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光伏電纜技術及其標準的發展
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光伏電纜技術及其標準的發展
加入時間:2017/9/26 8:37:54 瀏覽:1331次

所有的太陽能電池,均產生直流電并需要轉換交流電。具有一定容量的光電源,需要許多千個單元模塊組成,并將每一個單元模塊有規則的連接起來,可想而知PV電纜結構中包括很多的絕緣細線。初期研究光伏電池,主要精力是對元件及其組合方面,目前對于PV電纜的研究也提到了日程。近十年來,全球光能發電市場高速增長,而光伏電纜仍沒有國際標準,因此可借鑒的標準和試驗,需加以調整,如壽命循環試驗等,尤其應當注意的是電纜長期暴露在強烈紫外線下的老化問題。

光伏電池由大到小,一般居民屋頂的小型PV為幾千瓦峰值(kWp-Kilowatt peak),工業用的中型PV為幾兆瓦峰值(MWp),大型發電場PV達2千兆瓦峰值(2GWp)。2008年全球新安裝系統的PV市場為5.6 GW,大多數人預測每年約8~10GW的能力。PV用電纜通常考慮只在系統的直流部分,不包括柵極接線、系統控制電纜及其他連接電線等。PV電纜與PV安裝容量的關系大致如下:1 MW約相當配套40~60km PV cable,這與晶體和薄膜組件的排列和數量直接相關,其連接原理見圖1,圖中未畫出變流器。

 

圖1 細線電纜和模塊電纜與模塊連接原理

PV電纜長期暴露在陽光下,或者長期浸泡在水中,還有環境溫度的急劇變化,因此用戶對于電纜的壽命問題即為關注。因為沒有國際標準(如IEC標準),制造者也覺得缺乏依據,所以PV電纜在發展過程中,對其質量和壽命問題出現了爭論,但大多數專家持贊同意見。由UL出版和發行的《光電伏打電線的調查大綱》UL-4703(及其相關標準和基準);另外由TüV(德國技術上檢驗局)印刷的《在光伏系統使用的電纜要求》2Pfg-1169"(及其相關的標準和基準),成為目前主要的參考文件。將來也許會成為公認的標準。

電纜導體由很細的鍍錫組成,符合IEC 60228 class,截面大都為4.00 mm2 and 6.00 mm2,分別由56根單線和84根單線組成;絕緣層護套符合TüV和UL要求,熱塑或交聯慘了均可使用,這些屬于常規規定,絕緣厚度曲0.5 mm。

電纜護套需要有足夠的機械強度,以防止敷設時護套受損。另外應對老鼠和白蟻有防范功能,有時不得不增加鋼絲編織層(作為鎧裝),PV系統的直流部分是不接地的系統,金屬編織有些人持反對意見,此外金屬編織又產生了防腐問題。

至于光伏電纜的電氣性能方面,作者認為不需要多大的要求。上世紀90年代使用電纜,使用時間不長,護套出現環形開裂,在連接盒附近開裂更為顯著,認為當時的電纜質量是較差的,也許是連接盒周圍的溫度較高,可能是熱應力所致。

護套液應具有耐各種化學劑的能力,如光伏電池清洗液、潤滑油、酸性氣體、酸雨、鹽霧、霉菌和其他油脂霧煙等。

從投資與回報考慮,PV電纜的使用壽命為25年,應認為是合理要求。用現有試驗標準進行考核,也許不一定能得出這樣的精確結論。由于PV電纜正在成為家庭日用品,與其他工業專用電纜相比,在質量方面存在一定的不確定因素,至今為止,究竟使用壽命應保證期限有多長,設計和制造兩方面的爭論并未解決。電纜護套需要有足夠的機械強度,以防止敷設時護套受損。另外應對老鼠和白蟻有防范功能,有時不得不增加鋼絲編織層(作為鎧裝),PV系統的直流部分是不接地的系統,金屬編織有些人持反對意見,此外金屬編織又產生了防腐問題。

至于光伏電纜的電氣性能方面,作者認為不需要多大的要求。上世紀90年代使用電纜,使用時間不長,護套出現環形開裂,在連接盒附近開裂更為顯著,認為當時的電纜質量是較差的,也許是連接盒周圍的溫度較高,可能是熱應力所致。 護套液應具有耐各種化學劑的能力,如光伏電池清洗液、潤滑油、酸性氣體、酸雨、鹽霧、霉菌和其他油脂霧煙等。 從投資與回報考慮,PV電纜的使用壽命為25年,應認為是合理要求。用現有試驗標準進行考核,也許不一定能得出這樣的精確結論。

由于PV電纜正在成為家庭日用品,與其他工業專用電纜相比,在質量方面存在一定的不確定因素,至今為止,究竟使用壽命應保證期限有多長,設計和制造兩方面的爭論并未解決。

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