Кабели для возобновляемых источников энергии: руководство по кабелям для солнечной, ветровой и ESS

Контент

1 Почему кабели возобновляемой энергии нуждаются в другом проектировании
2 Техническая матрица: кабели возобновляемой энергии по сравнению с обычными кабелями
3 Ассортимент кабелей для возобновляемых источников энергии
4 Три типа основных кабелей для систем возобновляемой энергетики
5 Производственные стандарты и обеспечение качества
6 Часто задаваемые вопросы

Кабели для возобновляемых источников энергии — это устойчивые к УФ-излучению, термически стабильные силовые кабели, специально разработанные для солнечных электростанций, ветряных турбин и систем хранения аккумуляторов, разработанные для того, чтобы выдерживать наружные условия от От -60°С до 200°С при этом срок службы составляет 25 лет и более. В отличие от стандартного строительного провода, в них используются луженые медные проводники и изоляция из сшитого силикона или фторопласта, чтобы противостоять ультрафиолетовому излучению, озону, термоциклированию и химическому воздействию, которые могут привести к растрескиванию и выходу обычных кабелей в течение нескольких сезонов.

В установке экологически чистой энергии кабель редко является самым дорогим компонентом, но именно этот компонент с наибольшей вероятностью может вызвать незапланированный простой в случае выбора неправильного материала. Отказ кожуха на крыше или в гондоле турбины может привести к отключению всей системы задолго до того, как панели или генераторы достигнут конца своего номинального срока службы.

Почему кабели возобновляемой энергии нуждаются в другом проектировании

Солнечные батареи, ветряные электростанции и установки по хранению энергии работают в условиях, для которых внутренняя промышленная проводка никогда не была предназначена. Панели и корпуса турбин десятилетиями подвергаются воздействию прямых солнечных лучей, контейнеры для хранения подвергаются повторяющимся нагрузкам при загрузке и разгрузке, а прибрежные ветряные установки постоянно сталкиваются с соляным туманом. Кабель, созданный для таких сред, должен сочетать в себе сразу несколько свойств: стойкость к ультрафиолетовому излучению, стабильную работу в широком диапазоне температур, механическую прочность при изгибе или кручении, а также длительную химическую стойкость к кислотам, щелочам и электролитам аккумуляторов.

Вот почему в сериях кабелей для возобновляемых источников энергии обычно используются жилы из луженой меди вместо голой меди, а также из сшитой силиконовой резины или соединений фторопласта вместо стандартного ПВХ. Слой олова предотвращает окисление во влажном или соленом воздухе, а сшитая изоляция сохраняет свою гибкость и диэлектрическую прочность даже после многих лет термоциклирования.

Техническая матрица: кабели возобновляемой энергии по сравнению с обычными кабелями

В таблице ниже показано, чем конструкция кабеля возобновляемой энергии отличается от кабеля общего назначения в тех областях, которые наиболее важны для наружной электроэнергетической инфраструктуры.

Вызов	Обычный кабельный удар	Кабельное решение для возобновляемых источников энергии
УФ-излучение	Растрескивание оболочки и хрупкий выход из строя с течением времени	Анти-УФ-фторопластовые или силиконовые составы
Термальный велоспорт	Усадка изоляции и оголение проводника	Сшитый высокотемпературный материал, рассчитанный на температуру до 200°C.
Влага и соль	Проникновение воды и окисление проводника	Луженые медные жилы для устойчивости к коррозии.
Воздействие озона	Растрескивание и деградация поверхности	Силиконовые куртки, устойчивые к озону и атмосферным воздействиям
Механический стресс	Усталостное растрескивание при изгибе или кручении	Испытанные на кручение конструкции для турбинных башен

Ассортимент кабелей для возобновляемых источников энергии

В приведенной ниже линейке представлены основные семейства кабелей, используемые в проектах по солнечной, ветровой и накопительной энергии, а также соответствующие типы высокотемпературных проводов, которые часто указываются рядом с ними для распределительных коробок и внутренней проводки.

Солнечные фотоэлектрические кабели

Солнечная фотоэлектрическая система

Кабель для хранения энергии аккумулятора

ЭСС

Ветроэнергетические кабели

Ветроэнергетика

Провод из силиконовой резины AGR

Силиконовая проволока

Тефлоновая проволока AF250 PFA

Тефлоновая проволока

Три типа основных кабелей для систем возобновляемой энергетики

1. Солнечные фотоэлектрические кабели

Поскольку солнечные установки переходят на архитектуру постоянного тока 1500 В для повышения эффективности системы, качество изоляции становится критически важным. В фотоэлектрических кабелях используется изоляция, сшитая электронным лучом, поэтому материал не плавится в условиях короткого замыкания, оставаясь при этом достаточно гибким, чтобы прокладывать его вокруг рамы панелей даже при низких зимних температурах.

2. Кабели системы хранения энергии

Для аккумуляторных батарей требуются кабели, которые пропускают ток высокой плотности, оставаясь при этом достаточно гибкими для плотной модульной проводки внутри шкафа хранения. Сверхтонкие луженые медные жилы в сочетании с силиконовой изоляцией обеспечивают кабель с высокой токовой нагрузкой, который легко устанавливается и устойчив к аккумуляторной кислоте и обычным промышленным химикатам.

3. Кабели ветряных турбин

Кабели ветряных турбин подвергаются сочетанию напряжений, с которыми сталкиваются немногие другие применения кабелей: одновременное скручивание и вибрация, когда гондола вращается, чтобы отслеживать направление ветра. Устойчивые к скручиванию конструкции проходят испытания на непрерывное скручивание внутри петель башни, сохраняя проводники неповрежденными в течение миллионов циклов движения.

Производственные стандарты и обеспечение качества

Проекты в области возобновляемых источников энергии обычно финансируются на срок от 20 до 25 лет, поэтому возможность использования кабеля зависит от проверенного соответствия, а не только от заявлений в технических характеристиках. Производители кабеля, обслуживающие этот сектор, обычно имеют предприятия, сертифицированные по ISO9001 и IATF16949, и имеют сертификаты UL, CE, CCC, TUV и RoHS, поэтому одна и та же спецификация кабеля может использоваться на нескольких экспортных рынках без изменения конструкции.

Диэлектрические испытания высокого напряжения проводятся для каждой производственной партии.
Непрерывный контроль диаметра и толщины стенок во время экструзии
Доступны поперечные сечения проводников до 400 мм2 для крупных сетей.
Диапазон температур от -65°C до 1200°C для всей линейки продукции.

Часто задаваемые вопросы

Почему луженая медь предпочтительнее голой меди для солнечных и ветровых кабелей?

Голая медь окисляется под воздействием влаги и тепла, образуя слой, электрическое сопротивление которого со временем увеличивается. Оловянное покрытие создает постоянный барьер против коррозии, что особенно важно для прибрежных ветряных электростанций или влажных солнечных установок, где кабели должны сохранять работоспособность в течение 25 лет или дольше.

Могут ли кабели аккумуляторной батареи выдерживать воздействие электролита?

Кабели с изоляцией из силикона и PFA химически инертны и протестированы на устойчивость к разложению под воздействием обычных аккумуляторных электролитов, масел и промышленных растворителей, содержащихся в хранилищах энергии, поэтому они выдерживают длительный контакт, а не просто кратковременное воздействие.

Что означает LSZH для энергетических кабелей?

LSZH означает Low Smoke Zero Halogen. Для внутренних систем хранения и общественной инфраструктуры кабель с рейтингом LSZH позволяет избежать выделения токсичных галогенных газов или густого черного дыма при пожаре, что защищает как персонал, так и чувствительное электронное оборудование, находящееся поблизости.

Как эти кабели ведут себя в условиях сильной жары пустыни?

Стандартный кабель часто выходит из строя, когда нагрев внутреннего проводника сочетается с температурой окружающей среды в пустыне, которая может превышать 70°C. Высокотемпературная серия фторопласта, рассчитанная до 200°С, сохраняет механическую прочность в условиях, когда обычная изоляция размягчается или деформируется.