Kynning á vinsælum vírum og efnum sem notuð eru í sólarorkuverum

Á undanförnum árum hefur notkun sólarorkuframleiðslu (PV) orðið sífellt útbreiddari og þróunin hefur átt sér stað í hraðari þróun. Auk aðalbúnaðar eins og sólarorkueininga, invertera og spennubreyta gegnir tenging sólarorkukapalefnis, auk þess að styðja við tengingu sólarorkukapalefna, einnig lykilhlutverki í heildararðsemi sólarorkuvera, rekstraröryggi og hvort sem um er að ræða mikla skilvirkni. Hér að neðan er ítarlegt yfirlit yfir algengar kapla og efni sem notuð eru í sólarorkuverum, sem og umhverfisáhrif þeirra.

Samkvæmt kerfi sólarorkuvera má flokka kapla í jafnstraumskapla og riðstraumskapla og eru þeir flokkaðir á eftirfarandi hátt út frá mismunandi tilgangi og notkunarumhverfi:

1. Jafnstraumssnúra
(1). Raðkaplar tengja einingar við einingar.
(2). Milli strengjanna og strengja þeirra og jafnstraumsdreifiboxsins (samleitniskassans) í gegnum samsíða tengingu.
(3). Tengdu snúru á milli jafnstraumsdreifiboxsins og invertersins.

Kaplarnir sem taldir eru upp hér að ofan eru jafnstraumskaplar, sem verða að vera rakaþolnir, þola sólarljós, kulda, hita og útfjólubláa geislun. Í sumum tilfellum verður einnig að forðast sýrur, basa og önnur efni.

2. Rafmagnssnúra
(1). Tengdu inverterinn við spennubreytinn með snúrunni.
(2). Kapallinn sem tengir uppspennubreytinn við dreifieininguna.
(3). Dreifieining fyrir raforkukerfið eða tengisnúra notandans.

Þessi hluti kapalsins er fyrir riðstraumsálagssnúru, sem er lögð innandyra í samræmi við almennar staðla um val á aflsnúrum.

3. Sérstök ljósleiðarakapall
Mikill fjöldi jafnstraumskapla verður að vera lagður utandyra í slæmu veðri, því ætti efni kapalsins að vera ónæmt fyrir útfjólubláum geislum, ósoni, miklum hitasveiflum og efnaeyðingu. Venjulegir kaplar sem notaðir eru í þessu umhverfi í langan tíma munu veikja kapalhjúpinn og jafnvel leysa upp einangrunarlagið. Þessar aðstæður munu ekki aðeins strax skemma kapalkerfið, heldur munu þær einnig auka líkur á skammhlaupi í kaplinum, sem og líkur á eldsvoða eða slysum starfsmanna til meðallangs og langs tíma, sem dregur verulega úr endingartíma kerfisins.

Því er notkun sérhæfðra sólarorkukapla og íhluta í sólarorkuverum mikilvæg. Með sívaxandi vexti sólarorkuiðnaðarins hefur markaður fyrir stuðningsíhluti fyrir sólarorkuver smám saman aukist og hvað varðar kapla hafa verið framleiddir fjöldi staðla fyrir sérhæfða sólarorkukapla. Nýlega hannaður rafeindageislatengingarkapall, sem er metinn fyrir 120 ℃, getur þolað erfiðar veðurskilyrði og vélræn áföll. Annað dæmi er RADOX kapallinn, sem er sérhæfður sólarorkukapall hannaður í samræmi við alþjóðlega staðalinn IEC216, með endingartíma utandyra sem er 8 sinnum meiri en gúmmístrengir og 32 sinnum meiri en PVC kaplar. Sérhæfðir sólarorkukaprar og íhlutir bjóða upp á framúrskarandi veðurþol, útfjólubláa og ósonrofsþol og geta þolað fjölbreyttari hitasveiflur. Í Evrópu uppgötvuðu tæknimenn að hitastig mælt á þakinu getur náð 100 til 110°C.

4. Efni í kapalleiðurum
Jafnstraumskaplar eru oftast notaðir í sólarorkuverum til langtímanotkunar utandyra; en vegna takmarkana í byggingarmálum eru kapaltengingar aðallega notaðar sem tengi. Efni kapalleiðara eru flokkuð í koparkjarna og álkjarna. Koparkjarninn hefur betri oxunarþol en ál, langan líftíma, góða stöðugleika og afköst, lítið spennufall og lítið orkutap; í byggingariðnaði, vegna góðs sveigjanleika koparkjarnans, er leyfilegur beygjuradíus lítill, svo auðvelt er að beygja hann og auðvelt er að slitna á pípunni; og koparkjarninn þreytast og endurtekin beygja er ekki auðvelt að brjóta, svo auðvelt er að tengja hann; á sama tíma er vélrænn styrkur koparkjarnans mikill, þvert á móti er álkjarninn, vegna efnafræðilegra eiginleika sinna, viðkvæmur fyrir oxun (rafefnafræðilegum viðbrögðum) og er sérstaklega viðkvæmur fyrir skriðþörf, sem getur leitt til bilunar.

Þar af leiðandi hafa koparstrengir verulega kosti í sólarorkukerfum, sérstaklega á sviði beinnar jarðstrengjadreifingar. Þeir geta dregið úr slysum, aukið áreiðanleika aflgjafans, auðveldað smíði og viðhald og svo framvegis. Þetta er einmitt ástæðan fyrir því að koparstrengir eru aðallega notaðir í jarðstrengjadreifingu í Kína.

5. Kapal einangrunarhjúpsefni
Við uppsetningu, rekstur og viðhald sólarorkuvera getur kapallinn verið í jörðinni undir jarðvegi, grófum steinum, þaki, á hvössum brúnum raflagnanna eða berskjaldaður í loftinu; kapallinn er líklegur til að þola ýmis utanaðkomandi áhrif. Ef kapalhlífin er ekki nægilega sterk mun kapaleinangrunin skemmast, sem styttir líftíma kapalsins eða veldur skammhlaupi, eldsvoða og slysahættu. Kapalrannsakendur og tæknimenn uppgötvuðu að efni sem eru þverbundin með geislun hafa meiri vélrænan styrk en fyrir meðhöndlunina. Þverbindingarferlið breytir efnafræðilegri uppbyggingu fjölliðunnar sem notuð er í kapaleinangrunarhlífinni og breytir bráðnanlegu hitaplastefni í óbræðanlegt teygjanlegt efni. Þverbinding geislunar bætir einnig verulega varma-, vélræna og efnafræðilega eiginleika kapaleinangrunarinnar.

Jafnstraumsrásir verða oft fyrir ýmsum óhagstæðum aðstæðum við notkun, sem leiðir til jarðtengingar og kemur í veg fyrir að kerfið virki rétt. Útpressun, léleg kapalframleiðsla, ófullnægjandi einangrunarefni, ófullnægjandi einangrunargeta, öldrun einangrunar í jafnstraumskerfi og tilvist ákveðinna skemmda geta allt valdið jarðtengingu eða orðið jarðtengingarhætta. Ennfremur geta ytra loftslag, innrás smádýra eða bit allt leitt til vandamála með jafnstraumsjarðtengingu. Þar af leiðandi er kapalhlífin í þessu tilfelli almennt brynvörð með nagdýraheldu efni.