Ознайомлення з популярними проводами та матеріалами, що використовуються в фотоелектричних енергетичних установках

В останні роки застосування сонячної енергії (ФЕ) для виробництва електроенергії стає все більш поширеним та швидким у процесі будівництва фотоелектричних електростанцій, окрім основного обладнання, такого як фотоелектричні модулі, інвертори, підвищувальні трансформатори, окрім підтримки з'єднання фотоелектричних кабелів, матеріалів, що відіграють вирішальну роль у загальній прибутковості фотоелектричної електростанції, безпеці експлуатації та високій ефективності. Нижче наведено повний огляд поширених кабелів та матеріалів, що використовуються в фотоелектричних електростанціях, а також їх впливу на навколишнє середовище.

Відповідно до системи фотоелектричних електростанцій, кабелі можна класифікувати на кабелі постійного струму та кабелі змінного струму, і вони класифікуються наступним чином залежно від різних цілей та середовищ використання:

1. Кабель постійного струму
(1). Послідовні кабелі з'єднують модулі між модулями.
(2). Між ланцюгами та їхніми ланцюгами, а також розподільною коробкою постійного струму (коробкою зведення) через паралельне з'єднання.
(3). Підключіть кабель між розподільною коробкою постійного струму та інвертором.

Перелічені вище кабелі – це кабелі постійного струму, які повинні бути вологостійкими, стійкими до впливу сонця, холоду, тепла та ультрафіолетового випромінювання. У деяких випадках також слід уникати кислот, лугів та інших хімічних речовин.

2. Кабель змінного струму
(1). Підключіть інвертор до підвищувального трансформатора за допомогою кабелю.
(2). Кабель, що з'єднує підвищувальний трансформатор з розподільчим блоком електроенергії.
(3). Розподільний блок для мережі або кабелю підключення користувача.

Ця секція кабелю призначена для кабелю навантаження змінного струму, який прокладається в приміщенні відповідно до загальних стандартів вибору силових кабелів.

3. Спеціальний кабель для фотоелектричних систем
Велика кількість кабелів постійного струму повинна бути прокладена на відкритому повітрі за несприятливих погодних умов, тому матеріал кабелю повинен бути стійким до ультрафіолетового випромінювання, озону, екстремальних коливань температури та хімічної ерозії. Звичайні матеріали кабелів, що використовуються в такому середовищі протягом тривалого періоду часу, послаблюють оболонку кабелю та навіть розчиняють ізоляційний шар. Ці умови не тільки негайно пошкодять кабельну систему, але й підвищать ймовірність короткого замикання кабелю, а також ймовірність пожеж або травмування працівників у середньостроковій та довгостроковій перспективі, значно скорочуючи термін служби системи.

Таким чином, використання спеціалізованих кабелів та компонентів для фотоелектричних систем на фотоелектричних електростанціях є критично важливим. Зі постійним розширенням сонячної індустрії ринок допоміжних компонентів для фотоелектричних систем постійно розвивається, і що стосується кабелів, то було розроблено низку стандартів для спеціалізованих кабельних виробів для фотоелектричних систем. Нещодавно розроблений кабель для зшивання електронним променем, розрахований на 120 ℃, може витримувати суворі кліматичні умови та механічні удари. Іншим прикладом є кабель RADOX, який є спеціалізованим кабелем для сонячної енергії, розробленим відповідно до міжнародного стандарту IEC216, з терміном служби на відкритому повітрі, який у 8 разів перевищує термін служби гумових кабелів та у 32 рази перевищує термін служби ПВХ-кабелів. Спеціалізовані фотоелектричні кабелі та компоненти пропонують чудову стійкість до погодних умов, стійкість до ультрафіолетового випромінювання та озонової ерозії, а також можуть витримувати ширший діапазон температурних коливань. У Європі техніки виявили, що рівні температури, виміряні на даху, можуть сягати від 100 до 110°C.

4. Матеріали кабельних провідників
Кабелі постійного струму найчастіше використовуються на сонячних електростанціях для тривалої роботи на відкритому повітрі; однак, через обмеження будівництва, кабельні з'єднання в основному використовуються для роз'ємів. Матеріали провідників кабелів класифікуються на мідні та алюмінієві. Мідні кабелі мають кращу стійкість до окислення, ніж алюмінієві, тривалий термін служби, стабільність та хороші характеристики продуктивності, мале падіння напруги та малі втрати потужності; у будівництві, завдяки добрій гнучкості мідного осердя, допустимий радіус вигину невеликий, тому його легко згинати та зношувати; а мідне осердя не схильне до втоми, багаторазове згинання нелегко ламається, тому його легко з'єднувати; водночас механічна міцність мідного осердя висока. Навпаки, алюмінієві кабелі через свої хімічні властивості схильні до окислення (електрохімічної реакції) та особливо до явищ повзучості, що може призвести до поломки.

Як наслідок, мідні кабелі мають значні переваги в системах сонячної енергії, особливо в галузі прямого прокладання кабелів у землю. Це може зменшити кількість аварій, підвищити надійність електропостачання, спростити будівництво та обслуговування тощо. Саме тому мідний кабель в основному використовується для підземного прокладання кабелів у Китаї.

5. Матеріали для ізоляції кабелів
Під час встановлення, експлуатації та обслуговування фотоелектричної електростанції кабель може знаходитися в землі під ґрунтом, зарослим камінням, конструкцією даху, гострими краями проводки або на повітрі; кабель може зазнавати різноманітних зовнішніх впливів. Якщо оболонка кабелю недостатньо міцна, ізоляція кабелю буде пошкоджена, що скоротить термін служби кабелю або спричинить коротке замикання, пожежі та травми. Дослідники та техніки з кабелів виявили, що матеріали, зшиті радіацією, мають вищу механічну міцність, ніж до обробки. Процес зшивання змінює хімічну структуру полімеру, що використовується в матеріалі ізоляційної оболонки кабелю, перетворюючи плавкий термопластичний матеріал на неплавкий еластомерний матеріал. Зшивання радіацією також значно покращує теплові, механічні та хімічні властивості ізоляції кабелю.

Коло постійного струму часто піддаються впливу низки несприятливих обставин під час експлуатації, що призводить до заземлення та перешкоджає належному функціонуванню системи. Екструзія, неякісне виробництво кабелю, невідповідні ізоляційні матеріали, недостатні характеристики ізоляції, старіння ізоляції системи постійного струму та наявність певних пошкоджень можуть спричинити заземлення або стати причиною небезпеки заземлення. Крім того, зовнішні кліматичні умови, вторгнення дрібних тварин або укуси призведуть до проблем із заземленням постійного струму. Як наслідок, у цьому випадку оболонка кабелю зазвичай бронюється речовиною, що захищає від гризунів.