کابل فتوولتائیک چیست؟

تعریف کابل فتوولتائیک

کابل فتوولتائیک که به عنوان سیم PV مرسوم است، یک سیم تک هادی است که برای اتصال پنل های یک سیستم انرژی الکتریکی فتوولتائیک استفاده می شود. سیستم‌های PV یا پنل‌های خورشیدی، سیستم‌های تولید انرژی الکتریکی هستند که نور خورشید را به منظور تولید برق از طریق فرآیند تبدیل انرژی جذب می‌کنند. برق در پنل تولید می شود و سیم کشی برای انتقال انرژی الکتریکی به نقطه جمع آوری یا قطعه ای از تجهیزات مورد نیاز است. کابل فتوولتائیک نوع خاصی از سیم است که برای کاربردهای PV ایجاد شده است.

کابل PV یک محصول تک هادی است که الزامات استاندارد UL 4703 برای سیم فتوولتائیک را برآورده می کند. الزامات ساخت و ساز فعلی که توسط UL 4703 مشخص شده است به شرح زیر است:

• اندازه هادی: 18 AWG تا 2000 کیلو سانتی متر
• مواد هادی: مس، آلومینیوم با روکش مس، آلومینیوم
• عایق: XLPE EPR
• ولتاژ: 600 ولت، 1 کیلو ولت، 2 کیلو ولت
• مقاوم در برابر نور خورشید
• درجه حرارت: 90 درجه سانتی گراد مرطوب، 105 درجه سانتی گراد خشک، 125 درجه سانتی گراد خشک، و 150 درجه سانتی گراد خشک
• امتیاز دفن مستقیم اختیاری
• چند رتبه اختیاری: USE-2، RHW-2
• ساختار: تک هادی، غیر زرهی

اندازه کابل PV برای پنل ها معمولا از هادی های مسی در اندازه های 12 AWG، 10 AWG و 8 AWG ساخته می شود. اندازه فیدرها معمولاً 1/0 AWG و بزرگتر هستند، حاوی هادی های آلومینیومی هستند و دارای ولتاژ 2 کیلو ولت هستند. سیم PV 1 کیلو ولت و سازه های 2 کیلو ولت اغلب دارای ضخامت عایق یکسانی هستند. سیم‌های PV 2 کیلوولت یک ساختار استاندارد برای سیستم‌هایی هستند که به کابل‌هایی با توان بالای 600 ولت نیاز دارند.

الزامات سیم فتوولتائیک

NEC (کد ملی برق) ماده 690 سیستم های فتوولتائیک خورشیدی (PV) را برای راهنمایی در مورد سیستم های انرژی الکتریکی، مدارهای آرایه، اینورترها و کنترل کننده های شارژ برای سیستم های PV توسعه داد. NEC معمولاً در ایالات متحده برای تأسیسات مختلف استفاده میشود. (کدهای محلی ممکن است اعمال شوند).

روش‌های سیم‌کشی ماده 690 NEC 2017، روش‌های سیم‌کشی مختلف را در سیستم‌های فتوولتائیک مجاز میسازد. برای تک هادی ها، انواع سیم PV فهرست شده USE-2 و PV در مکان های بیرونی در مدارهای منبع PV در آرایه PV مجاز هستند. سیم PV همچنین مجاز است؛ در سینی های مدارهای منبع PV در فضای باز و مدارهای خروجی PV بدون نیاز به درجه بندی برای استفاده از سینی نصب شود. اگر مدارهای منبع PV و خروجی بیش از 30 ولت در مکان‌های قابل دسترس کار کنند، محدودیت‌ها اعمال می‌شود. در این موارد نیاز به نوع MC یا هادی های مناسب نصب شده در مسیرهای مسابقه می باشد.

NEC نام‌گذاری‌های نوع کانادایی مانند کابل‌های RWU90، RPV، یا RPVU را برای کاربردهای خورشیدی که حاوی فهرست UL دوگانه مناسب نیستند، تشخیص نمی‌دهد. برای نصب در کانادا، بخش 64-210 CEC 2012 اطلاعاتی در مورد انواع سیم کشی مجاز برای کاربردهای فتوولتائیک ارائه می دهد.

ملاحظات در هنگام انتخاب کابل سیم فتوولتائیک

سیم کشی برق یکی از نکات کلیدی تاسیسات فتوولتائیک است. انتخاب صحیح کابل عملکرد باغ خورشیدی را در کوتاه مدت، میان مدت و بلند مدت بهینه می کند.

شرایط سختی که یک تاسیسات خورشیدی فتوولتائیک باید تحمل کند…

کابل اتصالی که پنل های خورشیدی و شبکه ولتاژ پایین DC را در تاسیسات خورشیدی فتوولتائیک به هم متصل می کند باید سخت ترین شرایط را تحمل کند:

1. دارای عمر مفید 30 سال در دمای 90 درجه سانتیگراد. قادر به تحمل دائمی تا 120 درجه سانتیگراد
2. شدت مجاز آن باید با بخش مساوی نسبت به کابل های معمولی بیشتر باشد.
3. باید کابلی مناسب برای سرویس موبایل باشد. استفاده از ردیاب های خورشیدی برای به حداکثر رساندن تابش خورشیدی رایج است. فراموش نکنید که در این موارد کابل های اتصال بین سازه های متحرک و قطعات ثابت در معرض حرکت هستند. کابل های معمولی مناسب نیستند.
4. به دلیل انعطاف پذیری فوق العاده و کاهش قطر، نصب راحت تر است. کابل توصیه شده توسط یک هادی مسی منعطف کلاس 5، عایق پروپیلن اتیلن با کیفیت بالا و با اتیل وینیل استات (EVA) تشکیل شده است. قطر بیرونی کوچک آن باعث می شود کابل قابل کنترل تر باشد و فضای کمتری را در لوله ها اشغال کند.
5. در نهایت، اجباری نیست، اما بسیار راحت است که کابل فتوولتائیک ضمانت گواهی TÜV را ارائه دهد.​

فایده های PV

ماژول های PV در دماهای بالا کار می کنند و در معرض انواع شرایط محیطی قرار دارند. NEC کاربردهای مختلف آرایه PV را به USE-2 یا سیم PV محدود می کند. این کابل ها باید دارای مقاومت در برابر نور خورشید و درجه حرارت مورد نیاز برای محیط باشند.

سیم های PV برای استفاده در کاربردهای فتوولتائیک تولید می شوند، در حالی که انواع کابل USE-2 معمولاً برای کاربردهای ورودی خدمات زیرزمینی ساخته می شوند. هر دو نوع کابل معمولا حاوی عایق XLPE هستند و می توانند در برابر نور خورشید مقاوم باشند و/یا برای دفن مستقیم درجه بندی شوند.

سیم PV از نظر ضخامت عایق، درجه بندی ولتاژ و دمای کاری از سیم USE-2 جدا است. سیم PV حاوی عایق های ضخیم تری است که برای محافظت در برابر محیط های مختلف خشن مناسب است. USE-2 تا 600 ولت رتبه بندی شده است، در حالی که سیم PV در سه درجه ولتاژ موجود است: 600 ولت، 1 کیلو ولت و 2 کیلو ولت. حداکثر دمای کارکرد کابل انواع کابل USE-2 90 درجه سانتیگراد است، در حالی که سیم PV را می توان به دماهای بالاتر درجه بندی کرد.
سیم PV یکی از معدود انواع سیم های تک هادی است که می تواند بیش از 600 ولت رتبه بندی شود و بدون نیاز به محافظ مستقیم در NEC دفن شود.

فتوولتائیک چگونه کار میکند؟

کلام آخر

کابل های خورشیدی در تاسیسات فتوولتائیک، چه در تاسیسات بزرگ در مزارع خورشیدی و چه در تاسیسات کوچکتر هم چنین در سیستم های خورشیدی مصرف خانگی، کلیدی هستند.

در مزارع بزرگ خورشیدی، انرژی خورشید به طور مستقیم به انرژی الکتریکی تبدیل می شود. این کابل ها برای استفاده در دماهای بالا و انواع شرایط آب و هوایی مناسب هستند. از آنجایی که حجم کابل در این تاسیسات بسیار زیاد است، استفاده از کابل های مناسب با حداکثر کارایی و اطمینان از مطابقت با استاندارد جدید 1500 ولت EN 50618 ضروری است.

سوالات متداول کابل فتوولتائیک