Fotovoltaik Enerji Sistemleri

Yazı Dizisi-31

Haluk Özgün

4.2.4 Kablolar ve Elektriksel Bağlantı Elemanları

Fotovoltaik sistemlerin kurulunda kullanılan kablo tipleri 

Genel 

Yenilenebilir enerji alanında kullanılmak üzere geliştirilmiş özel tip kablolar kullanım alanına göre dış ortam etkilerinden en az seviyede etkilenecek şekilde üretilmektedirler.

Bu kapsamda güneş enerjisi için geliştirilen kablolar değişen hava koşuları ve bazen zorlu mekanik koşullara dayanacak tipte üretilirler. Güneş enerjisi sistemlerinde yüksek sıcaklık değişimleri, UV ışınlar, rüzgar, kum, yağmur ve kar olarak değerlendirebiliriz. Güneş enerjisi için geliştirilen kablolar dünyanın birçok yerinde farklı dış ortam koşullarına dayanacak şekilde geliştirilmişlerdir. Bu standartlar ile geliştirilen güneş enerjisi kabloları sadece Avrupa değil Afrika ve Artik uygulamalarda da güvenli bir şekilde kullanılabilmektedir.

Güç Kabloları 

Hem teknik hem de ekonomik olarak doğru kablo seçimi sistemin genelini etkilediğinden gerekli hesapların verilen sınırlar içinde kalmasını sağlamak oldukça önemlidir. Sistemin geneli düşünüldüğünde hem DC hem de AC tarafta yapılan hesaplarda kablo kayıpları her iki tarafta da %1 altında olması hedeflenmelidir. Kablo hesapları iki kısımda yapılır; paneller ile inverter arasındaki DC kısım ile inverter ile enerji sayacı arasındaki AC kısımdır. Kayıpların istenen sınırlar içinde tutulabilmesi için kablo kesiti ve uzunluğunun doğru hesaplanması gerekmektedir.

Kabloda meydana gelen kayıpları hesaplamak için P=I2xR formülü kullanılmaktadır. Kayıpların azaltılması için kablonun direnci düşük olmalıdır. Kablonun direncini hesaplamak için ise R=ρxl/A formülü kullanılmaktadır. Direnç değeri; kabloda kullanılan iletkinin iletkenlik katsayısı (ρ), iletkenin uzunluğu (l) ve (A) kesitine göre değişmektedir.

Bakır için iletkenlik değeri ρ = 0,0168 Ω ∙ mm² / m iken alüminyum kullanıldığında bu değer ρ = 0.0265 Ω ∙ mm² / m olmaktadır.

Gerilim düşümü hesapları yapıldıktan sonra güç kaybının %1 den daha büyük olmamasına da dikkat edilmelidir.

İletişim Kabloları 

Fotovoltaik güneş enerjisi sistemlerinde gücün iletiminde kullanılan kablolar yanında veri taşıyan birçok kabloda bulunmaktadır. Kurulan fotovoltaik güneş enerjisi tesisinin üretim performansını değerlendirmek, sistemin güvenilir bir şekilde çalıştığını kontrol etmek için kullanılan izleme sisteminin kabloları yine dış ortam koşullarına dayanıklı olmalıdır. Inverter üzerinden analog olarak alınan elektriksel sinyaller, güneş ışınım sensöründen ve sayaçlardan gelen veriler A/D dönüştürücüler ile uzaktan okunabilir hale getirilirler. Bu dönüştürücülerden geçen veriler sonrasında bir modem üzerinden internete iletilmektedir. Bu verilerde uzaktan izleme sistemi veya internet sayfası aracılığı ile görüntülenebilmektedir.

Güneş enerjisi santral kurulumlarında ise data, sensör, telefon kabloları ile hırsızlığa karşı güvenlik çitleri için sensörler ve video kamera ile gözetleme sistemine ihtiyaç duyulmaktadır.

Topraklama 

Elektrikli işletme araçlarının (fotovoltaik panel, transformatör, kesici ayırıcı v.b.) aktif olmayan yani normal koşullarda gerilim altında olmayan metal kısımlarının bir iletken üzerinden toprakla birleştirilmesidir. Toprakla bağlantı toprak elektrotları ve kabloları ile yapılır.

Topraklama 3 başlık altında toplanabilir;

1.Koruma topraklaması
Canlıları tehlikeli dokunma gerilimlerinden korumak için işletme araçlarının aktif olmayan metal kısımlarının topraklaması.(Normal şartlarda gerilim altında olmayan kısımlar)

2.İşletme topraklaması
İşletme akım devresinin, tesisin normal işletmesi için topraklanması.(Normal şartlarda gerilim altında olabilecek kısımlar)

3.Fonksiyon topraklaması

Bir işletme tesisinin veya bir işletme elemanının istenen fonksiyonu yerine getirmesi için yapılan topraklama. Yıldırım etkilerine karşı koruma, iletişim tesisleri işletme topraklaması. Fotovoltaik enerji sistemlerinin eş potansiyelde olması ve yıldırım gibi yüksek voltajlı etkilerden sistem parçalarının ve canlıların korunması çok önemlidir. Bu sistemler için kullanılan koruma iletkenleri aşağıda verilecektir.

Kablolara Genel Bakış 

1.Fiber Optik A/IDQ(ZN) BH 8 G50/125



2.Rd 8 yuvarlak çubuklar 8 mm çaplı Ø



3. Rd 10 yuvarlak çelikj 10 mm çaplı Ø



4. Güvenlik sensör kablosu 



5. H07V-K  1 x 6 mm ²





6. DC-Kablo PV1-F 



7. 2YF (L) 2Y 6x2x0,8 mm ²



8.LIYCY V 2x2x0,25 mm ²



9. Cat 7 4x2x0,56 (23AWG) 



10. NYY-J 3X2,5 mm ²



11. NAYY-O  1x240  mm ²



12. NAYY J-4X50 mm ²



13. YE3SV 20,3/35 k V