Tabella Riempimento Cavi per Impianti Fotovoltaici
Riempimento cavi fotovoltaico: PV wire 10 AWG sul lato DC, uscita inverter AC dimensionata sulla portata dell'inverter, canalizzazione EMT o PVC.
Il riempimento cavi per impianti fotovoltaici è regolato da NEC Article 690. Il fotovoltaico residenziale a stringa usa tipicamente 10 AWG USE-2/PV wire sul lato DC dai moduli al combiner o all'inverter, poi THHN/THWN-2 AC dimensionato sull'uscita dell'inverter sul lato AC. Le canalizzazioni sono di solito EMT all'interno e PVC o EMT all'esterno. L'Article 690 ha regole uniche di dimensionamento dei conduttori: 156% della corrente di cortocircuito del modulo per i circuiti sorgente PV, più considerazioni sulla temperatura in copertura.
Caratteristiche del carico
I sistemi PV residenziali sono molto variabili:
| Sistema | Range tensione DC | Corrente DC per stringa | Uscita AC (240V) |
|---|---|---|---|
| 5 kW residenziale | 300-500V | 10A | 21A |
| 8 kW residenziale | 350-600V | 10-13A | 33A |
| 10 kW residenziale | 400-600V | 13-15A | 42A |
| 12 kW con batteria | 400-600V | 15-18A | 50A |
Il lato DC è limitato in corrente dai moduli (la Isc raramente supera 14A sui moduli moderni). Il lato AC è impostato dalla corrente di uscita continua nominale di targa dell'inverter.
Riferimenti NEC
- NEC 690.7 — tensione DC massima (Voc × moltiplicatore di bassa temperatura)
- NEC 690.8 — dimensionamento della corrente di circuito (1,25 × Isc, poi 1,25 ancora per continuo)
- NEC 690.9 — protezione da sovracorrente
- NEC 690.12 — rapid shutdown
- NEC 690.13/690.15 — sezionatori DC e AC
- NEC 690.31 — metodi di cablaggio e separazione conduttori
- NEC 690.45-47 — messa a terra e equipotenzialità delle apparecchiature
- NEC 705 — interconnessione con utility (regola del 120% sulla barra)
Dimensionamento conduttori — lato DC
L'ampacità del conduttore del circuito sorgente PV deve essere pari o superiore a 1,56 × Isc:
| Isc modulo | 1,56 × Isc | Rame minimo (75 °C) | Sezione comune |
|---|---|---|---|
| 9A | 14,0A | 14 AWG (20A) | 10 AWG |
| 11A | 17,2A | 14 AWG | 10 AWG |
| 13A | 20,3A | 12 AWG (25A) | 10 AWG |
| 15A | 23,4A | 10 AWG (35A) | 10 AWG |
La maggior parte delle installazioni residenziali a stringa usa 10 AWG PV wire/USE-2 per i circuiti sorgente perché resiste alle temperature del tetto e fornisce un comodo margine di caduta di tensione.
Dimensionamento conduttori — lato AC
L'uscita AC dell'inverter è un carico continuo. Dimensionarla al 125% della corrente di uscita continua nominale secondo NEC 690.8(B):
| Uscita AC inverter | × 1,25 | Rame THHN | Alluminio |
|---|---|---|---|
| 24A (~6 kW) | 30A | 10 AWG | 8 AWG |
| 32A (~7,7 kW) | 40A | 8 AWG | 6 AWG |
| 40A (~9,6 kW) | 50A | 8 AWG | 6 AWG |
| 48A (~11,5 kW) | 60A | 6 AWG | 4 AWG |
| 64A (~15 kW) | 80A | 4 AWG | 2 AWG |
Dimensionamento conduit
Un tipico home-run DC con 3 × 10 AWG PV wire (PV+, PV-, EGC) in EMT o PVC:
| Canalizzazione | Conduttori | Area | Riempimento |
|---|---|---|---|
| EMT 1/2" | 3 × 10 PV wire (0,0260 in²) | 0,0780 in² | 39,6% (oltre 40%) |
| EMT 3/4" | 3 × 10 PV wire | 0,0780 in² | 16,5% |
| PVC Sch 40 1/2" | 3 × 10 | 0,0780 in² | 26,1% |
| PVC Sch 40 3/4" | 3 × 10 | 0,0780 in² | 14,7% |
Anche se tre 10 AWG passano appena il 40% in EMT 1/2", la maggior parte degli installatori usa EMT 3/4" per capacità di riserva e tiro più semplice sulle curve in copertura.
Per inverter più grandi con 2 o più stringhe:
| Conduttori | Canalizzazione necessaria |
|---|---|
| 6 × 10 PV wire + 1 × 10 EGC | EMT 1" (riempimento ~33%) |
| 8 × 10 PV wire + 1 × 10 EGC | EMT 1-1/4" |
Lato AC: 3 × 8 AWG + 1 × 10 EGC per inverter 40A — sta in EMT 3/4" al ~28%.
Requisiti speciali
- Rapid shutdown (NEC 690.12) — dispositivi di rapid shutdown a livello di modulo o stringa.
- Sezionatore DC in vista dell'inverter.
- Sezionatore AC tipicamente non fusibilato 60A tra inverter e quadro principale.
- Regola del 120% (NEC 705.12) — l'interruttore inverter + interruttore principale su una barra non possono superare il 120% della portata della barra. Comune interruttore backfed all'estremità opposta della barra rispetto al principale.
- Messa a terra delle apparecchiature — EGC dimensionato secondo NEC 250.122 in base al dispositivo di sovracorrente, non al conduttore.
Esempio risolto — sistema PV 8 kW
Sistema: 24 × moduli 350W in 2 stringhe da 12. Inverter: 7,6 kW 240V monofase, uscita AC continua 32A. Isc modulo = 11A.
- Circuiti sorgente DC: 4 conduttori (2 stringhe × +/-) di 10 AWG PV wire + 10 AWG EGC, in EMT 3/4" dal combiner in copertura giù all'inverter. Riempimento: 5 × 0,0260 = 0,130 in² in EMT 3/4" (limite 40% = 0,213 in²) = 24,4%, passa.
- Uscita AC: 32A × 1,25 = 40A. Usi 8 AWG rame THHN. 3 × 8 AWG + 1 × 10 EGC in EMT 3/4" verso il sezionatore AC, poi a un interruttore backfed da 40A.
- Verifica 120%: bus quadro principale 200A, interruttore principale 200A + interruttore PV 40A all'estremità opposta = 240A. 200 × 1,2 = 240A. Passa (esattamente al limite).
Usi il Calcolatore di riempimento conduit per verificare.
Riferimento rapido
| Componente | Cavo | Conduit |
|---|---|---|
| Home-run DC (singola stringa, moduli 10A) | 10 AWG PV wire × 3 | EMT 3/4" |
| Home-run DC (2 stringhe) | 10 AWG PV wire × 5 | EMT 3/4-1" |
| Uscita AC (inverter 7,6 kW) | 8 AWG THHN × 3 | EMT 3/4" |
| Uscita AC (inverter 11,5 kW) | 6 AWG THHN × 3 | EMT 3/4-1" |