Isı Dalgaları ve Güneş Kablosunun Değer Kaybı: PV Mühendislerinin Yeniden Kontrol Etmesi Gerekenler

10 Temmuz 2026'da Çin'in ulusal elektrik yükü, 1,518 milyar kW'lık yeni bir yıllık rekora ulaştı. Devam eden ısı, soğutma talebi ve endüstriyel üretimin yaz zirvesini daha da yükseğe çıkarması bekleniyor. Aynı zamanda güneş enerjisi kurulumları, yalnızca hava sıcaklığı nedeniyle değil, aynı zamanda çatılarda, kablo kanallarında ve açıktaki metal yüzeylerde biriken ısı nedeniyle de yılın en zorlu termal koşullarından bazılarında çalışıyor.Çin Ulusal Enerji İdaresi.

PV mühendisleri için bu tam zamanında bir hatırlatmadır: Güneş enerjisi kablosunun üzerine basılmış nominal kesit-tek başına kablonun güvenli bir şekilde ne kadar akım taşıyabileceğini belirlemez.

Ortam sıcaklığı, kurulum yöntemi, kablo gruplaması, iletken sıcaklığı, voltaj düşüşü ve konnektör kalitesinin birlikte kontrol edilmesi gerekir.

Hava durumu verileri normalde gölgeli hava sıcaklığını temsil eder. Modüllerin altına, karanlık bir çatıya veya metal bir yapıya yakın bir yere monte edilen bir PV kablosu, çok daha sıcak bir yerel ortamla karşılaşabilir.

Birkaç ısı kaynağı aynı anda hareket edebilir:

• Doğrudan güneş radyasyonu
• Çatıdan yansıyan veya yayılan ısı
• Modüllerin altında kısıtlı hava akışı
• Metal tepsiler veya kanallar tarafından emilen ısı
• İletken içindeki elektriksel kayıplar
• Konektörlerde ve uçlarda üretilen ısı

Bu, mühendislerin bölgesel hava tahminlerini tek tasarım sıcaklığı olarak kullanmamaları gerektiği anlamına gelir. Gerçek kablo güzergahı dikkate alınmalıdır.

Serbest havada asılı duran bir kablo, genellikle ısıyı, bir kablo kanalı içine yerleştirilen veya diğer yüklü kablolarla sıkı bir şekilde gruplandırılan aynı kabloya göre daha etkili bir şekilde dağıtır. Aynı iletken boyutuna sahip iki kablo bu nedenle farklı izin verilen akımlara sahip olabilir.

EN 50618'e uygun olarak üretilen H1Z2Z2-K kablo, zorlu dış mekan PV uygulamaları için tasarlanmıştır. Normalde çapraz bağlı, halojen içermeyen izolasyon ve kılıf malzemelerine sahip Sınıf 5 kalaylı-bakır iletken kullanır.

Ancak sıcaklık derecesi bazen yanlış anlaşılıyor.

EN 50618-tipi kablo genellikle normal sürekli çalışma sırasında maksimum 90 derece iletken sıcaklığına göre tasarlanmıştır. 120 derecede çalışma, standardın tanımladığı koşullar altında toplam 20.000 saat ile sınırlıdır; normal sürekli tasarım hedefi değildir. Temsili bir üretici spesifikasyonu, 90 derece normal sınırı ve sınırlı 120 derece koşulunu doğrular.LAPP H1Z2Z2-K teknik veriler

Ayrım önemlidir çünkü:

• Ortam sıcaklığı kablonun etrafındaki sıcaklıktır.
• İletken sıcaklığı kablonun içinde ulaşılan sıcaklıktır.
• Akım-taşıma kapasitesi, tanımlanmış bir kurulum koşulu altında iletkeni izin verilen sıcaklıkta tutan akımdır.

"90 derece" işaretli bir kablo, yayınlanmış referans akımını 90 derecelik ortam havasında taşımaya otomatik olarak uygun değildir. Çevre zaten sıcaksa, kablonun kendi direncinin ürettiği ısıyı serbest bırakma kapasitesi çok daha az olur.

Mevcut-taşıma kapasitesi tabloları belirli referans koşullarına dayanmaktadır. Bunlar, serbest havada tek bir kabloyu, tanımlanmış bir ortam sıcaklığını, belirli bir iletken sıcaklığını ve varsayılan bir kurulum yöntemini içerebilir.

Örneğin, bir Prysmian H1Z2Z2-K 6 mm² kablo veri sayfası, kablonun havada serbestçe mi yoksa bir yüzeye mi monte edildiğine bağlı olarak farklı akım değerleri verir. Belirtilen değerler 60 derecelik ortam sıcaklığına dayanmaktadır; bu da bir hacim sayısının arkasındaki koşulların neden sayının kendisi kadar önemli olduğunu göstermektedir. Prysmian TECSUN H1Z2Z2-K veri sayfası

Uygulamada izin verilen akım kavramsal olarak şu şekilde ifade edilebilir:

Düzeltme faktörleri geçerli elektrik standardından, yerel yasadan veya doğrulanmış üretici verilerinden gelmelidir. Tahmin edilmemeleri gerekir.

Mühendisler en azından aşağıdakileri doğrulamalıdır:

Uluslararası düzeyde IEC 62548-1, DC dizisi kablolaması ve elektriksel koruma dahil olmak üzere PV dizisi tasarım gereksinimlerini kapsar. Kablo boyutlandırması aynı zamanda IEC 60364 serisi gibi standartlardan türetilen ilgili ulusal kurallara da uygun olmalıdır. IEC 62548-1:2023

Kablo gruplaması özellikle birleştirici kutular, invertör girişleri, tepsi dirsekleri ve kablo kanalı bölümleri çevresinde önemlidir.

Birkaç yüklü kablo birbirine yakın monte edildiğinde her kablo diğerlerini ısıtır ve hava akışı azalır. Güzergahın büyük bir kısmı açık ve iyi havalandırılmış olsa bile, kısa ve sıkışık bir bölüm termal darboğaz haline gelebilir.

Dikkat gerektiren tipik alanlar şunlardır:

• Sıkı bir demet halinde bağlanmış çoklu dizi kabloları
• Pozitif ve negatif iletkenler tek bir kanalda toplanmış
• Kablo kanalları tasarım varsayımlarının ötesinde doldurulmuştur
• Birleştirici kutunun hemen altında yoğun kablolama
• Doğrudan sıcak çatı kaplama malzemelerine dayanan kablolar
• Modüllerin arkasında kalan sarmal fazla kablo

Sıkı kablo bağları ayrıca mekanik stres oluşturabilir ve termal genleşme sırasında hareketi kısıtlayabilir. Kablolar ezilmeden desteklenmeli ve üreticinin minimum bükülme yarıçapına uyulmalıdır.

Uygulanabilir olduğu durumlarda, mesafeyi artırmak veya havalandırmayı iyileştirmek, yalnızca iletken boyutunu artırmaktan daha etkili olabilir.

Kablo sıcaklığı yalıtım ömründen daha fazlasını etkiler. İletken ısındıkça bakırın elektrik direnci artar.

Mühendislik tahminlerine göre bakır direnci, referans sıcaklığın üzerindeki her 1 derecelik artışta yaklaşık %0,39 oranında artmaktadır. Bu nedenle 80 derecede çalışan bir iletken, 20 derecede ölçülen aynı iletkene göre önemli ölçüde daha yüksek dirence sahip olacaktır.

Sonuç:

• Daha büyük voltaj düşüşü
• Daha yüksek I2RI^2RI2R kayıpları
• Daha düşük sağlanan güç
• Ek iletken ısıtma

PV kablo direnci normalde IEC 60228 kapsamında 20 derecede belirtilir. IEC 60228, güneş kablolarında yaygın olarak kullanılan Sınıf 5 esnek iletkenler de dahil olmak üzere iletken yapısını ve maksimum direnç gereksinimlerini tanımlar.IEC 60228:2023

Bu nedenle voltaj-düşüş hesaplamaları yalnızca 20 derecelik katalog değerine göre değil, beklenen çalışma sıcaklığına göre düzeltilmiş direnci- kullanmalıdır.

Bu özellikle aşağıdakiler için önemlidir:

• Uzun dizi devreleri
• Merkezi invertör düzenleri
• Büyük yere-monteli bitkiler
• Dolaylı kablo yollarına sahip çatı sistemleri
• İnverterin alt MPPT voltaj sınırına yakın çalışan sistemler

PV devreleri sıradan, kararlı DC yükler değildir. Tasarım akımları, ilgili tasarım standardı ve yerel düzenlemeler kapsamında dizinin üretebileceği maksimum akımı yansıtmalıdır.

Hesaplamanın aşağıdakileri dikkate alması gerekebilir:

• Modül kısa-devre akımı
• Paralel dizeler
• Gerekli güvenlik veya sürekli-akım faktörleri
• Bifasiyal kazanç
• Standart test koşullarının üzerindeki ışınım
• Mevcut katkıyı-tersine çevir
• Aşırı akım koruması
• Gelecekteki modül veya dize yapılandırma değişiklikleri

Yaygın bir hata, modül çalışma akımını doğrudan kablo kataloğu derecelendirmesiyle karşılaştırmaktır. Bu, hem gerekli PV tasarımı-akım faktörünü, hem de kurulum ortamının neden olduğu termal azalmayı göz ardı edebilir.

Doğru sıra şu şekildedir:

• PV devre tasarım akımını oluşturun.
• Referans kablo yoğunluğunu belirleyin.
• Gerekli tüm düzeltme faktörlerini uygulayın.
• Düzeltilmiş akımın tasarım akımını aştığını doğrulayın.
• Gerilim düşüşünü ve güç kaybını kontrol edin.
• Korumayı ve konnektör uyumluluğunu doğrulayın.

Bu kontrollerden yalnızca birini geçmek yeterli değildir.

Doğru boyuttaki bir kablo kötü bağlantıyı telafi edemez.

Konektör sıcaklık artışının nedeni şunlar olabilir:

• Yanlış veya eksik sıkma
• Yanlış sıkma aleti veya kalıp
• Kablonun{0}}kesiti bağlayıcının onaylanan aralığının dışında
• Kablo dış çapı contayla uyumsuz
• Kirlenmiş veya hasar görmüş kontaklar
• Tam olarak takılmamış konektörler
• Farklı üreticilerin konnektör bileşenlerini karıştırma
• Su girişi ve korozyon
• Bağlantıda aşırı mekanik gerilim

Bu kusurlar temas direncini artırır. Isı üretimi P=I2RP=I^2RP=I2R'yi takip ettiğinden, nispeten küçük bir direnç artışı bile akım yüksek olduğunda önemli miktarda yerel ısınma yaratabilir.

NREL, aşırı ısınma, yumuşama ve fiziksel bozulma içeren sistem konnektörü arızalarının-PV-dengesi hatalarını belgelemiştir; ciddi durumlar potansiyel olarak açık devrelere, arklara veya yangına neden olabilir. Sistem dayanıklılığı araştırmasının-NREL dengesi-

Bir sıcak hava dalgası sırasında, marjinal bir bağlantı daha az termal boşluk payına sahiptir. Bu nedenle mühendisler kablo ve konnektörü ayrı ürünler olarak değil, tek bir uyumlu sistem olarak ele almalıdır.

İyi yönlendirme hem termal hem de mekanik stresi azaltır.

Mümkün olduğunda:

• Kabloları aşırı ısı biriktiren yüzeylerden uzak tutun.
• Açıktaki DC kabloların etrafında hava akışını koruyun.
• Gereksiz gruplamalardan ve sıkı bir şekilde paketlenmiş borulardan kaçının.
• Kabloları keskin metal kenarlardan koruyun.
• Kabloların su veya pislik içinde kalmasını önleyin.
• Ağırlıklarının kablo tarafından taşınmaması için konnektörleri destekleyin.
• Gevşek kabloların modüllerin arka yüzeyine temas etmesinden kaçının.
• DC kablolarını ilgisiz ısı-üreten ekipmanlardan ayırın.
• Proje ömrüne uygun, UV- ve hava koşullarına- dayanıklı destekler kullanın.

Çatı sistemleri için yönlendirmede bakım ve yangınla mücadele için erişim de dikkate alınmalıdır. Teknik olarak doğru iletken boyutu, kötü yönlendirilmiş bir devreyi güvenilir kılmaz.

Isı dalgaları, zayıf noktaları belirlemek için yararlı bir fırsat sağlar çünkü termal problemler, yüksek ışınım ve yüksek akım altında daha görünür hale gelir.

Muayene, temsili çalışma koşulları altında kalifiye personel tarafından gerçekleştirilmelidir. Yararlı kontroller şunları içerir:

• Konektörlerin, birleştirici kutuların ve bağlantı uçlarının kızılötesi denetimi
• Benzer dizeler arasındaki sıcaklık karşılaştırması
• Renk bozulması, deformasyon veya çatlak kablo kılıfları açısından görsel inceleme
• Konektör bağlantısının doğrulanması
• Kablo desteklerinin ve bükülme yarıçapının incelenmesi
• Paralel dizeler arasındaki güncel karşılaştırma
• Gerektiğinde yalıtım-direnç testi
• Üreticinin prosedürüne göre koruyucu cihazların ve terminal torkunun incelenmesi

Mutlak sıcaklık tek başına her zaman sorunu tanımlamaz. Benzer akımı taşıyan eşdeğer bileşenlerden gözle görülür derecede daha sıcak olan bir konnektör veya kablo bölümü araştırmayı hak etmektedir.

Bir parça sıkıldıktan veya değiştirildikten sonra devreye-yeniden enerji verilmemelidir. Mühendisler yanlış kıvrım, uyumsuz bileşen, aşırı yük, hasarlı iletken veya kötü yönlendirme gibi altta yatan nedeni belirlemelidir.

Yeni bir tasarımı onaylamadan önce-veya bir sonraki aşırı sıcaklık döneminden önce-PV mühendisleri şunları yeniden kontrol etmelidir:

 Yalnızca yayınlanan hava sıcaklığı değil, maksimum yerel sıcaklık

 Kablo kapasitesi tablosunun arkasındaki referans koşulları

 Sıcaklık, gruplandırma ve kurulum düzeltme faktörleri

 Gerçek PV devre tasarımı akımı

 Beklenen iletken sıcaklığında voltaj düşüşü

 Kablo ve konnektör akım değerleri

 Kablo kesiti ve dış-çap uyumluluğu

 Sıkma aletleri ve kurulum prosedürleri

 Birleştirici kutuların ve invertörlerin yakınındaki sıkışık bölümler

 İşletim sistemlerinden termal inceleme sonuçları

 Koruma koordinasyonu ve arıza-akımı gereksinimleri

 Projenin geçerli standartlarına ve yerel yasalara uygunluk

Sertifikalı bir H1Z2Z2-K kablosunun seçilmesi önemli bir başlangıç ​​noktasıdır ancak sertifikasyon, mühendislik hesaplamaları ihtiyacını ortadan kaldırmaz.

Aşırı ısınma sırasında güvenilir performans sistemin tamamına bağlıdır: iletken kalitesi, kablo yapısı, kurulum yöntemi, düzeltme faktörleri, voltaj-düşüş kontrolü, konektör uyumluluğu ve kurulum işçiliği.

EPC yüklenicileri ve proje alıcıları için en güvenli yaklaşım, satın almadan önce bu koşulları gözden geçirmektir. Tasarım sırasında kablo boyutunu veya konnektör özelliklerini değiştirmek nispeten basittir. Devreye alma sonrasında aşırı ısınmış kabloların değiştirilmesi değildir.

SINELINKçatı üstü ve şebeke ölçekli projeler için sertifikalı güneş enerjisi kabloları, uyumlu PV konnektörleri ve destekleyici aksesuarlar sağlar{0}}. Kablo kesiti, dış çapı, konnektör uyumluluğu ve projeye-özel belgeler, teklif ve üretimden önce incelenebilir.