בתחום האנרגיה המודרנית, עם הפופולריזציה והתפתחות של טכנולוגיית ייצור חשמל סולארי, עלתה גם תדירות השימוש בכבלים פוטו -וולטאיים וכבלים רגילים. אנשים רבים עשויים להיות מבולבלים לגבי ההבדל בין כבלים פוטו -וולטאיים לכבלים רגילים, במיוחד בעת התקנת מערכות פוטו -וולטאיות סולאריות. מאמר זה יבחן את ההבדל בין כבלים פוטו -וולטאיים לכבלים רגילים בפירוט, ינתחו את המאפיינים והיישומים של כבלים פוטו -וולטאיים ויספקו כמה הצעות לרכישה.
1. הגדרה שלכבל פוטו -וולטאי
כבל פוטו -וולטאי, כפי שהשם מרמז, הוא כבל המתוכנן במיוחד למערכות ייצור חשמל פוטו -וולטאיות סולאריות. הוא משמש בעיקר להעברת חשמל בין פאנלים סולאריים וממירים, ובין ממירים לרשתות חשמל או התקני אחסון אנרגיה. העיצוב והחומר של כבלים פוטו-וולטאיים מבטיחים שהם יכולים לעמוד בחשיפה לטווח הארוך לתנאים קשים בסביבות חיצוניות, כמו קרינה אולטרה סגולה, טמפרטורה גבוהה, טמפרטורה נמוכה, לחות, קורוזיה כימית וכו '.
כבלים פוטו -וולטאיים מורכבים בדרך כלל משלושה חלקים:מוליך, שכבת בידוד ונדן חיצוני. חומר המוליך שלו הוא לרוב נחושת או אלומיניום, ושכבת הבידוד והנדנה עשויים מחומרים עמידים בפני מזג אוויר ועמידים ל- UV כדי להבטיח שהכבל יכול לפעול ביציבות בשמש, בטמפרטורה גבוהה, לרוח ובגשם.
2. הגדרתכבלים רגילים
כבלים רגילים מתייחסים לכבלים הנמצאים בשימוש נרחב במערכות העברת חשמל ובקרת חשמל שונות. כבלים אלה אינם מיועדים במיוחד לתעשיית השמש. ניתן להשתמש בכבלים רגילים במגוון סביבות כמו פנים, בחוץ ותחתית, אך התנגדות מזג האוויר שלהם, התנגדות ה- UV והתנגדות קורוזיה הם בדרך כלל חלשים ואינם יכולים לענות על הצרכים ארוכי הטווח והיציב של מערכות ייצור חשמל סולארי.
כבלים רגילים נמצאים בשימוש נרחב במקומות כמו בניית העברת חשמל, העברת כוח תעשייתי ומערכות חשמל ביתיות. בדרך כלל, לחומרי הנדן של כבלים אלה אין מספיק עמידות בפני UV או עמידות בפני טמפרטורה גבוהה, ולכן הם אינם מתאימים לשימוש לטווח הארוך באור שמש ישיר או בסביבות קיצוניות.
3. ההבדלים העיקריים בין כבלים פוטו -וולטאיים לכבלים רגילים
3.1 חומרים ועמידות למזג האוויר
שכבת הבידוד והנדנה החיצונית של כבלים פוטו-וולטאיים עשויים בדרך כלל מחומרים מיוחדים, כמו פוליאתילן מקושרת חוצה (XLPE) ופוליוויניל כלוריד (PVC), בעלי עמידות מעולה בטמפרטורה גבוהה, עמידות בפני UV, עמידות בפני לחות ועמידות בפני קורוזיה. מכיוון שלרוב יש להתקין כבלים פוטו -וולטאיים בחוץ ונחשפים לאור שמש במשך זמן רב, כבלים פוטו -וולטאיים חייבים להיות מסוגלים לעמוד בקרינה אולטרה סגולה חזקה, שינויי טמפרטורה ושחיקת גשם. על מנת להבטיח פעולה יציבה לטווח הארוך, נדן החיצוני של כבלים פוטו-וולטאיים הוא בדרך כלל עמיד במזג האוויר ויכול לעמוד בפני טמפרטורה גבוהה, טמפרטורה נמוכה, קורוזיה של חומצה ואלקלי וגורמים סביבתיים אחרים.
לעומת זאת, הנדן החיצוני של הכבלים הרגילים עשוי לרוב מחומרים קונבנציונליים כמו PVC. למרות שחומרים אלה מתאימים להעברת חשמל בסביבות מקורות או קלות, הם מועדים להזדקנות, פיצוח או קורוזיה כאשר הם נחשפים לסביבות חיצוניות קשות כמו אור שמש וגשם במשך זמן רב, כך שהם אינם מתאימים לשימוש במערכות אנרגיה סולארית.
3.2 מוליכים ותכונות חשמל
מוליכי הכבלים הפוטו-וולטאיים עשויים בדרך כלל נחושת או אלומיניום טוהר כדי להבטיח העברת יעילה של אנרגיה חשמלית והתנגדות נמוכה. למוליכי נחושת יש התנגדות נמוכה יותר, כך שהם יכולים להפחית את אובדן האנרגיה במהלך ההעברה, ובכך לשפר את היעילות הכוללת של המערכת. מוליכי אלומיניום קלים יחסית ונמוכים בעלות, ולכן הם משמשים גם בכמה מערכות בעלות נמוכה.
חומרי המוליכים של כבלים רגילים הם גם בעיקר נחושת או אלומיניום, אך בדרך כלל הביצועים החשמליים שלהם אינם טובים כמו זה של כבלים פוטו -וולטאיים. תכנון ההולכה החשמלית של כבלים רגילים אינו מותאם באופן ספציפי להתאמה למתח הגבוה ולתנאי הזרם הגבוה במערכות אנרגיה סולארית, ולכן הם נמוכים יחסית ביעילות.
3.3 רמת מתח והיקף היישום
כבלים פוטו-וולטאיים מיועדים בדרך כלל למערכות פוטו-וולטאיות במתח גבוה, במיוחד תפוקת מתח DC על ידי לוחות פוטו-וולטאיים נעים בדרך כלל בין 200 וולט ל 1000 וולט, או אפילו יותר. על מנת להתמודד עם מתח גבוה, לכבלים פוטו -וולטאיים יש ביצועי בידוד חשמליים גבוהים ויכולים לעמוד בלחץ מתח חזק.
רמת המתח של כבלים רגילים משתנה בהתאם לשימושים שונים, אך באופן כללי, רמת המתח שלהם אינה גבוהה כמו זו של כבלים פוטו-וולטאיים, והם בדרך כלל משמשים במערכות העברת כוח במתח נמוך או במתח בינוני.
3.4 בטיחות והתנגדות אש
דרישות ביצועי הבטיחות של כבלים פוטו -וולטאיים גבוהות מאוד, במיוחד במקרה של מעגלים קצרים ועומסי יתר שעלולים להתרחש במהלך העברת החשמל. כבלים פוטו-וולטאיים צריכים להיות בעלי יכולת אנטי-אינטר-ועידה מספקת ועמידות בפני אש. על מנת לעמוד בדרישות הבטיחות הללו, נדן של כבלים פוטו -וולטאיים בדרך כלל מוסיף מעכבי להבה ועיצובים פונקציונליים עמידים בפני אש כדי להבטיח שלא יתרחשו תאונות אש או חשמל במקרה של תקלה.
למרות שלכבלים רגילים יש גם ביצועי בטיחות מסוימים, בדרך כלל אין להם את התנגדות האש הגבוהה של כבלים פוטו -וולטאיים. בכמה מקומות בסיכון גבוה או בסביבות מיוחדות, כבלים רגילים עשויים שלא לעמוד בדרישות.
3.5 יציבות ארוכת טווח ותוחלת חיים
חיי העיצוב של כבלים פוטו -וולטאיים הם בדרך כלל יותר מ 25 שנה, התואמים את חיי השירות של מערכות ייצור חשמל סולארי. במהלך שימוש לטווח הארוך, כבלים פוטו-וולטאיים צריכים להיות בעלי התנגדות מזדקנת מצוינת ולהיות מסוגלים לשמור על ביצועים חשמליים יציבים ושלמות מבנית תחת חשיפה לטווח הארוך לתנאים סביבתיים כמו קרני אולטרה סגול, תנודות טמפרטורה ולחות.
חיי השירות של כבלים רגילים קצרים יחסית, במיוחד בסביבות בחוץ. כבלים רגילים עשויים לחוות הזדקנות, סדקים ובעיות אחרות תוך מספר שנים, ומשפיעים על היציבות והבטיחות של העברת הכוח.
4. מפרטים נפוצים ובחירת כבלים פוטו -וולטאיים
בכבלים פוטו -וולטאיים יש בדרך כלל מגוון מפרטים, המתאימים למערכות ייצור חשמל פוטו -וולטאיות בגדלים וסוגים שונים. להלן כמה מפרטי כבלים פוטו -וולטאיים נפוצים:
רמת מתח: רמת המתח של כבלים פוטו -וולטאיים היא בדרך כלל 600 וולט עד 1500 וולט, המתאימה למערכות פוטו -וולטאיות ברמות כוח שונות.
יכולת נשיאה נוכחית:יכולת הנשיאה הנוכחית של כבלים פוטו-וולטאיים משתנה בהתאם לאזור החתך של הכבל ובחומר המוליך. גדלי הכבלים הנפוצים כוללים 1.5 מ"מ², 2.5 מ"מ², 4 מ"מ², 6 מ"מ² וכו '.
התנגדות למזג האוויר:לנדן החיצוני של הכבלים הפוטו-וולטאיים יש עמידות בפני מזג אוויר טובה ויכולה לשמור על ביצועים יציבים תחת חשיפה לטווח הארוך לקרניים אולטרה סגולות וסביבות קשות אחרות.
טווח טמפרטורות ישים:טווח הטמפרטורה ההפעלה של כבלים פוטו -וולטאיים הוא בדרך כלל -40 לתואר +90, ומבטיח פעולה תקינה בתנאי טמפרטורה קיצוניים.
בבחירת כבלים פוטו -וולטאיים, בנוסף למפרט מתח וזרם, גורמים כמו סביבת ההתקנה (כגון האם זה בחוץ, האם יש לחות גבוהה וכו ') ועמידות הכבל. כבלים פוטו -וולטאיים חייבים לעמוד בתקנים בינלאומיים ותעשייתיים רלוונטיים, כמו IEC 60216, IEC 60332 וכו '.