נפילת מתח במערכות אגירת סוללה: כבלי DC, פידרים של אינוורטר ולוח גיבוי
מערכות אגירה חושפות מהר בחירת מוליכים שנעשתה לפי הרגל. פידר יכול להיראות תקין מבחינת ampacity ועדיין לגזול מרווח מתח מהאינוורטר לגיבוי. אפילו כבל DC קצר למראה יכול לאבד אנרגיה מורגשת כאשר זרם הפריקה עולה למאות אמפר.
בפועל צריך לבדוק את כל המסלול: DC בין הסוללה לאינוורטר, AC בין האינוורטר ללוח העומסים הקריטיים, וכל פידר בין ציוד השירות ללוח הגיבוי. בעבודות NEC נקודות שימושיות הן Article 706, ובעת ייצור מקומי גם Article 705, וכן ההערות האינפורמטיביות ב-210.19(A)(1) וב-215.2(A)(1). בעבודות IEC, IEC 60364-5-52 ו-IEC 60364-8-2 הם המקורות המעשיים. NEC IEC
למה מערכות סוללה צריכות בדיקת נפילת מתח ייעודית
מעגלי סוללה עובדים לעיתים קרובות במתח DC נמוך יותר ובזרם גבוה יותר, ולכן התנגדות קטנה יוצרת אחוז נפילת מתח מורגש.
המערכת יכולה להיראות טוב בזמן טעינה ולהרגיש חלשה בזמן פריקה לעומסי גיבוי.
אינוורטרים היברידיים, לוחות קריטיים, ציוד מעבר וסוללות חוץ יוצרים כמה מקטעים שצריך לבדוק יחד.
פרויקטי DIY מתמקדים לעיתים רק במפסק ובקיבולת הסוללה, בעוד חשמלאים ומהנדסים חייבים להגן גם על ביצועי האינוורטר ועל הרחבה עתידית.
נקודות קוד ותקן שכדאי לסמן בתכנית
- NEC Article 706: מערכת ESS צריכה ניתוק מתאים, בחירת מוליכים, הגנת זרם יתר ושיטת התקנה נכונה.
- NEC Article 705: אם מערכת הסוללה פועלת יחד עם ייצור מקומי או ציוד interconnection, החלטות הפידר והחיבור חייבות להיות מתואמות.
- NEC 210.19(A)(1) ו-215.2(A)(1): מתכננים רבים עדיין מכוונים לכ-3% בכל מקטע וכ-5% בסך הכול.
- IEC 60364-5-52 ו-IEC 60364-8-2: יש לאשר שיטת התקנה, קיבוץ, תנאי סביבה וציפיות הפעלה של מערכת prosumer לפני קביעת המידה הסופית.
מקרי תכנון נפוצים במערכות אגירה
אלו ערכי תכנון ולא תחליף להוראות היצרן או לטבלאות הסופיות. הם מראים כמה מהר נפילת המתח הופכת לגורם הקובע בעבודות סוללה.
| תרחיש | מרחק ועומס | מוליך | נפילה משוערת |
|---|---|---|---|
| סוללת 48V לאינוורטר | 2 מ׳ לכיוון אחד, 200A DC | 50 mm2 Cu | כ-0.31V / 0.65% |
| סוללת 48V לאינוורטר | 5 מ׳ לכיוון אחד, 150A DC | 35 mm2 Cu | כ-0.79V / 1.64% |
| אינוורטר 240V ללוח גיבוי | 110 ft / 34 מ׳ לכיוון אחד, 40A AC | 6 AWG Cu | כ-4.3V / 1.8% |
| אינוורטר היברידי 230V לעומסים | 35 מ׳ לכיוון אחד, 32A AC | 10 mm2 Cu | כ-4.1V / 1.8% |
דוגמאות עם מספרים ברי בדיקה
בנק סוללות 48V, פריקה של 200A, כבל DC באורך 2 מ׳
עם 50 mm2 נחושת בבערך 0.387 אוהם לק״מ, נפילת המתח הלוך וחזור היא בערך 0.31V. זה נשמע קטן, אבל במערכת 48V זה כבר כ-0.65%. אם מקטינים את הכבל, האינוורטר מרגיש את הקנס מיד.
אינוורטר סוללה ללוח עומסים קריטיים 240V, זרם 40A, מרחק 110 ft
עם 6 AWG נחושת בכ-0.491 אוהם לכל 1000 ft, נפילת המתח של הפידר היא בערך 4.3V, כלומר 1.8% ב-240V. לרוב זה יעבוד, אבל אם הפידר upstream כבר צורך חלק מתקציב ה-5%, ייתכן ש-4 AWG הוא פתרון נקי יותר.
אינוורטר היברידי חד-פאזי 230V, זרם 32A, מסלול IEC באורך 35 מ׳
עם 10 mm2 נחושת בכ-1.83 אוהם לק״מ, הנפילה היא בערך 4.1V, כלומר 1.8% ב-230V. אפשרות של 6 mm2 עולה קרוב ל-6.9V או 3.0% ומשאירה פחות מרווח לעומסי גיבוי.
רשימת בדיקה לפני אישור מידת המוליך
- בדקו את מצב העבודה הקשה ביותר: טעינה, פריקה, תמיכת שיא או יציאה רציפה מלאה של האינוורטר.
- מדדו את אורך המסלול האמיתי לכל מקטע במקום להניח שהסוללה והאינוורטר “מספיק קרובים”.
- שמרו באותו דף את מגבלות היצרן, דירוגי הנעליים, מרחב הכיפוף ודרישות הניתוק DC יחד עם חישוב נפילת המתח.
- בדקו גם את מסלול ה-DC וגם את מסלול ה-AC, כי כבל סוללה חזק לא מציל פידר גיבוי חלש.
- אם בעתיד יתוספו מודולים, הספק אינוורטר או לוח עומסים גדול יותר, השאירו מרווח כבר עכשיו.
חשבו את מסלול הסוללה לפני משיכת הכבל
הזינו מתח מערכת, זרם, חומר מוליך, מידה מועמדת, פאזה ומרחק חד-כיווני כדי להשוות בין מסלול הסוללה DC לבין פידר הגיבוי AC.
Start Calculating
Ready to apply these concepts to your project? Use our professional voltage drop calculator.
Open Calculator