Introduktion til populære ledninger og materialer, der anvendes i solcelleanlæg

I de senere år er anvendelsen af ​​solenergi (PV) blevet mere og mere udbredt, og den hurtige udvikling har vist sig. Ud over det primære udstyr, såsom fotovoltaiske moduler, invertere og step-up-transformere, spiller tilslutningen af ​​fotovoltaiske kabelmaterialer en afgørende rolle for det fotovoltaiske kraftværks samlede rentabilitet, driftssikkerhed og om den er højeffektiv. Følgende er en fuldstændig oversigt over de almindelige kabler og materialer, der anvendes i PV-kraftværker, samt deres miljøpåvirkning.

Ifølge systemet for PV-kraftværker kan kabler klassificeres i DC-kabler og AC-kabler, og de klassificeres som følger baseret på de forskellige formål og anvendelsesmiljøer:

1. DC-kabel
(1). Seriekabler forbinder moduler til moduler.
(2). Mellem strengene og deres strenge og DC-fordelingsboksen (konvergensboksen) via parallelforbindelsen.
(3). Tilslut et kabel mellem DC-fordelingsboksen og inverteren.

De ovennævnte kabler er DC-kabler, som skal være fugttætte, modstandsdygtige over for soleksponering, kulde, varme og UV-stråling. I nogle tilfælde skal syre, base og andre kemiske stoffer også undgås.

2. AC-kabel
(1). Tilslut inverteren til step-up-transformeren ved hjælp af kablet.
(2). Kablet, der forbinder step-up-transformeren med elfordelingsenheden.
(3). Fordelingsenhed til nettet eller brugerens tilslutningskabel.

Denne del af kablet er til AC-belastningskablet, som lægges indendørs i overensstemmelse med de generelle standarder for valg af strømkabler.

3. Fotovoltaisk specialkabel
Et stort antal DC-kabler skal installeres udendørs under ugunstige vejrforhold, og derfor skal kabelmaterialet være modstandsdygtigt over for UV-stråling, ozon, ekstreme temperaturvariationer og kemisk erosion. Almindelige kabler, der anvendes i dette miljø i længere tid, vil svække kabelkappen og endda opløse isoleringslaget. Disse forhold vil ikke blot øjeblikkeligt beskadige kabelsystemet, men de vil også øge risikoen for kortslutning af kablet samt sandsynligheden for brande eller arbejdsskader på mellemlang til lang sigt, hvilket reducerer systemets levetid betydeligt.

Brugen af ​​PV-specifikke kabler og komponenter i PV-kraftværker er derfor afgørende. Med den løbende ekspansion af solcelleindustrien er markedet for fotovoltaiske støttekomponenter gradvist opstået, og hvad angår kabler, er der blevet produceret en række standarder for fotovoltaiske specialkabelprodukter. Nyligt designet elektronstråle-tværbindingskabler, der er klassificeret til 120 ℃, kan modstå barske klimatiske forhold og mekaniske stød. Et andet eksempel er RADOX-kablet, som er et specialiseret solenergikabel designet i overensstemmelse med den internationale standard IEC216, med en udendørs levetid, der er 8 gange så lang som gummikabler og 32 gange så lang som PVC-kabler. Specialiserede fotovoltaiske kabler og komponenter tilbyder overlegen vejrbestandighed, UV- og ozonerosionsbestandighed og kan overleve et bredere udvalg af temperaturvariationer. I Europa opdagede teknikere, at temperaturniveauerne målt på taget kan nå 100 til 110 °C.

4. Kabelledermaterialer
DC-kabler anvendes oftest i solkraftværker til langvarig udendørs drift; på grund af bygningsmæssige begrænsninger anvendes kabelforbindelser dog primært til stik. Kabelledermaterialer klassificeres i kobberkerne og aluminiumkerne. Kobberkernekabler har en bedre oxidationsmodstand end aluminium, lang levetid, god stabilitet og ydeevne, lille spændingsfald og lille effekttab. I konstruktionen er den tilladte bøjningsradius på grund af kobberkernens gode fleksibilitet lille, så røret er let at bøje og slide. Kobberkernens træthed og gentagen bøjning er ikke let at brække, så den er let at tilslutte. Samtidig er kobberkernens mekaniske styrke høj, hvilket gør dem kemiske og tilbøjelige til oxidation (elektrokemisk reaktion) og især tilbøjelige til krybning, hvilket kan føre til svigt.

Som følge heraf har kobberkabler betydelige fordele i solenergisystemer, især inden for direkte strømforsyning via nedgravningskabler. Det kan reducere antallet af ulykker, forbedre strømforsyningens pålidelighed, gøre konstruktion og vedligeholdelse lettere osv. Det er netop derfor, at kobberkabler primært anvendes til strømforsyning via nedgravningskabler i Kina.

5. Materialer til kabelisoleringskappe
Under installation, drift og vedligeholdelse af et solcelleanlæg kan kablet befinde sig i jorden under jorden, tilgroede klipper, tagkonstruktionen, skarpe kanter på ledningerne eller være udsat for luften. Kablet vil sandsynligvis blive udsat for en række eksterne påvirkninger. Hvis kabelkappen ikke er tilstrækkelig stærk, vil kabelisoleringen blive beskadiget, hvilket forkorter kablets levetid eller forårsager kortslutninger, brande og risiko for personskader. Kabelforskere og teknikere har opdaget, at materialer, der er tværbundet med stråling, har en højere mekanisk styrke end før behandlingen. Tværbindingsprocessen ændrer den kemiske struktur af den polymer, der anvendes i kabelisoleringskappen, og omdanner det smeltelige termoplastmateriale til et ikke-smelteligt elastomermateriale. Tværbinding af stråling forbedrer også kabelisoleringens termiske, mekaniske og kemiske egenskaber betydeligt.

DC-kredsløb udsættes ofte for en række ugunstige omstændigheder under drift, hvilket resulterer i jordforbindelse og forhindrer systemet i at fungere korrekt. Ekstrudering, dårlig kabelproduktion, utilstrækkelige isoleringsmaterialer, utilstrækkelig isoleringsydelse, ældning af DC-systemets isolering og tilstedeværelsen af ​​specifikke skader kan alle forårsage jordforbindelse eller blive en jordingsfare. Derudover vil det ydre klima, invasion af små dyr eller bid resultere i problemer med DC-jordforbindelse. Som følge heraf er kabelkappen i dette scenarie generelt armeret med et gnaverbestandigt materiale.