كيفية اختيار الكابل المناسب لأنظمة تخزين الطاقة: دليل كامل

في العصر الحالي من تحول الطاقة, أنظمة تخزين الطاقة (ساي) أصبحت ركيزة أساسية لضمان استقرار الشبكة الكهربائية, دمج المصادر المتجددة مثل الطاقة الشمسية وطاقة الرياح, وتحسين استهلاك الطاقة في المنازل, الصناعات والمجتمعات. لكن, تفشل العديد من مشاريع التخزين في إيلاء الاهتمام اللازم لعنصر يبدو بسيطًا ولكنه بالغ الأهمية: الكابلات. الكابلات ليست مجرد “موصلات الكهرباء”; هي الدورة الدموية في SAE, المسؤولة عن نقل الطاقة بشكل آمن, فعالة ودائمة. يمكن أن يؤدي اختيار الكابل الخاطئ إلى ارتفاع درجة الحرارة, خسائر الطاقة, فشل النظام, مخاطر الحريق وحتى إبطال الضمانات. هكذا, في هذه المدونة, سنتعمق في كيفية اختيار الكابل المناسب لنظام تخزين الطاقة لديك., معالجة جميع العوامل الرئيسية, اللوائح المعمول بها والتوصيات العملية التي تتكيف مع السيناريوهات المختلفة. استمر في القراءة لتجنب الأخطاء المكلفة وتعظيم أداء SAE الخاص بك!

لماذا تعتبر الكابلات ضرورية لأداء وسلامة أنظمة تخزين الطاقة

قبل الدخول في تفاصيل الاختيار, من الضروري أن نفهم لماذا تعتبر الكابلات عنصرًا لا يمكن الاستغناء عنه في أنظمة تخزين الطاقة. على عكس الكابلات المستخدمة في الشبكات الكهربائية التقليدية, يجب أن تستوفي كابلات SAE ظروف التشغيل المحددة: التيارات المتغيرة (وخاصة في الأنظمة المرتبطة بمصادر الطاقة المتجددة), دورات الشحن والتفريغ المتكررة, وفي بعض الأحيان بيئات معادية (درجات الحرارة القصوى, رطوبة, التعرض للمواد الكيميائية أو الإشعاع الشمسي).

أولاً, أمان. يمكن أن يسخن الكابل غير المناسب بسبب التيار الزائد, مما يسبب تدهور العزل, خطر ماس كهربائي و, في أسوأ الأحوال, حرائق. وفقا لبيانات الجمعية الدولية للسلامة الكهربائية (IEC), أكثر من 30% من حالات الفشل في أنظمة تخزين الطاقة ترجع إلى مشاكل تتعلق بالكابلات والموصلات.

ثانية, أداء الطاقة. تتسبب الكابلات ذات المقاومة الكهربائية العالية في فقدان الطاقة على شكل حرارة, مما يقلل من كفاءة SAE. في نظام صناعي واسع النطاق, ويمكن أن تترجم هذه الخسائر إلى آلاف اليورو سنويا. علي سبيل المثال, سلك نحاسي ذو مقطع عرضي غير كافٍ في SAE of 1 ميغاواط ساعة يمكن أن تولد خسائر 5-8%, مما يعني انخفاضًا كبيرًا في الطاقة القابلة للاستخدام.

ثالث, المتانة والتكلفة على المدى الطويل. تتطلب الكابلات ذات الجودة المنخفضة استبدالًا متكررًا, مما يزيد من تكاليف الصيانة وتوقف النظام. على العكس تماما, كابل مناسب, تم اختيارها وفقًا للاحتياجات المحددة لـ SAE, يمكن أن يكون لها حياة مفيدة 15-20 سنوات, تتماشى مع عمر مكونات التخزين الرئيسية (مثل البطاريات أو العاكسون).

باختصار, الكابلات هي “العظام الهيكلية” من SAE: اختياره الصحيح ليس نفقة إضافية, بل استثمار يضمن الأمن, الكفاءة والربحية على المدى الطويل.

العوامل الرئيسية لاختيار الكابلات لأنظمة تخزين الطاقة: دليل خطوة بخطوة

لا يعد اختيار الكابل لـ SAE عملية عامة; يعتمد على مجموعة من العوامل الفنية, التشغيلية والبيئية. ثم, نحن نحلل كل واحد منهم بالتفصيل, مع أمثلة عملية لأنواع مختلفة من الأنظمة (سكني, تجاري وصناعي).

1. القدرة الحالية (السعة): العامل الأساسي لتجنب ارتفاع درجة الحرارة

تشير السعة إلى الحد الأقصى لمقدار التيار الذي يمكن أن يحمله الكابل بأمان دون تجاوز حدود درجة الحرارة التي تحددها اللوائح.. هذا العامل هو الأكثر أهمية, لأن التيار الزائد يسبب تدهور العزل والأعطال المذكورة أعلاه.

لحساب السعة اللازمة, يجب أن تأخذ في الاعتبار قيمتين رئيسيتين لـ SAE: النظام الحالي والذروة الحالية. التيار المقنن هو التيار الذي يتدفق أثناء التشغيل العادي, بينما يحدث ذروة التيار في حالات الشحن/التفريغ السريع (على سبيل المثال, أثناء انقطاع التيار الكهربائي أو ذروة الاستهلاك). بشكل عام, يجب أن يدعم الكابل على الأقل 125% من التيار المقدر (وفقًا للوائح NEC 480 لأنظمة البطاريات) لتغطية حالات الذروة.

مثال عملي: نظام سكني 5 كيلوواط ساعة مع العاكس 3 كيلوواط (التصنيف الحالي = 3000 دبليو / 230 الخامس = 13 أ) يتطلب كبلًا بحد أدنى من السعة 13 أ س 1,25 = 16,25 أ. في هذه الحالة, سلك نحاسي واحد AWG 12 (قسم 3,31 مم²) مناسب, منذ سعتها 20 في البيئات المغلقة.

مثال آخر: نظام 100 MWh مع التيار المقنن 500 أ. الحد الأدنى من السعة المطلوبة هو 500 أ س 1,25 = 625 أ. هنا, يوصى باستخدام كابل نحاسي مقطعي 300 مم² (سعة 630 أ) أو كابل الألومنيوم 400 مم² (سعة مماثلة, ولكن بتكلفة أقل).

من المهم أيضًا مراعاة تأثير التجميع: إذا تم تركيب عدة كابلات معًا في قناة أو أنبوب, يتم تقليل تبديد الحرارة, ولذلك فمن الضروري زيادة المقطع العرضي للكابل (عموما أ 20-30% إضافي) للحفاظ على السعة. علي سبيل المثال, ثلاثة أسلاك AWG 10 (السعة 30 أ) يتطلب تركيبها معًا استبدالها بأسلاك AWG 8 (السعة 40 أ) لتجنب ارتفاع درجة الحرارة.

2. الجهد الاسمي: التكيف مع نوع النظام (CC أو CA) والجهد لها

يمكن أن تعمل أنظمة تخزين الطاقة بالتيار المباشر (نسخة) أو التيار المتردد (كاليفورنيا), ويجب أن يكون الكابل متوافقًا مع الجهد المقنن للنظام لضمان سلامة العزل ومنع تسرب التيار.

لأنظمة العاصمة (الأكثر شيوعا في تخزين البطارية, مثل ليثيوم أيون أو حمض الرصاص), يجب أن يتمتع الكابل بتصنيف جهد تيار مستمر أعلى من الحد الأقصى لجهد بنك البطارية. علي سبيل المثال, بنك بطارية ليثيوم أيون 48 الخامس (أقصى جهد للشحن 54 الخامس) يتطلب كابلًا بتصنيف 600 في سي سي, نظرًا لأنه المعيار الأكثر شيوعًا ويوفر هامش أمان.

لأنظمة التيار المتردد (متصلة بشكل عام بالشبكة الكهربائية أو العاكسات), يجب أن يتوافق الكابل مع تصنيف جهد التيار المتردد الخاص بالبلد. في أوروبا, المعيار هو 400 الخامس (ثلاث مراحل الجهد) ا 230 الخامس (مرحلة واحدة), لذلك يجب أن يكون للكابلات الحد الأدنى من التصنيف 600/1000 الخامس كاليفورنيا.

من الأخطاء الشائعة استخدام كابلات التيار المتردد لأنظمة التيار المستمر: على الرغم من أن الجهد الاسمي قد يكون مماثلاً, لم يتم تصميم عزل كابل التيار المتردد لتحمل القطبية الثابتة للتيار المستمر, والتي يمكن أن تؤدي إلى تدهور المواد مع مرور الوقت. على العكس تماما, تعتبر كابلات التيار المستمر مناسبة للتيار المتردد في بعض الحالات, لكن تكلفتها أعلى بشكل عام, لذا فهو ليس حلاً اقتصاديًا.

3. موصل المواد: النحاس مقابل.. الألومنيوم, مزايا وعيوب

المادتان الأكثر استخدامًا لموصلات كابلات SAE هما النحاس والألومنيوم.. كل واحد لديه ميزات تجعله مناسبًا لسيناريوهات مختلفة., ويعتمد الاختيار على عوامل مثل التكلفة, وزن, السعة وسهولة التثبيت.

نحاس: إنها المادة المثالية لكابلات SAE بسبب مقاومتها الكهربائية المنخفضة (1,72 × 10⁻⁸ أوم·م), ليونة عالية (سهلة الطي والتوصيل) ومقاومة التآكل. مزاياها الرئيسية هي:

• انخفاض فقدان الطاقة مقارنة بالألمنيوم.
• سعة أعلى لكل وحدة مقطع عرضي (سلك نحاسي 10 ملم² له نفس سعة الألومنيوم 16 مم²).
• تقليل خطر الأكسدة في الاتصالات, الحد من مشاكل المقاومة الإضافية.

عيبها الرئيسي هو التكلفة: النحاس بين 3-4 مرات أكثر تكلفة من الألومنيوم, مما يجعلها أقل قدرة على المنافسة في الأنظمة واسعة النطاق.

الألومنيوم: إنه بديل اقتصادي, خاصة بالنسبة للمشاريع الصناعية أو التجارية ذات مسافات الأسلاك الطويلة. خصائصه هي:

• انخفاض التكلفة (عن 0,8 يورو/كجم مقابل. 3,5 يورو/كجم من النحاس).
• وزن أقل (2,7 جم/سم3 مقابل. 8,96 جم/سم3 من النحاس), مما يسهل التثبيت على المرتفعات أو المسافات الطويلة.

لكن, له عيوب تتطلب الاهتمام:

• مقاومة كهربائية أكبر (2,83 × 10⁻⁸ أوم·م), لذلك تحتاج إلى مقاطع عرضية أكبر لتتناسب مع سعة النحاس.
• ميل أكبر للأكسدة: أكسيد الألومنيوم مقاوم للكهرباء, لذلك يجب معالجة الوصلات بمركبات مضادة للأكسدة واستخدام أطراف محددة (مثل تلك المكسوة بالنحاس).
• ليونة أقل: من المرجح أن ينكسر مع الانحناء المتكرر, مما يحد من استخدامه في الأنظمة ذات التركيبات المعقدة.

التوصيات: للأنظمة السكنية أو التجارية الصغيرة (حتى 100 كيلوواط ساعة), يعد النحاس هو الخيار الأفضل لموثوقيته وقلة صيانته. للأنظمة الصناعية (اكثر من 1 ميغاواط ساعة) أو مسافات طويلة (اكثر من 50 م), الألومنيوم يمكن أن يكون بديلا اقتصاديا, بشرط استخدام التوصيلات المناسبة وزيادة المقطع العرضي.

4. عزلة: الحماية من المخاطر البيئية والكهربائية

العزل هو الطبقة الخارجية للكابل التي تفصل الموصل عن البيئة وتمنع تسرب التيار., الدوائر القصيرة والاتصالات العرضية. يعتمد اختيارك على بيئة التثبيت (الداخلية, الخارج, مبتل, تآكل) ودرجات حرارة التشغيل SAE.

المواد العازلة الأكثر شيوعا هي:

1. PVC (كلوريد البوليفينيل): إنها المادة الأكثر اقتصادا وتستخدم في التركيبات الداخلية الجافة.. لديها درجة حرارة التشغيل القصوى 70-90 درجة مئوية ومقاومة للصدمات, ولكنها ليست مناسبة للبيئات الرطبة, في الهواء الطلق أو التعرض للإشعاع الشمسي (يتحلل مع مرور الوقت). مثالية للأنظمة السكنية المثبتة في المرائب أو اللوحات الكهربائية.
2. XLPE (البولي إيثيلين المتقاطع): هذا هو المعيار لأنظمة تخزين الطاقة, بفضل مقاومته لدرجات الحرارة العالية (حتى 90-125 درجة مئوية), النفاذية ومقاومة التآكل والأشعة فوق البنفسجية. إنها مناسبة للمنشآت الخارجية, مبتل (مثل الطوابق السفلية أو المناطق الساحلية) والأنظمة ذات درجات حرارة التشغيل العالية (مثل بطاريات Li-ion التي تولد الحرارة أثناء الشحن). عيبه الوحيد هو التكلفة الأعلى من PVC., لكن متانتها تعوضها.
3. إي بي آر (المطاط الصناعي الإيثيلين البروبيلين): إنها مادة مرنة ومقاومة لدرجات الحرارة المرتفعة. (حتى 150 درجة مئوية), مثالية لأنظمة التخزين المتنقلة (مثل تلك المستخدمة في السيارات الكهربائية أو المشاريع المؤقتة) أو المنشآت حيث يجب ثني الكابل بشكل متكرر. كما أنها مقاومة للمواد الكيميائية, لذلك يتم استخدامه في الصناعات التي تتعرض للمذيبات أو الزيوت.
4. سيليكون: تستخدم في الأنظمة ذات درجات الحرارة القصوى (حتى 200 درجة مئوية), مثل SAEs المتصلة بمولدات الطاقة الشمسية المركزة أو العمليات الصناعية ذات الحرارة الشديدة. أنها مكلفة للغاية, لذلك يقتصر استخدامه على تطبيقات محددة.

بالإضافة إلى المواد العازلة, من المهم مراعاة طبقة التدريع في البيئات ذات التداخل الكهرومغناطيسي (إيمي). الكابلات المحمية (مع شبكة النحاس أو الألومنيوم) منع SAE من التأثر بالمعدات الإلكترونية القريبة (مثل المحركات أو الاتصالات) والعكس صحيح. وهذا أمر بالغ الأهمية في أنظمة التخزين المتصلة بالشبكات الذكية أو أنظمة المراقبة..

5. بيئة التثبيت: التكيف مع الظروف القاسية

تحدد البيئة التي تم تركيب الكابل فيها إلى حد كبير اختياره, بسبب عوامل مثل درجة الحرارة, رطوبة, اشعاع شمسي, يمكن أن يؤثر التآكل والتعرض للحيوانات أو التأثيرات على أدائه وعمره الافتراضي.. ثم, توصيات للسيناريوهات المشتركة:

• المنشآت الجافة في الأماكن المغلقة (اللوحات الكهربائية, المرائب): الكابلات ذات العزل PVC أو XLPE, لا حاجة للتدريع. إعطاء الأولوية للسعة وسهولة التثبيت.
• مرافق خارجية (أسباب, أسطح بألواح شمسية): الكابلات المعزولة XLPE المقاومة للأشعة فوق البنفسجية, مقاوم للماء ومع طبقة حماية ضد القوارض (جديلة النايلون كومو). إذا كان التثبيت في المناطق الباردة (تحت -20 درجة مئوية), اختر الكابلات ذات العزل المرن (مثل EPR) لمنعهم من أن يصبحوا صعبين وكسر.
• البيئات الرطبة أو المسببة للتآكل (مناطق الساحل, أقبية قابلة للفيضانات): الكابلات ذات العزل XLPE أو EPR, محمية بشبكة نحاسية وطلاء خارجي مقاوم للملوحة أو المواد الكيميائية. يُنصح أيضًا باستخدام الكابلات ذات الموصل النحاسي المعلب (المغلفة بالقصدير) لزيادة مقاومة التآكل.
• البيئات الصناعية (المصانع, محطات المعالجة): الكابلات ذات العزل المقاوم للمواد الكيميائية (EPR حول السيليكون), محمية لـ EMI ومع طلاء مضاد للصدمات. إذا كان هناك تعرض لدرجات حرارة عالية, اختر المواد ذات درجة حرارة التشغيل القصوى أعلى من 125 درجة مئوية.
• مرافق تحت الأرض: الكابلات المغلفة بالبولي ايثيلين (PE) مقاومة للضغط وتآكل التربة. من الضروري حمايتها بأنابيب PVC أو الفولاذ لتجنب الضرر الناتج عن الحفريات أو الضغط الأرضي..

6. اللوائح والمعايير: الامتثال لضمان الأمن والموثوقية

يعد الالتزام باللوائح والمعايير أمرًا إلزاميًا لأي مشروع لنظام تخزين الطاقة, حيث يضمن أن الكابلات آمنة ومتوافقة مع المكونات الأخرى للنظام. أهم المعايير التي يجب مراعاتها هي:

• IEC (اللجنة الكهروتقنية الدولية): معايير اللجنة الانتخابية المستقلة 60228 (موصلات الكابلات) ذ اللجنة الانتخابية المستقلة 60502 (الكابلات للتركيبات الكهربائية) تحديد متطلبات جودة السائقين, العزلة والسعة. لأنظمة البطاريات, لمعيار IEC 62133 أمر بالغ الأهمية, لأنه ينظم سلامة المكونات المتعلقة بالطاقة المخزنة.
• إن إي سي (قانون الكهرباء الوطني الأمريكي): وهو المعيار المرجعي في أمريكا اللاتينية والولايات المتحدة. القسم 480 من NEC يركز بشكل خاص على أنظمة تخزين الطاقة, تحديد متطلبات سعة الكابل (الحد الأدنى 125% من التيار المقدر), اتصالات وحماية ماس كهربائى.
• أ (المعايير الاسبانية): في اسبانيا, لوائح UNE 211000 (التمديدات الكهربائية في المباني) ذ في 50525 (الكابلات لأنظمة الطاقة المتجددة) قابلة للتطبيق. ومن الضروري أيضًا الامتثال للمرسوم الملكي 842/2021, الذي ينظم تكامل أنظمة التخزين في الشبكة الكهربائية.
• ماي (مختبرات الضامنين): شهادات UL (كما UL 44) إنها تضمن اجتياز الكابلات لاختبارات السلامة من الحرائق, ارتفاع درجة الحرارة والدوائر القصيرة. هذه الشهادة مهمة بشكل خاص للمشاريع التجارية, نظرًا لأن العديد من شركات التأمين تتطلب الامتثال.

يمكن أن يؤدي عدم الامتثال لهذه اللوائح إلى عواقب وخيمة: من إبطال ضمان النظام إلى العقوبات الاقتصادية أو المخاطر على سلامة الناس. هكذا, يُنصح دائمًا بالعمل مع موردي الكابلات الحاصلين على الشهادات المقابلة واستشارة مهندس كهربائي متخصص في أنظمة التخزين.

الخرافات الشائعة عند اختيار الكابلات لأنظمة التخزين: ما يجب تجنبه?

على الرغم من أهمية اختيار الكابل, هناك العديد من الخرافات والأخطاء الشائعة التي يمكن أن تؤدي إلى قرارات غير صحيحة.. ثم, نحن نزيل الغموض عن الأكثر شيوعا:

ميتو 1: “كلما كان الكابل أكثر سمكًا, أحسن”

على الرغم من أن عدم كفاية المقطع العرضي يمثل مشكلة, الكابل السميك للغاية لا يزيد التكلفة فحسب, ولكن أيضًا يجعل التثبيت صعبًا (أقل مرونة) ويأخذ مساحة أكبر في اللوحات أو القنوات الكهربائية. المفتاح هو تحديد الكابل بناءً على السعة المحسوبة, دون المبالغة في الحجم دون داع. علي سبيل المثال, نظام سكني 5 كيلوواط ساعة لا يحتاج إلى سلك كهرباء 16 مم²; الفريق العامل المخصص للأمم المتحدة 12 (3,31 مم²) إنها أكثر من كافية وأرخص بكثير.

ميتو 2: “كابلات التيار المتردد والتيار المستمر قابلة للتبديل”

كما ذكرنا من قبل, تحتوي كابلات التيار المتردد والتيار المستمر على أنواع مختلفة من العزل. تم تصميم عزل التيار المتردد لمقاومة القطبية المتناوبة, في حين أن التيار المستمر أكثر مقاومة للقطبية الثابتة. يمكن أن يؤدي استخدام كابل التيار المتردد في نظام التيار المستمر إلى تدهور العزل وتسرب التيار, في حين أن كابل DC في التيار المتردد ممكن, ولكن تكلفتها أعلى دون فوائد إضافية.

ميتو 3: “يعتبر الألومنيوم دائمًا بديلاً اقتصاديًا يجب تجنبه”

يتمتع الألومنيوم بسمعة سيئة بسبب مشاكل الأكسدة في التوصيلات, ولكن هذه أسطورة إذا تم استخدام المحطات الطرفية المناسبة واتباع ممارسات التثبيت الجيدة. في الأنظمة واسعة النطاق (كمحطات تخزين الطاقة المتجددة), الألومنيوم يمكن أن يقلل من تكاليف الأسلاك عن طريق 40-50% مقارنة بالنحاس, دون المساس بالسلامة إذا تم زيادة المقطع العرضي واستخدام المركبات المضادة للأكسدة.

ميتو 4: “اللوائح مجرد إجراء شكلي”

اللوائح ليست تعسفية; تعتمد على سنوات من البحث والخبرة في أعطال النظام الكهربائي. ويضمن الالتزام بها توافق الكابل مع المكونات الأخرى (المستثمرين, البطاريات, مفاتيح) والتي تقاوم ظروف التشغيل الخاصة بـ SAE. علي سبيل المثال, معيار NEC 480 يتطلب هامش أمان قدره 125% في السعة لتجنب ارتفاع درجة الحرارة أثناء الارتفاعات الحالية: يمكن أن يؤدي تخطي هذا المطلب إلى فشل النظام في المواقف الحرجة (مثل انقطاع التيار الكهربائي).

ميتو 5: “جميع موفري الكابلات متماثلون”

هذا ليس صحيحا. يقدم العديد من الموردين كابلات منخفضة الجودة ذات موصلات نحاسية مُعاد تدويرها (بمقاومة أكبر) أو عزل المواد الرديئة. يمكن لهذه الكابلات تلبية المتطلبات الاسمية قصيرة المدى, لكن عمره الإنتاجي انخفض بشكل كبير (من 20 أ 5 سنوات). لتجنب هذا, يختار الموردين مع شهادات IEC, يو إل أو أ, وطلب عينات من الكابل للتحقق من جودة الموصل والعزل.

أمثلة عملية لاختيار الكابلات لأنواع مختلفة من أنظمة التخزين

- ترسيخ المفاهيم السابقة, نقدم ثلاث حالات عملية اختيار الكابل, تتكيف مع أنواع الأنظمة الأكثر شيوعًا: سكني, التجارية والصناعية.

قضية 1: نظام سكني 10 كيلوواط ساعة مع بطاريات ليثيوم أيون

مميزات النظام: بنك بطارية ليثيوم أيون 48 الخامس (الحد الأقصى للجهد 54 الخامس), العاكس 5 كيلوواط (التصنيف الحالي = 5000 دبليو / 230 الخامس = 21,7 أ), التثبيت الداخلي في المرآب (بيئة جافة, درجة الحرارة بين 15-30 درجة مئوية).

الحسابات: الحد الأدنى من السعة = 21,7 أ س 1,25 = 27,1 أ. الجهد المقنن = 54 في سي سي.

توصية الكابل: موصل النحاس AWG 10 (قسم 5,26 مم²), عزل XLPE (مقاومة لدرجات حرارة تصل إلى 90 درجة مئوية), تصنيف الجهد 600 في سي سي. شهادة UL 44 والامتثال NEC 480.

اعتبارات إضافية: قم بتركيب الكابل في قنوات PVC لحمايته من الصدمات, واستخدام أطراف النحاس لتجنب الأكسدة. يجب أن يكون طول الكابل بين البطاريات والمحول أقل من 10 م لتقليل خسائر الطاقة.

قضية 2: نظام التداول 100 كيلوواط ساعة لمركز التسوق

مميزات النظام: بنك بطارية تدفق الفاناديوم 400 الخامس (كاليفورنيا), العاكس 75 كيلوواط (ثلاث مراحل التصنيف الحالي = 75000 دبليو / (√3 × 400 الخامس) = 108,25 أ), تركيب السقف الخارجي (التعرض للأشعة فوق البنفسجية, درجة الحرارة بين 0-40 درجة مئوية), المسافة بين البطاريات والعاكس 30 م.

الحسابات: الحد الأدنى من السعة = 108,25 أ س 1,25 = 135,3 أ. تأثير التجميع (3 كابلات ثلاثية الطور) = زيادة السعة بمقدار أ 25% → 135,3 أ س 1,25 = 169,1 أ. خسائر الطاقة المسموح بها (الحد الأقصى 3%) → الحد الأدنى للمقطع العرضي = (ρ × الطول × الأول) / (ΔV × S), حيث ρ = مقاومة النحاس (1,72 × 10⁻⁸ أوم·م), ل = 30 م, أنا = 108,25 أ, ΔV = 400 الخامس × 0,03 = 12 الخامس. نتيجة: قسم الحد الأدنى 16 مم².

توصية الكابل: موصل النحاس 25 مم² (السعة 180 أ), عزل XLPE مقاوم للأشعة فوق البنفسجية, التدريع شبكة النحاس (لEMI), تصنيف الجهد 600/1000 الخامس كاليفورنيا. شهادة اللجنة الكهروتقنية الدولية 60502 والامتثال لـ UNE EN 50525.

اعتبارات إضافية: قم بتركيب الكابل في أنابيب من الفولاذ المقاوم للصدأ لحمايته من العناصر, واستخدام الاتصالات مع المركبات المضادة للأكسدة. إجراء قياسات المقاومة بعد التثبيت للتأكد من عدم وجود مشاكل في المفاصل.

قضية 3: النظام الصناعي 500 ميغاواط ساعة لمحطة الطاقة الشمسية

مميزات النظام: بنك بطارية ليثيوم أيون 1500 الخامس (نسخة), العاكس 300 ميغاواط (التصنيف الحالي = 300.000.000 دبليو / 1500 الخامس = 200.000 أ), التثبيت تحت الأرض وخارجها (المسافة بين البطاريات والعاكس 100 م), بيئة تآكل (بالقرب من منطقة ساحلية).

الحسابات: الحد الأدنى من السعة = 200.000 أ س 1,25 = 250.000 أ. بسبب التيار العالي, يوصى باستخدام الكابلات بشكل متوازٍ (10 الكابلات 300 مم² لكل منهما, سعة الكابل 630 أ → 10 x 630 أ = 6300 أ? لا, تصحيح: للتيارات العالية جدا, يتم استخدام موصلات نحاسية كبيرة الحجم أو كابلات شريطية. في هذه الحالة, يتم اختيار الكابلات النحاسية 1000 مم² (السعة 1200 أ) بالتوازي: 250.000 أ / 1200 أ ≈ 208 الكابلات لكل مرحلة. لكن هذا غير عملي, ولذلك، فمن المستحسن استخدام الكابلات النحاسية 100 x 10 مم (السعة 2500 أ) بالتوازي: 250.000 أ / 2500 أ = 100 أشرطة لكل مرحلة.

توصية الكابل: قضبان النحاس 100 x 10 مم (موصل), عزل EPR مقاوم للتآكل, طلاء البولي ايثيلين (PE) للتركيب تحت الأرض, تصنيف الجهد 2000 في سي سي. شهادة اللجنة الكهروتقنية الدولية 62133 والامتثال NEC 480.

اعتبارات إضافية: تركيب القضبان في القنوات الفولاذية المقاومة للملوحة, إجراء اختبارات الإجهاد العازلة قبل تشغيل النظام, ومراقبة درجة حرارة التوصيلات باستخدام أجهزة استشعار درجة الحرارة المدمجة.

النصائح النهائية لاختيار الكابلات وتعظيم أداء SAE الخاص بك

يعد اختيار الكابلات لأنظمة تخزين الطاقة عملية فنية تتطلب الاهتمام بالتفاصيل, ولكن مع المعرفة الصحيحة, يمكنك تجنب الأخطاء المكلفة وضمان سلامة وكفاءة مشروعك. ثم, بعض النصائح النهائية لتطبيقها في الممارسة العملية:

1. إجراء تحليل مفصل لاحتياجات النظام: قبل شراء الكابلات, يحدد التيار الاسمي والذروة, الجهد, بيئة التثبيت والمسافات بين المكونات. سيساعدك هذا في حساب السعة والمقطع العرضي اللازمين.
2. استشارة مهندس كهربائي متخصص: إذا كان النظام واسع النطاق (اكثر من 100 كيلوواط ساعة) أو أن البيئة معقدة (تآكل, درجات الحرارة القصوى), يُنصح بتعيين متخصص لديه خبرة في أنظمة التخزين. سيكونون قادرين على التحقق من حساباتك والتوصية بالمواد الأكثر ملاءمة..
3. اختر موردين موثوقين حاصلين على شهادات: لا تنجذب إلى الكابلات الرخيصة بدون شهادات. الموردين الحاصلين على شهادات IEC, تضمن UL أو UNE أن منتجاتها تلبي معايير السلامة والجودة.
4. إعطاء الأولوية للتثبيت الصحيح: حتى أفضل الكابلات تتدهور إذا تم تركيبها بشكل غير صحيح. استخدم المحطات المناسبة, تجنب الانحناء المفرط, يحمي الكابل من التأثيرات والتآكل, وإجراء اختبارات المقاومة والتوتر بعد التثبيت.
5. إجراء الصيانة الدورية: افحص الكابلات والتوصيلات كل 6-12 أشهر للكشف عن علامات التدهور (تلوين العزل, الحرارة في المفاصل, أكسدة). استبدل أي مكون تظهر عليه علامات التدهور لتجنب الفشل.
6. النظر في تحجيم النظام في المستقبل: إذا كنت تخطط لتوسيع SAE الخاص بك في المستقبل, حدد الكابلات ذات السعة الأعلى مما هو مطلوب حاليًا. سيؤدي ذلك إلى تجنب الاضطرار إلى استبدال جميع الأسلاك عند زيادة سعة النظام.

خاتمة: الكابلات, استثمار رئيسي لنجاح نظام التخزين الخاص بك

تعد أنظمة تخزين الطاقة استثمارًا استراتيجيًا للتكيف مع تحول الطاقة وضمان أمن الطاقة. لكن, يعتمد نجاحك على مكونات تبدو صغيرة ولكنها حاسمة, مثل الكابلات. إن اختيار الكابل المناسب لا يمنع المخاطر الأمنية فحسب (حرائق, دوائر قصيرة), ولكن أيضًا يزيد من كفاءة الطاقة, يقلل من تكاليف الصيانة ويطيل عمر النظام.

في هذه المدونة, لقد قمنا بتحليل العوامل الرئيسية لاختيار الكابل: السعة, الجهد المقنن, موصل مادي, عزل, بيئة التثبيت واللوائح. لقد قمنا أيضًا بإزالة الغموض عن المفاهيم الخاطئة وقدمنا ​​أمثلة عملية لأنواع مختلفة من الأنظمة. والمفتاح هو التعامل مع العملية من الناحية الفنية, بناءً على حسابات دقيقة وبما يتوافق مع المعايير المعمول بها.

إذا كانت لديك أسئلة حول اختيار الكابل لمشروع تخزين الطاقة الخاص بك, لا تتردد في ترك تعليق أدناه أو الاتصال بمتخصص متخصص. يتذكر: الكابل المختار جيدًا هو أساس نظام تخزين آمن, فعالة ومربحة.

ما هي الخبرة التي لديك في الاختيار؟ الكابلات لأنظمة التخزين? شاركها في التعليقات, ونحن حريصون على معرفة رأيك!