Además del equipo principal, como los módulos fotovoltaicos, los inversores y los transformadores elevadores que soportan la conexión de los materiales de los cables fotovoltaicos en la planta de energía fotovoltaica, la rentabilidad general de la capacidad de funcionamiento, la seguridad y la eficiencia también juegan un papel importante.
En los últimos años, la aplicación de la generación de energía solar fotovoltaica (FV) se ha generalizado y desarrollado rápidamente. En el proceso de construcción de centrales fotovoltaicas, además del equipo principal, como los módulos fotovoltaicos, los inversores y los transformadores elevadores, los materiales de conexión de los cables fotovoltaicos desempeñan un papel crucial en la rentabilidad general de la central, la seguridad operativa y la alta eficiencia. A continuación, se presenta una descripción general completa de los cables y materiales comunes utilizados en las centrales fotovoltaicas, así como su impacto ambiental.
En los últimos años, la aplicación de la generación de energía solar fotovoltaica (FV) se ha generalizado y desarrollado rápidamente. En el proceso de construcción de centrales fotovoltaicas, además del equipo principal, como los módulos fotovoltaicos, los inversores y los transformadores elevadores, los materiales de conexión de los cables fotovoltaicos desempeñan un papel crucial en la rentabilidad general de la central, la seguridad operativa y la alta eficiencia. A continuación, se presenta una descripción general completa de los cables y materiales comunes utilizados en las centrales fotovoltaicas, así como su impacto ambiental.
Según el sistema de las centrales de energía fotovoltaica, los cables se pueden clasificar en cables de CC y cables de CA, y se clasifican de la siguiente manera en función de los diferentes propósitos y entornos de uso:
1. Cable de CC
(1). Los cables en serie conectan módulos con módulos.
(2). Entre las cadenas y sus cadenas y la caja de distribución de CC (caja de convergencia) a través de la conexión en paralelo.
(3). Conecte un cable entre la caja de distribución de CC y el inversor.
Los cables mencionados anteriormente son cables de corriente continua (CC), los cuales deben ser resistentes a la humedad, a la exposición solar, al frío, al calor y a la radiación ultravioleta. En algunos casos, también se debe evitar el contacto con ácidos, álcalis y otras sustancias químicas.
2. Cable de CA
(1). Conecte el inversor al transformador elevador mediante el cable.
(2). El cable que conecta el transformador elevador a la unidad de distribución de electricidad.
(3). Unidad de distribución para la red o el cable de conexión del usuario.
Esta sección del cable está destinada al cable de carga de CA, que se instala en un entorno interior de acuerdo con las normas generales de selección de cables de alimentación.
3. Cable especial fotovoltaico
Un gran número de cables de CC deben instalarse al aire libre en condiciones climáticas adversas, por lo que el material del cable debe ser resistente a la radiación UV, el ozono, las variaciones extremas de temperatura y la erosión química. Los cables de materiales comunes utilizados en este entorno durante un período prolongado debilitan la cubierta del cable e incluso disuelven la capa aislante. Estas condiciones no solo dañan inmediatamente el sistema de cableado, sino que también aumentan el riesgo de cortocircuitos, así como la probabilidad de incendios o lesiones a los trabajadores a medio y largo plazo, reduciendo significativamente la vida útil del sistema.
Por lo tanto, el uso de cables y componentes específicos para energía fotovoltaica en las centrales eléctricas es fundamental. Con la continua expansión de la industria solar, el mercado de componentes de soporte fotovoltaico ha crecido progresivamente, y en lo que respecta a cables, se han desarrollado diversos estándares para cables especializados para energía fotovoltaica. El cable de reticulación por haz de electrones de reciente diseño, con una clasificación de 120 ℃, puede soportar condiciones climáticas adversas y golpes mecánicos. Otro ejemplo es el cable RADOX, un cable especializado para energía solar diseñado de acuerdo con la norma internacional IEC216, con una vida útil en exteriores 8 veces mayor que la de los cables de caucho y 32 veces mayor que la de los cables de PVC. Los cables y componentes fotovoltaicos especializados ofrecen una resistencia superior a la intemperie, a la erosión por rayos UV y ozono, y pueden soportar un rango más amplio de variaciones de temperatura. En Europa, los técnicos descubrieron que los niveles de temperatura medidos en los tejados pueden alcanzar los 100 a 110 °C.
4. Materiales conductores del cable
Los cables de CC se utilizan con mayor frecuencia en centrales de energía solar para operaciones exteriores a largo plazo; sin embargo, debido a las limitaciones de construcción, las conexiones de cables se emplean principalmente para conectores. Los materiales conductores de los cables se clasifican en núcleo de cobre y núcleo de aluminio. El cable con núcleo de cobre tiene una mejor resistencia a la oxidación que el aluminio, una vida útil prolongada, estabilidad y buen rendimiento, baja caída de voltaje y baja pérdida de potencia; en la construcción, debido a la buena flexibilidad del núcleo de cobre, el radio de curvatura admisible es pequeño, por lo que es fácil de doblar y fácil de desgastar la tubería; y la fatiga del núcleo de cobre, la flexión repetida no es fácil de fracturar, por lo que es fácil de conectar; al mismo tiempo, el núcleo de cobre tiene una alta resistencia mecánica, puede Por el contrario, el cable con núcleo de aluminio, debido a sus cualidades químicas, es propenso a la oxidación (reacción electroquímica) y es especialmente propenso a fenómenos de fluencia, lo que puede provocar fallas.
En consecuencia, los cables de cobre ofrecen importantes ventajas en los sistemas de energía solar, especialmente en el suministro eléctrico mediante cables subterráneos. Permiten reducir el número de accidentes, aumentar la fiabilidad del suministro eléctrico, facilitar la construcción y el mantenimiento, entre otras. Precisamente por ello, el cable de cobre es el principal medio de suministro eléctrico subterráneo en China.
5. Materiales de la cubierta aislante del cable
Durante la instalación, operación y mantenimiento de una planta de energía fotovoltaica, el cable puede estar enterrado, cubierto de rocas, en la estructura del techo, expuesto a los bordes afilados del cableado o al aire libre; es probable que el cable sufra diversos impactos externos. Si la cubierta del cable no es lo suficientemente resistente, el aislamiento se dañará, acortando así la vida útil del cable o provocando cortocircuitos, incendios y riesgos de lesiones. Investigadores y técnicos de cables descubrieron que los materiales reticulados con radiación presentan una mayor resistencia mecánica que antes del tratamiento. El proceso de reticulación altera la estructura química del polímero utilizado en el material de la cubierta aislante del cable, convirtiendo el material termoplástico fusible en un elastómero no fusible. La reticulación por radiación también mejora significativamente las propiedades térmicas, mecánicas y químicas del aislamiento del cable.
Los circuitos de CC suelen estar expuestos a diversas circunstancias adversas durante su funcionamiento, lo que provoca cortocircuitos a tierra e impide el correcto funcionamiento del sistema. La extrusión, la mala calidad de fabricación del cable, los materiales aislantes inadecuados, el rendimiento insuficiente del aislamiento, el envejecimiento del aislamiento del sistema de CC y la presencia de fallos específicos pueden provocar cortocircuitos a tierra o representar un riesgo de cortocircuito. Además, las condiciones climáticas externas, la intrusión de pequeños animales o las mordeduras también pueden causar problemas de cortocircuito a tierra en CC. Por ello, en estos casos, la cubierta del cable suele estar blindada con un material a prueba de roedores.
