Existe alguma diferença entre a transferência de corrente contínua sobre um fio de 36 mm² ou seis fios de 6 mm²?


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Estou projetando um site de energia solar DIY fora da rede, onde a distância entre os painéis solares e o inversor será de várias dezenas de metros, então eu preferiria colocar um fio mais grosso para minimizar as perdas.

Embora pareça óbvio que, em termos de perdas, seis
cabos de cobre isolados de 6 mm² devem ter o mesmo desempenho de um cabo de 36 mm² (para ser mais preciso, o tamanho mais próximo existente no mercado é de 35 mm², mas vamos assumir 36 mm² para fins de esta questão), estou disposto a verificar isso com especialistas. O DC fluirá uniformemente pelos seis cabos ou existem nuances / armadilhas que não estou levando em consideração?

A razão pela qual eu usaria 6 x 6 mm² em vez de um 35 mm² é simplesmente porque o primeiro é 1,5 vezes mais barato.

Atualizar:

Apenas fornecendo um pouco mais de detalhe, pois há sugestões de que o design pode ter falhas e eu devo colocar o inversor mais próximo dos painéis e executar algumas dezenas de metros de CA.

O conjunto de painéis produzirá 92–112V. É capaz de gerar até 2900W (pleno sol no ângulo reto), portanto a corrente será de até 32A. Esta calculadora mostra que, para um fio de 40m de comprimento, eu precisaria de 35mm² para manter as perdas dentro de 2% (e eu realmente odiaria que elas fossem mais de 1%). Sim, eu poderia erguer o barracão de energia a 5m dos painéis, mas isso não ficaria muito bom em termos de paisagismo. Além disso, eu preferiria manter a bateria mais próxima da casa para poder alimentar alguns aparelhos de corrente contínua sem conversão dupla.


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A única melhoria eu sugiro seria considerar 7 cabos, para facilidade de torcer juntos (e um pouco de heatshrink cada pé ou de modo a mantê-los arrumado)
Brian Drummond

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@BrianDrummond apenas curioso, por que 7 seria melhor para torcer? Sinto que há algum conhecimento interessante por trás da sua frase.
Vladimir Cravero

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Seis cordões encaixam-se perfeitamente em um central, formando um cabo de 7 fios. (Mais 12 se encaixam em torno deles, e eles 18 mais redondo, durante 19 e 37, respectivamente, os cabos de cadeia)
Brian Drummond

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@mkeith A bateria é de 48V. O inversor / controlador de carga retira 60–145V dos painéis e produz 48V para a bateria.
Greendrake

Respostas:


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Não são apenas perdas. O fio está sendo aquecido por causa do I ^ 2R, e o calor flui através da superfície. Seis fios terão uma superfície muito maior para esfriar, portanto, você pode ter mais corrente.


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Supondo, é claro, que você não os amarre um ao outro!
Finbarr

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Bem ... bom eu não fiz quaisquer números :)
Gregory Kornblum

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Qualquer material do fio com o comportamento NTC poderia dar-lhe surpresas ruins (hogging atual, fuga térmica levando à insuficiência cascata) aqui :)
rackandboneman

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Os regulamentos de fiação elétrica possuem tabelas de # condutores versus corrente e tamanho de conduíte, portanto é fácil saber que você está projetando algo compatível.
Henry Crun

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@rackandboneman, enquanto o que você diz é verdade, os únicos candidatos reais para a fiação são cobre e alumínio, ambos com tempco positivo em relação à resistividade. Basicamente todos os metais têm tempco positivo, incluindo aço, aço inoxidável, tungstênio, latão, etc.
mkeith

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Uma coisa a considerar é que alguns códigos elétricos prescrevem diâmetros mínimos para determinados padrões de fiação - por exemplo, um diâmetro mínimo para o condutor PEN no sistema TNC / TNC-S - para segurança contra problemas mecânicos (no exemplo do TNC, um PEN destruído pode obter resultados desastrosos se uma carga pesada com um gabinete de metal "aterrado" estiver conectada). Como isso se aplica ou não a circuitos CC fora da rede também é uma questão de código.

Outra coisa (um pouco fora de tópico, mas importante) a ser considerada em circuitos CC pesados: qualquer coisa que conecte / desconecte (interruptores, fusíveis, automatizados, contatores, conectores) e seja classificada para xx amperímetros CA a 250V NÃO é classificada automaticamente (ou é adequada ou seguro!) para xx amperes CC em tensões ainda mais baixas. O motivo é que os projetos com classificação somente de CA dependem do fato de que eventuais arcos serão interrompidos rapidamente pelo cruzamento de zero de CA.


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Várias dezenas de metros a 36mm2 são loucos, exceto pela configuração de 10 kWp. Eu acho que não é o caso. É pesado, caro e geralmente mostra que algo está longe de ser o ideal. Exceto em casos marginais, você pode economizar muito dinheiro e obter mais energia mantendo os fios entre 2,5 e 6 mm2, usando uma pilha de painéis solares de alta tensão e um inversor correspondente.


O que é um 'kWp'?
Transistor

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Não foi isso que o OP pediu, mas é um ponto justo a ser levantado. Se possível, seria melhor colocar o inversor / controlador de carga e as baterias perto dos painéis e fazer com que o cabo longo ficasse na tensão CA mais alta.
Mkeith 12/0518

@Transistor kWp = pico de quilowatt. A potência máxima que os painéis podem produzir sob luz solar direta.
Simon B

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kWpeak

Será 92–112V com corrente de até 32A (pleno sol no ângulo reto) acima de 40 metros. Esta calculadora mostra que eu preciso de 35mm² para manter as perdas dentro de 2% (e eu realmente odiaria que elas fossem mais de 1%). Quanto à distância - eu preferiria colocar fios extras do que erguer o barracão onde não quero que ele se solte.
Greendrake

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Uma consideração que outros não abordaram é que esta é uma instalação externa sujeita ao desgaste do sol e da chuva. Os seis fios menores sofrerão muito mais danos que o único condutor pesado.


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Painéis solares geram DC. Existem alguns efeitos complexos e fascinantes da transmissão de energia CA que não são aplicáveis ​​ao seu problema. A capacidade de carga da corrente CC dos fios depende da seção transversal, portanto, use o método mais barato. Embora a questão de Christoph seja tecnicamente correta, na vida real nunca será um problema, em parte porque à medida que um fio aquece, sua resistência aumenta. Portanto, há um feedback negativo que equilibra a carga. Se você estiver preocupado, use fios desencapados mantidos em contato um com o outro (torcidos). É mais importante determinar a corrente máxima (no fluxo solar máximo) e o tamanho adequadamente.


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Para aplicações CC de corrente muito alta, considere o fio de soldagem a arco. Eu acho que o tamanho 0000 deve funcionar muito bem. Observe a construção; centenas ou milhares de fios finos.


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Isso é otimista demais. Se R dos seis fios for um pouco diferente (e será), a corrente "preferirá" fluir através do fio com o R mais baixo e aquecê-lo (mais que os outros). Eventualmente, esse fio pode queimar. Eu sugiro fortemente um único fio.


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Quão diferente poderia ser? A corrente fluirá em todos eles em paralelo, de acordo com sua R.
Gregory Kornblum

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E um fio com um R menor será mais largo, portanto, terá mais capacidade de carga atual.
Wouter van Ooijen

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E o coeficiente de temperatura positivo da resistência fará com que a resistência do fio quente aumente e a corrente tenderá a se equilibrar.
Transistor

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Pode ser verdade para semicondutores paralelos como diodos ou transistores, mas não é verdade para fios de cobre, pois sua resistência aumenta com o aumento da temperatura.
Uwe

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A condutividade do fio de cobre é razoavelmente bem controlada durante a fabricação, uma vez que o objetivo principal do fio de cobre é conduzir a corrente. E o fio de cobre possui um coeficiente de temperatura positiva bastante alto em relação à resistividade. Portanto, não deve haver nenhum problema até o momento. O único problema que pode surgir é se um ou alguns fios são quebrados e se tornam não condutores.
Mkeith 12/0518
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