Be pagrindinės įrangos, tokios kaip fotovoltiniai moduliai, keitikliai ir įtampos kėlimo transformatoriai, palaikantys fotovoltinių kabelių medžiagų prijungimą prie fotovoltinės elektrinės, svarbų vaidmenį atlieka ir bendras pelningumas, gebėjimas eksploatuoti saugą, ar ji efektyvi.
Pastaraisiais metais saulės energijos (FV) taikymas tampa vis plačiau paplitęs, sparčiai vystosi fotovoltinių elektrinių statybos procesas, be pagrindinės įrangos, tokios kaip fotovoltiniai moduliai, keitikliai, įtampos kėlimo transformatoriai, be to, kad palaiko fotovoltinių kabelių medžiagų prijungimą, fotovoltinės elektrinės bendram pelningumui, eksploatavimo saugai, nesvarbu, ar tai didelis efektyvumas, taip pat vaidina lemiamą vaidmenį. Toliau pateikiama išsami FV elektrinėse naudojamų įprastų kabelių ir medžiagų apžvalga, taip pat jų poveikis aplinkai.
Pastaraisiais metais saulės energijos (FV) taikymas tampa vis plačiau paplitęs, sparčiai vystosi fotovoltinių elektrinių statybos procesas, be pagrindinės įrangos, tokios kaip fotovoltiniai moduliai, keitikliai, įtampos kėlimo transformatoriai, be to, kad palaiko fotovoltinių kabelių medžiagų prijungimą, fotovoltinės elektrinės bendram pelningumui, eksploatavimo saugai, nesvarbu, ar tai didelis efektyvumas, taip pat vaidina lemiamą vaidmenį. Toliau pateikiama išsami FV elektrinėse naudojamų įprastų kabelių ir medžiagų apžvalga, taip pat jų poveikis aplinkai.
Pagal PV elektrinių sistemą kabeliai gali būti skirstomi į nuolatinės srovės ir kintamosios srovės kabelius, ir jie klasifikuojami taip, atsižvelgiant į įvairius tikslus ir naudojimo aplinką:
1. Nuolatinės srovės kabelis
(1). Nuosekliųjų jungčių kabeliai jungia modulius su moduliais.
(2). Tarp stygų ir jų stygų bei nuolatinės srovės paskirstymo dėžutės (konvergencijos dėžutės) per lygiagretų jungimą.
(3). Prijunkite kabelį tarp nuolatinės srovės paskirstymo dėžutės ir keitiklio.
Aukščiau išvardyti nuolatinės srovės kabeliai yra atsparūs drėgmei, saulės spinduliams, šalčiui, karščiui ir UV spinduliams. Kai kuriais atvejais taip pat reikia vengti rūgščių, šarmų ir kitų cheminių medžiagų.
2. Kintamosios srovės kabelis
(1). Prijunkite keitiklį prie įtampos kėlimo transformatoriaus naudodami kabelį.
(2). Kabelis, jungiantis įtampos kėlimo transformatorių su elektros skirstymo įrenginiu.
(3). Tinklo arba vartotojo prijungimo kabelio paskirstymo blokas.
Ši kabelio dalis skirta kintamosios srovės apkrovos kabeliui, kuris klojamas patalpoje pagal bendruosius maitinimo kabelių parinkimo standartus.
3. Specialus fotovoltinis kabelis
Daug nuolatinės srovės kabelių reikia montuoti lauke nepalankiomis oro sąlygomis, todėl kabelių medžiaga turi būti atspari UV spinduliuotei, ozonui, dideliems temperatūros svyravimams ir cheminei erozijai. Įprastų medžiagų kabeliai, naudojami tokioje aplinkoje ilgą laiką, susilpnins kabelio apvalkalą ir netgi ištirpdys izoliacijos sluoksnį. Šios sąlygos ne tik iš karto pažeis kabelių sistemą, bet ir padidins trumpojo jungimo tikimybę, taip pat gaisrų ar darbuotojų sužalojimų tikimybę vidutinės trukmės ir ilguoju laikotarpiu, o tai žymiai sumažins sistemos tarnavimo laiką.
Todėl FV elektrinėse itin svarbu naudoti specialius kabelius ir komponentus. Plečiantis saulės energijos pramonei, palaipsniui išaugo fotovoltinių pagalbinių komponentų rinka, o kabelių srityje buvo sukurta daug standartų specializuotiems fotovoltiniams kabeliams. Neseniai sukurtas elektronų pluošto skersinio sujungimo kabelis, kurio vardinė temperatūra yra 120 ℃, gali atlaikyti atšiaurias klimato sąlygas ir mechaninius smūgius. Kitas pavyzdys yra RADOX kabelis – specializuotas saulės energijos kabelis, suprojektuotas pagal tarptautinį standartą IEC216, kurio eksploatavimo laikas lauke yra 8 kartus ilgesnis nei guminių kabelių ir 32 kartus ilgesnis nei PVC kabelių. Specializuoti fotovoltiniai kabeliai ir komponentai pasižymi puikiu atsparumu oro sąlygoms, UV spinduliams ir ozono erozijai, be to, jie gali atlaikyti platesnį temperatūros svyravimų diapazoną. Europoje technikai atrado, kad ant stogo matuojama temperatūra gali siekti nuo 100 iki 110 °C.
4. Kabelių laidininkų medžiagos
Nuolatinės srovės kabeliai dažniausiai naudojami saulės elektrinėse ilgalaikiam darbui lauke; tačiau dėl pastato apribojimų kabelių jungtyse daugiausia naudojamos jungtys. Kabelių laidininkų medžiagos skirstomos į vario ir aliuminio šerdis. Vario šerdies kabelis pasižymi geresniu atsparumu oksidacijai nei aliuminis, ilgu tarnavimo laiku, stabilumu ir geromis eksploatacinėmis savybėmis, mažu įtampos kritimu ir mažomis galios nuostoliais; statybose dėl gero vario šerdies lankstumo leistinas lenkimo spindulys yra mažas, todėl jį lengva lenkti ir jis lengvai nusidėvi; o vario šerdis atspari nuovargiui ir pakartotiniam lenkimui, todėl jį lengva jungti; tuo pačiu metu vario šerdies mechaninis stiprumas yra didelis, todėl jį lengva jungti. Priešingai, aliuminio šerdies kabelis dėl savo cheminių savybių yra linkęs oksiduotis (elektrocheminė reakcija) ir ypač linkęs į šliaužimą, kuris gali sukelti gedimą.
Dėl to variniai kabeliai turi didelę naudą saulės energijos sistemose, ypač tiesiogiai po žeme tiesiamų kabelių energijos tiekimo srityje. Jie gali sumažinti avarijų skaičių, padidinti energijos tiekimo patikimumą, palengvinti statybą ir priežiūrą ir pan. Būtent todėl variniai kabeliai daugiausia naudojami požeminiams elektros energijos tiekimo kabeliams Kinijoje.
5. Kabelių izoliacijos apvalkalo medžiagos
Fotovoltinės elektrinės įrengimo, eksploatavimo ir priežiūros metu kabelis gali būti žemėje po dirvožemiu, apaugusiais akmenimis, stogo konstrukcijoje, aštriuose laidų kraštuose arba atviras ore; kabelis gali atlaikyti įvairius išorinius smūgius. Jei kabelio apvalkalas yra nepakankamai tvirtas, kabelio izoliacija bus pažeista, todėl sutrumpės kabelio tarnavimo laikas arba kils trumpųjų jungimų, gaisrų ir sužalojimų pavojus. Kabelių tyrėjai ir technikai atrado, kad medžiagos, susietos spinduliuote, pasižymi didesniu mechaniniu stiprumu nei prieš apdorojimą. Susiejimo procesas pakeičia kabelio izoliacijos apvalkalo medžiagoje naudojamo polimero cheminę struktūrą, paversdamas lydžiąją termoplastinę medžiagą netirpiančia elastomero medžiaga. Susiejimo spinduliuotė taip pat žymiai pagerina kabelio izoliacijos šilumines, mechanines ir chemines savybes.
Nuolatinės srovės grandinės eksploatacijos metu dažnai patiria įvairių nepalankių aplinkybių, dėl kurių įžeminamos ir sistema netinkamai veikiama. Išstūmimas, prasta kabelių gamyba, netinkamos izoliacinės medžiagos, nepakankamas izoliacijos efektyvumas, nuolatinės srovės sistemos izoliacijos senėjimas ir specifiniai pažeidimai gali sukelti įžeminimą arba tapti įžeminimo pavojumi. Be to, išorinis klimatas, mažų gyvūnų invazija ar įkandimas gali sukelti nuolatinės srovės įžeminimo problemų. Todėl tokiu atveju kabelio apvalkalas paprastai yra apšarvuotas graužikams atsparia medžiaga.
