폭염 및 태양광 케이블 용량 감소: PV 엔지니어가 다시 확인해야 할 사항

2026년 7월 10일, 중국의 국가 전력 부하량은 15억 1,800만kW로 연간 신기록을 달성했습니다. 지속적인 열, 냉방 수요 및 산업 생산으로 인해 여름 성수기가 더욱 높아질 것으로 예상됩니다. 동시에 태양광 설비는 기온뿐만 아니라 옥상, 케이블 트레이 및 노출된 금속 표면에 축적된 열로 인해 연중 가장 가혹한 열 조건에서 작동하고 있습니다.-중국국가에너지국.

PV 엔지니어에게 이는 시기적절한 알림입니다. 태양광 케이블에 인쇄된 공칭 단면적-만으로는 케이블이 안전하게 전달할 수 있는 전류량을 결정하지 않습니다.

주변 온도, 설치 방법, 케이블 그룹화, 도체 온도, 전압 강하 및 커넥터 품질을 모두 함께 확인해야 합니다.

날씨 데이터는 일반적으로 음영 처리된 기온을 ​​나타냅니다. 모듈 아래, 어두운 옥상 또는 금속 구조물 근처에 설치된 PV 케이블은 훨씬 더 뜨거운 지역 환경을 경험할 수 있습니다.

여러 열원이 동시에 작용할 수 있습니다.

• 직접적인 태양 복사
• 지붕에서 반사되거나 방출되는 열
• 모듈 아래의 제한된 공기 흐름
• 금속 트레이 또는 도관에 의해 흡수된 열
• 도체 내부의 전기 손실
• 커넥터 및 종단에서 발생하는 열

이는 엔지니어가 지역 일기 예보를 유일한 설계 온도로 사용해서는 안 된다는 것을 의미합니다. 실제 케이블 경로를 고려해야 합니다.

공기 중에 매달린 케이블은 일반적으로 도관 내부에 설치되거나 로드된 다른 케이블과 긴밀하게 그룹화되어 있는 동일한 케이블보다 열을 더 효과적으로 발산합니다. 따라서 도체 크기가 동일한 두 케이블의 허용 전류가 다를 수 있습니다.

EN 50618에 따라 제조된 H1Z2Z2-K 케이블은 까다로운 실외 PV 애플리케이션용으로 설계되었습니다. 일반적으로 교차 결합된- 할로겐 프리 절연체 및 외피 재료가 포함된 클래스 5 주석 도금- 구리 도체를 사용합니다.

그러나 온도 등급은 때때로 잘못 이해됩니다.

EN 50618- 유형 케이블은 일반적으로 정상 연속 작동 중 최대 도체 온도 90도에 맞게 설계되었습니다. 120도에서의 작동은 표준에 정의된 조건 하에서 총 20,000시간으로 제한됩니다. 이는 일반적인 연속 설계 목표가 아닙니다. 대표적인 제조업체 사양에서는 90도 정상 한계와 제한된 120도 조건을 확인합니다.LAPP H1Z2Z2-K 기술 데이터

구별이 중요한 이유는 다음과 같습니다.

• 주변 온도는 케이블 주변의 온도입니다.
• 도체 온도는 케이블 내부에 도달하는 온도입니다.
• 전류{0}}운반 용량은 정의된 설치 조건에서 도체를 허용 온도 내로 유지하는 전류입니다.

"90도"라고 표시된 케이블은 90도 주변 공기에서 게시된 기준 전류를 전달하는 데 자동으로 적합하지 않습니다. 주변이 이미 뜨거우면 케이블 자체 저항으로 인해 발생하는 열을 방출할 수 있는 용량이 훨씬 적습니다.

전류-운반 용량 표는 특정 참조 조건을 기반으로 합니다. 여기에는 대기 중 단일 케이블, 정의된 주변 온도, 특정 도체 온도 및 가정된 설치 방법이 포함될 수 있습니다.

예를 들어, Prysmian H1Z2Z2-K 6mm² 케이블 데이터시트는 케이블이 공중에 자유롭게 설치되는지 아니면 표면에 설치되는지에 따라 서로 다른 정격 전류를 제공합니다. 명시된 값은 주변 온도 60도를 기준으로 하며 전류용량 수치 뒤에 있는 조건이 수치 자체만큼 중요한 이유를 보여줍니다. Prysmian TECSUN H1Z2Z2-K 데이터시트

실제로 허용 전류는 개념적으로 다음과 같이 표현될 수 있습니다.

수정 계수는 해당 전기 표준, 지역 코드 또는 검증된 제조업체 데이터에서 나와야 합니다. 추정해서는 안됩니다.

엔지니어는 최소한 다음을 확인해야 합니다.

국제적으로 IEC 62548-1은 DC 어레이 배선 및 전기 보호를 포함한 PV 어레이 설계 요구 사항을 다룹니다. 케이블 크기는 IEC 60364 시리즈와 같은 표준에서 파생된 관련 국가 규정을 따라야 합니다. IEC 62548-1:2023

케이블 그룹화는 결합기 박스, 인버터 입구, 트레이 굴곡부 및 도관 섹션 주변에서 특히 중요합니다.

여러 개의 로드된 케이블을 서로 가깝게 설치하면 각 케이블이 다른 케이블을 가열하여 공기 흐름이 감소합니다. 대부분의 경로가 개방되어 있고 통풍이 잘 되더라도 짧은 혼잡구간은 열병목 현상이 발생할 수 있습니다.

주의가 필요한 일반적인 영역은 다음과 같습니다.

• 촘촘한 묶음으로 묶인 여러 개의 스트링 케이블
• 하나의 도관에 모여 있는 양극 및 음극 도체
• 설계 가정 이상으로 채워진 케이블 트레이
• 컴바이너 박스 바로 아래의 조밀한 배선
• 뜨거운 지붕 재료에 직접 놓인 케이블
• 모듈 뒤에 남겨진 코일형 여분의 케이블

케이블 타이를 꽉 조이면 기계적 응력이 발생하고 열팽창 중에 움직임이 제한될 수도 있습니다. 케이블은 찌그러지지 않고 지지되어야 하며, 제조사의 최소 곡률반경을 준수해야 합니다.

실제로는 단순히 도체 크기를 늘리는 것보다 간격을 늘리거나 환기를 개선하는 것이 더 효과적일 수 있습니다.

케이블 온도는 절연 수명보다 더 많은 영향을 미칩니다. 구리의 전기 저항은 도체가 뜨거워질수록 증가합니다.

공학적 추정에 따르면 구리 저항은 기준 온도보다 1도 높아질 때마다 약 0.39% 증가합니다. 따라서 80도에서 작동하는 도체는 20도에서 측정된 동일한 도체보다 실질적으로 더 높은 저항을 갖게 됩니다.

결과는 다음과 같습니다.

• 더 큰 전압 강하
• 더 높은 I2RI^2RI2R 손실
• 더 낮은 전달 전력
• 추가 도체 가열

PV 케이블 저항은 일반적으로 IEC 60228에 따라 20도로 지정됩니다. IEC 60228은 태양광 케이블에 일반적으로 사용되는 클래스 5 유연한 도체를 포함하여 도체 구성 및 최대 저항 요구 사항을 정의합니다.IEC 60228:2023

따라서 전압{0}}강하 계산에서는 20도에서의 카탈로그 값뿐만 아니라 예상 작동 온도에 맞게 보정된 저항을 사용해야 합니다.-

이는 특히 다음과 같은 경우에 중요합니다.

• 긴 스트링 회로
• 중앙 집중식 인버터 레이아웃
• 대형 지상-설치형 식물
• 간접 케이블 경로를 갖춘 옥상 시스템
• 인버터의 MPPT 하한 전압 한계에 가깝게 작동하는 시스템

PV 회로는 일반적이고 안정적인 DC 부하가 아닙니다. 설계 전류는 해당 설계 표준 및 현지 규정에 따라 어레이가 생성할 수 있는 최대 전류를 반영해야 합니다.

계산 시 다음 사항을 고려해야 할 수도 있습니다.

• 모듈 단락-회로 전류
• 병렬 문자열
• 필수 안전 또는 연속-전류 요인
• 양면 이득
• 표준 테스트 조건보다 높은 방사조도
• 역-현재 기여
• 과전류 보호
• 향후 모듈 또는 문자열 구성 변경

일반적인 실수는 모듈 작동 전류를 케이블 카탈로그 정격과 직접 비교하는 것입니다. 이는 필수 PV 설계-전류 계수와 설치 환경으로 인한 열 감소를 모두 무시할 수 있습니다.

올바른 순서는 다음과 같습니다.

• PV 회로 설계 전류를 설정합니다.
• 기준 케이블 전류용량을 결정합니다.
• 필요한 모든 수정 요소를 적용합니다.
• 수정된 전류용량이 설계 전류를 초과하는지 확인하십시오.
• 전압 강하 및 전력 손실을 확인하십시오.
• 보호 및 커넥터 호환성을 확인하십시오.

이러한 검사 중 하나만 통과하는 것만으로는 충분하지 않습니다.

올바른 크기의 케이블은 연결 불량을 보완할 수 없습니다.

커넥터 온도 상승은 다음과 같은 원인으로 발생할 수 있습니다.

• 부정확하거나 불완전한 압착
• 잘못된 압착 도구 또는 다이
• 커넥터 승인 범위를 벗어난 케이블 단면-
• 씰과 호환되지 않는 케이블 외경
• 오염되거나 손상된 접점
• 완전히 맞물리지 않은 커넥터
• 다양한 제조업체의 커넥터 구성 요소 혼합
• 물 침투 및 부식
• 연결부의 과도한 기계적 장력

이러한 결함은 접촉 저항을 증가시킵니다. 열 발생은 P=I2RP=I^2RP=I2R을 따르기 때문에 상대적으로 작은 저항 증가라도 전류가 높을 때 상당한 국지적 발열을 일으킬 수 있습니다.

NREL은 과열, 약화 및 물리적 왜곡과 관련된 시스템 커넥터 오류의 PV 밸런스-를 문서화했으며 심각한 경우에는 개방 회로, 아크 또는 화재로 이어질 수 있습니다. NREL 시스템 내구성 연구의-균형-

폭염 동안 한계 연결은 열 헤드룸이 적습니다. 따라서 엔지니어는 케이블과 커넥터를 별도의 제품이 아닌 하나의 일치된 시스템으로 취급해야 합니다.

좋은 라우팅은 열적, 기계적 스트레스를 모두 줄여줍니다.

가능한 경우:

• 과도한 열이 축적되는 표면에서 케이블을 멀리 두십시오.
• 노출된 DC 케이블 주변의 공기 흐름을 유지합니다.
• 불필요한 그룹화와 빽빽하게 들어찬 도관을 피하세요.
• 날카로운 금속 모서리로부터 케이블을 보호하십시오.
• 케이블이 물이나 잔해물에 닿지 않도록 하십시오.
• 커넥터의 무게가 케이블에 의해 지탱되지 않도록 지지하십시오.
• 느슨한 케이블이 모듈 후면에 닿지 않도록 하십시오.
• DC 배선을 관련 없는 열-발생 장비와 분리하세요.
• 프로젝트 수명에 적합한 UV- 및 내후성- 지지대를 사용하세요.

옥상 시스템의 경우 라우팅 시 유지 관리 및 소방을 위한 접근도 고려해야 합니다. 기술적으로 올바른 도체 크기가 잘못 라우팅된 회로를 안정적으로 만들지는 않습니다.

열파는 높은 복사조도와 높은 전류에서 열 문제가 더욱 뚜렷해지기 때문에 약점을 식별할 수 있는 유용한 기회를 제공합니다.

검사는 대표적인 작동 조건에서 자격을 갖춘 직원이 수행해야 합니다. 유용한 점검 사항은 다음과 같습니다.

• 커넥터, 결합 상자 및 종단의 적외선 검사
• 유사한 스트링 간의 온도 비교
• 변색, 변형 또는 갈라진 케이블 재킷에 대한 육안 검사
• 커넥터 결합 확인
• 케이블 지지대 및 굴곡 반경 검사
• 병렬 문자열 간의 현재 비교
• 필요한 경우 절연{0}}저항 테스트
• 제조업체의 절차에 따른 보호 장치 및 단자 토크 검사

절대 온도만으로는 문제를 항상 식별할 수는 없습니다. 유사한 전류를 전달하는 동등한 구성 요소보다 눈에 띄게 뜨거운 커넥터 또는 케이블 섹션은 조사할 가치가 있습니다.

부품을 조이거나 교체한 후에 회로에 단순히 전원을 다시 공급해서는 안 됩니다.- 엔지니어는 잘못된 압착, 호환되지 않는 구성 요소, 과부하, 손상된 도체 또는 불량한 라우팅과 같은 근본 원인을 식별해야 합니다.

새로운 설계를 승인하기 전-또는 다음 폭염이 시작되기 전에-PV 엔지니어는 다음을 다시 확인해야 합니다.

 공표된 기상 기온뿐만 아니라 지역 최고 기온

 케이블 전류용량 표 뒤의 참조 조건

 온도, 그룹화 및 설치 보정 계수

 실제 PV 회로 설계 전류

 예상 도체 온도에서의 전압 강하

 케이블 및 커넥터 전류 정격

 케이블 단면-및 외경-호환성

 압착 도구 및 설치 절차

 컴바이너 박스 및 인버터 근처의 혼잡 구간

 운영 체제의 열 검사 결과

 보호 조정 및 오류{0}}현재 요구사항

 프로젝트의 해당 표준 및 현지 규정 준수

인증된 H1Z2Z2-K 케이블을 선택하는 것은 중요한 출발점이지만, 인증이 엔지니어링 계산의 필요성을 없애지는 않습니다.

극심한 더위 속에서도 안정적인 성능은 도체 품질, 케이블 구성, 설치 방법, 보정 계수, 전압{0}}제어, 커넥터 호환성 및 설치 기술 등 전체 시스템에 따라 달라집니다.

EPC 계약자 및 프로젝트 구매자의 경우 가장 안전한 접근 방식은 조달 전에 이러한 조건을 검토하는 것입니다. 설계 중에 케이블 크기나 커넥터 사양을 변경하는 것은 비교적 간단합니다. 시운전 후 과열 배선을 교체하는 것은 아닙니다.

사인링크옥상 및 공익사업 규모의 프로젝트를 위한 인증된 태양광 케이블, 호환 가능한 PV 커넥터 및 지원 액세서리를 공급합니다.{0}} 케이블 단면적-, 외경, 커넥터 호환성 및 프로젝트{3}}별 문서를 견적 및 생산 전에 검토할 수 있습니다.