Aurinkosähkökaapeli Manufacturers

UV-kestävyys ja terminen ikääntyminen: kaksi hajoamismekanismia, jotka määräävät aurinkosähkökaapelin käyttöiän

Aurinkosähkökaapeli s ovat alttiina auringonvalolle koko käyttöikänsä – kattojärjestelmissä tämä voi tarkoittaa suoraa säteilyn kertymistä yli 10 000 tuntia järjestelmän 25 vuoden suunnittelun aikana, jolloin etelänpuoleisten kattojen pintalämpötila nousee säännöllisesti 70–90 °C kesän huippuolosuhteisiin. Nämä kaksi tekijää, ultraviolettisäteily ja jatkuva kohonnut lämpötila, ovat ensisijaisia ​​hajoamismekanismeja, jotka erottavat tarkoitukseen rakennetut aurinkosähkökaapelit yleiskäyttöisistä ulkokaapeleista, ja niiden vuorovaikutuksen ymmärtäminen auttaa selittämään, miksi kaapelimateriaalien valinta ei ole vaihdettavissa tuoteluokkien välillä.

UV-säteily hyökkää eristeen ja vaipan polymeeriketjuihin fotokemiallisen prosessin kautta, jota kutsutaan fotohapetukseksi, joka katkaisee molekyylisidoksia ja haurauttaa materiaalia asteittain. Vakio-PVC, joka on luonnostaan ​​UV-epävakaa ilman lisättyjä stabilointiaineita, voi alkaa halkeilla ja haurastua 3–5 vuoden kuluessa suorasta auringonpaisteesta. Silloitettu polyeteeni (XLPE) ja yleisemmin PV-spesifisissä sovelluksissa ristisilloitetut EVA- tai XLPO-yhdisteet vastustavat valohapetusta paljon tehokkaammin, koska niiden kolmiulotteinen polymeeriverkkorakenne rajoittaa ketjun liikkuvuutta ja tarjoaa luontaisen vastustuskyvyn molekyylien hajoamista vastaan ​​UV-altistuksen alaisena. Silloitusprosessi – saavutetaanpa sitten peroksidikemialla tai elektronisuihkusäteilytyksellä – nostaa myös materiaalin jatkuvan käyttölämpötilan standardin termoplastisen polyeteenin 70 °C:n rajasta 90 °C:seen tai 120 °C:seen aurinkosovelluksissa käytettävissä XLPE-muunnelmissa.

Lämpövanheneminen jatkuvissa lämpötiloissa on vuorovaikutuksessa UV-hajoamisen kanssa epälineaarisella tavalla: kohonnut lämpötila kiihdyttää UV:n käynnistämiä hapettumisreaktioita, mikä tarkoittaa, että kaapeli 85 °C:ssa hajoaa huomattavasti nopeammin kuin yksittäisen lämpötilan ja UV-vaikutusten summa antaa ymmärtää. IEC 62930, kansainvälinen aurinkosähkökaapeleiden standardi, korjaa tämän vaatimalla pidennettyä lämpövanhentamistestiä 120 °C:ssa 3 000 tunnin ajan UV-altistustestin lisäksi. Tämä on yhdistetty pätevyys, jota yleiskäyttöiset kaapelistandardit eivät sisällä. Kaapelit, joissa on IEC 62930 -standardin mukainen CE-merkintä, ovat läpäisseet molemmat testit, joissa on määritelty murtovenymän ja vetolujuuden säilyminen, mikä tarjoaa objektiivista näyttöä yhdisteiden kestävyydestä, jota tietolomakkeet eivät yksinään pysty toimittamaan. Anhui Zhishang Cable Technology Co., Ltd. täyttää vaatimukset aurinkosähkökaapeli s IEC 62930 -standardin vaatimusten mukaisesti varmistaen, että seoksen suorituskyky validoidaan testaamalla sen sijaan, että se päätettäisiin raaka-ainemäärityksistä.

DC-jännitteen nimellisarvo ja ero järjestelmäjännitteen, avoimen piirin jännitteen ja kaapelin nimellisarvon välillä

Yksi seuranneimmista väärinkäsityksistä aurinkosähköjärjestelmän kaapelin valinnassa on suhde järjestelmän nimellistasajännitteen, sen suurimman avoimen piirin jännitteen kylmissä olosuhteissa ja itse kaapelin jännitteen välillä. Nämä kolme arvoa eroavat toisistaan, ja vain järjestelmän nimellisjännitteen mukaisen kaapelin valitseminen – ottamatta huomioon avointa virtapiiriä ja lämpötilakorjattua maksimiarvoa – luo piilevän eristysjännityksen, joka ei välttämättä aiheuta välitöntä vikaa, mutta joka nopeuttaa eristeen vanhenemista ja voi johtaa eristeen hajoamiseen vuosia järjestelmän käyttöiässä.

Kiteisessä piin PV-sarjassa kunkin moduulin avoimen piirin jännite (Voc) kasvaa kennon lämpötilan laskiessa. Moduuli, jonka nimellinen Voc on 48 V normaaleissa testiolosuhteissa (25 °C), voi tuottaa jopa 56–58 V lämpötilassa –10 °C riippuen sen jännitteen lämpötilakertoimesta (tyypillisesti -0,3 % - -0,4 % per °C kiteiselle piille). 20 tällaisen moduulin sarjassa tämä kylmän lämpötilan Voc saavuttaa 1 100–1 160 V - potentiaalisesti yli 1 000 V:n kaapelin, joka on määritelty yksinkertaisesti "peittämään 1 000 V:n nimellisjärjestelmän jännite". IEC 60364-7-712 ja useimmat kansalliset aurinkosähköasennuskoodit edellyttävät kaapelin jännitteen nimellisarvoa kattamaan suurimman merkkijonon Voc asennuspaikan alimmassa odotetussa ympäristön lämpötilassa, mikä korkealla tai pohjoisen ilmaston asennuksissa saattaa vaatia 1 500 V:n kaapelin jopa 1 000 V invertteritulon ympärille suunnitelluissa järjestelmissä.

Siirtyminen 1 000 V:sta 1 500 V:n järjestelmäarkkitehtuureihin yleishyödyllisten ja kaupallisten kattojen aurinkosähköissä on entisestään terävöittänyt tätä vaatimusta. 1 500 V DC:llä kaapelin eristemateriaalien eristysjännitys ei ole yksinkertaisesti 50 % suurempi kuin 1 000 V:lla – dielektrisen rikkoutumisen todennäköisyys on vahvasti epälineaarinen kentänvoimakkuuden funktio, ja nimellisjännitteen ja todellisen kestojännitteen välinen ero kapenee huomattavasti korkeammilla käyttöpotentiaalilla. Kaapeleiden, joiden jännite on 1 500 V DC IEC 62930 mukaan, on läpäistävä paljon vaativampi jännitetesti (6 000 V AC tai vastaava DC) kuin 1 000 V kaapelit, mikä kuvastaa todellisia eroja eristeen seinämän paksuudessa ja seoksen laadussa, joita vaaditaan korkeammalla jännitetasolla.

Virransiirtokapasiteetin heikkeneminen niputetuissa ja putkireititetyissä PV-kaapelikaapeleissa

Kaapelien tietolomakkeissa julkaistut kapasiteettiarvot perustuvat yhteen kaapeliin vapaassa ilmassa vertailuympäristön lämpötilassa – olosuhteet, jotka harvoin kuvastavat todellista aurinkosähköasennuskäytäntöä. Todellisuudessa PV-sarjakaapelit niputetaan tyypillisesti yhteen ryhmiin, reititetään putken läpi, asennetaan kattokalvojen alle rajoitetulla ilmavirralla tai laitetaan suoraan kosketukseen toistensa kanssa kaapelihyllyjä pitkin seurantarakenteissa. Jokainen näistä olosuhteista heikentää kaapelin kykyä haihduttaa lämpöä ja nostaa johtimen lämpötilaa julkaistussa kapasiteettiluokituksessa oletetun tason yläpuolelle. Vähentävien tekijöiden huomioimatta jättäminen johtaa johtimien lämpötiloihin, jotka ylittävät eristeen jatkuvan nimellisarvon, kiihdyttää lämpövanhenemista ja lisää vastusta – mikä puolestaan ​​nostaa käyttölämpötilaa entisestään itsevahvistuvassa syklissä.

Niputtaminen on tärkein tekijä tyypillisissä aurinkosähköasennuksissa. Kun useita virtaa kuljettavia kaapeleita on lämpökontaktissa tai lähellä, kunkin kaapelin lämpöteho nostaa naapuriensa kokemaa ympäristön lämpötilaa. IEC 60364-5-52 sisältää ryhmittelyn korjauskertoimet: kaksi kosketuksissa olevaa kaapelia säilyttää noin 80 % yksilöllisestä kapasiteettistaan, neljä ryhmiteltyä kaapelia säilyttää noin 65 % ja kuusi tai useampi kaapeli voi säilyttää vain 57 % tai vähemmän geometriasta riippuen. 25 A:n vapaassa ilmassa olevan kaapelin, joka on niputettu viiden muun samalla virtatasolla olevan merkkijonon kanssa, alentunut ampasiteetti kaapelia kohden voi pudota arvoon 14–15 A – nauhan oikosulkuvirran alapuolelle korkean säteilyvoimakkuuden päivänä. Tämä tilanne edellyttää joko suuremman johtimen poikkileikkauksen valitsemista tai kaapelien järjestämistä sellaisiin kokoonpanoihin, jotka tarjoavat riittävän lämpöerotuksen.

Ympäristön lämpötilan vähentäminen lisää toisen korjauskerroksen. Kuuman ilmaston kattojen PV-kaapeleissa katon pinnan ja kaapelin välisessä tilassa vallitsee säännöllisesti 50–60 °C:n lämpötila verrattuna 30 °C:n vertailulämpötilaan, jota käytetään tavallisissa tiiviystaulukoissa. XLPE-eristetylle PV-kaapelille, jonka johtimen lämpötilaluokitus on 90 °C, lämpötilan nousuvara ympäristön ja johtimen rajan välillä on näissä olosuhteissa vain 30–40 °C verrattuna 60 °C:een vertailutapauksessa – mikä vähentää kapasiteettia noin 70 prosenttiin taulukon arvosta ennen niputuksen korjausta. Zhishang Cable tarjoaa sovelluskohtaisia ​​ampacity-ohjeita, jotka huomioivat sekä ryhmittelyn että ympäristön lämpötilan samanaikaisesti, jolloin järjestelmän suunnittelijat voivat valita sopivat johtimien poikkileikkaukset todellisiin asennusolosuhteisiin sen sijaan, että luottaisivat julkaistuihin vapaan ilman arvoihin, jotka ylittävät käytettävissä olevan virran kapasiteetin.

Liittimen yhteensopivuus ja piilotettu riski yhteensopimattomista PV-kaapeli-liitinyhdistelmistä

MC4:stä ja vastaavista monikontaktisista tasavirtaliittimistä on tullut PV-sarjakaapeleiden de facto vakiopääte, mutta olettamus, että mitä tahansa MC4-yhteensopivaa kaapelia ja mitä tahansa eri valmistajien MC4-liitintä voidaan yhdistää vapaasti, on teknisesti virheellinen ja joillakin lainkäyttöalueilla koodirikkomus. PV-liitinstandardit – mukaan lukien IEC 62852 ja IEC 62548:n järjestelmätason vaatimukset – määrittelevät, että liittimien on oltava päteviä käytettäviksi tietyillä kaapelien ulkohalkaisija-alueilla ja johtimien poikkileikkauksilla ja että eri valmistajien liittimien sekoittaminen mitätöi molempien tyyppitestin kelpuutuksen, vaikka mekaaninen liitäntä näyttäisikin sopivan.

Yhteensopimattomien yhdistelmien riski ei ole ensisijaisesti välitön vika – mekaanisesti asennettu sekaliitin voi toimia normaalisti kuukausia tai vuosia. Riskinä on kosketusresistanssiviruminen: lämpökierto päivittäisen säteilyn vaihtelun aikana aiheuttaa differentiaalista laajenemista ja supistumista kaapelin eristeen, kaapelin johtimen ja liittimen kosketinrungon välillä, joilla kullakin on eri lämpölaajenemiskerroin. Yhteensovitetussa ja asianmukaisesti pätevässä yhdistelmässä nämä erot huomioidaan kosketinsuunnittelussa. Yhteensopimattomassa yhdistelmässä kosketingeometria voi sallia mikroliikkeitä, jotka asteittain lisäävät kosketusresistanssia puristusrajapinnassa, synnyttäen paikallista lämpöä, joka lopulta hiilyttää eristeen ja luo resistiivisen vian tai kaaren. Tasavirtajärjestelmissä ilman nollakohtaa, joka sammuttaa vaihtovirtakaaret luonnollisesti, resistiiviset viat voivat ylläpitää kaaria yllättävän alhaisilla vikavirroilla – mikä tekee liittimien laadusta ja yhteensopivuudesta todellisen tulipalon vaaran pelkän sääntelyn sijaan.

Kaapelin ulkohalkaisijan toleranssilla on myös enemmän merkitystä PV-liitinsovelluksissa kuin useimmissa muissa liitintyypeissä, koska liittimen kaapelin tiiviste ja vedonpoisto riippuvat liittimen rungon ja kaapelin vaipan välisestä tiiviistä sovituksesta. Kaapeli, jonka ulkohalkaisija on toleranssialueensa alapäässä, voi asettua liittimeen, mutta jättää kaapelin tiivisteen riittämättömäksi kokoon, jolloin kosteus pääsee tunkeutumaan kosketuskammioon – suora tie eristysvastuksen heikkenemiseen ja liittimen korroosioon ulkoasennuksissa. Kaapelit, jotka on tuotettu tiukoilla ulkohalkaisijatoleransseilla, joiden vaipan seinämän paksuus on säädetty määritysalueen yläpäähän, tuottavat jatkuvasti paremman tiivisteen eheyden kaikissa MC4-yhteensopivissa liitinkokoissa. Tämä on mittojen laatuominaisuus, joka on näkymätön ostohetkellä, mutta joka tulee ilmi ajan mittaan kentän luotettavuustilastoissa, ja se on yksi rakennusyksityiskohdista, joita Anhui Zhishang Cable Technology Co., Ltd. hallitsee vakiotuotantoparametrina valinnaisen premium-eritelmän sijaan.

Tärkeimmät tarkastukset ennen eri toimittajien PV-kaapelin ja liittimen yhdistämistä

• Tarkista ulkohalkaisijan yhteensopivuus: Varmista, että kaapelin todellinen ulkohalkaisija (ei nimellinen) on liittimen valmistajan tälle liittimen koolle määrittämän hyväksyntäalueen sisällä.
• Tarkista poikkileikkauksen puristusalue: Jokainen liitinkosketin on hyväksytty tietylle johtimen poikkipinta-alalle; varmista, että kaapelin johdin sopii puristusholkin hyväksytylle alueelle ilman muutoksia.
• Vahvista IEC 62852 -yhteensopivuuslausunto: Jotkut liitinvalmistajat julkaisevat testattuja yhteensopivia kaapelisarjoja; Käytä tätä ensisijaisena referenssinä sen sijaan, että olettaisit, että fyysinen kunto vastaa pätevää yhteensopivuutta.
• Käytä oikeaa puristustyökalua: Jopa yhteensopivat kaapeli-liitinyhdistelmät epäonnistuvat, jos ne puristetaan työkalulla, joka ei ole hyväksytty kyseiseen liittimeen; IEC 62852:n kosketuskestävyyden ja mekaanisen pysyvyyden vaatimukset täyttyvät vain hyväksytyillä työkaluilla ja muottisarjoilla.