فى السنوات الاخيرة, شهدت صناعة توليد الطاقة الشمسية الكهروضوئية تطوراً سريعاً, مع زيادة سنوية في القدرة المركبة لمحطات الطاقة الكهروضوئية. لكن, بسبب التأخر في البحث والترويج للكابلات الشمسية الكهروضوئية المتخصصة, أثناء بناء وتشغيل هذه المصانع, لا تزال الكابلات التقليدية تستخدم لتوصيل معدات محطات الطاقة الشمسية.
جدول المحتويات
- الكابلات الضوئية المتخصصة
- متطلبات مقاومة درجات الحرارة العالية أو المنخفضة
- متطلبات مقاومة الرطوبة والحرارة
- متطلبات مقاومة أشعة الشمس والأشعة فوق البنفسجية
- متطلبات مقاومة الأحماض, القلويات والملح الضباب
- متطلبات مقاومة الأوزون
- خاتمة
الكابلات الضوئية المتخصصة
لا تلبي الكابلات التقليدية متطلبات الاستخدام لأن العوامل البيئية المعقدة والمتغيرة لم تؤخذ بعين الاعتبار في تشغيل وتخطيط محطات الطاقة الشمسية الكهروضوئية., مما أدى إلى مشاكل الجودة المتكررة في هذه النباتات. من الواضح بشكل خاص مشاكل الجودة الناجمة عن حقيقة أن خصائص الكابلات الكهربائية التقليدية لا تلبي متطلبات بيئة استخدام محطات الطاقة.
تم تصميم الكابلات المخصصة للخلايا الكهروضوئية مع الأخذ في الاعتبار بيئة التشغيل المعقدة والمتغيرة لمحطات الطاقة الشمسية الكهروضوئية ويمكن أن تلبي متطلبات التخطيط والتشغيل لهذه المحطات.. إن استخدام كابلات الطاقة الشمسية الكهروضوئية المخصصة على الجانب الحالي المباشر لمحطات الطاقة الشمسية الكهروضوئية يمكن أن يقلل بشكل فعال من حدوث مشاكل الجودة..
متطلبات مقاومة درجات الحرارة العالية أو المنخفضة
مع إنشاء محطات الطاقة الشمسية الكهروضوئية حول العالم, يجب أن تتمتع الكابلات بمجموعة واسعة من مقاومة درجات الحرارة. في بعض مناطق نصف الكرة الشمالي, يجب أن تكون الكابلات قادرة على تحمل درجات الحرارة المنخفضة للغاية, حيث أن درجات الحرارة في بعض المناطق يمكن أن تصل إلى حوالي -40 درجة مئوية, وحتى أقل.
على نقيض ذلك, في بعض المناطق الحارة, درجة الحرارة على السطح يمكن أن تتجاوز بسهولة +70 درجة مئوية. مع الأخذ في الاعتبار أن درجة حرارة عمل الموصل أعلى من درجة الحرارة المحيطة وتولد حرارة عند التبخر, في نفس الوقت, مع الأخذ في الاعتبار أنه في المناطق ذات التهوية الضعيفة في الأسطح وتأثيرات تبديد الحرارة غير الفعالة في الهياكل, يمكن أن تتجاوز درجات الحرارة القصوى بسهولة +90 درجة مئوية. وهذا يتطلب أن تتوافق درجة حرارة مادة الكابل مع متطلبات تشغيل المحطة في الظروف الجوية القاسية..
لوس الكابلات المعزولة لها خصائص مختلفة مقاومة درجات الحرارة حسب المواد المستخدمة للعزل والغطاء. ثم, يتم تقديم مقارنة بين كابلات الطاقة VV-0.6/1 yYJV-0.6/1, وكابل ZMS الخاص للخلايا الكهروضوئية.
VV-0.6/1 كابل
كابل VV-0.6/1 يستخدم بشكل عام عزل كلوريد البوليفينيل (PVC) اكتب J70 ونوع طلاء PVC H70. يتمتع كلا النوعين J70 والنوع H70 بأقصى درجة حرارة عمل تبلغ 70 درجة مئوية. عندما تتجاوز درجة الحرارة المحيطة أو درجة حرارة العمل للموصل 70 درجة مئوية, سوف ينعم العزل من النوع J70 ويلتصق, مما سيؤدي إلى انخفاض أداء العزل وقد يؤدي إلى فشل العزل, مما يسبب دوائر قصيرة في الكابل.
بجانب, عند درجات حرارة أعلى 70 درجة مئوية, سوف ينعم طلاء H70 أيضًا ويلتصق, فقدان وظيفتها الوقائية. يتم إجراء اختبار تأثير الهشاشة لمواد الطلاء H70 عند درجة حرارة -25 درجة مئوية. في ظل هذه الظروف الحرارية, إن اجتياز اختبار التأثير الهش يعني أن مادة الطلاء مناسبة لظروف درجات الحرارة المنخفضة. وهذا يعني أيضًا أنه عندما تكون درجة الحرارة المحيطة أقل من -25 درجة مئوية, فمن المرجح أن طلاء الكابل تصبح هشة وتتشقق, تقليل أو فقدان وظيفتها الوقائية.
YJV-0.6/1 كابل
كابل YJV-0.6/1 يستخدم مواد عازلة من البولي إيثيلين المتقاطع وطلاء PVC من النوع HI-90, كلاهما مع درجة حرارة العمل القصوى 90 درجة مئوية. يتم إجراء اختبار هشاشة الصدمات لمواد الواجهة HI-90 عند درجة حرارة -20 درجة مئوية. عندما تتجاوز درجة الحرارة المحيطة أو درجة حرارة العمل للموصل 90 درجة مئوية, سيظل العزل يواجه مشكلات في الأداء أو الفشل. عندما تكون درجة الحرارة المحيطة أقل من -20 درجة مئوية, سيتم تقليل أو فقدان وظيفة الحماية لغلاف الكابل.
كابل للطاقة الشمسية خاص
على الجانب الآخر, إل زد إم إس كابل للطاقة الشمسية خاص يستخدم مواد عزل وطلاء بولي أوليفين متقاطعة 125 درجة مئوية. طالما أن درجة الحرارة المحيطة والحد الأقصى لدرجة حرارة العمل لموصل الكابل لا تتجاوز 125 درجة مئوية, لن يواجه هذا النوع من الكابلات مشاكل انخفاض أو فشل في أداء العزل أو انخفاض أو فقدان وظيفة حماية الغلاف. بجانب, الحد الأقصى لدرجة الحرارة المنخفضة لمادة غمد هذا الكابل هو -40 درجة مئوية, والتي تلبي متطلبات البيئات ذات درجات الحرارة المنخفضة في معظم المناطق.
متطلبات مقاومة الرطوبة والحرارة
التقلبات المتكررة في درجات الحرارة والرطوبة لها تأثير مباشر على عمر مواد العزل والتغطية. وهذا مهم بشكل خاص في المناطق ذات التغيرات الكبيرة في درجات الحرارة اليومية والموسمية., وكذلك في المناطق الرطبة والممطرة, حيث يكون التأثير على عمر مواد العزل والتغطية أكثر وضوحًا. في التمرين, وتقع بعض محطات الطاقة الشمسية الكهروضوئية مباشرة على الماء, مما يعني أن الكابلات يجب أن تعمل بشكل طبيعي في البيئات الرطبة طويلة المدى.
لا تأخذ الكابلات التقليدية في الاعتبار تأثيرات الرطوبة وتغير الحرارة على عمر المواد. لكن, وقد تم تصميم كابلات الطاقة الشمسية الكهروضوئية المتخصصة مع الأخذ في الاعتبار هذه العوامل. يتم اختبار مواد العزل والتغطية المختارة +90 درجة مئوية ذ 85% الرطوبة وفقا للطرق المحددة. بعد الاختبارات, لا يتجاوز الانخفاض في قوة الشد والاستطالة عند كسر العزل والغلاف 30%. لذلك, يمكن للكابلات الكهروضوئية المؤهلة تلبية متطلبات محطات الطاقة الشمسية في مواجهة التغيرات في درجات الحرارة والرطوبة.
متطلبات مقاومة أشعة الشمس والأشعة فوق البنفسجية
تتعرض محطات الطاقة الشمسية الكهروضوئية لفترات طويلة من اشعاع شمسي شديد, والتي تشمل مجموعة متنوعة من الإشعاع الشمسي, وخاصة الأشعة فوق البنفسجية التي تعمل على تسريع شيخوخة عزل الكابلات وغلافها. يتم تركيب العديد من الكابلات في محطات الطاقة الشمسية في الهواء الطلق, من الوحدات الشمسية إلى صندوق التوصيل وحتى الكابلات إلى العاكسات, وفي معظم الحالات, تتعرض هذه الأسلاك مباشرة. وهذا يتطلب أن تكون الكابلات قادرة على مقاومة إشعاعات الشمس والأشعة فوق البنفسجية., ضمان التشغيل العادي على المدى الطويل تحت الإشعاع الرأسي لأشعة الشمس والأشعة فوق البنفسجية.
في مناطق مثل الصحاري والمناطق الرملية, يجب أن تأخذ الكابلات المستخدمة في محطات الطاقة الشمسية الكهروضوئية في الاعتبار مقاومة أشعة الشمس والأشعة فوق البنفسجية. وفقا للوائح أنظمة كابلات توليد الطاقة الشمسية الكهروضوئية, يجب أن تجتاز هذه الكابلات اختبارات التقادم الاصطناعي بسبب الظروف المناخية.
لذلك, يمكن للكابلات الكهروضوئية المؤهلة أن تعمل بشكل طبيعي لفترات طويلة تحت إشعاع ضوء الشمس والأشعة فوق البنفسجية. لكن, الكابلات التقليدية, في ظل هذه الظروف, سوف نرى تسارع الشيخوخة في العزل والغطاء, مما قد يؤدي إلى انخفاض أو فقدان مقاومة العزل وانخفاض حماية الغلاف.
متطلبات مقاومة الأحماض, القلويات والملح الضباب
توجد بعض محطات الطاقة الشمسية الكهروضوئية في مواقع خاصة, مثل بالقرب من البحر أو في مناطق المستنقعات. في هذه المناطق, تركيز الملح في الهواء, وخاصة في رش الملح, عالية. بجانب, وتقع بعض محطات الطاقة الشمسية الكهروضوئية في مناجم الملح السابقة, حيث تكون نسبة الأملاح في التربة مرتفعة. في مثل هذه الظروف البيئية, يجب أن تتمتع الكابلات المستخدمة بمقاومة قوية ضباب مالح وتكون قادرة على مقاومة البيئات الحمضية والقلوية.
تستخدم كابلات الطاقة الشمسية الكهروضوئية المصممة لمثل هذه البيئات الموصلات النحاسية المعلبة., مما يحسن مقاومة الأكسدة والتآكل للموصل. بجانب, يمكن لغطاءه اجتياز اختبارات رش الملح والأحماض القلوية. لذلك, تُظهر الكابلات الكهروضوئية المؤهلة مقاومة قوية لرذاذ الملح والتآكل الحمضي والقلوي, في حين أن المعايير الفنية المطبقة على الكابلات الكهربائية التقليدية لا تتطلب مقاومة الضباب الملحي أو البيئات الحمضية والقلوية..
متطلبات مقاومة الأوزون
بعض المناطق التي توجد بها محطات الطاقة الشمسية الكهروضوئية لديها مستويات مرتفعة من الأوزون, ويمكن أن يكون للأوزون تأثير تآكل على أغلفة الكابلات, تسريع شيخوختهم والتأثير على أدائهم. لا تأخذ الكابلات التقليدية في الاعتبار هذا التأثير المسبب للتآكل للأوزون على غلاف الكابل, بينما تم تصميم الكابلات الضوئية مع أخذ هذا العامل بعين الاعتبار.
لوس الكابلات المؤهلة يجب أن تجتاز الخلايا الكهروضوئية اختبارات مقاومة الأوزون, وهو ما يعني أنه بعد 24 ساعات في بيئة بها تركيز الأوزون 0.025-0.030%, لا ينبغي أن يكون الغطاء الشقوق. لذلك, حتى في المناطق ذات مستويات الأوزون المرتفعة, يمكن أن تعمل الكابلات الكهروضوئية بشكل طبيعي لفترات طويلة.
خاتمة
الخصائص المذكورة التي تمتلكها الكابلات الكهروضوئية تجعلها مناسبة لمحطات الطاقة الشمسية الكهروضوئية في الظروف البيئية المختلفة., ضمان التشغيل الآمن على المدى الطويل. على نقيض ذلك, تواجه الكابلات التقليدية صعوبة في تحقيق هذا الغرض.
لذلك, في مشاريع بناء محطات الطاقة الشمسية, خاصة في المشاريع التي تشكل فيها البيئة تحديًا خاصًا, إن اختيار كابلات الطاقة الشمسية الكهروضوئية المتخصصة بدلاً من الكابلات التقليدية يضمن بشكل فعال التشغيل المستقر والطويل الأمد للمحطة. هذا, في نفس الوقت, يضمن فوائد تشغيلية مستدامة وإيجابية للمحطة مع مرور الوقت.