Расчет потерь в кабелях постоянного тока — STC или NOCT?

Наиболее распространённый принцип выбора кабелей по стороне постоянного тока (DC) основывается на условии, при которых потери в них не должны превышать 1%. Возникает вопрос, при каких условиях необходимо производить данный расчет и выбирать сечение кабеля для солнечной электростанции? Для генерации в условиях STC, для условий NOCT или, может быть, для среднегодовых значений производительности?

Условия при расчёте сечения кабеля для солнечной электростанции

Очень часто расчет поперечного сечения кабеля на основе принципа потерь 1% выполняется по параметрам солнечной панели в условиях STC. Однако применение этого принципа может привести к неоправданному завышению размеров кабелей для солнечной электростанции. Это особенно актуально, когда необходимо перейти с поперечного сечения 4 на 6 мм², чтобы не превысить потери в 1%. Под неоправданным завышением размеров подразумеваются дополнительные затраты на увеличение поперечного сечения, которые превышают выигрыш в энергии, переведенный в денежное выражение.

Условия STC и NOCT

При применении принципа ограничения потерь до 1% на кабелях постоянного тока солнечной станции рациональнее обращаться к параметрам панелей из условий NOCT. Условия NOCT — это условия, при которых мощность, сила тока и напряжение модуля близки к реальным значениям в солнечный день в жаркую половину года.

Принятие значения 1% потерь по отношению к рабочим параметрам установки в условиях STC или NOCT не означает, что потери в проводах будут равны вышеупомянутому одному проценту. Средневзвешенное значение будет значительно ниже в обоих случаях.

Распределение потерь в кабелях постоянного тока, предполагая, что 1% потерь приходится на условия STC (красный) и при 1% потерь приходится на условия NOCT.

Анализ потерь в кабелях постоянного тока за год эксплуатации установки показывает, что, взяв за точку отсчета такое сечение жилы, которое в условиях STC обеспечит 1% потерь, годовые потери составят в среднем 0,46%. С другой стороны, если провода были выбраны для условий NOCT, то есть так, что 1% потерь приходится именно на мощность и напряжение в условиях NOCT, годовые потери будут составлять в среднем 0,61%. При этом для 95,9% рабочего времени потери не превысят 1%. При расчете кабелей постоянного тока с учетом условий NOCT поперечное сечение кабеля для солнечной станции может быть выбрано примерно на 17% меньше, чем в условиях STC.

Формула для расчета потерь:

где: 

P — мощность цепи [Вт] в условиях NOCT.
l — общая длина цепи [м].
А — сила тока Impp в условиях NOCT [A].
U — напряжение цепи Umpp в условиях NOCT [В].
k — удельная проводимость для меди 48-54.

Если в паспорте фотоэлектрической панели не указаны значения мощности и напряжения для условий NOCT, их можно приблизительно рассчитать следующим образом:

Ток Impp (STC) * 0,8 = Ток Impp (NOCT)

Напряжение Vmpp (STC) * 0,94 = Напряжение Vmpp (NOCT)

Мощность (STC) * 0,752 = Мощность (NOCT)