Introduktion till populära ledningar och material som används i solcellsanläggningar

Under senare år har användningen av solenergi (PV) blivit alltmer utbredd, och utvecklingen har gått snabbare. Utöver huvudutrustningen, såsom solcellsmoduler, växelriktare och transformatorer, spelar även anslutningen av solcellskablar en avgörande roll för solcellskraftverkets totala lönsamhet, driftssäkerhet och hög effektivitet. Följande är en fullständig översikt över de vanliga kablar och material som används i solcellskraftverk, samt deras miljöpåverkan.

Enligt systemet för solcellskraftverk kan kablar klassificeras i likströmskablar och växelströmskablar, och klassificeras enligt följande baserat på de olika syftena och användningsmiljöerna:

1. DC-kabel
(1). Seriekablar kopplar moduler till moduler.
(2). Mellan strängarna och deras strängar och DC-fördelningsboxen (konvergensboxen) via parallellkopplingen.
(3). Anslut en kabel mellan DC-fördelningsboxen och växelriktaren.

Kablarna som listas ovan är likströmskablar, vilka måste vara fukttåliga, motståndskraftiga mot solexponering, kyla, värme och UV-strålning. I vissa fall måste även syror, alkalier och andra kemiska ämnen undvikas.

2. AC-kabel
(1). Anslut växelriktaren till transformatorn med hjälp av kabeln.
(2). Kabeln som förbinder upptransformatorn med eldistributionsenheten.
(3). Distributionsenhet för elnätet eller användarens anslutningskabel.

Denna del av kabeln är avsedd för AC-lastkabel, som är förlagd i inomhusmiljö i enlighet med allmänna standarder för val av kraftkabel.

3. Fotovoltaisk specialkabel
Ett stort antal likströmskablar måste installeras utomhus under ogynnsamma väderförhållanden, därför bör kabelmaterialet vara motståndskraftigt mot UV-strålning, ozon, extrema temperaturvariationer och kemisk erosion. Kablar av vanliga material som används i denna miljö under en längre tid kommer att försvaga kabelmanteln och till och med lösa upp isoleringsskiktet. Dessa förhållanden kommer inte bara att omedelbart skada kabelsystemet, utan de kommer också att öka risken för kortslutning av kabeln, liksom sannolikheten för bränder eller arbetsskador på medellång till lång sikt, vilket avsevärt minskar systemets livslängd.

Användningen av PV-specifika kablar och komponenter i PV-kraftverk är därför avgörande. Med den pågående expansionen av solindustrin har marknaden för solcellsstödjande komponenter successivt uppstått, och när det gäller kablar har en rad standarder tagits fram för specialiserade solcellskabelvaror. Nyligen utformade elektronstråletvärbindningskablar, klassade för 120 ℃, kan överleva tuffa klimatförhållanden och mekaniska stötar. Ett annat exempel är RADOX-kabeln, som är en specialiserad solenergikabel utformad i enlighet med den internationella standarden IEC216, med en utomhuslivslängd som är 8 gånger så hög som gummikablar och 32 gånger så hög som PVC-kablar. Specialiserade solcellskablar och komponenter erbjuder överlägsen väderbeständighet, UV- och ozonerosionsbeständighet och kan överleva ett bredare spektrum av temperaturvariationer. I Europa upptäckte tekniker att temperaturnivåerna som mäts på taket kan nå 100 till 110 °C.

4. Kabelledarmaterial
Likströmskablar används oftast i solkraftverk för långvarig utomhusdrift; på grund av byggnadsbegränsningar används dock kabelanslutningar främst för kontakter. Kabelledarmaterial klassificeras i kopparkärna och aluminiumkärna. Kopparkärnkabel har bättre oxidationsbeständighet än aluminium, lång livslängd, god stabilitet och prestanda, litet spänningsfall och liten effektförlust; i konstruktionen, på grund av kopparkärnans goda flexibilitet, är den tillåtna böjningsradien liten, så den är lätt att böja och slita lätt på röret; och kopparkärnans utmattning, upprepad böjning är inte lätt att spricka, så den är lätt att ansluta; samtidigt är kopparkärnans mekaniska hållfasthet hög, däremot är aluminiumkärnkabel, på grund av sina kemiska egenskaper, benägen att oxidera (elektrokemisk reaktion), och är särskilt benägen att krypa, vilket kan leda till fel.

Som ett resultat har kopparkablar betydande fördelar i solenergisystem, särskilt inom området direkt nedgrävd strömförsörjning via kabel. Det kan minska antalet olyckor, förbättra strömförsörjningens tillförlitlighet, göra byggande och underhåll enklare, och så vidare. Det är just därför kopparkablar främst används för strömförsörjning via kabel under jord i Kina.

5. Material för kabelisoleringshölje
Under installation, drift och underhåll av ett solcellskraftverk kan kabeln befinna sig i marken under jorden, igenvuxna stenar, takkonstruktionen, de vassa kanterna på ledningarna eller exponeras i luften; kabeln kommer sannolikt att utsättas för en mängd olika yttre påverkan. Om kabelmanteln inte är tillräckligt stark kommer kabelisoleringen att skadas, vilket förkortar kabelns livslängd eller orsakar kortslutningar, bränder och skaderisker. Kabelforskare och tekniker upptäckte att material som är tvärbundna med strålning har en högre mekanisk hållfasthet än före behandlingen. Tvärbindningsprocessen förändrar den kemiska strukturen hos polymeren som används i kabelisoleringsmantelmaterialet och omvandlar det smältbara termoplastmaterialet till ett icke-smältbart elastomermaterial. Tvärbindningsstrålning förbättrar också avsevärt de termiska, mekaniska och kemiska egenskaperna hos kabelisoleringen.

Likströmskretsar utsätts ofta för en rad ogynnsamma omständigheter under drift, vilket resulterar i jordning och förhindrar att systemet fungerar korrekt. Extrudering, dålig kabelproduktion, otillräckliga isoleringsmaterial, otillräcklig isoleringsprestanda, åldring av likströmsisoleringen och förekomsten av specifika skadefel kan alla orsaka jordning eller bli en jordningsfara. Dessutom kan det yttre klimatet, små djurinvasion eller bett leda till problem med likströmsjordningen. Som ett resultat är kabelmanteln i detta scenario vanligtvis armerad med ett gnagarsäkert material.