با رشد تقاضای جهانی برای انرژی های تجدیدپذیر، سیستم های فتوولتائیک خورشیدی (PV) به عنوان یک راه حل کلیدی ظهور کرده اند. تنها در بریتانیا، ظرفیت انرژی خورشیدی به حدود 16 گیگاوات رسیده است که توسط تقریباً 1.5 میلیون نصب خورشیدی پشتیبانی می شود. با این حال، راندمان و ایمنی این سیستم ها به شدت به انتخاب و مدیریت صحیح کابل بستگی دارد.

الزامات منحصر به فرد کابل های فتوولتائیک

کابل های PV اجزای تخصصی هستند که برای شرایط عملیاتی چالش برانگیز سیستم های انرژی خورشیدی طراحی شده اند. برخلاف سیم کشی معمولی، آنها باید در برابر آب و هوای شدید، نوسانات دما، اشعه ماوراء بنفش و قرار گرفتن در معرض مواد شیمیایی مقاومت کنند و در عین حال پایداری عملکرد طولانی مدت را حفظ کنند. ویژگی های طراحی کلیدی عبارتند از:

• جنس هادی: هادی های مسی قلع اندود، رسانایی بهینه را فراهم می کنند و در برابر اکسیداسیون و خوردگی مقاومت می کنند.
• عایق: پلی اتیلن متقاطع (XLPE) مقاومت حرارتی، محافظت در برابر اشعه ماوراء بنفش و عایق الکتریکی برتری را ارائه می دهد.
• غلاف محافظ: ترکیبات پلی الفین یا لاستیکی محافظت از محیط زیست و مقاومت در برابر شعله را فراهم می کنند.
• رتبه ولتاژ DC: به طور ویژه برای رسیدگی به ویژگی های منحصر به فرد جریان مستقیم تولید شده توسط خورشید طراحی شده است.

انواع کابل PV و کاربردهای آنها

نصب های مختلف خورشیدی به انواع کابل خاصی نیاز دارند که رایج ترین آنها عبارتند از:

سیم PV

استاندارد صنعتی برای آرایه های خورشیدی، با مقاومت در برابر آب و هوای استثنایی و محدوده دمای عملیاتی گسترده (-40 درجه سانتیگراد تا 90 درجه سانتیگراد مرطوب/150 درجه سانتیگراد خشک). مناسب برای سیستم های زمین شده و بدون زمین.

سیم USE-2

عمدتاً برای اتصالات زیرزمینی در سیستم های زمین شده استفاده می شود، با عایق XLPE که برای عملکرد 90 درجه سانتیگراد در شرایط مرطوب یا خشک درجه بندی شده است.

سیم THHN

یک سیم ساختمانی با کاربردهای محدود PV (رتبه 600 ولت، 90 درجه سانتیگراد خشک/75 درجه سانتیگراد مرطوب). زمانی که استانداردها سیم PV یا USE-2 را مشخص می کنند، توصیه نمی شود.

سیستم های اتصال و روش های نصب

کانکتور Stäubli MC4 به استاندارد صنعتی برای اتصالات PV تبدیل شده است که اتصالات ضد آب و مقاوم در برابر اشعه ماوراء بنفش را با مکانیزم های قفل ایمن ارائه می دهد. نصب صحیح نیاز به توجه به موارد زیر دارد:

• اتصالات سری در مقابل موازی: پیکربندی های سری ولتاژ را افزایش می دهند (برای اینورترهای متصل به شبکه)، در حالی که آرایش های موازی جریان را افزایش می دهند (برای شارژ باتری).
• مدیریت طول کابل: افت ولتاژ فراتر از 15 متر (50 فوت) قابل توجه می شود و به اندازه هادی بزرگتر یا طراحی مجدد سیستم نیاز دارد.
• روش های توسعه: فقط از کانکتورهای ضد آب دارای گواهی یا اتصالات به درستی عایق بندی شده برای توسعه کابل استفاده کنید.

مشخصات فنی برای طراحی سیستم

اندازه کابل مناسب مستلزم متعادل کردن الزامات برق، طول مسیر و افت ولتاژ قابل قبول (معمولاً <5٪) است. جدول زیر دستورالعمل های کلی برای سیستم های 24 ولت را ارائه می دهد:

آینده اتصال PV

با پیش بینی اینکه انرژی خورشیدی تا سال 2035 به منبع انرژی غالب جهان تبدیل شود، فناوری کابل PV همچنان به سمت عملکرد بالاتر، دوام بیشتر و پایداری بهبود یافته در حال تکامل است. انتخاب و اجرای صحیح این اجزای حیاتی برای سیستم های انرژی تجدیدپذیر ایمن و کارآمد ضروری است.