כבל פוטו -וולטאי (כבל PV) הוא כבל המיועד למערכות פוטו -וולטאיות סולאריות. הוא משמש בעיקר לחיבור מודולים פוטו -וולטאיים (לוחות סולאריים) לממירים או מערכות סוללה. מכיוון שמערכות פוטו -וולטאיות פועלות בדרך כלל בסביבות חיצוניות, כבלים אלה חייבים להיות בעלי עמידות טובה בפני מזג אוויר, עמידות לטמפרטורה גבוהה, עמידות בפני UV ועמידות בפני שחיקה. כשמדובר בבחירת הכבלים הפוטו -וולטאיים, רמת המתח היא פרמטר מכריע.
מאמר זה ידון במאפייני המתח של כבלים פוטו -וולטאיים בפירוט, כולל ההגדרה, מאפיינים, רמות מתח נפוצות של כבלים סולאריים וחוטי שמש וכיצד לבחור כבלים מתאימים.
1. כבל סולארי וחוט סולארי
כבל סולארי הוא כבל המיועד למערכות פוטו -וולטאיות (PV). בדרך כלל הוא מורכב מחוטי נחושת או אלומיניום מרובים ומצוידים בנדן חיצוני יציב. הוא משמש בעיקר לחיבור מודולים פוטו -וולטאיים לממירים, התקני אחסון באנרגיה סוללות או רכיבי מערכת אחרים. כבלים סולאריים לא רק צריכים לעמוד בדרישות הביצועים החשמליים, אלא גם צריכים להיות בעלי תכונות פיזיות ומכניות טובות כדי להסתגל לתנאים קשים שונים שנחשפים לסביבה הטבעית במשך זמן רב.
חוט סולארי מונח זה מתייחס בדרך כלל לצורת כבל סולארי, במיוחד חוט יחיד. במקרים מסוימים, חוט וכבלים הם מונחים הניתנים להחלפה, במיוחד כאשר יש רק חוט אחד בתוך הכבל. לפיכך, ישנם כמה הבדלים בין כבלי סולאריים לחוטי שמש בשימוש יומיומי, אך באופן כללי, תפקידיהם דומים - העברת אנרגיה חשמלית במערכות פוטו -וולטאיות.
2. רמת מתח שלכבלים פוטו -וולטאיים
בבחירת כבלים פוטו -וולטאיים, חשוב מאוד להבין את רמת המתח שלהם. רמת המתח היא המתח המרבי שהכבל יכול לעמוד במהלך השימוש. זה לא קשור ישירות רק לבטיחות חשמלית, אלא גם משפיע על היעילות של העברת הכוח והיציבות התפעולית של המערכת הפוטו -וולטאית.
2.1 רמות מתח נפוצות של כבלים פוטו -וולטאיים
רמות המתח של כבלים פוטו -וולטאיים מחולקים בדרך כלל למתח נמוך (מתח נמוך) ולמתח גבוה (מתח גבוה). תלוי באזורים וסטנדרטים שונים, המתח המדורג של כבלים פוטו -וולטאיים עשוי להשתנות, אך בדרך כלל יש את הדברים הבאיםרמות מתח נפוצות:
כבל מתח נמוך:
ברוב המערכות הפוטו -וולטאיות המסחריות הקטנות והקטנות, מפלס המתח הנפוץ הוא כבל מתח נמוך. בדרך כלל כבלים אלה מדורגים במהירות 600 וולט או 1000 וולט. לדוגמה, דגם הכבלים השמש הנפוץ ביותר הוא PV 1- F, עם מתח מדורג של 1000V DC.
כבל מתח גבוה:
עבור כמה תחנות כוח פוטו -וולטאיות גדולות או מערכות מתח גבוה, יתכן ויהיה צורך בכבלי מתח גבוה. המתח המדורג של כבלים כאלה הוא בדרך כלל 1500 וולט DC. כבלי מתח גבוה יכולים להעביר יותר כוח ומתאימים ליישומים עם מרחקי העברת כוח ארוכים יותר.
2.2 קשר בין מתח מדורג למתח מערכת
מתח ההפעלה של מערכת פוטו -וולטאית נוצר בדרך כלל על ידי חיבור מודולים פוטו -וולטאיים מרובים בסדרה, ולכן חישוב המתח מבוסס על המתח המדורג של המודולים הפוטו -וולטאיים. על מנת להבטיח את בטיחות הכבל, בבחירת כבל מתאים, יש לוודא שהמתח המדורג שלו אינו נמוך יותר מהמתח ההפעלה המרבי של המערכת הפוטו -וולטאית.
במערכת 600 וולט, המתח המדורג של הכבל הפוטו -וולטאי אמור לעמוד ב- 600V DC.
במערכת 1000 וולט, המתח המדורג של הכבל הפוטו -וולטאי אמור לעמוד ב- 1000V DC.
עבור מערכת 1500 וולט, המתח המדורג של הכבל אמור לעמוד ב- 1500V DC ומעלה.
בחירת רמת מתח כבל PV התואמת את מתח המערכת יכולה להבטיח שהכבל לא ייפגע מעומס יתר והימנע מבעיות בטיחות חשמליות.
3. דרישות הביצוע החשמליות שלכבלי PV
בנוסף לרמת המתח, כבלי PV צריכים גם לעמוד בסדרה של דרישות ביצועים חשמליות:
3.1 מוליכות והתנגדות
המוליכות של הכבל קשורה קשר הדוק לחומר המשמש, ונחושת (CU) או אלומיניום (AL) משמשים בדרך כלל כמוליך. לנחושת מוליכות גבוהה יותר, ולכן תחת אותו עומס זרם, שטח החתך של כבל חוט הנחושת יכול להיות קטן יחסית. למוליכי נחושת יש התנגדות נמוכה יותר, המסייעת להפחתת אובדן אנרגיה במהלך העברת הכוח.
3.2 חומרי בידוד ונדן
הבידוד וחומרי הנדן החיצוניים של כבלי PV חייבים להיות בעלי עמידות לטמפרטורה גבוהה, עמידות בפני UV, עמידות בפני לחות ועמידות בפני קורוזיה. חומרי בידוד נפוצים כוללים פוליאתילן צולב (XLPE), ** פוליוויניל כלוריד (PVC) ** וכו '. חומרים אלה יכולים למנוע ביעילות את הזדקנות הכבלים ולהבטיח פעולה יציבה לטווח הארוך של הכבל.
3.3 טווח הטמפרטורה של הכבל
כבלי PV בדרך כלל צריכים להיות מסוגלים להסתגל למגוון רחב של טמפרטורות הפעלה. לרוב כבלי ה- PV יש טווח טמפרטורות הפעלה של -40 לתואר +90 ויכולים לפעול ביציבות בסביבות טמפרטורה גבוהה ולהסתגל לתנאי אקלים שונים.
4. סטנדרטים נפוצים לכבלים פוטו -וולטאיים
העיצוב והייצור של כבלים פוטו -וולטאיים צריכים לעמוד בסטנדרטים בינלאומיים ואזוריים ספציפיים. סטנדרטים נפוצים כוללים:
IEC 60216:תקן בדיקת יציבות תרמית לכבלים.
IEC 60754:מציין את הדרישות לצפיפות עשן וגזים מאכלים במהלך שריפות כבלים.
UL 4703:התקן האמריקני המציין את דרישות המבנית והביצועים עבור כבלים פוטו -וולטאיים.
הסמכת Tüv:באירופה, בדרך כלל נדרשים כבלים פוטו -וולטאיים כדי לעמוד בהסמכת Tüv כדי להבטיח שניתן להשתמש בהם בבטחה ביישומים פוטו -וולטאיים.
5. כיצד לבחור כבלים פוטו -וולטאיים
בבחירת הכבל הפוטו -וולטאי הנכון, עליכם לקחת בחשבון גורמים מרובים, כולל רמת מתח, מתח מערכת, עומס זרם, תנאי סביבה וכו '.
5.1 קבע את מתח המערכת
ראשית, עליך לבחור את המתח המדורג של הכבל בהתאם למתח ההפעלה של המערכת הפוטו -וולטאית. אם מתח המערכת הוא 1000V, עליך לבחור כבל עם מתח מדורג של 1000 וולט ומעלה. עבור מערכת 1500 וולט, עליך לבחור כבל המתאים לזרם ישיר של 1500 וולט (DC).
5.2 שקול את העומס הנוכחי
בנוסף למתח, עליך לבחור גם את חתך הכבלים המתאים על בסיס העומס הנוכחי של המערכת. אם אזור חתך הכבל קטן מדי, הוא יגרום לכבל להתחמם או אפילו להיפגע. אם שטח חתך הכבל גדול מדי, הוא יגדיל את העלות. לכן, חשוב מאוד לחשב באופן סביר את העומס הנוכחי ולבחור את חתך הכבלים המתאים.
5.3 הסתגלו לתנאים סביבתיים
בדרך כלל נדרשים להשתמש בכבלים פוטו -וולטאיים בסביבות חיצוניות, ולכן יש צורך לבחור כבלים עם עמידות טובה בפני מזג אוויר, עמידות בפני UV, עמידות בפני קורוזיה ועמידות בטמפרטורה גבוהה. ניתן לבחור סוגים שונים של כבלים פוטו -וולטאיים בהתאם לסביבת ההתקנה (כגון תחנות כוח סולאריות, גגות או מתחת לאדמה).