Pengenalan kepada wayar dan bahan popular yang digunakan dalam kemudahan kuasa fotovoltaik

Dalam beberapa tahun kebelakangan ini, penggunaan penjanaan kuasa tenaga suria (PV) semakin meluas dan pesat membangun dalam proses pembinaan loji janakuasa fotovoltaik, selain peralatan utama seperti modul fotovoltaik, penyongsang, transformer langkah naik, selain menyokong sambungan bahan kabel fotovoltaik pada keuntungan keseluruhan loji janakuasa fotovoltaik, keselamatan operasi, sama ada kecekapan tinggi, juga memainkan peranan penting. Berikut adalah gambaran keseluruhan penuh tentang kabel dan bahan biasa yang digunakan dalam loji janakuasa PV, serta kesannya terhadap alam sekitar.

Mengikut sistem loji janakuasa PV, kabel boleh dikelaskan kepada kabel DC dan kabel AC, dan dikelaskan seperti berikut berdasarkan pelbagai tujuan dan persekitaran penggunaan:

1. Kabel DC
(1). Kabel siri menyambungkan modul ke modul.
(2). Antara tali dan talinya dan kotak agihan DC (kotak penumpuan) melalui sambungan selari.
(3). Sambungkan kabel antara kotak agihan DC dan penyongsang.

Kabel yang disenaraikan di atas adalah kabel DC, yang mesti kalis kelembapan, tahan terhadap pendedahan cahaya matahari, sejuk, haba dan sinaran UV. Dalam beberapa kes, asid, alkali dan bahan kimia lain juga mesti dielakkan.

2. Kabel AC
(1). Sambungkan inverter ke transformer step-up menggunakan kabel.
(2). Kabel yang menyambungkan transformer step-up ke unit pengagihan elektrik.
(3). Unit agihan untuk grid atau kabel sambungan pengguna.

Bahagian kabel ini adalah untuk kabel beban AC, yang diletakkan di persekitaran tertutup mengikut piawaian pemilihan kabel kuasa umum.

3. Kabel khas fotovoltaik
Sebilangan besar kabel DC mesti dipasang di luar rumah dalam keadaan cuaca buruk, oleh itu bahan kabel harus tahan terhadap sinaran UV, ozon, variasi suhu yang melampau, dan hakisan kimia. Kabel bahan biasa yang digunakan dalam persekitaran ini untuk jangka masa yang lama akan melemahkan sarung kabel dan juga melarutkan lapisan penebat. Keadaan ini bukan sahaja akan merosakkan sistem kabel dengan segera, tetapi juga akan meningkatkan kemungkinan litar pintas kabel, serta kemungkinan kebakaran atau kecederaan pekerja dalam jangka sederhana hingga panjang, sekali gus mengurangkan hayat perkhidmatan sistem dengan ketara.

Oleh itu, penggunaan kabel dan komponen khusus PV dalam loji janakuasa PV adalah kritikal. Dengan perkembangan berterusan industri solar, pasaran untuk komponen sokongan fotovoltaik telah meningkat secara progresif, dan dari segi kabel, pelbagai piawaian telah dihasilkan untuk barangan kabel khusus fotovoltaik. Kabel silang pancaran elektron yang direka bentuk baru-baru ini, yang dinilai pada 120 ℃, boleh bertahan dalam keadaan iklim yang sukar dan kejutan mekanikal. Satu lagi contoh ialah kabel RADOX, iaitu kabel tenaga solar khusus yang direka bentuk mengikut piawaian antarabangsa IEC216, dengan jangka hayat perkhidmatan luar yang 8 kali ganda daripada kabel getah dan 32 kali ganda daripada kabel PVC. Kabel dan komponen fotovoltaik khusus menawarkan rintangan cuaca yang unggul, rintangan hakisan UV dan ozon, dan boleh bertahan dalam pelbagai variasi suhu yang lebih luas. Di Eropah, juruteknik mendapati bahawa tahap suhu yang diukur di atas bumbung boleh mencapai 100 hingga 110°C.

4. Bahan Konduktor Kabel
Kabel DC paling biasa digunakan di stesen janakuasa solar untuk operasi luar jangka panjang; walau bagaimanapun, disebabkan oleh had bangunan, sambungan kabel terutamanya digunakan untuk penyambung. Bahan konduktor kabel dikelaskan kepada teras kuprum dan teras aluminium. Kabel teras kuprum mempunyai rintangan pengoksidaan yang lebih baik daripada aluminium, jangka hayat yang panjang, kestabilan dan prestasi yang baik, penurunan voltan yang kecil dan ciri kehilangan kuasa yang kecil; dalam pembinaan, disebabkan oleh fleksibiliti teras kuprum yang baik, jejari lenturan yang dibenarkan adalah kecil, jadi mudah dibengkokkan, paip mudah haus; dan keletihan teras kuprum, lenturan berulang tidak mudah patah, jadi mudah disambungkan; pada masa yang sama, kekuatan mekanikal teras kuprum adalah tinggi, boleh. Sebaliknya, kabel teras aluminium, disebabkan oleh kualiti kimianya, terdedah kepada pengoksidaan (tindak balas elektrokimia), dan amat terdedah kepada fenomena rayapan, yang boleh menyebabkan kegagalan.

Hasilnya, kabel kuprum mempunyai manfaat yang ketara dalam sistem kuasa solar, terutamanya dalam bidang penghantaran kuasa kabel pengebumian langsung. Ia dapat mengurangkan bilangan kemalangan, meningkatkan kebolehpercayaan bekalan kuasa, memudahkan pembinaan dan penyelenggaraan, dan sebagainya. Inilah sebabnya mengapa kabel kuprum digunakan terutamanya dalam penghantaran kuasa kabel bawah tanah di China.

5. Bahan Sarung Penebat Kabel
Semasa pemasangan, pengendalian dan penyelenggaraan loji janakuasa fotovoltaik, kabel mungkin berada di dalam tanah di bawah tanah, batu yang terlalu banyak tumbuh, struktur bumbung tepi pendawaian yang tajam, atau terdedah di udara; kabel berkemungkinan akan menahan pelbagai hentaman luaran. Jika jaket kabel tidak cukup kuat, penebat kabel akan rosak, sekali gus memendekkan hayat kabel atau menyebabkan litar pintas, kebakaran dan bahaya kecederaan. Penyelidik dan juruteknik kabel mendapati bahawa bahan yang disambungkan silang dengan sinaran mempunyai kekuatan mekanikal yang lebih tinggi berbanding sebelum rawatan. Proses penyambungan silang mengubah struktur kimia polimer yang digunakan dalam bahan jaket penebat kabel, menukar bahan termoplastik boleh lakur kepada bahan elastomer yang tidak boleh lakur. Sinaran penyambungan silang juga meningkatkan sifat terma, mekanikal dan kimia penebat kabel dengan ketara.

Litar DC kerap terdedah kepada pelbagai keadaan yang tidak menguntungkan semasa operasi, mengakibatkan pembumian dan menghalang sistem daripada berfungsi dengan baik. Penyemperitan, penghasilan kabel yang lemah, bahan penebat yang tidak mencukupi, prestasi penebat yang tidak mencukupi, penuaan penebat sistem DC dan kehadiran kerosakan tertentu semuanya boleh menyebabkan pembumian atau menjadi bahaya pembumian. Tambahan pula, iklim luaran, pencerobohan haiwan kecil atau gigitan semuanya akan mengakibatkan masalah pembumian DC. Akibatnya, dalam senario ini, sarung kabel biasanya dilapisi dengan bahan kalis tikus.