Gutachten zur Umweltbiologie

Auswirkungen der Temperatur auf den Spannungsabfall von Gleichstromkabeln in großen Photovoltaik-Dachanlagen auf der Grundlage eines empirischen Modells

Alpesh Desai, Vansh Pandya, Indrajit Mukhopadhyay und Abhijit Ray

In diesem Artikel werden die Auswirkungen von Verlusten aufgrund von Temperaturanstiegen bei der Bestimmung der optimalen Kapazität eines Gleichstromkabels für die Anwendung in einem Photovoltaiksystem (PV) erörtert. Eine Optimierung wird in Betracht gezogen, um den bestehenden Kompromiss zwischen den Kosten von Verlusten aufgrund des Spannungsabfalls und den Investitionskosten zu lösen. Das Hauptergebnis des Modells ist die optimale Gleichstromkabelkapazität für ein bestimmtes PV-System sowie die relevante optimale Gleichstromkabeldimensionierung in Bezug auf den Spannungsabfall. Ein experimentelles Ergebnis eines 250 kW-Solar-PV-Systems, das auf einem Breitengrad von 23,0290 N und einem Längengrad von 72,5770 E installiert ist, wird verwendet, um die Auswirkungen des Temperaturanstiegs auf den Spannungsabfall eines Gleichstromkabels unter Außenbedingungen zu bestimmen. In diesem Artikel wird ein empirisches Modell zur Bestimmung der Auswirkungen des Spannungsabfalls durch Temperatur anhand experimenteller Daten vorgestellt. In dieser Arbeit liegt der Schwerpunkt auf den Auswirkungen der Temperatur auf Gleichstromkabel und ihrer Lösung zur Leistungsgarantie sowie zur Verbesserung der Stromerzeugungsprognose. Diese Studie wird durchgeführt, um eine Gleichstromspannungsvorhersage vor Ort mit minimalem Fehler zu finden und bietet eine Vorhersage auf der Grundlage einer empirischen Formel. Die Modellergebnisse zeigen, dass durch die Installation des Gleichstromkabels im Freien in halbtrockenen Gegenden wie Gujarat und anderen trockenen Regionen, wo die durchschnittliche Umgebungstemperatur etwa 30–35 °C beträgt und im Sommer die Höchsttemperatur über 40 °C liegt, ein Anstieg des Spannungsabfalls um etwa 12 bis 18 % gegenüber den Standardtestbedingungen auftritt. Durch die Wahl der richtigen Kabelgröße können wir jährlich 2400 bis 5400 kWh einsparen, was den jährlichen Ausstoß von 1200 bis 3000 kg CO2 verringert und 300 bis 700 kg Kohle einspart. Durch optimales Design des Gleichstromkabels können wir den Kabelverlust auf unter 1 % senken, was dem Durchschnitt entspricht und 1,8- bis 2,4-mal mehr Umsatz generiert.