Помимо основного оборудования, такого как фотоэлектрические модули, инверторы и повышающие трансформаторы, обеспечивающие подключение фотоэлектрических кабелей к электростанции, важную роль в общей рентабельности, безопасности и эффективности работы также играет эффективность.
В последние годы применение солнечной энергии (фотоэлектрической) для выработки электроэнергии становится все более распространенным и быстро развивающимся. В процессе строительства фотоэлектрических электростанций, помимо основного оборудования, такого как фотоэлектрические модули, инверторы, повышающие трансформаторы, решающее значение имеет также кабельная разводка фотоэлектрических кабелей, влияющая на общую рентабельность, безопасность эксплуатации и эффективность работы электростанции. Ниже представлен полный обзор распространенных кабелей и материалов, используемых в фотоэлектрических электростанциях, а также их воздействия на окружающую среду.
В последние годы применение солнечной энергии (фотоэлектрической) для выработки электроэнергии становится все более распространенным и быстро развивающимся. В процессе строительства фотоэлектрических электростанций, помимо основного оборудования, такого как фотоэлектрические модули, инверторы, повышающие трансформаторы, решающее значение имеет также кабельная разводка фотоэлектрических кабелей, влияющая на общую рентабельность, безопасность эксплуатации и эффективность работы электростанции. Ниже представлен полный обзор распространенных кабелей и материалов, используемых в фотоэлектрических электростанциях, а также их воздействия на окружающую среду.
Согласно системе солнечных электростанций, кабели можно классифицировать на кабели постоянного тока и кабели переменного тока, и в зависимости от различных целей и условий эксплуатации они подразделяются следующим образом:
1. Кабель постоянного тока
(1). Последовательные кабели соединяют модули между собой.
(2). Между струнами и их струнами и распределительной коробкой постоянного тока (коробкой конвергенции) через параллельное соединение.
(3). Подключите кабель между распределительной коробкой постоянного тока и инвертором.
Указанные выше кабели относятся к постоянному току и должны быть влагостойкими, устойчивыми к воздействию солнечных лучей, холода, тепла и ультрафиолетового излучения. В некоторых случаях также следует избегать воздействия кислот, щелочей и других химических веществ.
2. Кабель переменного тока
(1). Подключите инвертор к повышающему трансформатору с помощью кабеля.
(2). Кабель, соединяющий повышающий трансформатор с блоком распределения электроэнергии.
(3). Распределительный блок для сети или соединительного кабеля пользователя.
Этот участок кабеля предназначен для подключения к нагрузке переменного тока и прокладывается внутри помещений в соответствии с общими стандартами выбора силовых кабелей.
3. Специальный фотоэлектрический кабель
Большое количество кабелей постоянного тока приходится прокладывать на открытом воздухе в неблагоприятных погодных условиях, поэтому материал кабеля должен быть устойчив к ультрафиолетовому излучению, озону, резким перепадам температуры и химической эрозии. Кабели из обычных материалов, используемые в таких условиях в течение длительного времени, ослабляют оболочку кабеля и даже разрушают изоляционный слой. Эти условия не только немедленно повреждают кабельную систему, но и повышают вероятность короткого замыкания, а также вероятность пожаров или травм рабочих в среднесрочной и долгосрочной перспективе, значительно сокращая срок службы системы.
Таким образом, использование кабелей и компонентов, специально предназначенных для фотоэлектрических систем, на солнечных электростанциях имеет решающее значение. В связи с продолжающимся расширением солнечной энергетики, рынок вспомогательных компонентов для фотоэлектрических систем постепенно рос, и в отношении кабелей был разработан ряд стандартов для специализированных кабельных изделий для фотоэлектрических систем. Недавно разработанный кабель с электронно-лучевой сшивкой, рассчитанный на температуру 120 ℃, способен выдерживать суровые климатические условия и механические удары. Другой пример — кабель RADOX, специализированный кабель для солнечной энергии, разработанный в соответствии с международным стандартом IEC216, с ресурсом работы на открытом воздухе в 8 раз больше, чем у резиновых кабелей, и в 32 раза больше, чем у кабелей с ПВХ-покрытием. Специализированные фотоэлектрические кабели и компоненты обладают превосходной устойчивостью к атмосферным воздействиям, ультрафиолетовому излучению и озону, а также способны выдерживать более широкий диапазон температурных колебаний. В Европе специалисты обнаружили, что температура на крыше может достигать 100–110 °C.
4. Материалы проводников кабеля
Кабели постоянного тока чаще всего используются на солнечных электростанциях для длительной эксплуатации на открытом воздухе; однако из-за ограничений, связанных со строительством, для кабельных соединений в основном используются разъемы. Материалы проводников кабелей классифицируются на медные и алюминиевые. Кабель с медным сердечником обладает лучшей стойкостью к окислению, чем алюминиевый, имеет длительный срок службы, хорошую стабильность и производительность, малое падение напряжения и малые потери мощности; в строительстве, благодаря хорошей гибкости медного сердечника, допустимый радиус изгиба мал, поэтому он легко гнется и изнашивается; а медный сердечник не подвержен усталости при многократном изгибе, поэтому его легко соединять; в то же время, механическая прочность медного сердечника высока, что позволяет использовать его в различных условиях. Напротив, кабель с алюминиевым сердечником, из-за своих химических свойств, склонен к окислению (электрохимической реакции) и особенно подвержен ползучести, что может привести к выходу из строя.
В результате медные кабели обладают значительными преимуществами в системах солнечной энергетики, особенно в области прямой прокладки кабелей в грунт. Это позволяет снизить количество аварий, повысить надежность электроснабжения, упростить строительство и техническое обслуживание и т.д. Именно поэтому медные кабели в Китае в основном используются для подземной прокладки кабелей электропередачи.
5. Материалы изоляционной оболочки кабеля
В процессе монтажа, эксплуатации и технического обслуживания фотоэлектрической электростанции кабель может находиться в земле, под землей, заросшими камнями, в кровельных конструкциях или на острых краях проводов, а также на открытом воздухе; кабель, вероятно, будет подвергаться различным внешним воздействиям. Если оболочка кабеля недостаточно прочна, изоляция кабеля будет повреждена, что сократит срок службы кабеля или приведет к коротким замыканиям, пожарам и опасности получения травм. Исследователи и специалисты по кабелям обнаружили, что материалы, сшитые с помощью излучения, обладают более высокой механической прочностью, чем до обработки. Процесс сшивания изменяет химическую структуру полимера, используемого в материале изоляционной оболочки кабеля, превращая плавкий термопластичный материал в неплавкий эластомерный материал. Сшивание с помощью излучения также значительно улучшает тепловые, механические и химические свойства изоляции кабеля.
В процессе эксплуатации цепи постоянного тока часто подвергаются воздействию ряда неблагоприятных факторов, приводящих к заземлению и препятствующих нормальному функционированию системы. Экструзия, некачественное производство кабеля, неадекватные изоляционные материалы, недостаточная изоляция, старение изоляции системы постоянного тока и наличие специфических повреждений могут вызывать заземление или создавать опасность заземления. Кроме того, внешние климатические условия, нашествие мелких животных или укусы также могут привести к проблемам с заземлением в цепях постоянного тока. В результате в таких случаях оболочка кабеля обычно покрывается защитным материалом, предотвращающим проникновение грызунов.
