Фотоэлектрлік қондырғыларда қолданылатын танымал сымдар мен материалдарға кіріспе

Соңғы жылдары күн энергиясын (ФЭ) пайдалану фотоэлектрлік электр станцияларын салу процесінде кеңінен таралуда, қарқынды дамып келеді, фотоэлектрлік модульдер, инверторлар, күшейткіш трансформаторлар сияқты негізгі жабдықтардан басқа, фотоэлектрлік кабель материалдарын қосуды қолдаумен қатар, фотоэлектрлік электр станциясының жалпы пайдалылығына, пайдалану қауіпсіздігіне, жоғары тиімділігіне де маңызды рөл атқарады. Төменде ФЭ электр станцияларында қолданылатын кең таралған кабельдер мен материалдардың, сондай-ақ олардың қоршаған ортаға әсері туралы толық шолу берілген.

Фотоэлектр станцияларының жүйесіне сәйкес, кабельдерді тұрақты ток кабельдері және айнымалы ток кабельдері деп жіктеуге болады және әртүрлі мақсаттары мен пайдалану орталарына байланысты келесідей жіктеледі:

1. Тұрақты ток кабелі
(1). Тізбектей кабельдер модульдерді модульдерге қосады.
(2). Параллель қосылым арқылы ішектер мен олардың ішектері және тұрақты ток тарату қорабы (конвергенция қорабы) арасында.
(3). Тұрақты ток тарату қорабы мен инвертор арасында кабельді жалғаңыз.

Жоғарыда аталған кабельдер ылғалға төзімді, күн сәулесіне, суыққа, ыстыққа және ультракүлгін сәулеленуге төзімді болуы керек тұрақты ток кабельдері болып табылады. Кейбір жағдайларда қышқыл, сілті және басқа да химиялық заттардан аулақ болу керек.

2. Айнымалы ток кабелі
(1). Инверторды кабельді пайдаланып күшейткіш трансформаторға қосыңыз.
(2). Жоғарылататын трансформаторды электр тарату блогына жалғайтын кабель.
(3). Электр желісіне арналған тарату блогы немесе пайдаланушының қосылым кабелі.

Кабельдің бұл бөлігі жалпы қуат кабелін таңдау стандарттарына сәйкес ішкі ортада төселген айнымалы ток жүктеме кабеліне арналған.

3. Фотоэлектрлік арнайы кабель
Қолайсыз ауа райы жағдайында ашық ауада көп мөлшерде тұрақты ток кабельдері орнатылуы керек, сондықтан кабель материалы ультракүлгін сәулеленуге, озонға, температураның күрт өзгеруіне және химиялық эрозияға төзімді болуы керек. Мұндай ортада ұзақ уақыт бойы қолданылатын қарапайым материал кабельдері кабель қабығын әлсіретіп, тіпті оқшаулағыш қабатын ерітеді. Бұл жағдайлар кабель жүйесін бірден зақымдап қана қоймай, сонымен қатар кабельдің қысқа тұйықталу мүмкіндігін, сондай-ақ орта және ұзақ мерзімді перспективада өрт немесе жұмысшылардың жарақат алу ықтималдығын арттырады, бұл жүйенің қызмет ету мерзімін айтарлықтай қысқартады.

Осылайша, фотоэлектрлік электр станцияларында фотоэлектрлік кабельдер мен компоненттерді пайдалану өте маңызды. Күн энергиясы өнеркәсібінің үздіксіз кеңеюімен фотоэлектрлік тірек компоненттерінің нарығы біртіндеп дамып келеді және кабельдерге келетін болсақ, фотоэлектрлік мамандандырылған кабельдік тауарларға арналған бірқатар стандарттар жасалды. Жақында жасалған, 120 ℃ температураға төзімді электронды сәулелі көлденең байланыстырушы кабель қатал климаттық жағдайлар мен механикалық соққыларға төтеп бере алады. Тағы бір мысал - RADOX кабелі, ол халықаралық IEC216 стандартына сәйкес жасалған, сыртқы қызмет ету мерзімі резеңке кабельдерге қарағанда 8 есе және ПВХ кабельдеріне қарағанда 32 есе ұзақ мамандандырылған күн энергиясы кабелі. Арнайы фотоэлектрлік кабельдер мен компоненттер ауа райына, ультракүлгін және озон эрозиясына төзімділіктің жоғары деңгейіне ие және температураның кең диапазонына төтеп бере алады. Еуропада техниктер шатырда өлшенген температура деңгейлерінің 100-ден 110°C-қа дейін жетуі мүмкін екенін анықтады.

4. Кабель өткізгіш материалдары
Тұрақты ток кабельдері көбінесе күн электр станцияларында ұзақ мерзімді ашық ауада жұмыс істеу үшін қолданылады; дегенмен, ғимараттардың шектеулеріне байланысты кабельдік қосылымдар негізінен қосқыштар үшін қолданылады. Кабель өткізгіш материалдары мыс өзегі және алюминий өзегі болып жіктеледі. Мыс өзегі кабелі алюминийге қарағанда жақсы тотығуға төзімділікке ие, ұзақ қызмет етеді, тұрақтылығы мен өнімділігі жақсы, кернеудің төмендеуі аз және қуаттың жоғалуы аз; құрылыста мыс өзегінің жақсы икемділігіне байланысты рұқсат етілген иілу радиусы кішкентай, сондықтан иілу оңай, құбыр оңай тозуға болады; ал мыс өзегінің шаршауы, қайталанатын иілу сынуы оңай емес, сондықтан қосу оңай; сонымен бірге мыс өзегінің механикалық беріктігі жоғары, керісінше, алюминий өзегі кабелі химиялық қасиеттеріне байланысты тотығуға (электрохимиялық реакция) бейім және әсіресе істен шығуға әкелуі мүмкін сырғыма құбылыстарына бейім.

Нәтижесінде, мыс кабельдер күн энергиясы жүйелерінде, әсіресе кабельді тікелей жерлеу саласында айтарлықтай артықшылықтарға ие. Бұл апаттардың санын азайтуға, электрмен жабдықтаудың сенімділігін арттыруға, құрылыс пен техникалық қызмет көрсетуді жеңілдетуге және т.б. мүмкіндік береді. Дәл осы себепті мыс кабель Қытайда жер асты кабельдік электр қуатын жеткізуде негізінен қолданылады.

5. Кабельді оқшаулау қабығының материалдары
Фотоэлектрлік электр станциясын орнату, пайдалану және техникалық қызмет көрсету кезінде кабель топырақтың астында, өсіп кеткен тастарда, сымдардың өткір жиектерінің шатыр құрылымында немесе ауада ашық болуы мүмкін; кабель әртүрлі сыртқы әсерлерге төтеп беруі мүмкін. Егер кабель қабығы жеткіліксіз берік болса, кабель оқшаулағышы зақымдалады, бұл кабельдің қызмет ету мерзімін қысқартады немесе қысқа тұйықталуға, өртке және жарақат алу қаупіне әкеледі. Кабель зерттеушілері мен техниктері сәулеленумен айқас байланысқан материалдардың өңдеуге дейінгіге қарағанда жоғары механикалық беріктігі бар екенін анықтады. Айқас байланыс процесі кабель оқшаулағыш қабығы материалында қолданылатын полимердің химиялық құрылымын өзгертеді, балқитын термопластикалық материалды балқымайтын эластомер материалына айналдырады. Айқас байланысқан сәулелену кабель оқшаулағышының жылулық, механикалық және химиялық қасиеттерін де айтарлықтай жақсартады.

Тұрақты ток тізбектері жұмыс кезінде жиі әртүрлі қолайсыз жағдайларға ұшырайды, бұл жерге тұйықталуға және жүйенің дұрыс жұмыс істеуіне кедергі келтіреді. Шығару, кабельдің сапасыз өндірісі, оқшаулағыш материалдардың жеткіліксіздігі, оқшаулау өнімділігінің жеткіліксіздігі, тұрақты ток жүйесінің оқшаулауының ескіруі және белгілі бір зақымдану ақауларының болуы жерге тұйықталуды тудыруы немесе жерге тұйықталу қаупін тудыруы мүмкін. Сонымен қатар, сыртқы климат, ұсақ жануарлардың басып кіруі немесе шағуы тұрақты токтың жерге тұйықталу мәселелеріне әкеледі. Нәтижесінде, бұл жағдайда кабель қабығы әдетте кеміргіштерден қорғалған затпен қапталған.