C'è differenza tra il trasferimento di corrente continua su un filo da 36 mm² o sei fili da 6 mm²?


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Sto progettando un sito di energia solare fai-da-te off-grid in cui la distanza tra i pannelli solari e l'inverter sarà di diverse decine di metri, quindi preferirei mettere un filo più spesso per ridurre al minimo le perdite.

Anche se sembra abbastanza ovvio che, in termini di perdite, sei
cavi di rame isolati da 6 mm² dovrebbero funzionare in modo identico a un cavo da 36 mm² (per essere precisi, la dimensione più vicina esistente sul mercato è di 35 mm² ma supponiamo che 36 mm² ai fini di questa domanda), sono disposto a ricontrollare questo con esperti. La corrente continua scorrerà uniformemente su tutti e sei i cavi o ci sono sfumature / insidie ​​che non sto prendendo in considerazione?

Il motivo per cui dovrei usare 6 x 6 mm² invece di uno 35 mm² è semplicemente che il primo è 1,5 volte più economico.

Aggiornare:

Fornendo solo un po 'più dettagli in quanto ci sono suggerimenti sul fatto che il design potrebbe essere difettoso e dovrei avvicinare l'inverter ai pannelli e far funzionare invece una dozzina di metri di CA.

L'insieme dei pannelli produrrà 92–112 V. È in grado di generare fino a 2900 W (pieno sole ad angolo retto), quindi la corrente sarà fino a 32A. Questo calcolatore mostra che per un cavo lungo 40 m avrei bisogno di 35 mm² per mantenere le perdite entro il 2% (e in realtà le odierei più dell'1%). Sì, potrei eventualmente erigere la dispersione di energia entro 5 m dai pannelli, ma non sarebbe molto bello in termini di abbellimento. Inoltre, preferirei tenere la batteria più vicina alla casa in modo da poter alimentare alcuni apparecchi CC senza doppia conversione.


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L'unico miglioramento che suggerirei sarebbe di prendere in considerazione 7 cavi, per facilitare la torsione insieme (e un po 'di termoretraibile ogni piede per mantenerli in ordine)
Brian Drummond,

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@BrianDrummond solo curioso, perché 7 sarebbe meglio per torcere? Sento che ci sono alcune conoscenze interessanti dietro la tua frase.
Vladimir Cravero,

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Sei fili si adattano perfettamente attorno a uno centrale formando un cavo a 7 fili. (12 altri si adatterebbero attorno a loro, e altri 18 attorno a loro, rispettivamente per cavi a 19 e 37 fili)
Brian Drummond,

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@mkeith La batteria è di 48V. Il controller inverter / carica prenderà 60–145 V dai pannelli e produrrà 48 V per la batteria.
Greendrake,

Risposte:


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Non sono solo perdite. Il filo si sta surriscaldando a causa dell'I ^ 2R e il calore fuoriesce attraverso la superficie. Sei fili avranno una superficie molto più grande per raffreddarsi, quindi puoi avere più corrente.


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Supponendo, ovviamente, che non li leghi insieme in un gruppo!
Finbarr,

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Bene ... Bene, non ho fatto nessun numero :)
Gregory Kornblum,

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Qualsiasi materiale in filo metallico con comportamento NTC potrebbe darti brutte sorprese (corsa corrente, fuga termica che porta al fallimento della cascata) qui :)
rackandboneman

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Le normative sui collegamenti elettrici hanno tabelle di # conduttori rispetto a corrente e dimensioni del condotto, quindi è facile sapere che si sta progettando qualcosa di conforme.
Henry Crun,

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@rackandboneman, mentre quello che dici è vero, gli unici veri candidati per il cablaggio sono il rame e l'alluminio che hanno entrambi un tempco positivo per quanto riguarda la resistività. Fondamentalmente tutti i metalli hanno un tempco positivo, tra cui acciaio, acciaio inossidabile, tungsteno, ottone, ecc.
mkeith

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Una cosa da considerare è che alcuni codici elettrici prescrivono diametri minimi per determinati schemi di cablaggio - ad es. Un diametro minimo per il conduttore PEN nel sistema TNC / TNC-S - per la sicurezza contro i problemi meccanici (nell'esempio di TNC, un PEN danneggiato potrebbe avere risultati disastrosi se è collegato un carico pesante con un involucro metallico "messo a terra"). Anche il modo in cui questo si applica o meno ai circuiti DC off-grid è una questione di codice.

Un'altra cosa (leggermente fuori tema ma importante) da considerare con i circuiti CC pesanti: tutto ciò che si collega / disconnette (interruttori, fusibili, automatismi, contattori, connettori) ed è valutato per ampli xx CA a 250 V NON è automaticamente classificato (o adatto o sicuro!) per xx amp DC a tensioni anche inferiori. Il motivo è che i progetti classificati solo AC fanno affidamento sul fatto che eventuali archi verranno interrotti rapidamente dall'attraversamento dello zero AC.


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Diverse dozzine di metri @ 36mm2 sono pazzi, tranne per la configurazione di 10 kWp. Immagino che non sia così. È pesante, costoso e generalmente mostra che qualcosa è tutt'altro che ottimale. Ad eccezione dei casi marginali, è possibile risparmiare molto denaro e ottenere più energia mantenendo i cavi tra 2,5 e 6 mm2, utilizzando uno stack di pannelli solari ad alta tensione e un inverter corrispondente.


Che cos'è un "kWp"?
Transistor

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Questo non è ciò che l'OP ha chiesto, ma è un buon punto da sollevare. Se possibile, sarebbe meglio posizionare l'inverter / regolatore di carica e le batterie vicino ai pannelli e far passare il cavo lungo alla tensione CA più alta.
mkeith,

@Transistor kWp = picco di kilowatt. La massima potenza che i pannelli possono produrre alla luce solare diretta.
Simone B,

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kWpeak

Sarà di 92–112 V con corrente fino a 32 A (pieno sole ad angolo retto) fino a 40 metri. Questo calcolatore mostra che ho bisogno di 35mm² per mantenere le perdite entro il 2% (e in realtà le odierei più dell'1%). Per quanto riguarda la distanza, preferirei mettere fili extra piuttosto che erigere la centrale elettrica dove non voglio che sporga.
Greendrake,

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Una considerazione che altri non hanno affrontato è che questa è un'installazione esterna soggetta a usura da sole e pioggia. I sei fili più piccoli subiranno molti più danni rispetto al singolo conduttore pesante.


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I pannelli solari generano corrente continua. Ci sono alcuni effetti complessi e affascinanti della trasmissione di corrente alternata che non sono applicabili al tuo problema. La capacità di carico della corrente continua dei fili dipende dalla loro sezione trasversale, quindi utilizzare il metodo più economico. Sebbene il problema di Christoph sia tecnicamente corretto, nella vita reale non sarà mai un problema, anche perché quando un filo si surriscalda aumenta la sua resistenza. Quindi c'è un feedback negativo che bilancia il carico. Se sei preoccupato, usa fili scoperti tenuti in contatto tra loro (intrecciati). È più importante determinare la corrente massima (al flusso solare massimo) e le dimensioni in modo appropriato.


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Per applicazioni in corrente continua molto elevate, considerare il filo per saldatura ad arco. Penso che la dimensione 0000 dovrebbe funzionare bene. Notare la costruzione; centinaia o migliaia di fili sottili.


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È troppo ottimista. Se R dei sei fili è leggermente diverso (e lo sarà), la corrente "preferirà" fluire attraverso il filo con la R più bassa e riscaldarlo (più degli altri). Alla fine, questo filo potrebbe bruciare. Consiglio vivamente un singolo filo.


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Quanto diverso potrebbe essere? La corrente scorrerà su tutti loro in parallelo, secondo il loro R.
Gregory Kornblum,

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E un filo con una R più bassa sarà più largo, quindi avrà più capacità di carico di corrente.
Wouter van Ooijen,

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E il coefficiente di temperatura positivo della resistenza farà aumentare la resistenza del filo caldo e la corrente tenderà a bilanciarsi.
Transistor

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Può essere vero per semiconduttori paralleli come diodi o transistor, ma non è vero per i fili di rame, la loro resistenza aumenta con l'aumentare della temperatura.
Uwe,

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La conduttività del filo di rame è ragionevolmente ben controllata durante la produzione poiché lo scopo principale del filo di rame è quello di condurre corrente. E il filo di rame ha un coefficiente di temperatura positivo abbastanza alto per quanto riguarda la resistività. Quindi non dovrebbero esserci problemi per quanto riguarda ciò. L'unico problema che potrebbe sorgere è se uno o alcuni fili si spezzano in qualche modo e diventano non conduttivi.
mkeith,
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