เนื่องจากความต้องการพลังงานหมุนเวียนทั่วโลกเพิ่มขึ้น ระบบเซลล์แสงอาทิตย์ (PV) จึงกลายเป็นโซลูชันสำคัญ ในสหราชอาณาจักรเพียงแห่งเดียว กำลังการผลิตไฟฟ้าจากพลังงานแสงอาทิตย์ได้สูงถึงประมาณ 16 กิกะวัตต์ โดยได้รับการสนับสนุนจากการติดตั้งพลังงานแสงอาทิตย์เกือบ 1.5 ล้านครั้ง อย่างไรก็ตาม ประสิทธิภาพและความปลอดภัยของระบบเหล่านี้ขึ้นอยู่กับการเลือกและการจัดการสายเคเบิลที่เหมาะสมอย่างมาก

ข้อกำหนดเฉพาะของสายเคเบิลโฟโตโวลตาอิก

สายเคเบิล PV เป็นส่วนประกอบพิเศษที่ออกแบบมาสำหรับสภาพการทำงานที่ท้าทายของระบบพลังงานแสงอาทิตย์ ซึ่งแตกต่างจากสายไฟทั่วไป สายเคเบิลเหล่านี้ต้องทนต่อสภาพอากาศที่รุนแรง การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ รังสี UV และการสัมผัสสารเคมี ในขณะที่ยังคงรักษาเสถียรภาพในการทำงานในระยะยาว คุณสมบัติการออกแบบที่สำคัญ ได้แก่:

• วัสดุตัวนำ: ตัวนำทองแดงเคลือบดีบุกให้การนำไฟฟ้าที่ดีที่สุด ในขณะที่ทนทานต่อการเกิดออกซิเดชันและการกัดกร่อน
• ฉนวน: โพลีเอทิลีนเชื่อมขวาง (XLPE) ให้ความทนทานต่อความร้อน การป้องกันรังสียูวี และฉนวนไฟฟ้าที่เหนือกว่า
• ปลอกป้องกัน: สารประกอบโพลีโอเลฟินหรือยางให้การปกป้องสิ่งแวดล้อมและความทนทานต่อเปลวไฟ
• พิกัดแรงดันไฟฟ้า DC: ออกแบบมาเป็นพิเศษเพื่อจัดการกับลักษณะเฉพาะของกระแสตรงที่เกิดจากพลังงานแสงอาทิตย์

ประเภทสายเคเบิล PV และการใช้งาน

การติดตั้งพลังงานแสงอาทิตย์ที่แตกต่างกันต้องใช้สายเคเบิลประเภทต่างๆ โดยทั่วไป ได้แก่:

สาย PV

มาตรฐานอุตสาหกรรมสำหรับอาร์เรย์พลังงานแสงอาทิตย์ มีความทนทานต่อสภาพอากาศเป็นพิเศษและช่วงอุณหภูมิการทำงานที่กว้าง (-40°C ถึง 90°C เปียก/150°C แห้ง) เหมาะสำหรับทั้งระบบที่มีและไม่มีสายดิน

สาย USE-2

ส่วนใหญ่ใช้สำหรับการเชื่อมต่อใต้ดินในระบบที่มีสายดิน พร้อมฉนวน XLPE ที่มีพิกัดการทำงาน 90°C ในสภาพเปียกหรือแห้ง

สาย THHN

สายไฟอาคารที่มีการใช้งาน PV จำกัด (พิกัด 600V, 90°C แห้ง/75°C เปียก) ไม่แนะนำเมื่อมาตรฐานระบุสาย PV หรือ USE-2

ระบบเชื่อมต่อและการปฏิบัติในการติดตั้ง

ขั้วต่อ Stäubli MC4 ได้กลายเป็นมาตรฐานอุตสาหกรรมสำหรับการเชื่อมต่อ PV โดยให้การเชื่อมต่อที่กันน้ำ ทนทานต่อรังสียูวี พร้อมกลไกการล็อคที่ปลอดภัย การติดตั้งที่เหมาะสมต้องให้ความสนใจกับ:

• การเชื่อมต่อแบบอนุกรมเทียบกับการเชื่อมต่อแบบขนาน: การกำหนดค่าแบบอนุกรมจะเพิ่มแรงดันไฟฟ้า (สำหรับอินเวอร์เตอร์แบบเชื่อมต่อกริด) ในขณะที่การจัดเรียงแบบขนานจะเพิ่มกระแส (สำหรับการชาร์จแบตเตอรี่)
• การจัดการความยาวสายเคเบิล: แรงดันไฟฟ้าตกจะมีความสำคัญเกินกว่า 15 เมตร (50 ฟุต) ซึ่งต้องใช้ขนาดตัวนำที่ใหญ่ขึ้นหรือการออกแบบระบบใหม่
• วิธีการต่อขยาย: ใช้เฉพาะขั้วต่อกันน้ำที่ได้รับการรับรองหรือข้อต่อที่หุ้มฉนวนอย่างเหมาะสมสำหรับการต่อสายเคเบิล

ข้อมูลจำเพาะทางเทคนิคสำหรับการออกแบบระบบ

การปรับขนาดสายเคเบิลที่เหมาะสมต้องสมดุลระหว่างความต้องการพลังงาน ความยาวการวิ่ง และแรงดันไฟฟ้าตกที่ยอมรับได้ (โดยทั่วไป <5%) ตารางต่อไปนี้ให้แนวทางทั่วไปสำหรับระบบ 24V:

อนาคตของการเชื่อมต่อ PV

ด้วยพลังงานแสงอาทิตย์ที่คาดว่าจะกลายเป็นแหล่งพลังงานหลักของโลกภายในปี 2035 เทคโนโลยีสายเคเบิล PV ยังคงพัฒนาไปสู่ประสิทธิภาพที่สูงขึ้น ความทนทานที่ยาวนานขึ้น และความยั่งยืนที่ดีขึ้น การเลือกและการนำส่วนประกอบที่สำคัญเหล่านี้ไปใช้อย่างเหมาะสมยังคงเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับระบบพลังงานหมุนเวียนที่ปลอดภัยและมีประสิทธิภาพ