Jaki kabel do fotowoltaiki wybrać? – dobór przekroju do mocy

Rosnące zainteresowanie instalacjami PV sprawia, że coraz więcej inwestorów oraz wykonawców szuka rzetelnych informacji dotyczących prawidłowego doboru osprzętu. Jednym z kluczowych elementów każdej instalacji są przewody solarne, które odpowiadają za bezpieczne i efektywne przesyłanie energii. Postaramy się odpowiedzieć na pytanie: jaki kabel do fotowoltaiki wybrać, w zależności od mocy instalacji oraz odległości między panelami a falownikiem.

Rodzaje kabli w instalacji fotowoltaicznej

Każda instalacja PV składa się z dwóch podstawowych obwodów, które różnią się charakterystyką prądu i wymogami kablowymi:

Obwód DC (prąd stały) – łączy panele fotowoltaiczne z falownikiem. Tu stosujemy kable solarne, które muszą być odporne na promieniowanie UV, zmienne temperatury, wilgoć, a także działanie ozonu i czynników mechanicznych. Wymagania te spełniają m.in. przewody H1Z2Z2-K i PV1-F.
Obwód AC (prąd zmienny) – od falownika do domowej rozdzielni lub sieci elektroenergetycznej. Tutaj stosuje się klasyczne kable miedziane, najczęściej typu YKY (kabel ziemny) lub N2XH (kabel o podwyższonej odporności ogniowej).

Przy wyborze kabla liczy się także typ izolacji, odporność na warunki atmosferyczne, elastyczność i oczywiście zgodność z aktualnymi normami PN-EN. Dodatkowo, każdy z tych obwodów powinien być odpowiednio zabezpieczony przed przeciążeniem oraz uszkodzeniami mechanicznymi, co wpływa na trwałość i bezpieczeństwo całego systemu. Istotne jest również, aby stosowane kable posiadały odpowiednie oznaczenia producenta oraz certyfikaty dopuszczające je do pracy w instalacjach fotowoltaicznych.

Dobór kabla do fotowoltaiki – zasady i wzory

Podstawowe zasady przy doborze kabli do fotowoltaiki opierają się na zminimalizowaniu strat energii i zapewnieniu bezpieczeństwa elektrycznego. Najważniejszym parametrem przy obliczeniach jest spadek napięcia – czyli różnica napięcia między początkiem a końcem przewodu, przez który przepływa prąd. Zbyt duży spadek skutkuje stratą energii, a w konsekwencji grzaniem się kabla i obniżeniem efektywności instalacji.

Za bezpieczny i akceptowalny przyjmuje się spadek:

maks. 1,5% dla obwodów DC (panele → falownik),
maks. 1% dla obwodów AC (falownik → rozdzielnia).

Wzór obliczeniowy na spadek napięcia: ΔU = (2 × L × I × ρ) / S

Gdzie:

L – długość przewodu w metrach (tam i z powrotem),
I – natężenie prądu w amperach,
ρ – oporność właściwa miedzi (0,0175 Ω·mm²/m),
S – przekrój żyły w mm².

Znając długość przewodu, możemy obliczyć minimalny przekrój kabla dla założonego dopuszczalnego spadku napięcia.

Jaki kabel wybrać do fotowoltaiki 5kW?

Instalacja o mocy 5 kW jest obecnie jedną z najczęściej wybieranych w domach jednorodzinnych, ponieważ pozwala zbilansować zużycie energii w typowym gospodarstwie domowym. Taka instalacja generuje napięcie rzędu 800–1000 V i prąd w granicach 5–6 A (dla pojedynczego ciągu paneli). Zatem jaki kabel do fotowoltaiki 5kw? Przy przewodach o długości do 10–15 m, kabel solarny 4mm² może być wystarczający. Jeśli trasa kablowa jest dłuższa – np. z dachu na ziemię, przez ogród – wtedy należy zastosować kabel solarny 6mm², aby zachować dopuszczalny spadek napięcia.

Praktyczny przykład:

Instalacja: 5 kW (DC)
Odległość od paneli do falownika: 18 m
Prąd: ok. 5,5 A
Zalecany kabel: H1Z2Z2-K, 6 mm²

Użycie kabla o zbyt małym przekroju spowoduje stratę mocy, skróci żywotność przewodu i może wywołać ryzyko pożaru przy długotrwałym obciążeniu.

Na jaki przekrój kabla zdecydować się przy fotowoltaice 6kW?

Dla nieco większych instalacji – np. 6 kW – wzrasta znaczenie poprawnego doboru przewodu. Zasadnym zatem jest pytanie jaki przekrój kabla do fotowoltaiki 6kw wybrać? W tym przyadku prąd osiąga 6–7 A w obwodzie DC, a długości przewodów często mierzą 20–30 metrów. Kabel solarny 6mm² to minimum, jakie powinno się zastosować. Jeżeli instalacja znajduje się np. na budynku gospodarczym, a falownik w domu – może się okazać, że trzeba użyć nawet kabla o przekroju 10 mm², by zachować efektywność systemu i uniknąć niebezpiecznych przeciążeń.

Dla AC, przy mocy 6 kW na falowniku trójfazowym, sprawdzi się przewód YKY 5×4 mm² lub 5×6 mm², zależnie od odległości do rozdzielnicy. Warto również uwzględnić planowaną rozbudowę instalacji w przyszłości, co może wymagać zastosowania przewodów o większym przekroju już na etapie montażu. Przewymiarowanie kabla w granicach rozsądku zwiększa bezpieczeństwo i pozwala uniknąć kosztownych przeróbek w razie modernizacji systemu.

Jaki kabel zastosować do falownika 10kW?

Falowniki o mocy 10 kW pracują najczęściej w instalacjach trójfazowych i stanowią rozwiązanie dla większych gospodarstw domowych, małych firm lub rolników. W takich systemach, dobór kabla AC to szczególnie ważny aspekt – przepływa przez niego większy prąd (rzędu 14–16 A na każdej fazie), a błędny przekrój może prowadzić do nadmiernego nagrzewania się przewodów i niebezpiecznych awarii. Zatem jaki kabel do falownika 10kW?

Przy odległości do 25 m rekomenduje się:

kabel YKY 5×10 mm² (miedź),
ewentualnie N2XH 5×10 mm² (przy wymaganiach PPOŻ).

Pamiętajmy, że linia kablowa AC powinna być odpowiednio zabezpieczona mechanicznie (rury, koryta, przepusty), zwłaszcza przy prowadzeniu przez ściany lub fundamenty.

Jaki przewód do fotowoltaiki – praktyczne wskazówki

Często pojawia się pytanie: jaki przewód do fotowoltaiki będzie najlepszy? Odpowiedź zależy od warunków pracy:

Na zewnątrz – tylko przewody solarne z certyfikatem PV (H1Z2Z2-K, PV1-F), odporne na UV i temperatury od -40°C do +120°C.
W ziemi – przewody YKY, odporne na wilgoć, o odpowiednim przekroju.
W budynku – N2XH lub YDY, w zależności od trasy i wymagań PPOŻ.

Użycie „zwykłych” kabli elektrycznych (np. YDY 3×2,5 mm²) w instalacjach fotowoltaicznych to poważny błąd, który może skończyć się nie tylko stratą gwarancji producenta falownika, ale także zagrożeniem pożarowym. Aby uniknąć problemów eksploatacyjnych, warto już na etapie projektu uwzględnić sposób prowadzenia tras kablowych oraz planowane zabezpieczenia mechaniczne. Należy też zwrócić uwagę na kompatybilność przewodów z konektorami i elementami montażowymi, co znacząco ułatwia późniejszy serwis i konserwację systemu.

Najczęstsze błędy przy doborze kabli do fotowoltaiki

Pomimo tego, że teoretycznie wiadomo jaki kabel do paneli fotowoltaicznych sprawdzają się najlepiej, wielu inwestorów i instalatorów, chcąc zaoszczędzić, popełnia błędy, które mogą drogo kosztować:

Zbyt mały przekrój kabla, często dobrany „na oko”,
Brak uwzględnienia długości trasy i spadku napięcia,
Stosowanie kabli domowych (np. YDY) zamiast solarnych,
Niewłaściwe zakończenie przewodów – brak konektorów MC4,
Układanie kabli luzem po dachu bez ochrony UV.

Świadomy inwestor lub wykonawca nie kieruje się wyłącznie ceną metra kabla, ale uwzględnia jego jakość, trwałość, zgodność z normami i odporność na warunki, których nie brakuje na dachach, w ziemi i wewnątrz budynków. Wszystkie te błędy mogą prowadzić do spadku sprawności instalacji PV, a nawet jej trwałego uszkodzenia. W fotowoltaice nie ma miejsca na przypadki i niedoróbki, gdyż wadliwie wykonana instalacja stanowi poważne zagrożenie.