戶用光伏電纜的經濟性選擇與敷設方式
光伏產業網訊
發布日期：2018-02-01
核心提示：
在光伏系統中，由于線路安裝的環境不一樣，造成交流電纜也溫度不一樣。逆變器和并網點距離不一樣，造成電纜上的壓降不一樣。溫度和壓降都會影響到系統的損耗，因此要合理設計逆變器輸出電流的線徑，綜合考慮各方面的因素，既要減少光伏電站的初始投資，又要減少系統的線路損耗。
在光伏系統中，由于線路安裝的環境不一樣，造成交流電纜也溫度不一樣。逆變器和并網點距離不一樣，造成電纜上的壓降不一樣。溫度和壓降都會影響到系統的損耗，因此要合理設計逆變器輸出電流的線徑，綜合考慮各方面的因素，既要減少光伏電站的初始投資，又要減少系統的線路損耗。
在做電纜設計選型時，技術上主要考慮電纜的額定載流量、電壓、溫度等技術參數，安裝時還是考慮電纜的外徑，彎曲半徑，防火等，計算造價時考慮電纜的價格。
一、逆變器輸出電流和電纜載流量要一致
逆變器輸出電流是由功率決定的，單相逆變器電流＝功率/230，三相逆變器電流＝功率/（400*1.732），有的逆變器還可以1.1倍過載，參考下圖：
電纜載流量是由材料、線徑、溫度決定的，電纜有銅線和鋁線兩種，各有用處，從安全性出發，建議逆變器輸出交流電纜用銅線。單相一般選BVR軟線，聚氯乙烯絕緣，銅芯（軟）布電線電壓等級為300/500V，三相選450/750電壓（或者0.6kV/1kV)等級的YJV、YJLV輻照交聯聚乙烯絕緣聚氯乙烯護套電力電纜，導線的截流量和溫度之間的關系，如果環境溫度高于35℃，溫度每增加5℃時，允許電流應減小10%左右；如果周圍環境溫度低于35℃，溫度每降低5℃時，允許電流可增加10%左右，一般情況下，電纜如果安裝在室內通風的地方，最高環境溫度40度以下，如果安裝在室外有陽光曬到的地方，最高環境溫度有可能到50度。
如1臺20kW逆變器，輸出電流是32A，參考表中，4平方電纜在40度時，載流量是32A，6平方電纜在50度時，載流量是33A，因此20kW逆變器選用4平方的電纜或者6平方電纜，就可以滿足要求。
二、電纜經濟性設計
有些地方逆變器離并網點比較遠，電纜雖然可以滿足載流量的要求，但由于電纜比較長，線路損耗就比較大，這時就可以考慮用線經大的電纜來減少損失，因為電纜線經越大，內阻越少。不過還要考慮電纜的價格，逆變器交流輸出密封接線端子的外徑。
如一臺20kW電站，逆變器到并網點3根電纜線總長度100米，平均一天日照時間為4小時，輸出電流按32A，輸出電纜可以選用4mm，6mm和10mm，16mm。4平方電纜總內阻0.46歐姆，市場價格是3.5元/米；6平方電纜總內阻0.31歐姆，市場價格是4.8元/米；10平方電纜總內阻0.18歐姆，市場價格是9.5元/米；16平方電纜總內阻0.115歐姆，市場價格是13.5元/米。
選用4平方電纜，一天的損耗為I²Rt=（302*0.46*4）/1000=1.656度，一年約600度電，按每度電成本0.75元算，一年損失450元；
選用6平方電纜，一天的損耗為I²Rt=（302*0.31*4）/1000=1.116度，一年約400度電，按每度電成本0.75元算，一年損失300元；
選用10平方電纜，一天的損耗為I²Rt=（302*0.18*4）/1000=0.65度，一年約240度電，按每度電成本0.75元算，一年損失180元；
選用16平方電纜，一天的損耗為I²Rt=（302*0.115*4）/1000=0.414度，一年約150度電，按每度電成本0.75元算，一年損失110元。
三、光伏發電系統的電纜施工
光伏發電工程中電纜工程建設關系重大，敷設方式選擇直接影響著建設費用，所以合理規劃、正確選擇電纜的敷設方式，是電纜設計工作的重要環節。
1、電纜的敷設電纜敷設方式根據工程情況、環境條件和電纜規格型號、數量等因素綜合考慮，且按滿足運行可靠、便于維護的要求和技術經濟合理的原則來選擇。光伏發電項目直流電纜的敷設主要有直埋鋪沙墊磚敷設、穿管敷設、槽架內敷設、電纜溝敷設、隧道敷設等。
交流電纜的敷設與一般電力系統敷設方式差異不大。直流電纜多用于光伏組件之間、組串至直流匯流箱之間、匯流箱至逆變器之間，其截面積小、數量大，通常情況下電纜沿組件支架綁扎或穿管直埋進行敷設，直流電纜在敷設時一般需要考慮：
?。?）組件之間連接電纜及組串與匯流箱之間連接電纜，盡可能利用組件支架作為電纜敷設的通道支撐與固定，可在一定程度上降低環境因素的影響的作用。
?。?）電纜敷設的受力要均勻適當，不宜過緊，光伏場所一般晝夜溫差較大，應避免熱脹冷縮造成線纜斷裂。
（3）在建筑物表面的光伏材料電纜引線，要考慮建筑整體美觀，敷設位置應避開在墻和支架的銳角邊緣布設電纜，以免切、磨損傷絕緣層引起短路，或受剪切力切斷導線引起斷路。同時要考慮電纜線路遭直擊雷等問題。
?。?）合理規劃電纜敷設路徑，減少交叉，盡可能的合并敷設以減少項目施工過程中的土方開挖量以及電纜用量。
2、電纜的連接光伏發電系統中的直流線纜多為室外敷設，連接方式以接頭插接為主，可穿管中加以保護，利用組件支架作為電纜敷設的通道和固定，降低環境因素的影響。其他的電纜連接與一般電力系統中電纜連接方式大致相同。
光伏線纜雖然僅僅是光伏系統中的一個小部分，如何選擇合適的線纜來保障降低項目事故率低、提高供電可靠性、施工運行維護方便卻不如想象中容易。希望本文能的介紹，能夠為您在日后設計選型中提供一定的理論支持。