Fotogalvaaniliste (PV) elektritootmissüsteemide kiire ülemaailmse arengu tõttu mängivad fotogalvaanilised kaablid (PV-kaablid) – kui PV-moodulite, inverterite ja ühenduskarpide ühendamiseks vajalikud kriitilised komponendid – päikeseelektrijaama üldise ohutuse ja kasutusea tagamisel otsustavat rolli. Võrreldes tavapäraste toitekaablitega on fotogalvaanilistel kaablitel väga spetsiifilised konstruktsioonid ja kaablimaterjalide valikud.
1. Mis on fotogalvaaniline kaabel?
Fotogalvaanilist kaablit, tuntud ka kui päikesekaablit või PV-spetsiifilist kaablit, kasutatakse peamiselt päikeseelektrijaamades, hajutatud fotogalvaanilistes süsteemides ja katustele paigaldatavates PV-paigaldistes. Levinud mudelite hulka kuuluvad PV1-F ja H1Z2Z2-K, mis vastavad rahvusvahelistele standarditele, nagu EN 50618 ja IEC 62930.
Kuna PV-kaablid puutuvad pidevalt kokku väliskeskkonnaga, peavad need usaldusväärselt töötama kõrgete temperatuuride, tugeva ultraviolettkiirguse, madalate temperatuuride, niiskuse ja osooniga kokkupuute korral. Seetõttu on nende isolatsioonimaterjalide ja kattematerjalide nõuded oluliselt kõrgemad kui tavalistel kaablitel. Tüüpiliste omaduste hulka kuuluvad vastupidavus kõrgetele ja madalatele temperatuuridele, suurepärane UV-vananemiskindlus, keemiline korrosioonikindlus, leegiaeglustus, keskkonnasõbralikkus ja kavandatud kasutusiga 25 aastat või rohkem.
2. Kaablimaterjalide väljakutsed fotogalvaanilistes rakendustes
Reaalsetes rakendustes paigaldatakse fotogalvaanilised kaablid tavaliselt otse õue. Näiteks Euroopa piirkondades võib fotogalvaaniliste süsteemide ümbritseva õhu temperatuur päikesepaistelistes tingimustes ulatuda 100 °C-ni. Samal ajal puutuvad kaablid kokku pikaajalise UV-kiirguse, päevase ja öise temperatuuri kõikumise ning mehaanilise pingega.
Sellistes tingimustes ei suuda tavalised PVC-kaablid või tavalised kummikaablid säilitada stabiilset pikaajalist jõudlust. Isegi 90 °C töötemperatuurile mõeldud kummikaablid või 70 °C töötemperatuurile mõeldud PVC-kaablid on välistingimustes kasutatavates fotogalvaanilistes süsteemides altid isolatsiooni vananemisele, kesta pragunemisele ja kiirele jõudluse halvenemisele, mis lühendab oluliselt süsteemi kasutusiga.
3. Fotogalvaaniliste kaablite põhiomadused: spetsiaalsed isolatsiooni- ja mantlimaterjalid
Fotogalvaaniliste kaablite peamised jõudluse eelised tulenevad peamiselt nende fotogalvaanikaspetsiifilistest isolatsiooni- ja mantlisegudest. Tänapäeval kasutatav peamine materjalisüsteem on kiirgusega ristseotud polüolefiin, mis põhineb tavaliselt kvaliteetsel polüetüleenil (PE) või muudel polüolefiinidel.
Elektronkiire abil ristseotakse materjali molekulaarsed ahelad, muutes struktuuri termoplastist termoreaktiivseks. See protsess parandab oluliselt kuumakindlust, vananemiskindlust ja mehaanilisi omadusi. Kiirguse abil ristseotud polüolefiinmaterjalid võimaldavad fotogalvaanilistel kaablitel pidevalt töötada temperatuuril 90–120 °C, pakkudes samal ajal suurepärast madalatemperatuurilist paindlikkust, UV-kindlust, osoonikindlust ja vastupidavust keskkonnastressi pragunemisele. Lisaks on need materjalid halogeenivabad ja keskkonnasõbralikud.
4. Struktuuri ja materjali võrdlus: fotogalvaanilised kaablid vs. tavalised kaablid
4.1 Fotogalvaaniliste kaablite tüüpiline struktuur ja materjalid
Juht: lõõmutatud vaskjuht või tinatatud vaskjuht, mis ühendab endas kõrge elektrijuhtivuse ja korrosioonikindluse
Isolatsioonikiht: Kiirgusristseotud polüolefiinist isolatsioonimass (PV-kaablitele mõeldud isolatsioonimaterjal)
Kattekiht: Kiirgusristsidemetega polüolefiinist kattega ühend, mis pakub pikaajalist kaitset välistingimustes
4.2 Tavapäraste kaablite tüüpiline struktuur ja materjalid
Dirigent: vaskjuht või tinatatud vaskjuht
Isolatsioonikiht: PVC isolatsioonisegu võiXLPE (ristseotud polüetüleen)isolatsioonisegu
Kattekiht:PVCkattesegu
5. Materjalivalikust tingitud põhilised jõudluserinevused
Juhi seisukohast on fotogalvaanilised kaablid ja tavalised kaablid sisuliselt samad. Põhilised erinevused seisnevad isolatsioonimaterjalide ja kattematerjalide valikus.
Tavapärastes kaablites kasutatavad PVC isolatsiooni- ja mantlisegud sobivad peamiselt siseruumidesse või suhteliselt pehmetesse keskkondadesse, pakkudes piiratud vastupidavust kuumusele, UV-kiirgusele ja vananemisele. Seevastu fotogalvaanilistes kaablites kasutatavad kiirgusega ristseotud polüolefiinist isolatsiooni- ja mantlisegud on spetsiaalselt välja töötatud pikaajaliseks välistingimustes kasutamiseks ning suudavad säilitada stabiilse elektrilise ja mehaanilise jõudluse äärmuslikes keskkonnatingimustes.
Seega, kuigi tavapäraste kaablite asendamine fotogalvaaniliste kaablitega võib vähendada esialgseid kulusid, suurendab see märkimisväärselt hooldusriske ja lühendab fotogalvaanilise süsteemi üldist kasutusiga.
6. Kokkuvõte: materjalivalik määrab PV-süsteemide pikaajalise töökindluse
Fotogalvaanilised kaablid ei ole tavaliste kaablite lihtsad asendajad, vaid spetsiaalselt fotogalvaaniliste rakenduste jaoks loodud spetsiaalsed kaablitooted. Nende pikaajaline töökindlus sõltub põhimõtteliselt kvaliteetsete fotogalvaaniliste kaablite isolatsioonimaterjalide ja kattematerjalide valikust, eriti kiirgusega ristseotud polüolefiinmaterjalide süsteemide õigest kasutamisest.
Fotogalvaaniliste süsteemide projekteerijate, paigaldajate ja kaablimaterjalide tarnijate jaoks on fotogalvaaniliste kaablite ja tavakaablite materjalide taseme erinevuste põhjalik mõistmine fotogalvaaniliste elektrijaamade ohutu, stabiilse ja pikaajalise töö tagamiseks hädavajalik.
Postituse aeg: 31. detsember 2025