S brzim globalnim razvojem fotonaponskih (PV) sistema za proizvodnju energije, fotonaponski kablovi (PV kablovi) - kao ključne komponente koje povezuju PV module, invertere i kombinovane kutije - igraju odlučujuću ulogu u ukupnoj sigurnosti i vijeku trajanja solarne elektrane. U poređenju s konvencionalnim energetskim kablovima, fotonaponski kablovi imaju visoko specijalizirane strukturne dizajne i odabir materijala kablova.
1. Šta je fotonaponski kabel?
Fotonaponski kabel, također poznat kao solarni kabel ili PV-specifični kabel, uglavnom se koristi u solarnim elektranama, distribuiranim fotonaponskim sistemima i krovnim fotonaponskim instalacijama. Uobičajeni modeli uključuju PV1-F i H1Z2Z2-K, koji su u skladu s međunarodnim standardima kao što su EN 50618 i IEC 62930.
Budući da su PV kablovi kontinuirano izloženi vanjskom okruženju, moraju pouzdano raditi pod visokim temperaturama, jakim ultraljubičastim zračenjem, niskim temperaturama, vlagom i izloženošću ozonu. Kao rezultat toga, njihovi zahtjevi za izolacijskim materijalima i materijalima za plašt su znatno veći od onih za obične kablove. Tipične karakteristike uključuju otpornost na visoke i niske temperature, odličnu otpornost na UV starenje, otpornost na hemijsku koroziju, usporavanje plamena, ekološku prihvatljivost i predviđeni vijek trajanja od 25 godina ili više.
2. Izazovi za kablovske materijale u fotonaponskim primjenama
U stvarnim primjenama, fotonaponski kablovi se obično instaliraju direktno na otvorenom. Na primjer, u evropskim regijama, temperatura okoline fotonaponskih sistema može dostići 100°C pod sunčanim uslovima. Istovremeno, kablovi su izloženi dugotrajnom UV zračenju, dnevnim i noćnim temperaturnim fluktuacijama i mehaničkom naprezanju.
U takvim uslovima, standardni PVC kablovi ili konvencionalni gumeni kablovi ne mogu održati stabilne dugoročne performanse. Čak i gumeni kablovi predviđeni za rad na 90°C ili PVC kablovi predviđeni za 70°C skloni su starenju izolacije, pucanju plašta i brzoj degradaciji performansi kada se koriste u vanjskim fotonaponskim sistemima, što značajno skraćuje vijek trajanja sistema.
3. Osnovne performanse fotonaponskih kablova: Specijalizirani materijali za izolaciju i plašt
Ključne prednosti fotonaponskih kablova u pogledu performansi prvenstveno proizlaze iz njihovih izolacijskih i plaštevnih spojeva specifičnih za fotonaponske sisteme. Glavni materijalni sistem koji se danas koristi je poliolefin umrežen zračenjem, obično baziran na visokokvalitetnom polietilenu (PE) ili drugim poliolefinima.
Kroz zračenje elektronskim snopom, molekularni lanci materijala podliježu umrežavanju, transformirajući strukturu iz termoplastične u termoreaktivnu. Ovaj proces značajno poboljšava otpornost na toplinu, otpornost na starenje i mehaničke performanse. Radijacijom umreženi poliolefinski materijali omogućavaju fotonaponskim kablovima kontinuirani rad na 90–120°C, a istovremeno pružaju odličnu fleksibilnost na niskim temperaturama, otpornost na UV zračenje, otpornost na ozon i otpornost na pucanje usljed naprezanja u okolišu. Osim toga, ovi materijali ne sadrže halogene i ekološki su prihvatljivi.
4. Poređenje struktura i materijala: Fotonaponski kablovi u odnosu na konvencionalne kablove
4.1 Tipična struktura i materijali fotonaponskih kablova
Provodnik: Žareni bakreni provodnik ili kalajisani bakreni provodnik, koji kombinuje visoku električnu provodljivost sa otpornošću na koroziju
Izolacijski sloj: Radijacijsko umreženi poliolefinski izolacijski spoj (izolacijski materijal specifičan za PV kablove)
Sloj omotača: Radijacijski umreženi poliolefinski spoj za omotač, koji pruža dugotrajnu zaštitu na otvorenom.
4.2 Tipična struktura i materijali konvencionalnih kablova
Provodnik: Bakreni provodnik ili kalajisani bakreni provodnik
Izolacijski sloj: PVC izolacijska smjesa iliXLPE (umreženi polietilen)izolacijska smjesa
Sloj omotača:PVCsmjesa za oblaganje
5. Fundamentalne razlike u performansama uzrokovane odabirom materijala
Sa stanovišta provodnika, fotonaponski kablovi i konvencionalni kablovi su u suštini isti. Osnovne razlike leže u odabiru izolacijskih materijala i materijala za plašt.
PVC izolacija i PVC spojevi za plašt koji se koriste u konvencionalnim kablovima uglavnom su pogodni za unutarnje ili relativno blage uvjete, nudeći ograničenu otpornost na toplinu, UV zračenje i starenje. Nasuprot tome, spojevi za izolaciju i plašt od poliolefina umreženog zračenjem koji se koriste u fotonaponskim kablovima posebno su razvijeni za dugotrajni rad na otvorenom i mogu održati stabilne električne i mehaničke performanse u ekstremnim uvjetima okoline.
Stoga, iako zamjena konvencionalnih kablova fotonaponskim kablovima može smanjiti početne troškove, značajno povećava rizike održavanja i skraćuje ukupni vijek trajanja fotonaponskog sistema.
6. Zaključak: Izbor materijala određuje dugoročnu pouzdanost fotonaponskih sistema
Fotonaponski kablovi nisu jednostavne zamjene za obične kablove, već specijalizirani kablovski proizvodi dizajnirani posebno za fotonaponske primjene. Njihova dugoročna pouzdanost u osnovi ovisi o odabiru visokoučinkovitih izolacijskih materijala za fotonaponske kablove i materijala za plašt, posebno o pravilnoj primjeni poliolefinskih sistema umreženih zračenjem.
Za dizajnere, instalatere fotonaponskih sistema i dobavljače kablovskih materijala, temeljno razumijevanje razlika u nivou materijala između fotonaponskih kablova i konvencionalnih kablova je ključno za osiguranje sigurnog, stabilnog i dugoročnog rada fotonaponskih elektrana.
Vrijeme objave: 31. decembar 2025.