С бързото глобално развитие на фотоволтаичните (PV) системи за производство на електроенергия, фотоволтаичните кабели (PV кабели) – като критични компоненти, свързващи PV модули, инвертори и комбиниращи кутии – играят решаваща роля за цялостната безопасност и експлоатационния живот на слънчевата електроцентрала. В сравнение с конвенционалните силови кабели, фотоволтаичните кабели се отличават със силно специализирани структурни дизайни и избор на кабелни материали.
1. Какво е фотоволтаичен кабел?
Фотоволтаичен кабел, известен още като соларен кабел или специфичен за фотоволтаични системи кабел, се използва главно в слънчеви електроцентрали, разпределени фотоволтаични системи и покривни фотоволтаични инсталации. Често срещаните модели включват PV1-F и H1Z2Z2-K, които отговарят на международни стандарти като EN 50618 и IEC 62930.
Тъй като фотоволтаичните кабели са непрекъснато изложени на външна среда, те трябва да работят надеждно при високи температури, силно ултравиолетово лъчение, ниски температури, влажност и излагане на озон. В резултат на това, техните изисквания към изолационните материали и обвивните материали са значително по-високи от тези на обикновените кабели. Типичните характеристики включват устойчивост на високи и ниски температури, отлична устойчивост на UV стареене, устойчивост на химическа корозия, забавяне на горенето, екологичност и проектиран експлоатационен живот от 25 години или повече.
2. Предизвикателства пред кабелните материали във фотоволтаични приложения
В реални приложения фотоволтаичните кабели обикновено се инсталират директно на открито. Например, в европейските региони температурата на околната среда на фотоволтаичните системи може да достигне 100°C при слънчево греене. В същото време кабелите са подложени на дългосрочно UV лъчение, температурни колебания между деня и нощта и механично натоварване.
При такива условия, стандартните PVC кабели или конвенционалните гумени кабели не могат да поддържат стабилна дългосрочна производителност. Дори гумените кабели, предназначени за работа при 90°C, или PVC кабелите, предназначени за 70°C, са склонни към стареене на изолацията, напукване на обвивката и бързо влошаване на производителността, когато се използват във външни фотоволтаични системи, което значително съкращава експлоатационния живот на системата.
3. Основни характеристики на фотоволтаичните кабели: Специализирани изолационни и обвивни материали
Ключовите предимства на фотоволтаичните кабели се дължат предимно на техните специфични за фотоволтаичните системи изолационни и обвивни съединения. Основната материална система, използвана днес, е радиационно омрежен полиолефин, обикновено базиран на висококачествен полиетилен (PE) или други полиолефини.
Чрез електроннолъчево облъчване, молекулните вериги на материала претърпяват омрежване, трансформирайки структурата от термопластична в термореактивна. Този процес значително подобрява устойчивостта на топлина, устойчивостта на стареене и механичните характеристики. Радиационно омрежените полиолефинови материали позволяват на фотоволтаичните кабели да работят непрекъснато при 90–120°C, като същевременно осигуряват отлична гъвкавост при ниски температури, устойчивост на UV лъчи, устойчивост на озон и устойчивост на напукване от напрежение в околната среда. Освен това, тези материали не съдържат халогени и са екологично съвместими.
4. Сравнение на конструкцията и материалите: Фотоволтаични кабели срещу конвенционални кабели
4.1 Типична структура и материали на фотоволтаични кабели
Проводник: Отгрят меден проводник или калайдиран меден проводник, съчетаващ висока електрическа проводимост с устойчивост на корозия
Изолационен слой: Радиационно омрежен полиолефинов изолационен материал (специфичен изолационен материал за фотоволтаични кабели)
Обвивка: Радиационно омрежена полиолефинова обвивка, осигуряваща дългосрочна защита на открито
4.2 Типична структура и материали на конвенционалните кабели
Проводник: Меден проводник или калайдиран меден проводник
Изолационен слой: PVC изолационна смес илиXLPE (омрежен полиетилен)изолационна смес
Обвивка:ПВЦобшивка
5. Фундаментални разлики в производителността, причинени от избора на материали
От гледна точка на проводника, фотоволтаичните кабели и конвенционалните кабели са по същество едни и същи. Основните разлики се състоят в избора на изолационни материали и материали за обвивка.
PVC изолационните и PVC обвивните компаунди, използвани в конвенционалните кабели, са подходящи главно за вътрешни или относително меки среди, предлагайки ограничена устойчивост на топлина, UV лъчи и стареене. За разлика от тях, радиационно омрежените полиолефинови изолационни и обвивни компаунди, използвани във фотоволтаичните кабели, са специално разработени за дългосрочна работа на открито и могат да поддържат стабилни електрически и механични характеристики при екстремни условия на околната среда.
Следователно, въпреки че заместването на конвенционалните кабели с фотоволтаични кабели може да намали първоначалните разходи, то значително увеличава рисковете за поддръжка и скъсява общия експлоатационен живот на фотоволтаичната система.
6. Заключение: Изборът на материали определя дългосрочната надеждност на фотоволтаичните системи
Фотоволтаичните кабели не са прости заместители на обикновените кабели, а специализирани кабелни продукти, проектирани специално за фотоволтаични приложения. Тяхната дългосрочна надеждност зависи основно от избора на високоефективни изолационни и обвивни материали за фотоволтаични кабели, по-специално от правилното приложение на радиационно омрежени полиолефинови системи.
За проектантите, инсталаторите и доставчиците на кабелни материали за фотоволтаични системи, задълбоченото разбиране на разликите в материалите между фотоволтаичните кабели и конвенционалните кабели е от съществено значение за осигуряване на безопасна, стабилна и дългосрочна работа на фотоволтаичните електроцентрали.
Време на публикуване: 31 декември 2025 г.