لأي مشروع للطاقة الشمسية، تحتاج إلى كابل شمسي لربط الأجهزة الشمسية معًا. تشتمل معظم أنظمة الألواح الشمسية على كابلات أساسية، لكن في بعض الأحيان يتعين عليك شراء الكابلات بشكل مستقل. سيغطي هذا الدليل أساسيات الكابلات الشمسية مع التأكيد على أهمية هذه الكابلات لأي نظام شمسي فعال.

يعد الكابل الشمسي، والذي يُعرف أحيانًا باسم "السلك الكهروضوئي" أو "الكابل الكهروضوئي"، أهم كابل في أي نظام شمسي كهروضوئي. تولد الألواح الشمسية الكهرباء التي يجب نقلها إلى مكان آخر - وهنا يأتي دور الكابلات الشمسية. الفرق الأكبر من حيث الحجم هو بين كابل الطاقة الشمسية 4 مم وكابل الطاقة الشمسية 6 مم. سيغطي هذا الدليل متوسط ​​أسعار الكابلات وكيفية حساب الحجم الذي تحتاجه لإعداد الطاقة الشمسية لديك.

مقدمة للكابلات الشمسية

لفهم كيفالكابلات الشمسيةوظيفة، يجب أن نصل إلى الوظيفة الأساسية للكابل: السلك. على الرغم من أن الناس يفترضون أن الكابلات والأسلاك هي نفس الشيء، فإن هذه المصطلحات مختلفة تمامًا. الأسلاك الشمسية عبارة عن مكونات مفردة، تُعرف باسم "الموصلات". الكابلات الشمسية عبارة عن مجموعات من الأسلاك/الموصلات التي يتم تجميعها معًا.

بشكل أساسي، عند شراء كابل للطاقة الشمسية، فإنك تشتري كابلًا يحتوي على العديد من الأسلاك التي تم ربطها معًا لتشكيل الكابل. يمكن أن تحتوي كابلات الطاقة الشمسية على ما لا يقل عن سلكين وما يصل إلى عشرات الأسلاك، حسب الحجم. فهي بأسعار معقولة إلى حد ما وتباع سيرا على الأقدام. يبلغ متوسط ​​سعر الكابل الشمسي 100 دولار لكل بكرة بطول 300 قدم.

كيف تعمل الأسلاك الشمسية؟

عادةً ما يكون سلك الطاقة الشمسية مصنوعًا من مادة موصلة يمكنها نقل الكهرباء مثل النحاس. النحاس هو المادة الأكثر شعبية لأسلاك الطاقة الشمسية، وفي بعض الأحيان تكون الأسلاك مصنوعة من الألومنيوم. كل سلك شمسي هو موصل واحد يعمل بمفرده. لزيادة فعالية نظام الكابلات، يتم تجميع أسلاك متعددة معًا.

يمكن أن يكون السلك الشمسي صلبًا (مرئيًا) أو معزولًا بما يسمى "السترة" (طبقة واقية تجعله غير مرئي). من حيث أنواع الأسلاك، هناك أسلاك مفردة أو صلبة. كلاهما يستخدم لتطبيقات الطاقة الشمسية. ومع ذلك، فإن الأسلاك المجدولة هي الأكثر شيوعًا لأنها تتكون من عدة مجموعات أسلاك صغيرة ملتوية معًا لتشكل قلب السلك. الأسلاك المفردة ذات الرائحة الكريهة متوفرة فقط بمقاييس صغيرة.

الأسلاك المجدولة هي الأسلاك الأكثر شيوعًا للكابلات الكهروضوئية لأنها توفر درجة أعلى من الاستقرار. وهذا يحافظ على السلامة الهيكلية للسلك عندما يتعلق الأمر بالضغط الناتج عن الاهتزازات والحركات الأخرى. على سبيل المثال، إذا هزت الطيور الكابلات أو بدأت في مضغها على السطح حيث توجد الألواح الشمسية، فأنت بحاجة إلى حماية إضافية لضمان استمرار تدفق الكهرباء.

ما هي الكابلات الكهروضوئية؟

الكابلات الشمسية عبارة عن كابلات كبيرة تتكون من أسلاك متعددة تحت "سترة" واقية. اعتمادًا على النظام الشمسي، ستحتاج إلى كابل مختلف. من الممكن شراء كابل شمسي مقاس 4 مم أو كابل شمسي مقاس 6 مم يكون أكثر سمكًا ويوفر النقل للجهد العالي. هناك أيضًا اختلافات بسيطة في أنواع الكابلات الكهروضوئية مثل كابلات التيار المستمر وكابلات التيار المتردد.

كيفية تحديد حجم الكابلات الشمسية: مقدمة

فيما يلي مقدمة لتصحيح الحجم والمصطلحات. في البداية، الحجم الأكثر شيوعًا لأسلاك الطاقة الشمسية هو "AWG" أو "American Wire Gauge". إذا كان لديك AWG منخفض، فهذا يعني أنه يغطي مساحة مقطعية كبيرة وبالتالي انخفاض الجهد الكهربي. ستقوم الشركة المصنعة للألواح الشمسية بتزويدك بالمخططات التي توضح كيفية توصيل دوائر التيار المستمر/التيار المتردد الأساسية. ستحتاج إلى معلومات توضح الحد الأقصى للتيار المسموح به لمنطقة المقطع العرضي للنظام الشمسي، وانخفاض الجهد، وDVI.

حجم كابل الألواح الشمسية المستخدم مهم. يمكن أن يؤثر حجم الكابل على أداء النظام الشمسي بأكمله. إذا قمت بشراء كابل أصغر مما أوصت به الشركة المصنعة للطاقة الشمسية، فقد تواجه انخفاضات حادة في الجهد عبر الأسلاك مما يؤدي في النهاية إلى فقدان الطاقة. علاوة على ذلك، إذا كان لديك أسلاك صغيرة الحجم، فقد يؤدي ذلك إلى زيادة الطاقة التي تؤدي إلى نشوب حريق. إذا اندلع حريق في مناطق مثل السطح، فقد ينتشر بسرعة إلى بقية المنزل.

كيف يتم تحديد حجم الكابلات الكهروضوئية: معنى AWG

لتوضيح أهمية حجم الكابل الكهروضوئي، تخيل الكابل مثل خرطوم يحمل الماء. إذا كان قطر الخرطوم كبيرًا، فسوف يتدفق الماء بسهولة ولن يواجه أي مقاومة. ومع ذلك، إذا كان لديك خرطوم صغير، فسوف تواجه مقاومة لأن الماء لا يمكنه التدفق بشكل صحيح. الطول أيضًا له تأثير - إذا كان لديك خرطوم قصير، فإن تدفق المياه سيكون أسرع. إذا كان لديك خرطوم كبير، فأنت بحاجة إلى الضغط المناسب وإلا سيتباطأ تدفق المياه. تعمل جميع الأسلاك الكهربائية بنفس الطريقة. إذا كان لديك كابل كهروضوئي ليس كبيرًا بما يكفي لدعم اللوحة الشمسية، فقد تؤدي المقاومة إلى نقل عدد أقل من الواط وحجب الدائرة.

يتم تحديد حجم الكابلات الكهروضوئية باستخدام مقاييس الأسلاك الأمريكية من أجل تقدير مقياس القياس. إذا كان لديك سلك ذو رقم قياس أقل (AWG)، فستكون لديك مقاومة أقل وسيصل التيار المتدفق من الألواح الشمسية بأمان. تختلف أحجام الكابلات الكهروضوئية المختلفة، مما قد يؤثر على سعر الكابل. يحتوي كل حجم من أجهزة القياس على تصنيف AMP الخاص به وهو الحد الأقصى لعدد AMP التي يمكن أن تنتقل عبر الكابل بأمان.

يمكن لكل كابل أن يقبل فقط كمية معينة من التيار والجهد. من خلال تحليل المخططات السلكية، يجب أن تكون قادرًا على تحديد الحجم المناسب لنظامك الشمسي (إذا لم يكن هذا مدرجًا في الدليل). ستحتاج إلى أسلاك مختلفة لتوصيل الألواح الشمسية بالعاكس الرئيسي، ومن ثم العاكس بالبطاريات، والبطاريات ببنك البطاريات، و/أو العاكس مباشرة بالشبكة الكهربائية للمنزل. فيما يلي صيغة مصممة لمساعدتك في إجراء الحسابات:

1) تقدير VDI (انخفاض الجهد)

لحساب VDI للنظام الشمسي، ستحتاج إلى المعلومات التالية (التي توفرها الشركة المصنعة):

· إجمالي التيار (الكهرباء).

· طول الكابل في اتجاه واحد (يقاس بالقدم).

· نسبة انخفاض الجهد.

استخدم هذه الصيغة لتقدير VDI:

· التيار × القدم / نسبة انخفاض الجهد.

2) تحديد الحجم على أساس VDI

من أجل حساب الحجم الذي تحتاجه لكل كابل في النظام، فأنت بحاجة إلى VDI. سيساعدك الرسم البياني التالي في معرفة الحجم الذي تحتاجه للتطبيق:

مقياس انخفاض الجهد

مقياس VDI

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

مثال: إذا كان لديك 10 أمبير، ومسافة 100 قدم، ولوحة 24 فولت، وخسارة قدرها 2%، فسينتهي بك الأمر بالرقم 20.83. هذا يعني أن الكابل الذي تحتاجه هو كابل 4 AWG.

أحجام وأنواع كابلات الطاقة الشمسية الكهروضوئية

هناك نوعان من الكابلات الشمسية: كابلات التيار المتردد وكابلات التيار المستمر. تعتبر كابلات التيار المستمر من أهم الكابلات لأن الكهرباء التي نستمدها من أنظمة الطاقة الشمسية ونستخدمها في المنزل هي كهرباء التيار المستمر. تأتي معظم أنظمة الطاقة الشمسية مزودة بكابلات DC يمكن دمجها مع الموصلات المناسبة. يمكن أيضًا شراء كابلات الطاقة الشمسية DC مباشرة على ZW Cable. الأحجام الأكثر شيوعًا لكابلات التيار المستمر هي 2.5 مم،4 ملم، و6 ملمالكابلات.

اعتمادًا على حجم النظام الشمسي والكهرباء المولدة، قد تحتاج إلى كابل أكبر أو أصغر. تستخدم الغالبية العظمى من أنظمة الطاقة الشمسية في الولايات المتحدة كابلًا كهروضوئيًا مقاس 4 مم. لتثبيت هذه الكابلات بنجاح، عليك توصيل الكابلات السالبة والموجبة من الخيوط الموجودة في صندوق الموصل الرئيسي الذي توفره الشركة المصنعة للطاقة الشمسية. يتم استخدام جميع كابلات التيار المستمر تقريبًا في المواقع الخارجية مثل السطح أو المناطق الأخرى التي يتم وضع الألواح الشمسية فيها. لتجنب وقوع الحوادث، يتم فصل الكابلات الكهروضوئية الإيجابية والسلبية.

كيفية توصيل الكابلات الشمسية؟

لا يوجد سوى كابلين أساسيين مطلوبين لتوصيل النظام الشمسي. أولاً، أنت بحاجة إلى كابل أحمر والذي عادةً ما يكون كابلًا موجبًا لنقل الكهرباء وكابلًا أزرق وهو سلك سالب. تتصل هذه الكابلات بصندوق المولد الرئيسي للنظام الشمسي والعاكس الشمسي. يمكن أن تكون الكابلات ذات السلك الواحد الأصغر فعالة في نقل الطاقة طالما أنها مغلفة بالعزل.

تُستخدم كابلات التيار المتردد أيضًا في الأنظمة الشمسية، ولكن بشكل أقل. يتم استخدام معظم كابلات التيار المتردد لتوصيل العاكس الشمسي الرئيسي بالشبكة الكهربائية للمنزل. تستخدم أنظمة الطاقة الشمسية كابلات تيار متردد خماسية النواة تحتوي على 3 أسلاك للمراحل التي تحمل التيار، وسلك واحد لإبعاد التيار عن الجهاز، وسلك واحد للتأريض/الأمان الذي يربط الغلاف الشمسي بالأرض.

اعتمادًا على حجم النظام الشمسي، قد يتطلب الأمر كابلات ثلاثية النواة فقط. ومع ذلك، فإن هذا ليس موحدًا على الإطلاق في جميع المجالات لأن الولايات المختلفة تستخدم لوائح مختلفة يجب أن يتبعها المحترفون الذين يقومون بتثبيت الكابلات.