W systemach fotowoltaicznych kable są „naczyniami krwionośnymi” łączącymi moduły, skrzynki połączeniowe i falowniki. Jednakże te „naczynia krwionośne” są stale narażone na ekstremalne warunki: temperatury na dachach w lecie przekraczające 70°C, temperatury zewnętrzne w zimie spadające do -40°C, bezpośrednie promieniowanie ultrafioletowe, korozję kwasową i zasadową oraz szkody spowodowane przez gryzonie i mrówki. W takich warunkach zwykłe kable ulegają szybkiemu starzeniu się i pękaniu warstwy izolacyjnej oraz proszkowaniu i łuszczeniu się powłoki, co może prowadzić do wielu schorzeń, od drobnych uszkodzeń uziemienia po poważne pożary. Właśnie w tym celu opracowano kable fotowoltaiczne prądu stałego. Oparty na standardzie PV1-F, ma warstwową konstrukcję od przewodnika do powłoki: przewodnik z miedzi beztlenowej o wysokiej czystości (wielożyłowe cienkie włókna, ciasno ułożone) zapewnia niską rezystancję, wysoką przewodność, elastyczność i odporność na zginanie; warstwa izolacyjna z usieciowanej poliolefiny (grubość 0,9mm±0,05, napięcie znamionowe wytrzymywane 1,5kVDC) wytrzymuje ekstremalne różnice temperatur od -40℃ do +120℃, jest gęsta i pozbawiona pęcherzyków, zapobiega wyciekom i wyładowaniom koronowym; dwuwarstwowa warstwa ekranująca (owinięcie taśmą miedzianą/oplot siatkowy, pokrycie ≥95%) równoważy pole elektryczne, tłumi zakłócenia elektromagnetyczne i ogranicza wyładowania niezupełne; specjalna, odporna na warunki atmosferyczne osłona poliolefinowa (grubość 1,8 mm, odporność na promieniowanie UV klasy A++, odporność na zużycie >100 000 razy) jest trudnopalna, samogasnąca (samogasnąca <10 s), wodoodporna, odporna na pleśń, olejoodporna oraz odporna na kwasy i zasady.
W tym artykule szczegółowo omawiamy techniczne tajemnice kabli fotowoltaicznych, od konstrukcji po testowanie: szczelinę żyły przewodu, kontrolę grubości izolacji, proces nakładania się ekranów, mechanizm odporności powłoki na warunki atmosferyczne i porównanie testów spalania środka zmniejszającego palność – co pozwala zobaczyć geny długowieczności „dobrego kabla”.
Od przewodnika po osłonę, każdy parametr fotowoltaicznego kabla prądu stałego odpowiada rygorystycznym testom w rzeczywistych scenariuszach. W przewodniku zastosowano ciasno skręcony drut z miedzi beztlenowej o średnicy 56/0,12 mm o wysokiej czystości, łączący niską rezystancję (wystarczająca obciążalność prądowa) z elastycznością (łatwe do zginania i układania na miejscu); warstwa izolacyjna jest równomiernie pokryta usieciowaną poliolefiną o grubości 0,9 mm, wytrzymuje napięcie 1,5 kV i odporność na temperaturę -40 ~ + 120 ℃, zapewniając brak starzenia i awarii podczas długotrwałej pracy; warstwa ekranująca jest podwójnie owinięta/spleciona, o współczynniku pokrycia ≥95% i rezystancji przewodzenia ≤1,5Ω/km, skutecznie tłumiąc wyładowania niezupełne i zakłócenia elektromagnetyczne; osłona pogrubiona do 1,8 mm specjalną poliolefiną, posiada odporność na promieniowanie UV na poziomie A++ (certyfikat UL746C), odporność na ścieranie przekraczającą 100 000 cykli oraz odporność na oleje, kwasy i zasady; działanie zmniejszające palność przeszło test IEC60332-1 — po spaleniu otwartym płomieniem przez 60 sekund gaśnie samoczynnie w mniej niż 10 sekund po usunięciu płomienia, bez kapania, co stanowi wyraźny kontrast w stosunku do „rozprzestrzeniania się płomienia” w przypadku zwykłych kabli. Te szczegóły techniczne sprowadzają się do jednego zobowiązania: w ciągu 25-letniego okresu eksploatacji elektrowni fotowoltaicznej izolacja kabla nie ulegnie starzeniu, powłoka nie ulegnie sproszkowaniu, a środek zmniejszający palność nie zawiedzie. Personel budowlany i konserwacyjny musi zwracać uwagę na następujące kwestie: unikać zarysowania przewodu i warstwy izolacyjnej podczas zdejmowania izolacji; upewnić się, że promień zgięcia jest ≥6 razy większy od średnicy zewnętrznej; zapewnić odpowiednie uszczelnienie wodoodporne na złączach; i zainstaluj osłonę przewodów dla sekcji zakopanych. Wybierz kable PV1-F z certyfikatami TÜV i CCC i odrzuć krótkowzroczną praktykę „używania kabli ogólnego przeznaczenia zamiast kabli przeznaczonych do fotowoltaiki”. Kable mogą być małe, ale bezpieczeństwo jest najważniejsze — każdy metr kwalifikowanego kabla jest kamieniem węgielnym stabilnej pracy elektrowni przez 25 lat.
Szczególną uwagę należy zwrócić na dokładne dokręcenie wszystkich zacisków. W wielu elektrowniach doszło do spalenia zacisków, ponieważ końcówki przewodów nie zostały odpowiednio dokręcone podczas instalacji.
Śruby mocujące panele słoneczne i wsporniki również muszą być mocno dokręcone; w przeciwnym razie silny wiatr może spowodować odpadnięcie luźnych śrub, co ostatecznie przewróci się i uszkodzi panele słoneczne.
Podczas instalowania układu należy zwrócić szczególną uwagę na polaryzację paneli słonecznych i samego układu. W jednej z domowych elektrowni fotowoltaicznych cały układ przepalił się i uległ awarii z powodu odwróconej polaryzacji i przypadkowego zwarcia diody przeciw cofaniu podczas budowy. Po wymianie układu polaryzacja nie została prawidłowo podłączona, co spowodowało ponowną awarię układu.
- Kable nie powinny być eksploatowane w warunkach przeciążenia, a powłoka kabla nie powinna wykazywać oznak rozszerzania się lub pękania;
- Punkty wejścia i wyjścia kabla powinny być odpowiednio uszczelnione, a otwory nie powinny być większe niż 10 mm. Jeżeli występują dziury, należy je uszczelnić ognioodporną masą uszczelniającą;
- W miejscach, gdzie kabel wywiera nadmierny nacisk lub napięcie na obudowę urządzenia, punkty podparcia kabla powinny być nienaruszone;
- Stalowe przewody osłonowe do kabli powinny być wolne od perforacji, pęknięć i znacznych nierówności, a ściana wewnętrzna powinna być gładka; metalowe kanały kablowe nie powinny być silnie skorodowane; nie powinno być żadnych zadziorów, twardych przedmiotów ani zanieczyszczeń. Jeżeli występują zadziory, należy je wygładzić, a następnie szczelnie owinąć osłoną kabla;
- Należy niezwłocznie oczyścić nagromadzone materiały i zanieczyszczenia w zewnętrznych studniach kablowych; jeżeli powłoka kabla jest uszkodzona, należy ją naprawić;
- Podczas inspekcji wewnętrznych rowów kablowych należy zachować ostrożność, aby zapobiec uszkodzeniu kabli; zapewnić odpowiednie uziemienie podpór i dobre odprowadzenie ciepła w wykopie;
- Słupki znakujące wzdłuż trasy kablowej układanej bezpośrednio w ziemi powinny być nienaruszone; w pobliżu trasy nie powinno być wykopów; upewnić się, że na trasie nie znajdują się żadne ciężkie przedmioty, materiały budowlane lub obiekty tymczasowe, a także że nie są uwalniane substancje żrące; upewnić się, że zabezpieczenia kabli na odsłoniętej powierzchni są nienaruszone;
- Upewnić się, że pokrywy kanału kablowego lub studzienki kablowej są nienaruszone; wykop powinien być wolny od wody i gruzu; upewnić się, że podpory w wykopie są mocne, a powłoka i pancerz kabla nie są silnie skorodowane;
- W przypadku wielu kabli ułożonych równolegle należy sprawdzić rozkład prądu i pobór mocy, aby zapobiec przepaleniu kabla na skutek słabego styku;
- Upewnij się, że zakończenie kabla jest dobrze uziemione, osłona izolacyjna jest nienaruszona i nie ma śladów wyładowań sieciowych; upewnić się, że kolory faz kabla są wyraźnie widoczne;
