S brzim globalnim razvojem fotonaponskih (FN) sustava za proizvodnju energije, fotonaponski kabeli (FN kabeli) - kao ključne komponente koje povezuju FN module, pretvarače i kombinirajuće kutije - igraju odlučujuću ulogu u ukupnoj sigurnosti i vijeku trajanja solarne elektrane. U usporedbi s konvencionalnim energetskim kabelima, fotonaponski kabeli imaju visoko specijalizirane strukturne dizajne i odabir materijala kabela.
1. Što je fotonaponski kabel?
Fotonaponski kabel, također poznat kao solarni kabel ili PV-specifični kabel, uglavnom se koristi u solarnim elektranama, distribuiranim fotonaponskim sustavima 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 kabeli kontinuirano izloženi vanjskim uvjetima, 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 znatno su veći od onih za obične kabele. Tipične karakteristike uključuju otpornost na visoke i niske temperature, izvrsnu otpornost na UV starenje, otpornost na kemijsku koroziju, usporavanje plamena, ekološku prihvatljivost i projektirani vijek trajanja od 25 godina ili više.
2. Izazovi za kabelske materijale u fotonaponskim primjenama
U stvarnim primjenama, fotonaponski kabeli se obično postavljaju izravno na otvorenom. Na primjer, u europskim regijama, temperatura okoline fotonaponskih sustava može se približiti 100°C pod sunčanim uvjetima. Istovremeno, kabeli su izloženi dugotrajnom UV zračenju, dnevnim i noćnim temperaturnim fluktuacijama i mehaničkom naprezanju.
U takvim uvjetima, standardni PVC kabeli ili konvencionalni gumeni kabeli ne mogu održati stabilne dugoročne performanse. Čak su i gumeni kabeli predviđeni za rad na 90°C ili PVC kabeli predviđeni za 70°C skloni starenju izolacije, pucanju plašta i brzom smanjenju performansi kada se koriste u vanjskim fotonaponskim sustavima, što značajno skraćuje vijek trajanja sustava.
3. Osnovne performanse fotonaponskih kabela: Specijalizirani materijali za izolaciju i plašt
Ključne prednosti fotonaponskih kabela u pogledu performansi prvenstveno proizlaze iz njihovih izolacijskih i plaštevnih spojeva specifičnih za fotonaponske sustave. Glavni materijalni sustav koji se danas koristi je poliolefin umrežen zračenjem, obično baziran na visokokvalitetnom polietilenu (PE) ili drugim poliolefinima.
Zračenjem elektronskim snopom, molekularni lanci materijala podliježu umrežavanju, transformirajući strukturu iz termoplastične u termoreaktivnu. Ovaj proces znatno poboljšava otpornost na toplinu, otpornost na starenje i mehaničke performanse. Zračenjem umreženi poliolefinski materijali omogućuju fotonaponskim kabelima kontinuirani rad na 90–120 °C, a istovremeno pružaju izvrsnu fleksibilnost na niskim temperaturama, otpornost na UV zračenje, otpornost na ozon i otpornost na pucanje uslijed naprezanja u okolišu. Osim toga, ovi materijali ne sadrže halogene i ekološki su prihvatljivi.
4. Usporedba konstrukcija i materijala: Fotonaponski kabeli u odnosu na konvencionalne kabele
4.1 Tipična struktura i materijali fotonaponskih kabela
Provodnik: Žareni bakreni vodič ili kalajisani bakreni vodič, koji kombinira visoku električnu vodljivost s otpornošću na koroziju
Izolacijski sloj: Radijacijski umreženi poliolefinski izolacijski spoj (izolacijski materijal specifičan za PV kabele)
Sloj omotača: Radijacijski umreženi poliolefinski spoj za omotač, koji pruža dugotrajnu vanjsku zaštitu
4.2 Tipična struktura i materijali konvencionalnih kabela
Provodnik: Bakreni vodič ili kalajisani bakreni vodič
Izolacijski sloj: PVC izolacijska smjesa iliXLPE (umreženi polietilen)izolacijska smjesa
Sloj omotača:PVCspoj za oplatu
5. Temeljne razlike u performansama uzrokovane odabirom materijala
S gledišta vodiča, fotonaponski kabeli i konvencionalni kabeli su u biti isti. Temeljne razlike leže u odabiru izolacijskih materijala i materijala za plašt.
PVC izolacijski i PVC spojevi za plašt koji se koriste u konvencionalnim kabelima uglavnom su prikladni 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 kabelima posebno su razvijeni za dugotrajni rad na otvorenom i mogu održati stabilne električne i mehaničke performanse u ekstremnim uvjetima okoline.
Stoga, iako zamjena konvencionalnih kabela fotonaponskim kabelima može smanjiti početne troškove, značajno povećava rizike održavanja i skraćuje ukupni vijek trajanja fotonaponskog sustava.
6. Zaključak: Odabir materijala određuje dugoročnu pouzdanost fotonaponskih sustava
Fotonaponski kabeli nisu jednostavne zamjene za obične kabele, već specijalizirani kabelski proizvodi dizajnirani posebno za fotonaponske primjene. Njihova dugoročna pouzdanost u osnovi ovisi o odabiru visokoučinkovitih izolacijskih materijala za fotonaponske kabele i materijala za plašt, posebno o pravilnoj primjeni sustava poliolefinskih materijala umreženih zračenjem.
Za projektante, instalatere i dobavljače materijala za kabele fotonaponskih sustava, temeljito razumijevanje razlika u materijalima između fotonaponskih kabela i konvencionalnih kabela ključno je za osiguranje sigurnog, stabilnog i dugoročnog rada fotonaponskih elektrana.
Vrijeme objave: 31. prosinca 2025.