Met die vinnige wêreldwye ontwikkeling van fotovoltaïese (PV) kragopwekkingstelsels, speel fotovoltaïese kabels (PV-kabels) – as die kritieke komponente wat PV-modules, omsetters en kombineerbokse verbind – 'n deurslaggewende rol in die algehele veiligheid en lewensduur van 'n sonkragaanleg. In vergelyking met konvensionele kragkabels, beskik fotovoltaïese kabels oor hoogs gespesialiseerde strukturele ontwerpe en kabelmateriaalkeuses.
1. Wat is 'n fotovoltaïese kabel?
'n Fotovoltaïese kabel, ook bekend as 'n sonkabel of PV-spesifieke kabel, word hoofsaaklik in sonkragaanlegte, verspreide fotovoltaïese stelsels en dak-PV-installasies gebruik. Algemene modelle sluit in PV1-F en H1Z2Z2-K, wat voldoen aan internasionale standaarde soos EN 50618 en IEC 62930.
Aangesien PV-kabels voortdurend aan buitelugomgewings blootgestel word, moet hulle betroubaar werk onder hoë temperature, sterk ultravioletstraling, lae temperature, humiditeit en osoonblootstelling. Gevolglik is hul vereistes vir isolasiemateriaal en omhulselmateriaal aansienlik hoër as dié van gewone kabels. Tipiese eienskappe sluit in weerstand teen hoë en lae temperature, uitstekende UV-verouderingsweerstand, chemiese korrosiebestandheid, vlamvertraging, omgewingsvriendelikheid en 'n ontwerpte lewensduur van 25 jaar of meer.
2. Uitdagings vir kabelmateriale in fotovoltaïese toepassings
In werklike toepassings word fotovoltaïese kabels gewoonlik direk buite geïnstalleer. Byvoorbeeld, in Europese streke kan die omgewingstemperatuur van PV-stelsels onder sonnige toestande 100°C bereik. Terselfdertyd word die kabels blootgestel aan langtermyn UV-straling, dag-nag temperatuurskommelings en meganiese spanning.
Onder sulke toestande kan standaard PVC-kabels of konvensionele rubberkabels nie stabiele langtermynprestasie handhaaf nie. Selfs rubberkabels wat gegradeer is vir 90°C-werking of PVC-kabels wat gegradeer is vir 70°C, is geneig tot isolasieveroudering, skedekrake en vinnige prestasieverswakking wanneer dit in buitelug-fotovoltaïese stelsels gebruik word, wat die lewensduur van die stelsel aansienlik verkort.
3. Kernprestasie van fotovoltaïese kabels: Gespesialiseerde isolasie- en omhulselmateriaal
Die belangrikste prestasievoordele van fotovoltaïese kabels is hoofsaaklik afgelei van hul PV-spesifieke isolasieverbindings en omhulselverbindings. Die hoofstroommateriaalstelsel wat vandag gebruik word, is stralingsgekruisverbinde poliolefien, tipies gebaseer op hoëgehalte-poliëtileen (PE) of ander poliolefiene.
Deur elektronstraalbestraling ondergaan die molekulêre kettings van die materiaal kruisbinding, wat die struktuur van termoplasties na termoseterend transformeer. Hierdie proses verbeter hittebestandheid, verouderingsbestandheid en meganiese werkverrigting aansienlik. Stralingsgekruisde poliolefienmateriale laat fotovoltaïese kabels toe om voortdurend by 90–120°C te werk, terwyl dit ook uitstekende lae-temperatuur buigsaamheid, UV-weerstand, osoonweerstand en weerstand teen omgewingsspanningskrake bied. Boonop is hierdie materiale halogeenvry en omgewingsvriendelik.
4. Strukturele en Materiaalvergelyking: Fotovoltaïese Kabels teenoor Konvensionele Kabels
4.1 Tipiese struktuur en materiale van fotovoltaïese kabels
Geleier: Gegloeide kopergeleier of vertinde kopergeleier, wat hoë elektriese geleidingsvermoë met korrosiebestandheid kombineer
Isolasielaag: Stralingsgekruisverbonde poliolefien-isolasieverbinding (PV-kabelspesifieke isolasiemateriaal)
Skedelaag: Stralingsgekruisverbonde poliolefien-omhulselverbinding, wat langtermyn buitebeskerming bied
4.2 Tipiese struktuur en materiale van konvensionele kabels
Geleier: Kopergeleier of vertinde kopergeleier
Isolasielaag: PVC-isolasieverbinding ofXLPE (kruisgekoppelde poliëtileen)isolasieverbinding
Skedelaag:PVComhulselverbinding
5. Fundamentele prestasieverskille veroorsaak deur materiaalkeuse
Vanuit die geleierperspektief is fotovoltaïese kabels en konvensionele kabels in wese dieselfde. Die fundamentele verskille lê in die keuse van isolasiemateriaal en omhulselmateriaal.
PVC-isolasie en PVC-omhulselverbindings wat in konvensionele kabels gebruik word, is hoofsaaklik geskik vir binnenshuise of relatief matige omgewings, en bied beperkte weerstand teen hitte, UV-blootstelling en veroudering. In teenstelling hiermee is die straling-verkruisgekoppelde poliolefien-isolasie en -omhulselverbindings wat in fotovoltaïese kabels gebruik word, spesifiek ontwikkel vir langtermyn-buitelugwerking en kan stabiele elektriese en meganiese werkverrigting onder uiterste omgewingstoestande handhaaf.
Daarom, hoewel die vervanging van konvensionele kabels vir fotovoltaïese kabels aanvanklike koste kan verminder, verhoog dit die onderhoudsrisiko's aansienlik en verkort die algehele lewensduur van die fotovoltaïese stelsel.
6. Gevolgtrekking: Materiaalkeuse bepaal langtermynbetroubaarheid van PV-stelsels
Fotovoltaïese kabels is nie eenvoudige plaasvervangers vir gewone kabels nie, maar gespesialiseerde kabelprodukte wat spesifiek vir fotovoltaïese toepassings ontwerp is. Hul langtermynbetroubaarheid hang fundamenteel af van die keuse van hoëprestasie-PV-kabel-isolasiemateriaal en -omhulselmateriaal, veral die korrekte toepassing van stralingsverbonde poliolefienmateriaalstelsels.
Vir PV-stelselontwerpers, installeerders en kabelmateriaalverskaffers is 'n deeglike begrip van die materiaalvlakverskille tussen fotovoltaïese kabels en konvensionele kabels noodsaaklik om die veilige, stabiele en langtermyn werking van fotovoltaïese kragsentrales te verseker.
Plasingstyd: 31 Desember 2025