Frage:
Ist es möglich, bei Photovoltaik-Anlagen den Kabelquerschnitt zu reduzieren, wenn man den Lastgang berücksichtigt?
Ziel:
Kosteneinsparung durch Reduzieren des Kabelquerschnitts von Photovoltaik-Anlagen unter Gewährleistung der Sicherheit
Branche:
Kunde:
Sachverständiger für Photovoltaik
Problem:
Unser Kunde, ein renommierter Sachverständiger für Photovoltaik, hatte eine komplexe Aufgabe. Ein Photovoltaik-Anlagenbauer hatte die Idee, bei der Kabelauslegung den Lastgang zu berücksichtigen. Die Idee liegt auf der Hand, da die Leistung von Photovoltaik-Anlagen im Tag-Nacht-Wechsel steigt und bis auf null fällt. Somit sind Kabel nicht dauerhaft maximal belastet, und auch der umliegende Boden kühlt sich nachts wieder ab. Die Norm fordert bisher m = 1. Es gibt jedoch wie in fast jeder Norm auch die Möglichkeit, von der Norm abzuweichen, wenn man dies gut begründen kann.
Lösung:
Auf Basis der Erfahrung aus vergleichbaren Projekten in der Windkraft- und Hybridfahrzeugtechnik konnten wir dem Kunden sehr schnell eine mehrdimensionale Berechnung in Comsol Multiphysics empfehlen.
Diese berücksichtigt sowohl den erwarteten Lastgang der Photovoltaik-Anlage sowie alle geometrischen und materialspezifischen Randbedingungen. Um auf „Nummer sicher“ zu gehen, wählten wir sämtliche Annahmen sehr konservativ.
Die Simulation zeigte, dass sich in den ersten Tagen die Temperatur des Kabels sowie des umliegenden Bodens kontinuierlich erhöht. Nach einigen Tagen stellt sich jedoch ein stationäres Profil ein, das nur noch Tag-Nacht-Schwankungen zeigt.
Die Maximaltemperatur ist deutlich unter der Maximaltemperatur, die gemäß Norm-Berechnung (dauerhaft) zu erwarten wäre.
In diesem Projekt konnte der Kunde beruhigt mit seinem Kunden ins Gespräch gehen und eine Auslegung unterhalb der Photovoltaik-Norm, aber noch oberhalb unserer Berechnungen, akzeptieren.