Wraz ze wzrostem globalnego zapotrzebowania na energię odnawialną, systemy fotowoltaiczne (PV) stały się kluczowym rozwiązaniem. Tylko w samej Wielkiej Brytanii moc paneli słonecznych osiągnęła około 16 gigawatów, wspierana przez prawie 1,5 miliona instalacji solarnych. Jednak wydajność i bezpieczeństwo tych systemów w dużej mierze zależą od odpowiedniego doboru i zarządzania kablami.

Unikalne wymagania kabli fotowoltaicznych

Kable PV to specjalistyczne komponenty przeznaczone do trudnych warunków pracy systemów energii słonecznej. W przeciwieństwie do konwencjonalnego okablowania, muszą one wytrzymywać ekstremalne warunki pogodowe, wahania temperatury, promieniowanie UV i ekspozycję na chemikalia, zachowując jednocześnie długotrwałą stabilność działania. Kluczowe cechy konstrukcyjne obejmują:

• Materiał przewodnika: Przewodniki z miedzi cynowanej zapewniają optymalną przewodność, jednocześnie odporne na utlenianie i korozję.
• Izolacja: Polietylen usieciowany (XLPE) zapewnia doskonałą odporność na ciepło, ochronę przed promieniowaniem UV i izolację elektryczną.
• Osłona ochronna: Związki poliolefinowe lub gumowe zapewniają ochronę środowiskową i odporność na płomienie.
• Napięcie znamionowe DC: Specjalnie zaprojektowane do obsługi unikalnych właściwości generowanego przez słońce prądu stałego.

Rodzaje kabli PV i ich zastosowania

Różne instalacje solarne wymagają określonych typów kabli, z których najpopularniejsze to:

Przewód PV

Standard branżowy dla paneli słonecznych, charakteryzujący się wyjątkową odpornością na warunki atmosferyczne i szerokim zakresem temperatur pracy (-40°C do 90°C na mokro/150°C na sucho). Odpowiedni zarówno dla systemów uziemionych, jak i nieuziemionych.

Przewód USE-2

Używany głównie do połączeń podziemnych w systemach uziemionych, z izolacją XLPE o temperaturze pracy 90°C w warunkach mokrych lub suchych.

Przewód THHN

Przewód budowlany z ograniczonymi zastosowaniami PV (napięcie znamionowe 600V, 90°C na sucho/75°C na mokro). Niezalecany, gdy normy określają przewód PV lub USE-2.

Systemy połączeń i praktyki instalacyjne

Złącze Stäubli MC4 stało się standardem branżowym dla połączeń PV, oferując odporne na warunki atmosferyczne, odporne na promieniowanie UV połączenia z bezpiecznymi mechanizmami blokującymi. Prawidłowa instalacja wymaga zwrócenia uwagi na:

• Połączenia szeregowe vs. równoległe: Konfiguracje szeregowe zwiększają napięcie (dla falowników podłączonych do sieci), podczas gdy układy równoległe zwiększają prąd (do ładowania akumulatorów).
• Zarządzanie długością kabla: Spadek napięcia staje się znaczący powyżej 15 metrów (50 stóp), wymagając większych przekrojów przewodów lub przeprojektowania systemu.
• Metody przedłużania: Do przedłużania kabli należy używać wyłącznie certyfikowanych wodoodpornych złączy lub prawidłowo izolowanych połączeń.

Specyfikacje techniczne dla projektowania systemu

Właściwe wymiarowanie kabli wymaga zrównoważenia wymagań dotyczących mocy, długości przebiegów i dopuszczalnego spadku napięcia (zazwyczaj <5%). Poniższa tabela zawiera ogólne wytyczne dla systemów 24V:

Przyszłość połączeń PV

Ponieważ przewiduje się, że energia słoneczna stanie się dominującym źródłem energii na świecie do 2035 roku, technologia kabli PV wciąż ewoluuje w kierunku wyższej wydajności, zwiększonej trwałości i poprawionej zrównoważoności. Właściwy dobór i wdrożenie tych krytycznych komponentów pozostają niezbędne dla bezpiecznych i wydajnych systemów energii odnawialnej.