Διατομές καλωδίων σε αυτόνομο σύστημα

[Βιτρούβιος]

Παιδιά λίγη βοήθεια !!!!

Έχω ένα αυτόνομο με 10 πανέλα των 100 w (17,6V και ρεύμα βραχυκύλκωσης 6,79Α). Θα χωριστούν σε 2 πεντάδες και η κάθε μία θα συνδεθεί με Ρ/Φ 40 Α.

 

Η κάθε πεντάδα θα αποτελείται από 3 παράλληλα + 2 παράλληλα πανέλα.

 

Ο Περδίος υπολογίζει το ρεύμα βραχυκύκλωσης συστοιχείας (των 3 πανέλων): I=1,25*3*6,79=25,46 A

1) Το 1,25 ισχύει; Είναι συντελεστής ασφαλείας;

Από το παράδειγμά του προκύπτει καλώδιο διατομής 10 mm2.

2) Δεν είναι υπερβολικό; Με 6άρι δε γίνεται; [απόσταση από Ρ/Φ 3 μέτρα]

 

Σε ένα τέτοιο σύστημα η συνολική πτώση τάσης είναι:

ΠΤ[1ης 3άδας πανέλων λόγω θερμ/σίας] + ΠΤ[καλωδίου από 1η 3άδα σε 1ο Ρ/Φ] + ΠΤ[1ης 2άδας πανέλων λόγω θερμ/σίας] + ΠΤ[καλωδίου από 1η 2άδα σε 1ο Ρ/Φ] +ΠΤ[1ος Ρ/Φ] + ΠΤ[καλωδίου από 1ο Ρ/Φ προς μπαταρία] και όλο αυτό πολλαπλασιασμένο Χ2 (αφού έχω 2 πεντάδες)

3) Η συνθήκη που πρέπει να ισχύει είναι:

17,6 > 12 + Συνολ.ΠΤ [12βολτο σύστημα] ;;;;;;;

 

4) Για να υπολογίσω διατομή καλωδίου από Φ/Β [συστοιχία των 3] σε Ρ/Φ βάζω 17,6 Volts, Ι=25,46 Α ;;, 3 μέτρα, 1% ΠΤ ή κάνω κάτι λάθος;

5) Για να υπολογίσω διατομή καλωδίου από Ρ/Φ σε μπαταρία βάζω (ο κάθε Ρ/Φ συνδέεται με μία 3άδα και μία 2άδα παράλληλων πανέλων) 17,6+17,6=35,2 Volts, Ι=40 Α , 2 μέτρα, 1% ΠΤ ή όχι;

[genesis]

Βιτρούβιε, είναι λίγο μπλεγμένα όπως τα λες.

Τι εννοείς "Η κάθε πεντάδα θα αποτελείται από 3 παράλληλα + 2 παράλληλα πανέλα"??

Εφόσον τα πανέλα είναι όμοια θα πρέπει να είναι 2 πεντάδες όπου σε κάθε πεντάδα ΚΑΙ τα 5 είναι παράλληλα.

Σε αυτή τη περίπτωση το μέγιστο ρεύμα που μπορείς να περιμένεις σε κάθε 5άδα είναι 6,79Α χ 5 = 33,95Α.

Η τάση των Φ/Β δεν σε ενδιαφέρει σε αυτή τη φάση αφού θα προσαρμόζεται σε αυτήν των συσσωρευτών (αν οι ρυθμιστές φόρτισης είναι απλοί, τύπου PWM).

 

Με δεδομένο το μέγιστο ρεύμα και γνωστό το συνολικό μήκος του καλωδίου που θα συνδέει τα Φ/Β με τον Ρ/Φ, επιλέγεις μια τέτοια διατομή καλωδίου που να σου δίνει μια αποδεκτή απώλεια ισχύος στο καλώδιο.

Υπάρχουν σε σχετικούς πίνακες οι τιμές αντίστασης ανά χιλιόμετρο.

Π.χ. Αν επιλέξεις καλώδιο 10mm2 (εύκαμπτο Η07) και το συνολικό μήκος του είναι 30μ., τότε η συνολική του αντίσταση θα είναι περίπου 0,057ohm.

Όταν τα Φ/Β θα δίνουν 34Α η ισχύς που θα χάνεται σε θερμότητα θα είναι θεωρητικά 34 χ 34 χ 0,057 = 65W......όχι και λίγη. Στην ονομαστική ισχύ των Φ/Β είναι 6,5% απώλεια.

Το ίδιο καλώδιο σε 16mm2 έχει αντίσταση (στα 30μ.) 0,036ohm, δηλαδή σχεδόν τη μισή. Κάνε τον υπόλοιπο υπολογισμό για να δεις το αποτέλεσμα συγκριτικά.

 

Βέβαια, λάβε υπόψη ότι η απώλεια αυτή είναι η χειρότερη περίπτωση και ισχύει μόνο για το μέγιστο ρεύμα, δηλαδή για 1 - 2 ώρες την ημέρα. Σε ενδιάμεσες συνθήκες ισχύος, η απώλεια είναι πολύ μικρότερη.

 

Μια πολύ καλή λύση είναι να χρησιμοποιήσεις έναν προηγμένο Ρ/Φ τύπου MPPT ο οποίος σου επιτρέπει να συνδεσμολογήσεις τα Φ/Β σε σειρά ανά 2 ή ανά 3 ώστε να μεταφέρουμε την ισχύ στον Ρ/Φ σε υψηλότερη τάση με χαμηλότερο ρεύμα άρα και πολύ χαμηλότερη απώλεια. Ο Ρ/Φ τύπου ΜΡΡΤ μετατρέπει από την άλλη στην χαμηλότερη τάση της μπαταρίας αλλά με υψηλότερο ρεύμα.

Επίσης, λόγω της αρχής λειτουργίας του Ρ/Φ ΜΡΡΤ, κερδίζεις μέχρι 30% περισσότερη ενέργεια στην μπαταρία, από τα ίδια Φ/Β, σε σύγκριση με απλό Ρ/Φ PWM.

 

Από τον Ρ/Φ προς την μπαταρία χρησιμοποιείς τη μεγαλύτερη διατομή καλωδίου που σου επιτρέπουν οι υποδοχές του Ρ/Φ.

[Βιτρούβιος]

Τι εννοείς "Η κάθε πεντάδα θα αποτελείται από 3 παράλληλα + 2 παράλληλα πανέλα"??

Εφόσον τα πανέλα είναι όμοια θα πρέπει να είναι 2 πεντάδες όπου σε κάθε πεντάδα ΚΑΙ τα 5 είναι παράλληλα.

Σε αυτή τη περίπτωση το μέγιστο ρεύμα που μπορείς να περιμένεις σε κάθε 5άδα είναι 6,79Α χ 5 = 33,95Α.

Δε θα μπορούσε η σύνδεση να γίνει με τον τρόπο που λέω; Δλδ αντί για 1 5άδα παράλληλων πανέλων συνδεδεμένα στον Ρ/Φ μια 3άδα παράλληλων και άλλη μια 2άδα παράλληλων και όλα να πηγαίνουν στον Ρ/Φ. Έτσι θα δουλεύω με μικρότερα ρεύματα και μικρότερες διατομές.

[genesis]

Όπως εξήγησα παραπάνω, θα μπορούσε με Ρ/Φ τύπου ΜΡΡΤ όπως αυτός, με ρυθμιστή PWM όχι.

Και πάλι όμως θα έπρεπε οι συστοιχίες να είναι συμμετρικές. Όχι 3+2....αλλά 2+2 ή 3+3.

[Βιτρούβιος]

Υπάρχουν σε σχετικούς πίνακες οι τιμές αντίστασης ανά χιλιόμετρο.

Π.χ. Αν επιλέξεις καλώδιο 10mm2 (εύκαμπτο Η07) και το συνολικό μήκος του είναι 30μ., τότε η συνολική του αντίσταση θα είναι περίπου 0,057ohm.

 

Αν είναι εύκολο μπορείς να με κατευθήνεις να βρώ έναν τέτοιο κατάλογο; Έψαξα αλλά δε βρήκα.

 

Οι τιμές των αντιστάσεων εξαρτώνται από το είδος των καλωδίων; πχ μονοκλωνα, πολύκλωνα, solar;

 

Με ποια λογική διαστασιολογούμε; Κοιτάμε πχ η συνολική πτώση τάσης (από ΦΒ έως κατανάλωση) να είναι <1%. Αυτό αρκεί;

[genesis]

Συνήθως, αυτές οι πληροφορίες είναι διαθέσιμες από τον κατασκευαστή του καλωδίου.

Ένα παράδειγμα είναι αυτό.

[miltos]

Σε ένα οποιοδήποτε βιβλίο ηλεκτροτεχνίας ή ηλεκτρικών εγκαταστάσεων μπορείς να βρεις τη σχέση υπολογισμού της πτώσης τάσης.

[Βιτρούβιος]

Σε ευχαριστώ genesis.

 

Μάλλον θα καταλήξω στο 16άρι όπως τα υπολογίζω. Εν το μεταξύ τα άκρα των πανέλων είναι με συνδέσμους tyco. Μου λένε ότι για τα 10άρια καλώδια και πάνω δεν υπάρχουν σύνδεσμοι tyco και πρέπει να γίνει κάποια πατέντα. Επειδή δεν έχω διάθεση για παιχνίδια σε τέτοιες εγκαταστάσεις γνωρίζετε κάτι;

[genesis]

Βιτρούβιε, μην με παρεξηγήσεις, αλλά νομίζω ότι χρειάζεσαι λίγη βοήθεια από έναν ηλεκτρολόγο τεχνίτη - εγκαταστάτη!

Αν δεν θες να κόψεις τα βύσματα των Φ/Β (συμφωνώ), θα προεκτείνεις τα καλώδια κάθε Φ/Β με καλώδιο 4mm2 ή 6mm2 (στα οποία μπαίνουν τα βύσματα tyco), με ισομήκεις προεκτάσεις (π.χ. 3 μέτρων), τις οποίες θα οδηγήσεις σε ένα κουτί διακλάδωσης όπου με κλέμες ή με άλλο τρόπο σύνδεσης, θα παραλληλίζονται όλα και θα συνδέονται τελικά με το 16άρι.

[Βιτρούβιος]

Βιτρούβιε, μην με παρεξηγήσεις, αλλά νομίζω ότι χρειάζεσαι λίγη βοήθεια από έναν ηλεκτρολόγο τεχνίτη - εγκαταστάτη!

 

Δε σε παρεξηγώ καθόλου, και χρειάζομαι ΠΟΛΥ και όχι λίγη βοήθεια... Το κακό στην περίπτωση είναι ότι έχω αναλάβει μόνο την εμπορία, η οποία κατέληξε να γίνει από 3 διαφορετικές εταιρίες, και την εγκατάσταση θα την αναλάβει ο ιδικτήτης ο οποίος βέβαια δε τις ξέρει όλες αυτές τις λεπτομέρειες. Εγώ βέβαια του λέω να το αναθέσει σε εγκαταστάτη αλλά ....

 

Άλλη μία τώρα... Την καλωδίωση ανάμεσα στα Φ/Β και την μπαταρία πρέπει να έχουμε την επιλογή να την διακόπτουμε πχ για εργασία στην μπαταρία. Ο Ρ/Φ (PWM) δεν έχει διακόπτη ΟΝ/OFF. Σκέφτηκα κάποιον διακόπτη μεταξύ Φ/Β και Ρ/Φ. Είναι σωστή η σκέψη αρχικά και αν ναί τι διακόπτη προτείνεις;