في أنظمة الطاقة الشمسية الكهروضوئية (PV) ، يعد اختيار الكابلات والأسلاك أمرًا بالغ الأهمية للسلامة والكفاءة والاستقرار على المدى الطويل للنظام. مع التطوير السريع لصناعة الكهروضوئية ، تختار المزيد والمزيد من المنازل والشركات لتركيب أنظمة الطاقة الشمسية. أحد الأسئلة الشائعة هو: هل يمكن استخدام الكابلات القياسية {1}} ككابلات شمسية؟ للإجابة على هذا السؤال ، نحتاج إلى فهم عميق لخصائص الكابلات الشمسية والأسلاك الشمسية ، وتعريف استخدام {2}} ، وتطبيق كلاهما في الأنظمة الضوئية.
ستناقش هذه المقالة معايير وخصائص الكابلات الشمسية والأسلاك الشمسية بالتفصيل ، وتحليل قابلية تطبيق الكابلات -2 والفرق بينها والكابلات الكهروضوئية المخصصة.
1. ماذاالكابلات الشمسيةوالأسلاك الشمسية؟
1.1 كابل الطاقة الشمسية
الكابلات الشمسية عبارة عن كابلات مصممة خصيصًا للأنظمة الضوئية. عادة ما تكون مقاومة للأشعة فوق البنفسجية ودرجات الحرارة المرتفعة والماء والشيخوخة ، ويمكنها تحمل الظروف القاسية في البيئات الخارجية طويلة الأجل. عادة ما تتكون الكابلات الشمسية من الموصلات وطبقات العزل والأغماد الخارجية. تصنع الموصلات عمومًا من النحاس أو الألومنيوم ، وعادة ما تكون مواد العزل البولي إيثيلين متشابكة (XLPE) ، كلوريد البولي فينيل (PVC) ومواد أخرى ذات مقاومة عالية درجة الحرارة.
تتمثل الوظيفة الرئيسية للكابلات الشمسية في توصيل الألواح الشمسية بالمحولات أو أجهزة تخزين الطاقة ، ونقل الكهرباء الناتجة عن الوحدات النمطية الكهروضوئية من الألواح الكهروضوئية إلى أنظمة الطاقة.
1.2الأسلاك الشمسية
يشير الأسلاك الشمسية إلى سلك واحد يستخدم في الأنظمة الضوئية ، وعادة ما يلعب دورًا في انتقال الطاقة في الأنظمة الكهروضوئية. الفرق الأكبر بينها وبين الكابلات الشمسية هو هيكلها. تتكون الكابلات من أسلاك متعددة مجمعة معًا وتشترك في غمد خارجي ، في حين أن الأسلاك هي أسلاك واحدة ذات مرونة قوية. غالبًا ما تستخدم الأسلاك الشمسية في سيناريوهات اتصال قصيرة ومرنة.
2. تعريف استخدام -2
يعد المعيار -2 معيارًا لكابلات مدخل الخدمة تحت الأرض في الكود الكهربائي الوطني (NEC) ، والذي يستخدم بشكل أساسي لنقل الطاقة في الهواء الطلق أو تحت الأرض. استخدم الكابلات -2 تم تصميمها لتوصيل خطوط الطاقة والمباني ، وعادة ما تحمل الفولتية والتيارات المنخفضة. تستخدم الكابلات -2 بمقاومة عالية درجة الحرارة ، ومقاومة الأشعة فوق البنفسجية ، ومقاومة الماء القوية ، ومقاومة التآكل الكيميائي ، وعادة ما تكون مناسبة للاستخدام في الهواء الطلق ، وخاصة في المناطق المعرضة لأشعة الشمس والبيئات القاسية.
تتضمن متطلبات المواصفات المحددة لاستخدام الكابلات -2:
مقاومة درجات الحرارة العالية:قادرة على العمل بشكل ثابت في بيئات درجات الحرارة العالية.
مقاومة الأشعة فوق البنفسجية:يمكن أن تصمد أمام الأشعة فوق البنفسجية على المدى الطويل ولن يتقدم في العمر بسبب التعرض.
ضد للماء:مناسبة للتركيب تحت الأرض ويمكن أن تقاوم تأثير البيئات الرطبة.
مناسب للاستخدام في الهواء الطلق:عادة ما تستخدم في الهواء الطلق ، تحت الأرض ، وفي البيئات مع الطقس القاسي.
3. هل يستخدم الكابل -2 مناسبًا للأنظمة الضوئية؟
3.1 قابلية تطبيق الكابلات -2
وفقًا لأحكام Use -2 ، تم تصميم الكابلات -2 بمقاومة قوية للأشعة فوق البنفسجية ومقاومة درجة الحرارة العالية ، وهي مناسبة للبيئات الخارجية القاسية. نظرًا لمقاومة الماء الجيدة ومقاومة التآكل ، فهي شائعة جدًا في البيئات المكشوفة تحت الأرض والخارجية. لذلك ، هل يمكن استخدام الكابلات -2 ككابلات شمسية أو أسلاك شمسية؟
** الجواب هو:** استخدم الكابل -2 يمكن استخدام كبل ككابل في نظام الكهروضوئي في بعض الحالات ، لكنه ليس الخيار الأكثر مثالية.
3.2 مطابقة الاستخدام -2 مع متطلبات النظام الضوئي
على الرغم من أن كبل استخدام -2 يحتوي على بعض الخصائص المناسبة للبيئات الخارجية ، إلا أنه لا يزال يحتوي على بعض الثغرات مقارنة بالكابلات الشمسية المتخصصة. تتطلب الأنظمة الكهروضوئية أن الكابلات ليس فقط مقاومة لدرجات الحرارة العالية وأشعة الأشعة فوق البنفسجية ، ولكن أيضًا لتحمل التيار لفترة طويلة ، وتحمل الفولتية العالية ، ومقاومة الشيخوخة ، ولها موثوقية عالية. يجب أن تكون الكابلات الشمسية قادرة على التكيف مع ظروف العمل المتطرفة ، بما في ذلك الفولتية العالية (مثل 1000V أو 1500V) ، في حين أن استخدام الكابلات {3}} مصمم عمومًا لنقل طاقة الجهد المنخفض.
3.3 اختلافات المفاتيح بين الكابلات الشمسية واستخدم الكابلات -2
1. مستوى الجهد:عادةً ما يكون للكابلات الشمسية مستوى الجهد أعلى ، ويمكن أن تصل العديد من الأنظمة الكهروضوئية إلى مستوى الجهد 1000V أو 1500V ، وهو مناسب لبيئات الجهد العالي. عادةً ما يكون مستوى الجهد للاستخدام -2 600 فولت ، وهو غير مناسب للأنظمة الكهروضوئية التي تتطلب الجهد العالي.
2. أداء العزل:تم تصميم مواد العزل المستخدمة في الكابلات الشمسية (مثل البولي إيثيلين المرتبطة بالتقاطع أو كلوريد البولي فينيل) خصيصًا للتعامل بشكل فعال مع التغيرات في درجة الحرارة ، والإشعاع بالأشعة فوق البنفسجية وغيرها من العوامل البيئية في التشغيل على المدى الطويل للأنظمة الضوئية. على الرغم من أن عزل الاستخدام -2 يحتوي على مقاومة قوية للحرارة ومقاومة الأشعة فوق البنفسجية ، إلا أنها ليست مصممة خصيصًا للاحتياجات الكهربائية للأنظمة الكهروضوئية.
3. معايير التصديق:تلبي الكابلات الشمسية عمومًا المعايير الدولية مثل IEC 60216 (مقاومة حرارة الكابلات) ، و IEC 60754 (متطلبات إطلاق الدخان والغازات المسببة للتآكل في حالات الحرائق) ، و UL 4703 (معايير السلامة الأمريكية لكابلات الطاقة الضوئية) ، وما إلى ذلك.
4. الشيخوخة والمقاومة البيئية:تم تصميم مواد الغمد الخارجية للكابلات الشمسية ، مثل مواد البولي إيثيلين (PE) أو TPE ، خصيصًا لمقاومة إشعاع الأشعة فوق البنفسجية وتقلبات درجة الحرارة والشيخوخة على المدى الطويل الشائع في الأنظمة الضوئية. على الرغم من أن الكابلات الخارجي للاستخدام -2 مقاوم للأشعة فوق البنفسجية ، فإن مقاومة الشيخوخة ليست جيدة مثل الكابلات الكهروضوئية المخصصة.
4. الاختيار الصحيح للكابلات الشمسية
على الرغم من أن استخدام الكابلات -2 لها القدرة على التكيف في الهواء الطلق ، إلا أنها أكثر مثالية لاختيار الكابلات الشمسية المخصصة في أنظمة الكهروضوئية. يأخذ تصميم الكابلات الكهروضوئية في الاعتبار الاحتياجات المحددة للأنظمة الشمسية ، بما في ذلك قدرة حمل الجهد العالية ، ومقاومة أقوى في درجات الحرارة المرتفعة ، ومقاومة الأشعة فوق البنفسجية المتفوقة وعمر الخدمة الأطول.
معايير الاختيار للكابلات الضوئية
مستوى الجهد:حدد الكابلات المناسبة لجهد التشغيل للنظام الضوئي. مستويات الجهد الشائع هي 600V و 1000V و 1500V.
مواد الموصل:تتمتع كابلات موصل النحاس بكفاءة توصيل أعلى وبالتالي فهي تستخدم على نطاق واسع في الأنظمة الكهروضوئية. على الرغم من أن موصلات الألومنيوم أقل تكلفة ، إلا أنها تتمتع بموصلية سيئة وعادة ما تستخدم في التطبيقات الحالية المنخفضة.
المقاومة البيئية:يجب أن تكون الكابلات الكهروضوئية قادرة على تحمل الظروف البيئية القاسية مثل إشعاع الأشعة فوق البنفسجية القوية ، ودرجة الحرارة العالية ، والرطوبة ، ورذاذ الملح. لذلك ، يجب أن يكون الغمد الخارجي للكابلات الضوئية مصنوعًا من مواد مقاومة للأشعة فوق البنفسجية ومضادة للشيخوخة.
الامتثال للمعايير:حدد الكابلات الشمسية التي تلبي معايير مثل IEC 60216 ، IEC 60754 ، UL 4703 ، وما إلى ذلك لضمان الاستقرار والسلامة على المدى الطويل للكابلات.