Kablo kesiti nasıl seçilir?
Bir kablonun kesiti üç ayrı koşulu birlikte sağlamalıdır: akım taşıma kapasitesi (kablo aşırı ısınmamalı), gerilim düşümü (yük ucundaki gerilim sınırlar içinde kalmalı) ve kısa devre dayanımı. GES'lerde DC hatlar uzun, akımlar ise kesite göre görece küçüktür. Bu yüzden belirleyici koşul çoğu zaman gerilim düşümü ve onunla doğrudan ilişkili enerji kaybıdır. Bu sayfadaki araç bu koşulu hesaplar. Akım taşıma kapasitesi döşeme şekline bağlı olduğundan ayrıca kontrol edilmelidir.
Formüller
DC / AC tek faz ΔU = 2 × L × I × ρT × (cos φ) ÷ A
AC üç faz ΔU = √3 × L × I × cos φ × ρT ÷ A
Gerilim düşümü %ΔU = ΔU ÷ U × 100
Kayıp güç (DC) Pkayıp = I² × 2 × L × ρT ÷ A
İletkenlik değerleri 20 °C için bakırda κ = 56, alüminyumda κ = 35 m/(Ω·mm²) alınmıştır (Türkiye'de proje hesaplarında yaygın kullanılan değerler). Sıcaklık katsayısı bakırda α = 0,00393, alüminyumda 0,00403 1/°C'dir. Hesap kablonun reaktansını ihmal eder. Büyük kesitli ve uzun AC hatlarda sonuç bir miktar iyimser olur.
Örnek: string kablosu
60 m uzunluğundaki bir string hattı, 13,55 A akım ve 828 V string gerilimi olsun. Bakır kablo, iletken sıcaklığı 70 °C (ρ ≈ 0,0214 Ω·mm²/m), hedef %1,0.
- Gereken kesit = 2 × 60 × 13,55 × 0,0214 ÷ (0,01 × 828) ≈ 4,19 mm² → 6 mm²
- 4 mm² ile düşüm %1,05, kablolarda ısıya dönüşen güç ≈ 118 W
- 6 mm² ile düşüm %0,70, kayıp ≈ 78 W
Kayıp akımın karesiyle orantılıdır. Güneşin zayıf olduğu saatlerde akım ve kayıp çok daha düşüktür. Yıllık enerji kaybı bu yüzden tam yükteki yüzdeden küçük çıkar, ama stringlerin sayısıyla çarpılınca büyük santrallerde dikkate değer bir değere ulaşır.
Kablo güzergâhı ve kablo kanalı seçimi
Kesit kadar kablonun döşendiği yer de önemlidir. Güneş altındaki kablolar ve dolu kanallarda yan yana duran kablolar daha sıcak çalışır. Bu, hem direnci hem de akım taşıma kapasitesini olumsuz etkiler. Çatı ve arazi GES'lerinde UV dayanımlı, havalandırmalı ve yeterli doluluk payı bırakılmış kablo kanalı ve tavaları tercih edilmelidir. Kablo kanalı ve kablo taşıma sistemleri sayfamızda GES projelerine uygun ürünleri ve kanal seçim rehberlerini bulabilirsiniz.
Sonuçlar ön tasarım içindir. Nihai kesit; akım taşıma kapasitesi, kısa devre dayanımı ve koruma koordinasyonu ile birlikte proje müellifince ilgili yönetmelik ve standartlara göre belirlenmelidir.
Sık sorulan sorular
Gerilim düşümü nasıl hesaplanır?
DC ve tek fazlı AC hatlarda gerilim düşümü ΔU = 2 × L × I × ρ ÷ A, üç fazlı AC hatlarda ΔU = √3 × L × I × cos φ × ρ ÷ A formülüyle hesaplanır. Burada L tek yön kablo uzunluğu (m), I akım (A), ρ iletkenin özdirenci (Ω·mm²/m) ve A kesittir (mm²). AC hatlarda tek fazda da cos φ çarpanı uygulanır. Yüzde değer, ΔU'nun hat gerilimine oranıdır.
GES'te gerilim düşümü yüzde kaç olmalı?
Kabul edilebilir gerilim düşümü proje şartnamesinde ve ilgili yönetmelik ile standartlarda belirlenir; DC ve AC taraf için ayrı sınırlar verilebilir. Bu araçta hedef değeri kendiniz girersiniz, varsayılan %1'dir. Düşük gerilim düşümü aynı zamanda düşük enerji kaybı demektir; kayıp santralin ömrü boyunca her saat tekrarlandığı için bir üst kesit çoğu zaman kendini amorti eder.
Kablo sıcaklığı hesabı neden değiştirir?
Bakır ve alüminyumun direnci sıcaklıkla artar; bakırda yaklaşık %0,39/°C. Güneş altındaki veya dolu bir kablo kanalındaki kablo 20 °C'de değil, çok daha yüksek sıcaklıkta çalışır. 70 °C'de bakırın direnci 20 °C'ye göre yaklaşık %20 fazladır, bu yüzden hesaplayıcıda iletken sıcaklığını seçebilirsiniz.
Gerilim düşümüne uyan kesit yeterli mi?
Hayır. Kesit ayrıca akım taşıma kapasitesine göre de kontrol edilmelidir. Akım taşıma kapasitesi kablonun tipine, döşeme şekline (kanal, tava, toprak altı), ortam sıcaklığına ve aynı güzergâhtaki kablo sayısına göre düzeltme katsayılarıyla belirlenir. Kısa devre dayanımı ve koruma elemanlarıyla uyum da projede kontrol edilir. Bu araç yalnızca gerilim düşümü ve iletim kaybını hesaplar.
Alüminyum kablo GES'te kullanılabilir mi?
Alüminyum kablo, özellikle uzun AC hatlarda ve büyük kesitlerde maliyet avantajı nedeniyle kullanılır. Direnci bakırdan yaklaşık %60 fazla olduğundan aynı gerilim düşümü için daha büyük kesit gerekir. Bağlantılarda alüminyuma uygun pabuç ve klemens kullanılmalıdır.
Projenizin kablo ve kanal hesabını birlikte yapalım
Tek hat şeması, kablo listesi ve kablo taşıma sistemleri için teklif isteyin.