کابل فتوولتائیک (کابل PV) کابل است که برای سیستم های خورشیدی فتوولتائیک طراحی شده است. این ماده به طور عمده برای اتصال ماژول های فتوولتائیک (پانل های خورشیدی) به اینورترها یا سیستم های باتری استفاده می شود. از آنجا که سیستم های فتوولتائیک معمولاً در محیط های فضای باز کار می کنند ، این کابل ها باید از مقاومت در برابر آب و هوا ، مقاومت در برابر دمای بالا ، مقاومت در برابر اشعه ماوراء بنفش و مقاومت در برابر سایش برخوردار باشند. وقتی صحبت از انتخاب کابل های فتوولتائیک می شود ، سطح ولتاژ یک پارامتر مهم است.
در این مقاله به بررسی ویژگی های ولتاژ کابلهای فتوولتائیک با جزئیات ، از جمله تعریف ، ویژگی ها ، سطح ولتاژ مشترک کابلهای خورشیدی و سیمهای خورشیدی و نحوه انتخاب کابل های مناسب می پردازیم.
1. کابل خورشیدی و سیم خورشیدی
کابل خورشیدی کابل است که برای سیستم های فتوولتائیک (PV) طراحی شده است. معمولاً از چندین سیم مس یا آلومینیومی تشکیل شده و مجهز به یک غلاف بیرونی محکم است. این ماده به طور عمده برای اتصال ماژول های فتوولتائیک به اینورترها ، دستگاه های ذخیره انرژی باتری یا سایر اجزای سیستم استفاده می شود. کابل های خورشیدی نه تنها نیاز به برآورده کردن نیازهای عملکرد الکتریکی دارند ، بلکه برای سازگاری با شرایط سخت و سخت در معرض محیط طبیعی برای مدت طولانی نیاز به داشتن خواص فیزیکی و مکانیکی خوبی دارند.
سیم خورشیدی این اصطلاح به طور کلی به نوعی کابل خورشیدی ، به ویژه یک سیم واحد اشاره دارد. در بعضی موارد ، سیم و کابل شرایط قابل تعویض هستند ، به خصوص هنگامی که فقط یک سیم در داخل کابل وجود دارد. بنابراین ، بین کابل های خورشیدی و سیم های خورشیدی در استفاده روزانه تفاوت هایی وجود دارد ، اما به طور کلی ، عملکرد آنها مشابه است - انتقال انرژی الکتریکی در سیستم های فتوولتائیک.
2. سطح ولتاژکابل های فتوولتائیک
هنگام انتخاب کابل های فتوولتائیک ، درک سطح ولتاژ آنها بسیار مهم است. سطح ولتاژ حداکثر ولتاژ است که کابل می تواند در حین استفاده مقاومت کند. این نه تنها به طور مستقیم با ایمنی الکتریکی مرتبط است ، بلکه بر کارآیی انتقال نیرو و پایداری عملیاتی سیستم فتوولتائیک نیز تأثیر می گذارد.
2.1 سطح ولتاژ مشترک کابل های فتوولتائیک
سطح ولتاژ کابلهای فتوولتائیک معمولاً به ولتاژ کم (ولتاژ کم) و ولتاژ بالا (ولتاژ بالا) تقسیم می شوند. بسته به مناطق و استانداردهای مختلف ، ولتاژ رتبه بندی شده کابلهای فتوولتائیک ممکن است متفاوت باشد ، اما معمولاً موارد زیر وجود داردسطح ولتاژ مشترک:
کابل ولتاژ کم:
در بیشتر سیستم های فتوولتائیک تجاری مسکونی و کوچک ، سطح ولتاژ مشترک کابل ولتاژ کم است. معمولاً این کابل ها در 600 ولت یا 1000 ولت رتبه بندی می شوند. به عنوان مثال ، متداول ترین مدل کابل خورشیدی PV 1- F است ، با ولتاژ دارای امتیاز 1000 ولت DC.
کابل ولتاژ بالا:
برای برخی از نیروگاه های بزرگ فتوولتائیک یا سیستم های ولتاژ بالا ، ممکن است کابل های ولتاژ بالا مورد نیاز باشد. ولتاژ امتیاز چنین کابل ها به طور کلی 1500 ولت DC است. کابل های ولتاژ بالا می توانند قدرت بیشتری را منتقل کنند و برای برنامه هایی با مسافت انتقال انرژی طولانی تر مناسب هستند.
2.2 رابطه بین ولتاژ دارای امتیاز و ولتاژ سیستم
ولتاژ عملیاتی یک سیستم فتوولتائیک معمولاً با اتصال چندین ماژول فتوولتائیک به صورت سری شکل می گیرد ، بنابراین محاسبه ولتاژ بر اساس ولتاژ رتبه بندی ماژول های فتوولتائیک است. برای اطمینان از ایمنی کابل ، هنگام انتخاب کابل مناسب ، لازم است اطمینان حاصل شود که ولتاژ دارای رتبه آن پایین تر از حداکثر ولتاژ عملیاتی سیستم فتوولتائیک نیست.
در یک سیستم 600 ولت ، ولتاژ رتبه بندی کابل فتوولتائیک باید 600 ولت DC را ملاقات کند.
در یک سیستم 1000 ولت ، ولتاژ رتبه بندی کابل فتوولتائیک باید 1000 ولت DC را ملاقات کند.
برای یک سیستم 1500 ولت ، ولتاژ رتبه بندی شده کابل باید 1500 ولت DC یا بالاتر را ملاقات کند.
انتخاب سطح ولتاژ کابل PV که با ولتاژ سیستم مطابقت دارد می تواند اطمینان حاصل کند که کابل در اثر اضافه بار آسیب نخواهد دید و از مشکلات ایمنی الکتریکی جلوگیری می کند.
3. الزامات عملکرد الکتریکیکابل های PV
علاوه بر سطح ولتاژ ، کابل های PV نیز نیاز به برآورده کردن یک سری از الزامات عملکرد الکتریکی دارند:
3.1 هدایت و مقاومت
رسانایی کابل از نزدیک با مواد مورد استفاده ارتباط نزدیکی دارد و معمولاً از مس (مس) یا آلومینیوم (AL) به عنوان هادی استفاده می شود. مس دارای رسانایی بالاتری است ، بنابراین تحت همان بار جریان ، سطح مقطع کابل سیم مسی می تواند نسبتاً ناچیز باشد. هادی های مس مقاومت کمتری دارند که به کاهش از بین رفتن انرژی در هنگام انتقال برق کمک می کند.
3.2 عایق و مواد غلاف
عایق و مواد غلاف بیرونی کابلهای PV باید از مقاومت در برابر دمای بالا ، مقاومت در برابر اشعه ماوراء بنفش ، مقاومت در برابر رطوبت و مقاومت در برابر خوردگی برخوردار باشند. مواد عایق معمولاً مورد استفاده شامل پلی اتیلن متقاطع (XLPE) ، ** پلی وینیل کلرید (PVC) ** و غیره است. این مواد به طور موثری می توانند از پیری کابل جلوگیری کرده و از عملکرد پایدار طولانی مدت کابل اطمینان حاصل کنند.
3.3 دامنه دما کابل
کابل های PV به طور کلی باید بتوانند با طیف گسترده ای از دمای عملیاتی سازگار شوند. بیشتر کابل های PV دارای محدوده دمای عملیاتی از درجه {0}} تا درجه {1}} درجه هستند و می توانند در محیط های درجه حرارت بالا پایدار عمل کنند و با شرایط آب و هوایی مختلف سازگار شوند.
4. استانداردهای مشترک برای کابل های فتوولتائیک
طراحی و ساخت کابل های فتوولتائیک باید مطابق با استانداردهای خاص بین المللی و منطقه ای باشد. استانداردهای مشترک شامل موارد زیر است:
IEC 60216٪ 3aاستاندارد تست پایداری حرارتی برای کابل ها.
IEC 60754٪ 3aالزامات مربوط به تراکم دود و گازهای خورنده را در هنگام آتش سوزی کابل مشخص می کند.
UL 4703:استاندارد آمریکایی که نیازهای ساختاری و عملکردی را برای کابل های فتوولتائیک مشخص می کند.
صدور گواهینامه Tüv:در اروپا ، کابل های فتوولتائیک معمولاً برای رعایت گواهینامه TüV لازم است تا اطمینان حاصل شود که می توان آنها را با خیال راحت در برنامه های فتوولتائیک استفاده کرد.
5. چگونه کابل های فتوولتائیک را انتخاب کنیم
هنگام انتخاب کابل فتوولتائیک مناسب ، باید چندین عامل از جمله سطح ولتاژ ، ولتاژ سیستم ، بار فعلی ، شرایط محیطی و غیره را در نظر بگیرید.
5.1 ولتاژ سیستم را تعیین کنید
ابتدا باید با توجه به ولتاژ عملیاتی سیستم فتوولتائیک ، ولتاژ رتبه بندی شده کابل را انتخاب کنید. اگر ولتاژ سیستم 1000 ولت است ، باید کابل با ولتاژ دارای امتیاز 1000 ولت یا بالاتر را انتخاب کنید. برای یک سیستم 1500 ولت ، باید یک کابل مناسب برای جریان مستقیم 1500 ولت (DC) را انتخاب کنید.
5.2 بار فعلی را در نظر بگیرید
علاوه بر ولتاژ ، شما همچنین باید مقطع کابل مناسب را بر اساس بار فعلی سیستم انتخاب کنید. اگر سطح مقطع کابل خیلی کوچک باشد ، باعث گرم شدن کابل یا حتی آسیب دیدن کابل می شود. اگر سطح مقطع کابل خیلی زیاد باشد ، هزینه را افزایش می دهد. بنابراین ، محاسبه منطقی بار فعلی و انتخاب مقطع کابل مناسب بسیار مهم است.
5.3 با شرایط محیطی سازگار شوید
کابل های فتوولتائیک معمولاً برای استفاده در محیط های فضای باز مورد استفاده قرار می گیرند ، بنابراین لازم است کابل هایی با مقاومت در برابر آب و هوا ، مقاومت در برابر اشعه ماوراء بنفش ، مقاومت در برابر خوردگی و مقاومت در برابر دمای بالا انتخاب شود. انواع مختلف کابل های فتوولتائیک بسته به محیط نصب (مانند نیروگاه های خورشیدی ، پشت بام ها یا زیرزمینی) می توانند انتخاب شوند.