำหรับโครงการพลังงานแสงอาทิตย์ใดๆ คุณต้องมีสายเคเบิลพลังงานแสงอาทิตย์เพื่อร้อยฮาร์ดแวร์พลังงานแสงอาทิตย์เข้าด้วยกัน ระบบแผงโซลาร์เซลล์ส่วนใหญ่มีสายเคเบิลพื้นฐาน แต่บางครั้งคุณต้องซื้อสายเคเบิลแยกกัน คู่มือนี้จะครอบคลุมพื้นฐานของสายเคเบิลพลังงานแสงอาทิตย์ ในขณะเดียวกันก็เน้นย้ำถึงความสำคัญของสายเคเบิลเหล่านี้สำหรับระบบสุริยะที่ใช้งานได้

สายเคเบิลพลังงานแสงอาทิตย์ ซึ่งบางครั้งเรียกว่า 'สายไฟ PV' หรือ 'สายเคเบิล PV' เป็นสายเคเบิลที่สำคัญที่สุดของระบบพลังงานแสงอาทิตย์ PV แผงโซลาร์เซลล์ผลิตกระแสไฟฟ้าซึ่งจะต้องถ่ายโอนไปยังที่อื่น ซึ่งเป็นจุดที่สายเคเบิลพลังงานแสงอาทิตย์เข้ามา ความแตกต่างที่ใหญ่ที่สุดในแง่ของขนาดคือระหว่างสายโซลาร์เซลล์ 4 มม. และสายโซลาร์เซลล์ 6 มม. คู่มือนี้จะครอบคลุมราคาเฉลี่ยของสายเคเบิลและวิธีการคำนวณขนาดที่คุณต้องการสำหรับการตั้งค่าพลังงานแสงอาทิตย์ของคุณ

รู้เบื้องต้นเกี่ยวกับสายเคเบิลพลังงานแสงอาทิตย์

เพื่อทำความเข้าใจวิธีการสายพลังงานแสงอาทิตย์ฟังก์ชั่น เราต้องไปถึงฟังก์ชั่นหลักของสายเคเบิล: สายไฟ แม้ว่าผู้คนจะถือว่าสายเคเบิลและสายไฟเป็นสิ่งเดียวกัน แต่คำศัพท์เหล่านี้แตกต่างอย่างสิ้นเชิง สายไฟพลังงานแสงอาทิตย์เป็นส่วนประกอบเดี่ยวที่เรียกว่า 'ตัวนำ' สายไฟพลังงานแสงอาทิตย์เป็นกลุ่มของสายไฟ/ตัวนำที่ประกอบเข้าด้วยกัน

โดยพื้นฐานแล้ว เมื่อคุณซื้อสายเคเบิลพลังงานแสงอาทิตย์ คุณกำลังซื้อสายเคเบิลที่มีสายไฟจำนวนมากที่พันเข้าด้วยกันเพื่อสร้างสายเคเบิล สายไฟพลังงานแสงอาทิตย์สามารถมีสายไฟได้เพียง 2 เส้นและมีสายไฟได้มากถึงหลายสิบเส้น ขึ้นอยู่กับขนาด มีราคาไม่แพงนักและขายตามเท้า ราคาสายเคเบิลพลังงานแสงอาทิตย์โดยเฉลี่ยอยู่ที่ 100 ดอลลาร์ต่อแกนม้วนยาว 300 ฟุต

สายไฟพลังงานแสงอาทิตย์ทำงานอย่างไร?

ลวดโซลาร์เซลล์มักทำจากวัสดุนำไฟฟ้าที่สามารถถ่ายเทกระแสไฟฟ้าได้ เช่น ทองแดง ทองแดงเป็นวัสดุที่ได้รับความนิยมมากที่สุดสำหรับสายไฟพลังงานแสงอาทิตย์ และบางครั้งสายไฟก็ทำจากอะลูมิเนียม ลวดโซลาร์แต่ละเส้นเป็นตัวนำเดี่ยวที่ทำงานด้วยตัวมันเอง เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพของระบบเคเบิลจึงต้องประกอบสายไฟหลายเส้นเข้าด้วยกัน

ลวดแสงอาทิตย์อาจเป็นแบบแข็ง (มองเห็นได้) หรือหุ้มฉนวนด้วยสิ่งที่เรียกว่า 'แจ็คเก็ต' (ชั้นป้องกันซึ่งทำให้มองไม่เห็น) ในส่วนของชนิดสายไฟนั้นมีทั้งแบบเส้นเดี่ยวหรือเส้นตัน ทั้งสองอย่างนี้ใช้สำหรับการใช้งานพลังงานแสงอาทิตย์ อย่างไรก็ตาม ลวดตีเกลียวเป็นวิธีที่พบได้บ่อยที่สุดเนื่องจากประกอบด้วยชุดลวดเล็กๆ หลายชุดที่บิดเข้าด้วยกันจนกลายเป็นแกนกลางของลวด สายเดี่ยวที่มีกลิ่นเหม็นกว่ามีเฉพาะในเกจขนาดเล็กเท่านั้น

สายไฟตีเกลียวเป็นสายไฟทั่วไปสำหรับสายเคเบิล PV เนื่องจากให้ความเสถียรในระดับที่สูงกว่า สิ่งนี้จะรักษาความสมบูรณ์ของโครงสร้างของเส้นลวดเมื่อมีแรงกดดันจากการสั่นสะเทือนและการเคลื่อนไหวอื่นๆ ตัวอย่างเช่น หากนกเขย่าสายเคเบิลหรือเริ่มแทะพวกมันบนหลังคาซึ่งมีแผงโซลาร์เซลล์ติดตั้งอยู่ คุณจะต้องได้รับการปกป้องเป็นพิเศษเพื่อให้แน่ใจว่าไฟฟ้าจะไหลอย่างต่อเนื่อง

สายเคเบิล PV คืออะไร?

สายเคเบิลพลังงานแสงอาทิตย์เป็นสายเคเบิลขนาดใหญ่ที่ประกอบด้วยสายไฟหลายเส้นภายใต้ 'แจ็คเก็ต' ที่ป้องกัน คุณจะต้องใช้สายเคเบิลอื่น ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับระบบสุริยะ คุณสามารถซื้อสายเคเบิลโซลาร์เซลล์ขนาด 4 มม. หรือสายเคเบิลโซลาร์เซลล์ขนาด 6 มม. ที่จะหนากว่าและให้การส่งผ่านสำหรับแรงดันไฟฟ้าที่สูงกว่าได้ นอกจากนี้ยังมีความแตกต่างเล็กน้อยในประเภทสายเคเบิล PV เช่น สายไฟ DC และสายไฟ AC

วิธีปรับขนาดสายเคเบิลพลังงานแสงอาทิตย์: บทนำ

ต่อไปนี้เป็นคำแนะนำเกี่ยวกับขนาดและคำศัพท์ที่ถูกต้อง อันดับแรก ขนาดทั่วไปสำหรับสายไฟพลังงานแสงอาทิตย์คือ "AWG" หรือ 'American Wire Gauge' หากคุณมี AWG ต่ำ แสดงว่าครอบคลุมพื้นที่หน้าตัดขนาดใหญ่ และทำให้แรงดันไฟฟ้าตกต่ำกว่า ผู้ผลิตแผงโซลาร์เซลล์จะจัดเตรียมแผนภูมิที่แสดงวิธีเชื่อมต่อวงจร DC/AC พื้นฐานให้กับคุณ คุณจะต้องมีข้อมูลที่แสดงกระแสสูงสุดที่อนุญาตสำหรับพื้นที่หน้าตัดของระบบสุริยะ แรงดันไฟฟ้าตก และ DVI

ขนาดของสายแผงโซลาร์เซลล์ที่ใช้เป็นสิ่งสำคัญ ขนาดของสายเคเบิลอาจส่งผลต่อประสิทธิภาพของระบบสุริยะทั้งหมด หากคุณซื้อสายเคเบิลที่มีขนาดเล็กกว่าที่แนะนำโดยผู้ผลิตพลังงานแสงอาทิตย์ คุณอาจประสบกับแรงดันไฟฟ้าตกคร่อมสายไฟอย่างรุนแรง ซึ่งส่งผลให้สูญเสียพลังงานในที่สุด ยิ่งไปกว่านั้น หากคุณมีสายไฟที่เล็กเกินไป ก็อาจทำให้เกิดพลังงานไฟกระชากจนทำให้เกิดเพลิงไหม้ได้ หากเกิดเพลิงไหม้ในพื้นที่ เช่น หลังคา ไฟอาจลุกลามไปยังส่วนอื่นๆ ของบ้านได้อย่างรวดเร็ว

ขนาดของสายเคเบิล PV: ความหมาย AWG

เพื่อแสดงให้เห็นความสำคัญของขนาดสายเคเบิล PV ลองจินตนาการถึงสายเคเบิลที่เหมือนกับท่อส่งน้ำ หากคุณมีท่อที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางใหญ่ น้ำจะไหลได้ง่ายและไม่ทนแรงต้านใดๆ อย่างไรก็ตาม หากคุณมีสายยางขนาดเล็ก คุณจะพบกับแรงต้านเนื่องจากน้ำไม่สามารถไหลได้อย่างเหมาะสม ความยาวก็มีผลเช่นกัน ถ้าคุณมีสายยางสั้น น้ำจะไหลเร็วขึ้น หากคุณมีสายยางขนาดใหญ่ คุณต้องมีแรงดันที่เหมาะสม ไม่เช่นนั้นน้ำจะไหลช้าลง สายไฟทั้งหมดทำงานในลักษณะเดียวกัน หากคุณมีสาย PV ที่ไม่ใหญ่พอที่จะรองรับแผงโซลาร์เซลล์ ความต้านทานอาจส่งผลให้มีการถ่ายโอนและปิดกั้นวงจรน้อยลง

สายเคเบิล PV มีขนาดโดยใช้ American Wire Gauges เพื่อประมาณขนาดเกจ หากคุณมีสายไฟที่มีเลขเกจน้อยกว่า (AWG) คุณจะมีความต้านทานน้อยลงและกระแสไฟฟ้าที่ไหลจากแผงโซลาร์เซลล์จะมาถึงอย่างปลอดภัย สายเคเบิล PV ที่แตกต่างกันมีขนาดเกจต่างกัน และอาจส่งผลต่อราคาของสายเคเบิลได้ ขนาดเกจแต่ละขนาดมีพิกัด AMP ของตัวเอง ซึ่งเป็นจำนวน AMP สูงสุดที่สามารถเดินทางผ่านสายเคเบิลได้อย่างปลอดภัย

สายเคเบิลแต่ละเส้นสามารถรับกระแสไฟและแรงดันไฟฟ้าได้จำนวนหนึ่งเท่านั้น ด้วยการวิเคราะห์แผนภูมิเส้นลวด คุณจะสามารถระบุขนาดที่เหมาะสมสำหรับระบบสุริยะของคุณได้ (หากไม่มีอยู่ในคู่มือ) คุณจะต้องใช้สายไฟที่แตกต่างกันเพื่อเชื่อมต่อแผงโซลาร์เซลล์เข้ากับอินเวอร์เตอร์หลัก จากนั้นจึงต่ออินเวอร์เตอร์เข้ากับแบตเตอรี่ แบตเตอรี่เข้ากับแบตเตอรี และ/หรืออินเวอร์เตอร์โดยตรงกับโครงข่ายไฟฟ้าของบ้าน ต่อไปนี้เป็นสูตรที่ออกแบบมาเพื่อช่วยคุณในการคำนวณ:

1) ประมาณการ VDI (แรงดันไฟฟ้าตก)

ในการคำนวณ VDI ของระบบสุริยะ คุณจะต้องมีข้อมูลต่อไปนี้ (จัดทำโดยผู้ผลิตของคุณ):

· กระแสไฟฟ้ารวม (ไฟฟ้า)

· ความยาวของ สายไฟ ในทางเดียว (วัดเป็นฟุต)

· เปอร์เซ็นต์แรงดันไฟฟ้าตก

ใช้สูตรนี้เพื่อประมาณค่า VDI:

· แอมแปร์ x ฟุต / % ของแรงดันไฟตก

2) กำหนดขนาดตาม VDI

ในการคำนวณขนาดที่คุณต้องการสำหรับสายเคเบิลแต่ละเส้นของระบบ คุณต้องมี VDI แผนภูมิต่อไปนี้จะช่วยคุณทราบขนาดที่คุณต้องการสำหรับแอปพลิเคชัน:

เกจวัดดัชนีแรงดันไฟฟ้าตก

วีดีไอเกจ

1 = # 16

2 = # 14

3 = # 12

5 = # 10

8 = # 8

12 = # 6

20 = # 4

34 = #2

49 = #1/0

62 = #2/0

78 = #3/0

99 =#4/0

ตัวอย่าง: หากคุณมี 10 AMP ระยะห่าง 100 ฟุต แผง 24V และการสูญเสีย 2% คุณจะได้ผลลัพท์ที่ 20.83 ซึ่งหมายความว่าสายเคเบิลที่คุณต้องการคือสายเคเบิล 4 AWG

ขนาดและประเภทของสายเคเบิลพลังงานแสงอาทิตย์ PV

สายไฟพลังงานแสงอาทิตย์มีสองประเภท: สายไฟ AC และสายไฟ DC สายไฟ DC เป็นสายไฟที่สำคัญที่สุดเพราะไฟฟ้าที่เราควบคุมจากระบบสุริยะและใช้ในบ้านคือไฟฟ้ากระแสตรง ระบบพลังงานแสงอาทิตย์ส่วนใหญ่มาพร้อมกับสายไฟ DC ที่สามารถรวมเข้ากับขั้วต่อที่เพียงพอได้ สามารถซื้อสายไฟ DC พลังงานแสงอาทิตย์ได้โดยตรงบนสายเคเบิล ZW ขนาดที่นิยมที่สุดสำหรับสาย DC คือ 2.5 มม.4มม, และ6มมสายเคเบิล

ขึ้นอยู่กับขนาดของระบบสุริยะและการผลิตไฟฟ้า คุณอาจต้องใช้สายเคเบิลที่ใหญ่กว่าหรือเล็กกว่า ระบบพลังงานแสงอาทิตย์ส่วนใหญ่ในสหรัฐอเมริกาใช้สายเคเบิล PV ขนาด 4 มม. หากต้องการติดตั้งสายเคเบิลเหล่านี้ให้สำเร็จ คุณต้องเชื่อมต่อสายเคเบิลขั้วลบและขั้วบวกจากสายในกล่องขั้วต่อหลักที่ผู้ผลิตพลังงานแสงอาทิตย์ให้มา สายไฟ DC เกือบทั้งหมดถูกใช้ในสถานที่ภายนอก เช่น บนหลังคาหรือพื้นที่อื่นๆ ที่วางแผงโซลาร์เซลล์ เพื่อหลีกเลี่ยงอุบัติเหตุ สายเคเบิล PV ทั้งขั้วบวกและขั้วลบจะถูกแยกออกจากกัน

วิธีการเชื่อมต่อสายพลังงานแสงอาทิตย์?

จำเป็นต้องใช้สายเคเบิลหลักเพียง 2 เส้นในการเชื่อมต่อระบบสุริยะ ขั้นแรก คุณต้องมีสายสีแดงซึ่งโดยปกติจะเป็นสายขั้วบวกเพื่อส่งกระแสไฟฟ้า และสายสีน้ำเงินซึ่งเป็นขั้วลบ สายเคเบิลเหล่านี้เชื่อมต่อกับกล่องเครื่องกำเนิดไฟฟ้าหลักของระบบสุริยะและอินเวอร์เตอร์พลังงานแสงอาทิตย์ สายเคเบิลแบบสายเดี่ยวที่มีขนาดเล็กกว่าสามารถมีประสิทธิภาพในการส่งพลังงานได้ตราบใดที่หุ้มด้วยฉนวน

สายไฟ AC ยังใช้ในระบบพลังงานแสงอาทิตย์แต่ไม่บ่อยนัก สายไฟ AC ส่วนใหญ่ใช้เพื่อเชื่อมต่ออินเวอร์เตอร์พลังงานแสงอาทิตย์หลักกับโครงข่ายไฟฟ้าของบ้าน ระบบพลังงานแสงอาทิตย์ใช้สายเคเบิล AC แบบ 5 คอร์ซึ่งมีสายไฟ 3 เส้นสำหรับเฟสที่ส่งกระแสไฟ, สายไฟ 1 เส้นสำหรับแยกกระแสไฟออกจากอุปกรณ์ และสายไฟ 1 เส้นสำหรับการต่อลงดิน/ความปลอดภัย ซึ่งเชื่อมต่อกับท่อพลังงานแสงอาทิตย์และสายดิน

อาจต้องใช้สายเคเบิลแบบ 3 แกนเท่านั้น ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับขนาดของระบบสุริยะ อย่างไรก็ตาม สิ่งนี้ไม่เคยเหมือนกันทั่วทั้งกระดาน เนื่องจากรัฐที่ต่างกันใช้กฎระเบียบที่แตกต่างกัน ซึ่งผู้เชี่ยวชาญในการติดตั้งสายเคเบิลจะต้องปฏิบัติตาม