کابل خورشیدی H1Z2Z2-K در مقابل PV1-F: مقایسه فنی و راهنمای کاربرد

در سیستم های فتوولتائیک (PV)، DC کابل ها نقش مهمی در ایمنی، کارایی و قابلیت اطمینان درازمدت سیستم دارند. بنابراین انتخاب صحیح کابل خورشیدی نه تنها یک انتخاب طراحی بلکه یک تصمیم انطباق و مدیریت ریسک است. این مقاله یک مقایسه فنی بین کابل خورشیدی مدرن H1Z2Z2-K و نوع قبلی PV1-F ارائه می دهد که به طور گسترده در تاسیسات PV استفاده شده است.

خلاصه اجرایی

کابل خورشیدی H1Z2Z2-K مطابق با استاندارد اروپایی EN 50618 طراحی شده است و همچنین از نظر فنی با IEC 62930 همراستا شده است. این کابل برای پشتیبانی از سیستم های فتوولتائیک مدرن، به ویژه تاسیسات 1500 ولت DC توسعه یافته است. کابل‌های PV1-F معمولاً مطابق با الزامات گواهینامه TÜV 2 PfG 1169/08.2007 تولید می‌شوند و در اصل برای سیستم‌های فتوولتائیک 1000 ولت DC قبلی طراحی شده‌اند.

همانطور که نیروگاه های خورشیدی به سمت معماری های ولتاژ بالاتر برای کاهش هزینه های تعادل سیستم (BOS) حرکت کرده اند، H1Z2Z2-K به راه حل ترجیحی برای تاسیسات جدید تبدیل شده است.

تفاوت های فنی کلیدی

1. رتبه بندی ولتاژ

نیروگاه‌های فتوولتائیک در مقیاس شهری به طور فزاینده‌ای با استفاده از سیستم‌های 1500 ولت DC ساخته می‌شوند، زیرا رشته‌های ولتاژ بالاتر سطح جریان را کاهش می‌دهند و بنابراین مصرف مس، هزینه نصب و تلفات برق را کاهش می‌دهند.

کابل‌های H1Z2Z2-K معمولاً برای سیستم‌های فتوولتائیک 1.5 کیلوولت DC درجه‌بندی می‌شوند (با ولتاژ طراحی سیستم که معمولاً تا حدود 1.8 کیلو ولت را تحت شرایط آزمایش خاص بسته به مشخصات سازنده اجازه می‌دهد). این باعث می شود آنها برای تاسیسات خورشیدی با ولتاژ بالا مدرن مناسب باشند.

کابل های PV1-F عموماً برای سیستم های فتوولتائیک تا 1000 ولت DC طراحی شده اند و بنابراین ممکن است الزامات طراحی سیستم های 1500 ولت جدید را برآورده نکنند.

2. عایق و مواد غلاف

هر دو نوع کابل معمولاً از مواد عایق پلی اولفین با پیوند متقاطع (اغلب به اختصار XLPO یا XLPE) استفاده می کنند. در اکثر طرح‌های مدرن، این مواد بدون هالوژن و دود کم (LSZH) هستند که ایمنی در برابر آتش و عملکرد محیطی را بهبود می‌بخشند.

کابل‌های H1Z2Z2-K معمولاً دارای عایق و روکش متقاطع دولایه هستند که به طور خاص برای قرار گرفتن در معرض طولانی‌مدت اشعه ماوراء بنفش، مقاومت در برابر ازن و محیط‌های خشن در فضای باز بهینه شده است.

3. مقاومت در برابر آب و حفاظت از محیط زیست

کابل های H1Z2Z2-K با سطوح بالایی از مقاومت محیطی، از جمله محافظت قوی در برابر رطوبت، اشعه ماوراء بنفش، ازن و هوا طراحی شده اند. برخی از سازندگان این کابل ها را بر اساس سطوح بالای مقاومت در برابر آب تعریف شده در استانداردهای نصب طبقه بندی می کنند (مانند AD7 یا AD8 بسته به شرایط آزمایش و مستندات سازنده).

از نظر عملی، این بدان معناست که کابل می تواند محیط های بسیار مرطوب مانند نیروگاه های خورشیدی شناور یا تاسیساتی که در معرض باران های مکرر قرار دارند را تحمل کند. با این حال، عملکرد غوطه ور شدن دائمی باید همیشه از طریق گواهینامه و دستورالعمل های نصب سازنده خاص تأیید شود.

کابل‌های PV1-F نیز دوام خوبی در فضای باز دارند، اما معمولاً حاشیه‌های عملکردی کمتری در محیط‌های بسیار مرطوب یا مکانیکی دارند.

4. استحکام مکانیکی و نصب

کابل های H1Z2Z2-K با استحکام غلاف و دوام مکانیکی بهبود یافته در مقایسه با PV1-F طراحی شده اند. این باعث می شود که آنها برای محیط های نصب سخت تر مناسب تر باشند.

اگرچه مجرای محافظ یا سینی کابل همچنان به عنوان بهترین روش توصیه می‌شود، کابل‌های H1Z2Z2-K ممکن است در شرایط دفن مستقیم یا سخت در فضای باز نصب شوند که حفاظت مکانیکی مناسب و مقررات الکتریکی محلی رعایت شود.

کابل‌های PV1-F معمولاً به شرایط نصب کنترل‌شده‌تری نیاز دارند و کمتر در طرح‌بندی‌های مکانیکی استفاده می‌شوند.

5. عملکرد دما و عمر خدمات

محدوده دمای معمولی برای کابل‌های خورشیدی مدرن تقریباً -40 درجه سانتیگراد تا 90 درجه سانتیگراد در شرایط عملیاتی معمولی است، با تحمل دمای کوتاه‌مدت بالاتر بسته به هادی و طراحی عایق.

کابل های خورشیدی طراحی شده بر اساس استانداردهای EN 50618 معمولاً برای عمر مفید تقریباً 25 سال تحت شرایط نصب و عملیات مناسب طراحی می شوند که با طول عمر مورد انتظار ماژول های فتوولتائیک مطابقت دارد.

نتیجه گیری

کابل‌های PV1-F نقش مهمی در استقرار اولیه فتوولتائیک داشتند و در بسیاری از سیستم‌های قدیمی وجود دارند. با این حال، کابل‌های H1Z2Z2-K به دلیل قابلیت ولتاژ بالاتر، مقاومت محیطی بهبود یافته و عملکرد مکانیکی قوی‌تر، به راه‌حل ترجیحی برای تاسیسات PV مدرن تبدیل شده‌اند.

برای توزیع‌کنندگان، پیمانکاران EPC و توسعه‌دهندگان خورشیدی، مشخص کردن کابل‌های H1Z2Z2-K به اطمینان از سازگاری با طرح‌های فعلی سیستم فتوولتائیک و قابلیت اطمینان طولانی‌مدت پروژه کمک می‌کند.