Zonnepanelen. Lengte DC en AC kabels

Mijn persoonlijke voorkeur is om de DC kabels zo kort mogelijk te houden. En dan niet uit oogpunt van verlies, maar uit oogpunt van veiligheid. Een vlamboog door kortsluiting dooft op DC moeilijker dan op AC.

Laatst was ik nog betrokken bij de aanleg van zonnepanelen met 8kWp.
Panelen liggen op een plat dak, omvormer direct onder het dak.
3-fasen AC-kabel is 42 meter lang van omvormer naar hoofdverdeling. Op grond van het vermogen zou dat met een 5x2,5 mm2 kunnen, maar vanwege het verlies hebben we gekozen voor 5x4 mm2.

Dat van die vlamboog is een goede afweging KlaasZ.

Op grond van het vermogen zou dat met een 5x2,5 mm2 kunnen, maar vanwege het verlies hebben we gekozen voor 5x4 mm2

Ik heb 2,5mm^2 AC kabel voor 7,5 kW.
Hoe groot is het verlies in zo'n kabel ongeveer?

Daar kun je natuurlijk geen zinnig woord over zeggen. Knoop je er nog zo'n stuk kabel aan (ofwel: wordt de kabel 2x zo lang...), dan is het verlies opeens 2x zo groot (wat op zich best makkelijk te begrijpen is).

Daarnaast is het zo dat je tot een maximale spanning 'mag'. Het zou zo kunnen zijn dat als jouw kabel wat aan de dunne kant is en het net heeft een relatief hoge spanning, de omvormer eerder aan z'n maximale spanning zit. Die gaat dan minder vermogen leveren. En dan gaat het opeens natuurlijk erg hard met 'verlies'.

Verder is het zo dat als je het verlies gelijk wilt houden, je een kabel die 2x zo lang is ook 2x zo dik (in doorsnede, niet in diameter) moet maken om hetzelfde verlies te houden. Maar vanwege de max. spanning kan het weer lonend zijn om toch voor 'dik' te kiezen.

Tenslotte is het een economische overweging. Hoe dikker de kabel, hoe minder je verlies. Hoe dikker de kabel, hoe duurder de kabel.

Kabel is grofweg de koperprijs (en een klein beetje voor het plastic). Als vuistregel is het vaak zo dan een kabel met 2x zoveel koper ongeveer 2x zo duur is.

Daarmee kun je aan het rekenen: als je je kabel 2x zo dik maakt halveer je het verlies. Als de omvormer moet 'knijpen' meer dan dat. Met de verwachten opbrengst weet je wat dat aan geld oplevert. Je weet ook wat die kabel kost. Dan weet je ook hoeveel jaar het duurt voor je dat terug verdiend hebt.

Daarnaast spelen er natuurlijk nog wat technische dingetjes een rol: je kunt een kabel niet oneindig dun maken onder het motto: dan kost-ie niks meer en de stroom is toch gratis . Het moet ook nog heel blijven...

Ruwe berekening met wat afrondingen:

25 meter 2,5 mm2 heeft een weerstand van 0,18 ohm

Piekvermogen is 7,5kW, dat is 2,5kW per fase.
2,5kW/230V is 11A per fase

11A over 0,18 ohm is ongeveer 2V.

Je hebt dus 2V spanningsverschil, met dien verstande dat de spanning bij de omvormer 2V hoger is dan bij de groepenkast.

2V bij 11A is een vermogensverlies van 22W per ader, dus 66W totaal.
Dat is minder dan 1% van de opbrengst van de panelen. Let wel, dat is dus bij maximaal vermogen van de panelen.
Bij lager vermogen is het verlies minder, zowel absoluut als procentueel.

Valt allemaal nogal mee, maar als je het verlies te groot vindt moet je een dikkere kabel nemen.

Bedankt, KlaasZ. Helemaal helder.

Ik zou het advies van Klaasz opvolgen, lijkt me goed plan.

De weerstand van 2.5mm² is 0.7 Ω per 100 meter.
4 mm² doet 0.4 Ω per 100 meter.

Bij volle zon is de DC stroom ongeveer 10 A.

Het verlies in de 4mm² DC kabels wordt dus 40 Watt per 100 meter draad ( P = I² * R).

Van paneel naar de meterkast is 4 draden (2 strings), dus totale lengte = 4 x 25 = 100 meter. Dus 40 Watt verlies als je met 4mm² DC naar de meterkast gaat.

Met 4mm² AC is dat 33 Watt.

2x zo lang is ook 2x zo dik (in doorsnede, niet in diameter)

Bedoel je de oppervlakte?

Op 19 november 2020 14:57:30 schreef deKees:
Ik zou het advies van Klaasz opvolgen, lijkt me goed plan.

De weerstand van 2.5mm² is 0.7 Ω per 100 meter.
4 mm² doet 0.4 Ω per 100 meter.

Bij volle zon is de DC stroom ongeveer 10 A.

Het verlies in de 4mm² DC kabels wordt dus 40 Watt per 100 meter draad ( P = I² * R).

Van paneel naar de meterkast is 4 draden (2 strings), dus totale lengte = 4 x 25 = 100 meter. Dus 40 Watt verlies als je met 4mm² DC naar de meterkast gaat.

Met 4mm² AC is dat 33 Watt.

Bedankt voor de bevestiging.

Op 19 november 2020 14:58:08 schreef Els den Iep:
[...]
Bedoel je de oppervlakte?

Ja, doorsnede is een oppervlakte.

Als Ik de verliezen in driefase AC 400V moet uitrekenen dan krijg ik:

7500W = 2500 W per fase. Dan loopt er 2500W/230V = 10.9A. Met 25m kabel is de weerstand 0.25*0.7 Ohm = .175Ohm. We krijgen dan I²R 20W aan verliezen in iedere 25m kabel.

Als de hele 7500W actief is dan heb je deze verliezen in drie van de vier kabels, dus totaal 60W aan verliezen. Volgens mij verschilt dat van wat eerder uitgerekend was. Dit is minder dan 1%, dus je kan zeggen: wat boeit het. En over een jaar zal het nog minder zijn omdat je maar een klein percentage van de tijd die topwaarde 7500W haalt.

Hang de omvormer zo dicht mogelijk bij de panelen.
De DC-bekabeling is 4mm2, en is in 99.99% van de gevallen een prima doorsnede om de afstand te overbruggen tussen panelen en omvormer.
Dus omvormer op zolder.

De ac-bekabeling.
10.9A per fase.
Een 5 x 2.5mm2 kabel is prima. Een 4mm2 is zwaar overdreven in dit geval.

Bij vollast (7500W) is de spanningsval over de kabel 3 tot 3,5 Volt hoger als in de meterkast.
Hier moet je op letten tegenwoordig. Veel omvormers stoppen ermee boven de 253V. In wijken met veel zonnepanelen is de netspanning om 12.00u al vaak 250V. Tel daar de spanningsdrop van de kabel nog bij op! en de omvormer "ziet" 253V, en stopt ermee.

Op 19 november 2020 12:59:12 schreef Els den Iep:
Als ik Google zie ik tegenstrijdigheden als het gaat om het verlies in de kabels van een PV-installatie.

Daarom kan ik niet beslissen of ik de lengte van de AC-kabels of de DC-kabels zo klein mogelijk moet maken.

ga eens wat spelen met sunnydesignweb dan zie je het zelf.

Bedankt allen voor het meedenken.
Ik heb er weer veel aan gehad.

ga eens wat spelen met sunnydesignweb dan zie je het zelf.

Had ik ook al gedaan. Uitkomst daar slechts 1,5mm^2 en 2,5mm^2!