태양광 발전 시설에 사용되는 일반적인 전선 및 재료 소개

최근 몇 년 동안 태양 에너지(PV) 발전의 적용이 점점 더 널리 보급되고 급속도로 발전하고 있습니다. 태양광 발전소 건설 과정에서 태양광 모듈, 인버터, 승압 변압기와 같은 주요 장비 외에도 태양광 케이블과 같은 연결 자재는 발전소의 전반적인 수익성, 운영 안전성, 고효율에 매우 중요한 역할을 합니다. 다음은 태양광 발전소에 사용되는 일반적인 케이블 및 자재와 그 환경적 영향에 대한 자세한 개요입니다.

태양광 발전소 시스템에 따르면 케이블은 직류 케이블과 교류 케이블로 분류되며, 사용 목적 및 환경에 따라 다음과 같이 분류됩니다.

1. DC 케이블
(1). 직렬 케이블은 모듈과 모듈을 연결합니다.
(2) 스트링과 스트링 사이 및 DC 분배 박스(수렴 박스) 사이는 병렬 연결을 통해 연결됩니다.
(3) DC 배전함과 인버터 사이에 케이블을 연결하십시오.

위에 나열된 케이블은 DC 케이블로, 방습성, 내광성, 내한성, 내열성 및 자외선 차단 기능을 갖춰야 합니다. 경우에 따라 산, 알칼리 및 기타 화학 물질과의 접촉도 피해야 합니다.

2. AC 케이블
(1) 케이블을 이용하여 인버터를 승압 변압기에 연결한다.
(2) 승압변압기와 배전 장치를 연결하는 케이블.
(3) 그리드 또는 사용자 연결 케이블용 분배 장치.

이 케이블 부분은 교류 부하 케이블로, 일반적인 전력 케이블 선정 기준에 따라 실내 환경에 설치됩니다.

3. 태양광 특수 케이블
많은 수의 DC 케이블은 악천후 조건의 옥외에 설치되어야 하므로, 케이블 재질은 자외선, 오존, 극한 온도 변화 및 화학적 부식에 대한 내성이 있어야 합니다. 이러한 환경에서 일반 재질의 케이블을 장기간 사용하면 케이블 외피가 약해지고 절연층이 녹아내릴 수도 있습니다. 이러한 현상은 케이블 시스템을 즉시 손상시킬 뿐만 아니라, 중장기적으로 케이블 단락, 화재 또는 작업자 부상의 위험을 증가시켜 시스템의 수명을 크게 단축시킵니다.

따라서 태양광 발전소에서 태양광 전용 케이블 및 부품을 사용하는 것은 매우 중요합니다. 태양광 산업이 지속적으로 확장됨에 따라 태양광 지원 부품 시장이 점차 성장해 왔으며, 케이블 분야에서는 태양광 전용 케이블 제품에 대한 다양한 표준이 마련되었습니다. 최근 개발된 120℃ 정격의 전자빔 가교 케이블은 혹독한 기후 조건과 기계적 충격에도 견딜 수 있습니다. 또 다른 예로, 국제 표준 IEC216에 따라 설계된 특수 태양광 에너지 케이블인 RADOX 케이블은 고무 케이블보다 8배, PVC 케이블보다 32배 더 긴 옥외 수명을 자랑합니다. 특수 태양광 케이블 및 부품은 뛰어난 내후성, 자외선 및 오존 부식 저항성을 제공하며, 더 넓은 범위의 온도 변화를 견딜 수 있습니다. 유럽에서는 지붕 표면 온도가 100~110℃에 달하는 것으로 측정되기도 했습니다.

4. 케이블 도체 재료
직류(DC) 케이블은 장기간 옥외에서 작동하는 태양광 발전소에 가장 일반적으로 사용됩니다. 그러나 건물 제약으로 인해 케이블 연결에는 주로 커넥터가 사용됩니다. 케이블 도체 재질은 구리심과 알루미늄심으로 분류됩니다. 구리심 케이블은 알루미늄보다 산화 저항성이 우수하고 수명이 길며 안정성과 성능이 뛰어나고 전압 강하 및 전력 손실이 적습니다. 시공 시 구리심의 유연성이 좋아 허용 굽힘 반경이 작아 구부리기 쉽고 배관 마모가 적습니다. 또한 구리심은 피로에 강하고 반복적인 굽힘에도 파손이 잘 발생하지 않아 연결이 용이합니다. 동시에 구리심은 기계적 강도가 높아 내구성이 뛰어납니다. 반면 알루미늄심 케이블은 화학적 특성으로 인해 산화(전기화학 반응)가 발생하기 쉽고 특히 크리프 현상이 발생하기 쉬워 고장으로 이어질 수 있습니다.

결과적으로 구리 케이블은 태양광 발전 시스템, 특히 매설형 케이블 전력 공급 분야에서 상당한 이점을 제공합니다. 사고 발생률을 줄이고, 전력 공급의 신뢰성을 높이며, 시공 및 유지 보수를 용이하게 하는 등의 장점이 있습니다. 바로 이러한 이유로 중국에서는 지하 케이블 전력 공급에 구리 케이블이 주로 사용됩니다.

5. 케이블 절연 피복재
태양광 발전소의 설치, 운영 및 유지보수 과정에서 케이블은 땅속, 암석, 지붕 구조물, 배선 모서리 등에 매설되거나 노출될 수 있으며, 다양한 외부 충격에 노출될 가능성이 높습니다. 케이블 외피가 충분히 강하지 않으면 절연체가 손상되어 케이블 수명이 단축되거나 단락, 화재, 인명 피해 등의 위험이 발생할 수 있습니다. 케이블 연구원과 기술자들은 방사선 가교 처리된 재료가 처리 전보다 기계적 강도가 더 높다는 것을 발견했습니다. 가교 공정은 케이블 절연 외피 재료에 사용되는 폴리머의 화학 구조를 변화시켜 용융성 열가소성 재료를 비가용성 엘라스토머 재료로 변환합니다. 또한 방사선 가교는 케이블 절연체의 열적, 기계적, 화학적 특성을 크게 향상시킵니다.

직류 회로는 작동 중 다양한 불리한 환경에 노출되어 접지가 발생하고 시스템이 제대로 작동하지 못하게 될 수 있습니다. 압출 불량, 케이블 제조 불량, 부적절한 절연 재료, 불충분한 절연 성능, 직류 시스템 절연 노화, 특정 손상 결함 등이 모두 접지를 유발하거나 접지 위험을 초래할 수 있습니다. 또한 외부 기후, 작은 동물의 침입 또는 물림 또한 직류 접지 문제를 일으킬 수 있습니다. 따라서 이러한 상황에 대비하여 케이블 외피는 일반적으로 설치류 방지 물질로 보강됩니다.