تضمین ایمنی و کارایی: نکاتی برای انتخاب کابل خورشیدی مناسب

۱. کابل خورشیدی چیست؟

کابل‌های خورشیدی برای انتقال برق استفاده می‌شوند. آن‌ها در سمت جریان مستقیم نیروگاه‌های خورشیدی استفاده می‌شوند. آن‌ها خواص فیزیکی بسیار خوبی دارند. این خواص شامل مقاومت در برابر دماهای بالا و پایین و همچنین در برابر اشعه ماوراء بنفش، آب، اسپری نمک، اسیدهای ضعیف و قلیاهای ضعیف می‌شود. آن‌ها همچنین در برابر فرسودگی و شعله‌های آتش مقاوم هستند.

کابل‌های فتوولتائیک نیز از جمله کابل‌های مخصوص خورشیدی هستند. آن‌ها عمدتاً در آب و هوای سخت استفاده می‌شوند. مدل‌های رایج آن‌ها شامل PV1-F و H1Z2Z2-K است.دانیانگ وینپاورتولیدکننده کابل خورشیدی است

کابل‌های خورشیدی اغلب در معرض نور خورشید قرار دارند. سیستم‌های انرژی خورشیدی اغلب در شرایط سختی قرار دارند. آن‌ها با گرمای زیاد و تابش اشعه ماوراء بنفش مواجه هستند. در اروپا، روزهای آفتابی باعث می‌شود دمای محل سیستم‌های انرژی خورشیدی به ۱۰۰ درجه سانتیگراد برسد.

کابل‌های فتوولتائیک، کابل‌های کامپوزیتی هستند که روی ماژول‌های سلول خورشیدی نصب می‌شوند. این کابل‌ها دارای یک پوشش عایق و دو شکل هستند. این شکل‌ها تک‌هسته‌ای و دوهسته‌ای هستند. سیم‌ها از فولاد گالوانیزه ساخته شده‌اند.

این ماده می‌تواند انرژی الکتریکی را در مدارهای سلول خورشیدی منتقل کند. این امر به سلول‌ها اجازه می‌دهد تا سیستم‌ها را تغذیه کنند.

۲. مواد محصول:

۱) هادی: سیم مسی قلع اندود
۲) جنس بیرونی: XLPE (همچنین به عنوان: پلی اتیلن شبکه‌ای شناخته می‌شود) یک ماده عایق است.

۳. ساختار:

۱) معمولاً از هادی هسته مس خالص یا مس قلع اندود استفاده می‌شود.

۲) عایق داخلی و غلاف عایق خارجی دو نوع هستند

۴. ویژگی‌ها:

1) اندازه کوچک و وزن سبک، صرفه جویی در انرژی و حفاظت از محیط زیست.

۲) خواص مکانیکی خوب و پایداری شیمیایی، ظرفیت حمل جریان بالا؛

۳) اندازه کوچکتر، وزن سبک و هزینه کمتر نسبت به سایر کابل‌های مشابه؛

۴) دارای: مقاومت خوب در برابر زنگ‌زدگی، مقاومت بالا در برابر حرارت و مقاومت در برابر اسید و باز. همچنین مقاومت در برابر سایش دارد و در اثر رطوبت فرسایش نمی‌یابد. می‌توان از آن در محیط‌های خورنده استفاده کرد. عملکرد ضد پیری خوبی دارد و عمر طولانی دارد.

۵) ارزان است. می‌توان از آن در فاضلاب، آب باران و اشعه ماوراء بنفش استفاده کرد. همچنین می‌توان از آن در سایر محیط‌های خورنده قوی مانند اسیدها و قلیاها استفاده کرد.

کابل‌های فتوولتائیک ساختار ساده‌ای دارند. آن‌ها از عایق پلی‌الفین تابشی استفاده می‌کنند. این ماده مقاومت عالی در برابر گرما، سرما، روغن و اشعه ماوراء بنفش دارد. می‌توان از آن در شرایط سخت محیطی استفاده کرد. در عین حال، تا حدودی استحکام کششی نیز دارد. می‌تواند نیازهای انرژی خورشیدی را در عصر جدید برآورده کند.

۵. مزایا

این هادی در برابر خوردگی مقاوم است. از سیم مسی نرم قلع اندود ساخته شده است که به خوبی در برابر خوردگی مقاومت می‌کند.

عایق از مواد مقاوم در برابر سرما، کم دود و بدون هالوژن ساخته شده است. این عایق می‌تواند دمای -40 درجه سانتیگراد را تحمل کند و مقاومت خوبی در برابر سرما دارد.

۳) در برابر دماهای بالا مقاوم است. غلاف از مواد مقاوم در برابر حرارت، کم دود و بدون هالوژن ساخته شده است. می‌تواند تا دمای ۱۲۰ درجه سانتیگراد را تحمل کند و مقاومت بسیار خوبی در برابر دمای بالا دارد.

پس از تابش، عایق کابل خواص دیگری نیز به دست می‌آورد. از جمله این خواص می‌توان به ضد اشعه ماوراء بنفش، مقاوم در برابر روغن و طول عمر بالا اشاره کرد.

۶. ویژگی‌ها:

ویژگی‌های این کابل از عایق و غلاف مخصوص آن ناشی می‌شود. ما آنها را PE با پیوند عرضی می‌نامیم. پس از تابش توسط شتاب‌دهنده، ساختار مولکولی ماده کابل تغییر خواهد کرد. این امر عملکرد آن را از هر نظر بهبود می‌بخشد.

کابل در برابر بارهای مکانیکی مقاومت می‌کند. در حین نصب و نگهداری، می‌توان آن را روی لبه تیز سازه ستاره‌ای شکل قرار داد. کابل باید در برابر فشار، خمش، کشش، بارهای متقاطع و ضربات شدید مقاومت کند.

اگر غلاف کابل به اندازه کافی محکم نباشد، به عایق کابل آسیب می‌رساند. این امر باعث کوتاه شدن عمر کابل یا ایجاد مشکلاتی مانند اتصال کوتاه، آتش‌سوزی و آسیب‌دیدگی می‌شود.

۷. ویژگی‌ها:

ایمنی یک مزیت بزرگ است. این کابل‌ها سازگاری الکترومغناطیسی خوبی دارند و از مقاومت الکتریکی بالایی برخوردارند. آن‌ها می‌توانند ولتاژ و دمای بالا را تحمل کنند و در برابر فرسایش ناشی از آب و هوا مقاوم هستند. عایق آن‌ها پایدار و قابل اعتماد است. این امر تضمین می‌کند که سطح AC بین دستگاه‌ها متعادل باشد و الزامات ایمنی را برآورده کند.

۲) کابل‌های فتوولتائیک در انتقال انرژی مقرون به صرفه هستند. آنها در مقایسه با کابل‌های PVC، انرژی بیشتری را ذخیره می‌کنند. آنها می‌توانند آسیب سیستم را به سرعت و با دقت تشخیص دهند. این امر ایمنی و پایداری سیستم را بهبود می‌بخشد و هزینه‌های نگهداری را کاهش می‌دهد.

۳) نصب آسان: کابل‌های PV سطح صافی دارند. جدا کردن و اتصال و خارج کردن آنها آسان است. انعطاف‌پذیر و نصب آنها ساده است. این امر کار را برای نصاب‌ها راحت می‌کند. همچنین می‌توان آنها را مرتب و راه‌اندازی کرد. این امر فضای بین دستگاه‌ها را تا حد زیادی بهبود بخشیده و در فضا صرفه‌جویی کرده است.

۴) مواد اولیه کابل‌های فتوولتائیک از قوانین حفاظت از محیط زیست پیروی می‌کنند. آنها شاخص‌های مواد و فرمول‌های آنها را رعایت می‌کنند. در طول استفاده و نصب، هرگونه سموم و گازهای خروجی منتشر شده، مطابق با قوانین زیست محیطی است.

۸. عملکرد (عملکرد الکتریکی)

۱) مقاومت DC: مقاومت DC هسته رسانای کابل تکمیل‌شده در دمای ۲۰ درجه سانتیگراد بیشتر از ۵.۰۹ اهم بر کیلومتر نیست.

۲) آزمایش برای ولتاژ غوطه‌وری در آب است. کابل نهایی (۲۰ متر) به مدت ۱ ساعت در آب (۲۰±۵) درجه سانتیگراد قرار داده می‌شود. سپس، با آزمایش ولتاژ ۵ دقیقه‌ای (AC 6.5kV یا DC 15kV) بدون خرابی آزمایش می‌شود.

نمونه برای مدت طولانی در برابر ولتاژ DC مقاومت می‌کند. طول آن ۵ متر است و در آب مقطر با ۳٪ NaCl در دمای (۸۵±۲) درجه سانتیگراد به مدت (۲۴۰±۲) ساعت قرار دارد. هر دو انتها به مدت ۳۰ سانتی‌متر در معرض آب قرار می‌گیرند.

یک ولتاژ DC با ولتاژ ۰.۹ کیلوولت بین هسته و آب اعمال می‌شود. هسته رسانای الکتریسیته است. به قطب مثبت متصل است و آب به قطب منفی.

پس از بیرون آوردن نمونه، آنها آزمایش ولتاژ غوطه‌وری در آب را انجام می‌دهند. ولتاژ آزمایش AC است.

۴) مقاومت عایقی کابل تکمیل‌شده در دمای ۲۰ درجه سانتیگراد کمتر از ۱۰۱۴ اهم بر سانتی‌متر و در دمای ۹۰ درجه سانتیگراد کمتر از ۱۰۱۱ اهم بر سانتی‌متر نیست.

۵) غلاف دارای مقاومت سطحی است. این مقاومت باید حداقل ۱۰۹ اهم باشد.

۹. کاربردها

کابل‌های فتوولتائیک اغلب در مزارع بادی استفاده می‌شوند. آن‌ها برق و رابط‌هایی را برای دستگاه‌های فتوولتائیک و انرژی بادی فراهم می‌کنند.

۲) در کاربردهای انرژی خورشیدی از کابل‌های فتوولتائیک استفاده می‌شود. آن‌ها ماژول‌های سلول خورشیدی را به هم متصل می‌کنند، انرژی خورشیدی را جمع‌آوری می‌کنند و برق را با خیال راحت منتقل می‌کنند. آن‌ها همچنین راندمان منبع تغذیه را بهبود می‌بخشند.

۳) کاربردهای نیروگاهی: کابل‌های فتوولتائیک همچنین می‌توانند دستگاه‌های برق را به آنجا متصل کنند. آنها برق تولید شده را جمع‌آوری کرده و کیفیت برق را پایدار نگه می‌دارند. آنها همچنین هزینه‌های تولید برق را کاهش داده و راندمان منبع تغذیه را افزایش می‌دهند.

۴) کابل‌های فتوولتائیک کاربردهای دیگری نیز دارند. آن‌ها ردیاب‌های خورشیدی، اینورترها، پنل‌ها و چراغ‌ها را به هم متصل می‌کنند. این فناوری کابل‌ها را ساده می‌کند. این امر در طراحی عمودی اهمیت دارد. این امر می‌تواند در زمان صرفه‌جویی کرده و کار را بهبود بخشد.

۱۰. دامنه استفاده

این محصول برای نیروگاه‌های خورشیدی یا تأسیسات خورشیدی استفاده می‌شود. برای سیم‌کشی و اتصال تجهیزات است. دارای قابلیت‌های قوی و مقاومت در برابر آب و هوا است. برای استفاده در بسیاری از محیط‌های نیروگاهی در سراسر جهان مناسب است.

به عنوان کابل برای دستگاه‌های خورشیدی، می‌توان از آن در فضای باز و در آب و هوای مختلف استفاده کرد. همچنین می‌تواند در فضاهای داخلی خشک و مرطوب نیز کار کند.

این محصول برای کابل‌های نرم با یک هسته است. آن‌ها در سمت CD سیستم‌های خورشیدی استفاده می‌شوند. این سیستم‌ها حداکثر ولتاژ DC برابر با ۱.۸ کیلوولت (هسته به هسته، بدون اتصال به زمین) دارند. این ولتاژ مطابق با استاندارد 2PfG 1169/08.2007 است.

این محصول برای استفاده در سطح ایمنی کلاس II است. کابل می‌تواند تا دمای 90 درجه سانتیگراد کار کند. و می‌توانید از چندین کابل به صورت موازی استفاده کنید.

۱۱. ویژگی‌های اصلی

۱) قابل استفاده در زیر نور مستقیم خورشید

۲) دمای محیط قابل اجرا -۴۰℃~+۹۰℃

۳) عمر مفید باید بیش از ۲۰ سال باشد

۴) به جز کابل‌های ۶۲۹۳۰ IEC ۱۳۳/۱۳۴، سایر انواع کابل‌ها از پلی‌الفین مقاوم در برابر شعله ساخته می‌شوند. آن‌ها کم‌دود و بدون هالوژن هستند.

۱۲. انواع:

در سیستم نیروگاه‌های خورشیدی، کابل‌ها به کابل‌های DC و AC تقسیم می‌شوند. با توجه به کاربردها و محیط‌های مختلف استفاده، آنها به شرح زیر طبقه‌بندی می‌شوند:

کابل‌های DC عمدتاً برای موارد زیر استفاده می‌شوند:

۱) اتصال سری بین اجزا؛

اتصال موازی است. این اتصال بین رشته‌ها و بین رشته‌ها و جعبه‌های توزیع DC (جعبه‌های ترکیبی) است.

۳) بین جعبه‌های توزیع DC و اینورترها.

کابل‌های AC عمدتاً برای موارد زیر استفاده می‌شوند:

۱) اتصال بین اینورترها و ترانسفورماتورهای افزاینده؛

۲) اتصال بین ترانسفورماتورهای افزاینده و دستگاه‌های توزیع؛

۳) ارتباط بین دستگاه‌های توزیع و شبکه‌های برق یا کاربران.

۱۳. مزایا و معایب

۱) مزایا:

الف) کیفیت قابل اعتماد و حفاظت از محیط زیست خوب؛

ب. طیف گسترده کاربرد و ایمنی بالا؛

ج. نصب آسان و مقرون به صرفه؛

د. افت توان انتقال کم و تضعیف سیگنال کوچک.

۲) معایب:

الف. الزامات خاص برای سازگاری با محیط زیست؛

ب. هزینه نسبتاً بالا و قیمت متوسط؛

ج. عمر کوتاه و دوام کلی.

به طور خلاصه، کابل فتوولتائیک بسیار مفید است. این کابل برای انتقال، اتصال و کنترل سیستم‌های قدرت است. قابل اعتماد، کوچک و ارزان است. انتقال برق آن پایدار است. نصب و نگهداری آن آسان است. استفاده از آن به دلیل محیط و انتقال برق، مؤثرتر و ایمن‌تر از سیم PVC است.

۱۴. اقدامات احتیاطی

کابل‌های فتوولتائیک نباید بالای سر قرار داده شوند. در صورت اضافه شدن یک لایه فلزی، می‌توان این کار را انجام داد.

کابل‌های فتوولتائیک نباید برای مدت طولانی در آب باشند. همچنین به دلایل کاری باید از قرار گرفتن در مکان‌های مرطوب خودداری شود.

۳) کابل‌های فتوولتائیک نباید مستقیماً در خاک دفن شوند.

۴) برای کابل‌های فتوولتائیک از رابط‌های مخصوص فتوولتائیک استفاده کنید. برق‌کاران حرفه‌ای باید آنها را نصب کنند.

۱۵. الزامات:

کابل‌های انتقال جریان مستقیم ولتاژ پایین در سیستم‌های خورشیدی الزامات متفاوتی دارند. این الزامات بسته به کاربرد قطعه و نیازهای فنی متفاوت هستند. عواملی که باید در نظر گرفته شوند عبارتند از عایق کابل، مقاومت در برابر حرارت و مقاومت در برابر شعله. همچنین، طول عمر بالا و قطر سیم.

کابل‌های DC اغلب در فضای باز نصب می‌شوند. آن‌ها باید در برابر رطوبت، آفتاب، سرما و اشعه ماوراء بنفش مقاوم باشند. بنابراین، کابل‌های DC در سیستم‌های فتوولتائیک توزیع‌شده از کابل‌های مخصوصی استفاده می‌کنند که دارای گواهینامه فتوولتائیک هستند.

این نوع کابل اتصال از یک غلاف عایق دو لایه استفاده می‌کند. این کابل مقاومت بسیار خوبی در برابر اشعه ماوراء بنفش، آب، ازن، اسید و نمک دارد. همچنین قابلیت استفاده در تمام شرایط آب و هوایی و مقاومت در برابر سایش بالایی دارد.

کانکتورهای DC و جریان خروجی پنل‌های PV را در نظر بگیرید. کابل‌های DC PV که معمولاً استفاده می‌شوند PV1-F1*4mm2، PV1-F1*6mm2 و غیره هستند.

۱۶. انتخاب:

کابل‌ها در بخش ولتاژ پایین DC منظومه شمسی استفاده می‌شوند. آن‌ها الزامات متفاوتی دارند. این به دلیل تفاوت در محیط‌های استفاده است. همچنین، نیازهای فنی برای اتصال اجزای مختلف. شما باید چند عامل را در نظر بگیرید. این عوامل عبارتند از: عایق کابل، مقاومت در برابر حرارت، مقاومت در برابر شعله، طول عمر و قطر سیم.

الزامات خاص به شرح زیر است:

کابل بین ماژول‌های سلول خورشیدی معمولاً مستقیماً متصل است. آن‌ها از کابل متصل به جعبه اتصال ماژول استفاده می‌کنند. وقتی طول کابل کافی نباشد، می‌توان از یک کابل رابط مخصوص استفاده کرد.

این کابل سه مشخصات دارد. این مشخصات برای ماژول‌هایی با توان‌های مختلف هستند. سطح مقطع آنها 2.5 متر مربع، 4 متر مربع و 6 متر مربع است.

این نوع کابل از یک غلاف عایق دو لایه استفاده می‌کند. در برابر اشعه ماوراء بنفش، آب، ازن، اسید و نمک مقاوم است. در هر آب و هوایی به خوبی کار می‌کند و در برابر سایش مقاوم است.

کابل، باتری را به اینورتر متصل می‌کند. این کابل به سیم‌های نرم چند رشته‌ای نیاز دارد که آزمایش UL را با موفقیت پشت سر گذاشته باشند. سیم‌ها باید تا حد امکان نزدیک به هم متصل شوند. انتخاب کابل‌های کوتاه و ضخیم می‌تواند تلفات سیستم را کاهش دهد. همچنین می‌تواند کارایی و قابلیت اطمینان را بهبود بخشد.

کابل، آرایه باتری را به کنترلر یا جعبه اتصال DC متصل می‌کند. باید از یک سیم نرم چند رشته‌ایِ آزمایش‌شده توسط UL استفاده کند. سطح مقطع سیم از حداکثر جریان خروجی آرایه پیروی می‌کند.

مساحت کابل DC بر اساس این اصول تنظیم می‌شود. این کابل‌ها ماژول‌های سلول خورشیدی، باتری‌ها و بارهای AC را به هم متصل می‌کنند. جریان نامی آنها ۱.۲۵ برابر حداکثر جریان کاری آنهاست. کابل‌ها بین آرایه‌های خورشیدی، گروه‌های باتری و اینورترها قرار می‌گیرند. جریان نامی کابل ۱.۵ برابر حداکثر جریان کاری آن است.

۱۷. انتخاب کابل‌های فتوولتائیک:

در بیشتر موارد، کابل‌های DC در نیروگاه‌های فتوولتائیک برای استفاده طولانی مدت در فضای باز هستند. شرایط ساخت و ساز، استفاده از کانکتورها را محدود می‌کند. آنها بیشتر برای اتصال کابل استفاده می‌شوند. مواد هادی کابل را می‌توان به هسته مسی و هسته آلومینیومی تقسیم کرد.

کابل‌های هسته مسی نسبت به کابل‌های آلومینیومی آنتی‌اکسیدان بیشتری دارند. همچنین طول عمر بیشتری دارند، پایدارتر هستند و افت ولتاژ و اتلاف توان کمتری دارند. در ساخت، هسته‌های مسی انعطاف‌پذیر هستند. آنها امکان خم شدن کمی را فراهم می‌کنند، بنابراین چرخاندن و رزوه کردن آنها آسان است. هسته‌های مسی در برابر خستگی مقاوم هستند. پس از خم شدن به راحتی نمی‌شکنند. بنابراین، سیم‌کشی راحت است. در عین حال، هسته‌های مسی قوی هستند و می‌توانند تنش بالا را تحمل کنند. این امر ساخت و ساز را آسان‌تر می‌کند و امکان استفاده از ماشین‌آلات را فراهم می‌کند.

کابل‌های با هسته آلومینیومی متفاوت هستند. به دلیل خواص شیمیایی آلومینیوم، آنها در حین نصب مستعد اکسیداسیون هستند. این اتفاق به دلیل خزش رخ می‌دهد، خاصیتی از آلومینیوم که به راحتی می‌تواند باعث خرابی شود.

بنابراین، کابل‌های با هسته آلومینیومی ارزان‌تر هستند. اما برای ایمنی و عملکرد پایدار، در پروژه‌های فتوولتائیک از کابل‌های با هسته مسی استفاده می‌شود.