A fotovoltaikus (PV) energiatermelő rendszerek gyors globális fejlődésével a fotovoltaikus kábelek (PV-kábelek) – mint a PV modulok, inverterek és összekötő dobozok összekapcsolására szolgáló kritikus alkatrészek – döntő szerepet játszanak a naperőművek általános biztonságában és élettartamában. A hagyományos erősáramú kábelekhez képest a fotovoltaikus kábelek rendkívül speciális szerkezeti kialakítással és kábelanyag-választással rendelkeznek.
1. Mi az a fotovoltaikus kábel?
A fotovoltaikus kábelt, más néven napelemes kábelt vagy fotovoltaikus kábelt, főként naperőművekben, elosztott fotovoltaikus rendszerekben és tetőtéri fotovoltaikus telepítésekben használják. A gyakori modellek közé tartozik a PV1-F és a H1Z2Z2-K, amelyek megfelelnek az olyan nemzetközi szabványoknak, mint az EN 50618 és az IEC 62930.
Mivel a fotovoltaikus kábelek folyamatosan ki vannak téve a kültéri környezetnek, megbízhatóan kell működniük magas hőmérséklet, erős ultraibolya sugárzás, alacsony hőmérséklet, páratartalom és ózonnak való kitettség esetén is. Ennek eredményeként a szigetelőanyagokkal és a burkolóanyagokkal szembeni követelményeik lényegesen magasabbak, mint a hagyományos kábeleké. Tipikus jellemzőik közé tartozik a magas és alacsony hőmérséklettel szembeni ellenállás, a kiváló UV-öregedésállóság, a kémiai korrózióállóság, az égésgátlás, a környezetbarát tulajdonságok, valamint a 25 éves vagy annál hosszabb tervezett élettartam.
2. A kábelanyagok kihívásai a fotovoltaikus alkalmazásokban
A valós alkalmazásokban a fotovoltaikus kábeleket általában közvetlenül a szabadban telepítik. Például az európai régiókban a fotovoltaikus rendszerek környezeti hőmérséklete napsütéses körülmények között megközelítheti a 100 °C-ot. Ugyanakkor a kábelek hosszú távú UV-sugárzásnak, nappali-éjszakai hőmérséklet-ingadozásoknak és mechanikai igénybevételnek vannak kitéve.
Ilyen körülmények között a szabványos PVC-kábelek vagy a hagyományos gumikábelek nem képesek stabil, hosszú távú teljesítményt nyújtani. Még a 90°C-os üzemre méretezett gumikábelek vagy a 70°C-os működésre méretezett PVC-kábelek is hajlamosak a szigetelés öregedésére, a köpeny repedésére és a teljesítmény gyors romlására kültéri fotovoltaikus rendszerekben történő használat esetén, ami jelentősen lerövidíti a rendszer élettartamát.
3. A fotovoltaikus kábelek alapvető teljesítménye: Speciális szigetelő- és burkolatanyagok
A fotovoltaikus kábelek főbb teljesítményelőnyei elsősorban a fotovoltaikus rendszerekhez kifejlesztett szigetelő- és burkolóanyagaikból adódnak. A ma használt fő anyagrendszer a sugárzással térhálósított poliolefin, amely jellemzően kiváló minőségű polietilénen (PE) vagy más poliolefineken alapul.
Elektronsugaras besugárzás révén az anyag molekuláris láncai térhálósodáson mennek keresztül, átalakítva a szerkezetet hőre lágyuló műanyagból hőre keményedővé. Ez a folyamat jelentősen javítja a hőállóságot, az öregedésállóságot és a mechanikai teljesítményt. A sugárzással térhálósított poliolefin anyagok lehetővé teszik a fotovoltaikus kábelek folyamatos működését 90–120 °C-on, miközben kiváló alacsony hőmérsékleti rugalmasságot, UV-állóságot, ózonállóságot és környezeti feszültségrepedés-állóságot biztosítanak. Ezenkívül ezek az anyagok halogénmentesek és környezetbarátak.
4. Szerkezeti és anyagbeli összehasonlítás: Fotovoltaikus kábelek vs. hagyományos kábelek
4.1 A fotovoltaikus kábelek tipikus szerkezete és anyagai
Vezető: Lágyított rézvezető vagy ónozott rézvezető, amely ötvözi a magas elektromos vezetőképességet a korrózióállósággal
Szigetelőréteg: Sugárzással térhálósított poliolefin szigetelőanyag (PV kábelekre jellemző szigetelőanyag)
Köpenyréteg: Sugárzással térhálósított poliolefin köpenyanyag, amely hosszú távú kültéri védelmet biztosít
4.2 A hagyományos kábelek tipikus szerkezete és anyagai
Vezető: Rézvezető vagy ónozott rézvezető
Szigetelőréteg: PVC szigetelőanyag vagyXLPE (térhálós polietilén)szigetelőanyag
Köpeny réteg:PVCburkolóanyag
5. Az anyagválasztás okozta alapvető teljesítménybeli különbségek
A vezető szempontjából a fotovoltaikus kábelek és a hagyományos kábelek lényegében ugyanolyanok. Az alapvető különbségek a szigetelőanyagok és a burkolatanyagok kiválasztásában rejlenek.
A hagyományos kábelekben használt PVC szigetelés és PVC köpenyanyagok főként beltéri vagy viszonylag enyhe környezeti körülmények között alkalmazhatók, korlátozott ellenállást biztosítva a hővel, az UV-sugárzással és az öregedéssel szemben. Ezzel szemben a fotovoltaikus kábelekben használt sugárzással térhálósított poliolefin szigetelő- és köpenyanyagokat kifejezetten hosszú távú kültéri működésre fejlesztették ki, és szélsőséges környezeti körülmények között is stabil elektromos és mechanikai teljesítményt tudnak fenntartani.
Ezért, bár a hagyományos kábelek fotovoltaikus kábelekkel való helyettesítése csökkentheti a kezdeti költségeket, jelentősen növeli a karbantartási kockázatokat és lerövidíti a fotovoltaikus rendszer teljes élettartamát.
6. Következtetés: Az anyagválasztás meghatározza a fotovoltaikus rendszerek hosszú távú megbízhatóságát
A fotovoltaikus kábelek nem a hagyományos kábelek egyszerű helyettesítői, hanem kifejezetten fotovoltaikus alkalmazásokhoz tervezett speciális kábeltermékek. Hosszú távú megbízhatóságuk alapvetően a nagy teljesítményű fotovoltaikus kábelszigetelő és burkolóanyagok kiválasztásától, különösen a sugárzással térhálósított poliolefin anyagrendszerek megfelelő alkalmazásától függ.
A fotovoltaikus rendszerek tervezői, telepítői és kábelanyag-beszállítói számára elengedhetetlen a fotovoltaikus kábelek és a hagyományos kábelek közötti anyagszintű különbségek alapos ismerete a fotovoltaikus erőművek biztonságos, stabil és hosszú távú működésének biztosításához.
Közzététel ideje: 2025. dec. 31.