الصين Zhongdong Cable Co., Ltd. أحدث شركة مدونة حول خيارات الكابلات الرئيسية لنظم الطاقة الشمسية الفعالة: دليل المشتريات والامتثال

1مقدمة: موازنة النفقات الرأسمالية مع موثوقية الشبكة

مع نمو الطلب العالمي على الطاقة المتجددة، ظهرت أنظمة الطاقة الشمسية الضوئية (PV) كحل رئيسي. في المملكة المتحدة وحدها، وصلت طاقة الطاقة الشمسية إلى حوالي 16 جيجاواط،مدعومة من قبل حوالي 1.5 ملايين تركيب شمسي

ومع ذلك، بالنسبة لمقاولين الهندسة والمشتريات والبناء (EPC) والمطورين على نطاق المرافق، فإن كفاءة وسلامة وقابلية استخدام هذه الأنظمة تعتمد بشكل كبير علىالاختيار السليم للكابلات وإدارة الأصولالتوصيلات الخاطئة هي أحد الأسباب الرئيسية للفشل الحراري المحلي، ورفض طلب التأمين، ووقف المصانع قبل الأوان.

2الاحتياجات الفريدة للكابلات الكهروضوئية: الامتثال المعماري والمواد

الكابلات الكهروضوئية هي مكونات متخصصة مصممة لظروف تشغيل صعبة لأنظمة الطاقة الشمسية.يجب أن يتحملوا عقود من الطقس القاسي، تقلبات درجة الحرارة، الإشعاعات فوق البنفسجية العدوانية، والإجهاد البيئي مع الحفاظ على استقرار الأداء على المدى الطويل.

لضمان أن الأصل يحقق25 عاما من العمر التشغيلي، يجب على مديري المشتريات التحقق من الخصائص الهندسية الهيكلية التالية:

مادة الموصل:موصلات النحاس المرنة عالية النقاء (عادة فئة 5) توفر موصلات مثالية مع مقاومة الأكسدة والتآكل الكهربائي والتدهور في الحقول الشمسية ذات الرطوبة العالية.
نظام العزل:البولي إيثيلين المتقاطع (XLPE) أو البوليوليفين المتقاطع (XLPO) يقدم مقاومة حرارية متفوقة، حماية فوق البنفسجية المتخصصة،وعزل كهربائي قوي تحت الحمل الحراري المستمر.
الغطاء الوقائي:المركبات المتقاطعة الخالية من الهالوجين والمتخلفة عن الشعلة (LSZH / HFFR) توفر الحماية البيئية ومقاومة التآكل الميكانيكي ومتخلفة الشعلة الحرجة في حالة وجود خطأ قوس.
الجهد المباشر:مصممة خصيصاً ومصممة للتعامل مع الخصائص الفريدة للتيار المستمر المولد من الطاقة الشمسية $600text{V}$ إلى الحاضر $1000text{V}$ أو $1500text{V DC}$ بنية سلسلة.

3أنواع الكابلات الكهروضوئية وتطبيقاتها: معايير الدفع العالمية

تتطلب المنشآت الشمسية المختلفة أنواع محددة من الكابلات اعتمادًا على الأطر التنظيمية الإقليمية وتكوينات الشبكة.إن الحصول على المعيار الصحيح يمنع تأخير المشروعات المكلفة خلال المراحل النهائية للتشغيل والتفتيش.

3.1 الأسلاك الكهروضوئية (معيار UL 4703)

المعيار العالمي للصناعة لربط الألواح الشمسية. يحتوي على مقاومة استثنائية للظروف الجوية، وعزل سترة سميكة ونطاق واسع من درجات الحرارة التشغيلية ( $-40^circtext{C}$ إلى $90^circtext{C}$ مبلل $150^circtext{C}$ جاف) ، وهي متعددة الاستخدامات للغاية ومناسبة لكل من الأنظمة الأرضية وغير الأرضية.

3.2 كابل H1Z2Z2-K (المعيار الأوروبي EN 50618)

(إضافة تقنية لموافقة المملكة المتحدة / الاتحاد الأوروبي): بالنسبة للمشاريع التي تتوافق مع مواصفات شبكة المملكة المتحدة والأوروبية، يجب أن تكون مصدرهاالكابلات الشمسية H1Z2Z2-Kتم اعتمادها على وجه التحديد بموجب EN 50618 للتعرض الطويل الأجل في الهواء الطلق داخل ألواح الطاقة الشمسية الكهروضوئية ، مع $1.5text{kV}$ بين الموصلات.

3.3 USE-2 سلك

تستخدم في المقام الأول في آثار الأمريكي الشمالي التراثية للاتصالات دخول الخدمة تحت الأرض في الأنظمة الأرضية مع عزل XLPE $90^circtext{C}$ التشغيل في ظروف رطبة أو جافة.

3.4 أسلاك THHN

سلك بناء عادي من البلاستيك الحراري مع تطبيقات محدودة للطاقة الشمسية ( $600text{V}$ التصنيف $90^circtext{C}$ جاف $75^circtext{C}$ رطبة) ، هو صارمةغير موصى بهعندما تفرض مواصفات العقد أو المعايير الهندسية المحلية سلكًا فولتيكيًا مخصصًا ، H1Z2Z2-K ، أو USE-2 بسبب عدم وجود حماية كافية من الأشعة فوق البنفسجية والرطوبة في صفوف الهواء الطلق.

4أنظمة الاتصال وممارسات التثبيت الهندسي

أصبح موصل Stäubli MC4 هو المعيار النهائي للصناعة للاتصالات الكهروضوئية ، حيث يوفر اتصالات مقاومة للأرصاد الجوية ومقاومة للأشعة فوق البنفسجية مع آليات قفل آمنة.

[هندسة معمارية للأسلاك الشمسية]

[وحدة كهربائية] --> (الموصول MC4) --> [H1Z2Z2-K / الأسلاك الكهربائية] --> [صندوق مزيج DC]

ومع ذلك ، فإن الأجهزة لا يمكن الاعتماد عليها إلا بنفس جودة دمجها الميداني. يجب على مديري المشاريع فرض ضوابط صارمة على جودة الميدان فيما يتعلق:

سلسلة مقابل اتصالات موازية:تكوينات السلسلة تزيد من فولتاج السلسلة لتتناسب مع نوافذ مدخلات المحول المرتبطة بالشبكة ، في حين أن الترتيبات المتوازية تزيد من التيار ( $I$ ) لشحن البطاريات المحلية أو مزيجات التيار المستمر منخفضة الجهد.
إدارة طول الكابل وتساقط الجهد:انخفاض الجهد يصبح كبيرًا بعد 15 مترًا (50 قدمًا). لمنع خسائر الطاقة الهيكلية ،يجب أن توازن المشتريات بين تكلفة الموصلات النحاسية الأكثر سمكًا وبين عتبات كفاءة النظام المقبولة.
طرق التوسيع:لا تستخدم سوى موصلات مقاومة للماء معتمدة أو معزولة بشكل صحيح، والحوائط الثقيلة للضيق الحراري لتمديدات الكابلات.القطع اليدوي غير المعتاد مع الموصلات العامة غير المتوافقة هو السبب الأول لحرائق المزارع الشمسية.

5المواصفات التقنية لتصميم النظام: مبادئ توجيهية للمناطق الشاملة

يتطلب حجم الكابلات المناسب متطلبات الطاقة الموازنة، وأطوال التشغيل، وانخفاض التوتر المقبول (عادة ما يستهدف أقل من $3%$ إلى $5%$ للحصول على أقصى عائد ربح الخدمة).

توفر مصفوفة التحجيم التقني التالية مبادئ توجيهية عامة للمنطقة الشاملة (في $text{mm}^2$ ) للتركيبات القياسية 24 فولت DC عبر مصفوفات المسافة المختلفة:

قوة المصفوفة (W)	مسافة 1 متر	مسافة 3 متر	مسافة 5 م	مسافة 10 م	مسافة 15 متر	مسافة 20 متر
40 واط	$0.5text{ mm}^2$	$0.5text{ mm}^2$	$0.5text{ mm}^2$	$1.0text{ mm}^2$	$1.0text{ mm}^2$	$1.5text{ mm}^2$
240 واط	$0.5text{ mm}^2$	$1.0text{ mm}^2$	$2.0text{ mm}^2$	$3.5text{ mm}^2$	$5.0text{ mm}^2$	$10.0text{ mm}^2$
720 واط	$1.0text{ mm}^2$	$3.0text{ mm}^2$	$5.0text{ mm}^2$	$10.0text{ mm}^2$	$15.0text{ mm}^2$	$20.0text{ mm}^2$

ملاحظة: بالنسبة للمرافق ذات النطاق العام ( $1000text{V}$ إلى $1500text{V}$ يجب على المهندسين استشارة أجهزة حاسبة الحجم الكاملة IEC 60364-7-712 لتحسين مقاطع الموصل بالنسبة لدرجات الحرارة المحيطة المحلية.

6مستقبل الاتصال الكهروضوئي: التوريد لشبكة الغد

مع توقعات أن تصبح الطاقة الشمسية مصدر الطاقة المهيمن في العالم بحلول عام 2035، تستمر تكنولوجيا الكابلات الكهروضوئية في التطور نحو معالجة الجهد العالي (الانتقال بالكامل إلى $1500text{V}$ النظم الإيكولوجية) ، مدة طويلة، وتحسين الاستدامة من خلال المواد المعاد تدويرها بالكامل، خالية من الرصاص سترة.

وبالنسبة لمهنيي المشتريات الدولية، فإن إنشاء سلسلة توريد معتمدة مع الشركات المصنعة التي تقدم مكونات للطاقة الكهروضوئية قابلة للتتبع بالكامل ومعتمدة من قبل TÜV و UL و CE هي أولوية استراتيجية حيوية.لا يزال الاختيار السليم وتنفيذ هذه الأصول البنية التحتية الحيوية ضرورية لإطلاق آمنةأنظمة الطاقة المتجددة عالية العائد.