Cáp Điện Mặt Trời: Phân Loại DC, AC Và Cách Chọn Cho Dự Án

Cáp điện mặt trời là một phần quan trọng trong hệ thống quang điện (PV), từ kết nối giữa các tấm pin đến tuyến DC về inverter và tuyến AC đi đến tủ phân phối. Với nhà thầu điện mặt trời, chọn đúng cáp không chỉ là chọn tiết diện 4 mm² hay 6 mm², mà còn phải xét điện áp, dòng điện, tổn thất, điều kiện lắp đặt và hồ sơ kỹ thuật của dự án.

Bài viết giúp phân biệt các loại cáp trong hệ thống PV, hiểu những sơ đồ kết nối thường gặp, đọc ví dụ tính tổn thất trên tuyến DC và chuẩn bị dữ liệu đủ rõ để đối chiếu vật tư, gửi yêu cầu báo giá theo BOQ.

Nguyên lý truyền năng lượng từ tấm pin PV qua inverter đến tủ điện và lưới. Sơ đồ mang tính tổng quan, không thay thế thiết kế đấu nối và bảo vệ của công trình.

1. Hệ Thống Điện Mặt Trời Cần Những Loại Cáp Nào?

Về đường truyền điện chính, hệ thống PV nối lưới thường có ba nhóm kết nối cần phân biệt:

Không nên dùng một quy cách cho tất cả các tuyến: cáp PV DC có yêu cầu đặc thù về điện áp, UV và thời tiết; cáp AC phải phù hợp tải và phương án đấu nối của inverter.

2. Cáp Solar DC Dùng Từ Tấm Pin Đến Inverter Như Thế Nào?

Các tấm pin trong cùng một chuỗi (string) có thể được nối với nhau bằng cáp và đầu nối chuyên dụng. Từ string, tuyến DC có thể đi trực tiếp đến inverter hoặc đi qua hộp gom (combiner box), tùy cấu hình thiết kế. Dây cực dương (+) và cực âm (−) phải được nhận diện và bố trí theo thiết kế, bảo vệ và hướng dẫn lắp đặt; không tự mặc định tất cả tuyến DC đều là một cáp hai lõi.

Kiểm tra đầu nối và tuyến cáp phía dưới tấm pin. Khi thi công cần xét tuyến đi dây, đỡ cáp và nguy cơ tác động cơ học.

Các sơ đồ kết nối thường gặp

Những sơ đồ dưới đây giúp người đọc nhận biết cách tổ chức đường DC; chúng không thể hiện đầy đủ cầu chì, chống sét, cách ly, tiết diện hoặc số lượng MPPT thực tế.

Sơ đồ tổ chức các chuỗi PV.

Ví dụ các string đi qua combiner box trước khi về inverter.

Ví dụ kết nối string trực tiếp về inverter; cấu hình thực tế theo thiết kế thiết bị.

Với dự án có combiner box, nhà thầu cần tách rõ chiều dài và dòng điện của cáp string với cáp DC sau khi gom chuỗi. Đây là điểm dễ thiếu khi lập BOQ chỉ theo tổng mét mà không phân tuyến.

3. H1Z2Z2-K Là Gì? Khi Nào Nên Chọn Cáp Solar Chuyên Dụng?

H1Z2Z2-K là ký hiệu thiết kế cáp PV theo EN 50618. Đây là loại cáp nên được xem xét cho các tuyến DC theo yêu cầu hệ thống quang điện, đặc biệt ở nơi chịu nắng, mưa và tác động môi trường. Không nên thay bằng dây điện thông thường chỉ vì cùng số lõi hoặc tiết diện.

Một sản phẩm có trang thông tin tại Hào Phú là LAPP ÖLFLEX® SOLAR XLR-E. Theo datasheet LAPP DB1023650EN v08, XLR-E là cáp một lõi ruột đồng mạ thiếc Class 5, cách điện và vỏ polyolefin liên kết ngang không halogen; điện áp định mức 1,5/1,5 kV DC, điện áp vận hành tối đa 1,8 kV DC.

LAPP nêu XLR-E phù hợp lắp trong nhà, ngoài trời và trong ống/máng cáp theo điều kiện; không chỉ định chôn trực tiếp và không dùng thường xuyên trong hoặc dưới nước. Nhiệt độ ruột dẫn khi vận hành liên tục bình thường tối đa 90°C; giới hạn 120°C chỉ áp dụng trong tổng thời gian giới hạn mà tài liệu hãng quy định. Những thông số này phải đọc đúng điều kiện sử dụng.

Nguồn kỹ thuật: LAPP – ÖLFLEX SOLAR XLR-E, DB1023650EN, version 08.

Nếu thiết kế chỉ định cáp đôi có thể tách, cần kiểm tra phiên bản riêng LAPP ÖLFLEX SOLAR XLR-E T; không coi XLR-E một lõi và XLR-E T là cùng một mã sản phẩm.

4. Cách Chọn Tiết Diện Cáp Solar DC: 2,5, 4 Hay 6 mm²?

Khi tính chọn cáp DC, hai kiểm tra quan trọng là dòng điện cho phép sau các hệ số hiệu chỉnh và sụt áp/tổn thất trên tuyến. Ngoài ra còn phải kiểm điện áp DC tối đa của chuỗi, nhiệt độ, phương án đi cáp, bảo vệ và khả năng tương thích đầu nối.

Ví dụ tính lại từ bài cũ: 11 tấm pin × 230 Wp

Giả sử một chuỗi có 11 tấm pin, mỗi tấm 230 Wp: công suất danh định của chuỗi là 2.530 Wp = 2,53 kWp (không phải 2,53 Wp). Dòng làm việc dùng cho ví dụ là 7,66 A. Tuyến từ chuỗi pin đến inverter dài 15 m một chiều, nên chiều dài đường dẫn điện dương và âm cộng lại khoảng 30 m.

Để minh họa sơ bộ với ruột dẫn đồng ở khoảng 20°C, lấy điện trở suất ρ ≈ 0,01724 Ω·mm²/m. Với tiết diện 4 mm²:

Kết quả này chỉ giải thích cách tính tổn thất theo giả định; không phải chứng nhận rằng cáp 4 mm² là phù hợp cho mọi chuỗi 2,53 kWp. Ở nhiệt độ ruột dẫn cao hơn, điện trở tăng. Mỗi dự án còn phải kiểm dòng thiết kế, hệ số giảm tải do nhiệt độ/bó cáp, phương án lắp đặt, yêu cầu sụt áp và điều kiện bảo vệ. Ngưỡng tổn thất 1% trong bài cũ nên hiểu là mục tiêu thiết kế giả định, không phải quy định chung cho mọi tuyến.

5. Cáp AC Sau Inverter Có Cần Là Cáp Solar H1Z2Z2-K Không?

Thông thường, tuyến AC sau inverter là cáp điện lực được lựa chọn theo yêu cầu đầu ra inverter, điện áp hệ thống, dòng tải và điều kiện đi dây. Không cần mặc định sử dụng cáp H1Z2Z2-K cho toàn bộ phần AC chỉ vì hệ thống là điện mặt trời.

Ví dụ với inverter một pha, cấu hình dây L–N–PE thường được xem xét khi phù hợp thiết kế; với inverter ba pha, có thể cần 3P+N+PE hoặc cấu hình khác. Không kết luận mọi inverter ba pha bắt buộc dùng cáp 5 lõi nếu chưa xem sơ đồ đấu nối.

Với tuyến điện lực hạ thế, nhà thầu có thể tìm hiểu thêm về POWERFLEX RV-K 0,6/1 kV của Top Cable để tham khảo một dòng cáp AC và các phương án lắp đặt. Việc lựa chọn cuối cùng phải theo thiết kế, dòng cho phép và yêu cầu dự án, không coi đây là đề xuất thay thế tự động.

6. Kiểm Tra Cáp Điện Mặt Trời Trước Khi Đưa Vào BOQ

Một nhà thầu có thể đang so hai báo giá đều ghi “cáp Solar 1×4 mm²” nhưng phạm vi ứng dụng và hồ sơ chưa chắc giống nhau. Trước khi chốt vật tư, nên đối chiếu lần lượt các yếu tố sau:

• Nhận diện sản phẩm: hãng, series, ký hiệu thiết kế và đúng quy cách theo BOQ.
• Ruột dẫn: vật liệu, cấp mềm và lớp mạ theo datasheet; với LAPP XLR-E là đồng mạ thiếc Class 5.
• Điện áp: phân biệt điện áp định mức, điện áp làm việc tối đa và điện áp thử.
• Điều kiện môi trường: chống UV, nhiệt, độ ẩm, hóa chất và khu vực ven biển nếu có.
• Điều kiện lắp đặt: ngoài trời, trong ống, trên máng, chôn trực tiếp hoặc khu vực đọng nước.
• Phụ kiện và hồ sơ: đầu nối, kích thước cáp, nguồn datasheet, yêu cầu CO/CQ/chứng nhận theo mã hàng và lô hàng.

Với dự án có yêu cầu riêng về tiêu chuẩn, chứng nhận hoặc thời gian sử dụng, cần xác minh đúng mã và phiên bản chứng nhận. Không suy thời gian sử dụng dự kiến thành thời hạn bảo hành thương mại.

7. Nhà Thầu Nên Gửi Gì Để Đối Chiếu Và Báo Giá Cáp Solar?

Nếu đã có BOQ, hãy tách cáp DC theo string, cáp DC chính và cáp AC sau inverter. Các thông tin dưới đây giúp bên cung cấp xác định đúng sản phẩm và nhận diện sớm những điểm cần kỹ thuật xác nhận.

Ví dụ yêu cầu chào giá: “Dự án PV mái nhà xưởng; cáp DC H1Z2Z2-K 1×4 mm² màu đen: 500 m; cáp nhận diện cực còn lại theo thiết kế: 500 m; tuyến đi ngoài trời và một phần trong ống. Cần đối chiếu mã LAPP, datasheet, CO/CQ và thời gian giao. Có BOQ đính kèm.” Đây là ví dụ cách ghi yêu cầu, không phải thông tin về một dự án đã thực hiện.

Để tìm hiểu thêm các khái niệm chung về cấu tạo và thi công, tham khảo bài dây cáp điện Solar. Bài hiện tại tập trung vào phân tuyến, lựa chọn kỹ thuật và chuẩn bị vật tư theo BOQ.