淺析光伏電纜替代常規(guī)電纜的必要性
發(fā)布時(shí)間：2018-03-09 瀏覽次數(shù)：3780次
近年來，在國家相關(guān)政策支持、引導(dǎo)下，太陽能光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)迅猛發(fā)展，光伏電站裝機(jī)容量逐年遞增。但因國產(chǎn)光伏電纜的研發(fā)及其市場(chǎng)推廣工作相對(duì)滯后，在光伏電站建設(shè)及運(yùn)行過程中，光伏電站設(shè)備連接電纜仍采用常規(guī)電纜。因常規(guī)電纜在設(shè)計(jì)及制造過程中沒有考慮復(fù)雜多變的光伏電站使用和敷設(shè)環(huán)境等因素而無法滿足使用要求，導(dǎo)致光伏電站質(zhì)量問題頻發(fā)。特別是常規(guī)電纜本身的性能無法滿足電站使用環(huán)境的要求而導(dǎo)致的質(zhì)量問題尤為明顯。而專用的光伏電纜按照復(fù)雜多變的光伏電站使用環(huán)境進(jìn)行設(shè)計(jì)，能夠滿足光伏電站的敷設(shè)、運(yùn)行要求。在光伏電站特別是直流側(cè)使用專用光伏電纜能夠有效減少質(zhì)量問題的發(fā)生。
在我國的各地均建有光伏電站，這就要求電纜的耐溫等級(jí)范圍較大，如在我國的西部及北部地區(qū)要求電纜能夠承受較低的溫度，個(gè)別地區(qū)極端低溫能夠達(dá)到零下-40℃左右，甚至更低的氣溫。而在我國的東部及南部地區(qū)地表溫度很容易達(dá)到+70℃以上，考慮導(dǎo)體工作溫度高于環(huán)境溫度并產(chǎn)生熱量揮發(fā)，同時(shí)考慮在屋頂不通風(fēng)及橋架的散熱效果不佳的區(qū)域極端溫度很可能超過+90℃以上，這就要求電纜的材料溫度能夠滿足電站在極端氣溫下工作的要求。
溫度和濕度的頻繁變化對(duì)材料的絕緣和護(hù)層老化有直接影響，特別是日溫差及年溫差較大地區(qū)及潮濕多雨地區(qū)對(duì)材料的絕緣和護(hù)層老化性能影響更大。我國的魚光互補(bǔ)項(xiàng)目中很多電站直接建立在魚塘或水面之上，要求電纜長(zhǎng)期在潮濕環(huán)境下正常工作。常規(guī)電纜的性能沒有考慮濕熱變化對(duì)材料老化性能的影響，而光伏專用電纜在設(shè)計(jì)上則考慮了濕熱環(huán)境對(duì)絕緣和護(hù)層材料老化性能的影響因素，因此，合格的光伏電纜能夠滿足光伏電站對(duì)溫度及濕度變化的要求。
光伏電站日照時(shí)間均較長(zhǎng)，其承受太陽光輻照的強(qiáng)度較大，而太陽光中含有多種射線，特別是紫外線能夠加速電纜的絕緣和護(hù)層的老化。光伏電站的電纜很多是裸露敷設(shè)的，太陽能組件到匯流箱甚至到逆變器的電纜大部分情況下是直接裸露敷設(shè)的，這要求電纜必須能夠耐受日光及紫外線的輻射，能夠保證在日光及紫外線的垂直輻射下長(zhǎng)時(shí)間正常工作。因此，合格的光伏電纜能夠在日光及紫外線輻射條件下長(zhǎng)時(shí)間正常工作，而常規(guī)電纜在日光及紫外線輻射條件下，其絕緣和護(hù)套均會(huì)加速老化，從而導(dǎo)致絕緣性能降低或失效、護(hù)套保護(hù)作用降低的問題。
光伏電站有些是建立在海邊、灘涂等特殊地區(qū)的。這些地區(qū)空氣鹽霧含量較高。某些光伏電站選址在以前的鹽場(chǎng)，該地區(qū)土壤中鹽份含量高。在上述環(huán)境條件下使用的電纜必須有較強(qiáng)耐鹽霧和酸堿性能。因此，合格的光伏電纜耐鹽霧和酸堿能力較強(qiáng)。某些光伏電站所在地區(qū)臭氧含量較高，而臭氧對(duì)電纜護(hù)層存在一定的腐蝕作用，即加快護(hù)層的老化，影響電纜的使用。常規(guī)電纜沒有考慮臭氧對(duì)電纜護(hù)層的影響，而光伏電纜設(shè)計(jì)時(shí)則考慮了這一影響。因此，即使在臭氧含量較高的地區(qū)，光伏電纜也能長(zhǎng)時(shí)間正常工作。
光伏電纜具備的上述特性，可適用于不同環(huán)境條件下的光伏電站，保證其能長(zhǎng)期安全運(yùn)行，而常規(guī)電纜則難以達(dá)到此目的。因此，在光伏電站建設(shè)項(xiàng)目中，特別是某些環(huán)境特殊的光伏電站建設(shè)項(xiàng)目，選用光伏電纜替代常規(guī)電纜能有效保證電站長(zhǎng)期、穩(wěn)定運(yùn)行，從而保證了電站良好的長(zhǎng)期運(yùn)營(yíng)效益。
在我國的各地均建有光伏電站，這就要求電纜的耐溫等級(jí)范圍較大，如在我國的西部及北部地區(qū)要求電纜能夠承受較低的溫度，個(gè)別地區(qū)極端低溫能夠達(dá)到零下-40℃左右，甚至更低的氣溫。而在我國的東部及南部地區(qū)地表溫度很容易達(dá)到+70℃以上，考慮導(dǎo)體工作溫度高于環(huán)境溫度并產(chǎn)生熱量揮發(fā)，同時(shí)考慮在屋頂不通風(fēng)及橋架的散熱效果不佳的區(qū)域極端溫度很可能超過+90℃以上，這就要求電纜的材料溫度能夠滿足電站在極端氣溫下工作的要求。
溫度和濕度的頻繁變化對(duì)材料的絕緣和護(hù)層老化有直接影響，特別是日溫差及年溫差較大地區(qū)及潮濕多雨地區(qū)對(duì)材料的絕緣和護(hù)層老化性能影響更大。我國的魚光互補(bǔ)項(xiàng)目中很多電站直接建立在魚塘或水面之上，要求電纜長(zhǎng)期在潮濕環(huán)境下正常工作。常規(guī)電纜的性能沒有考慮濕熱變化對(duì)材料老化性能的影響，而光伏專用電纜在設(shè)計(jì)上則考慮了濕熱環(huán)境對(duì)絕緣和護(hù)層材料老化性能的影響因素，因此，合格的光伏電纜能夠滿足光伏電站對(duì)溫度及濕度變化的要求。
光伏電站日照時(shí)間均較長(zhǎng)，其承受太陽光輻照的強(qiáng)度較大，而太陽光中含有多種射線，特別是紫外線能夠加速電纜的絕緣和護(hù)層的老化。光伏電站的電纜很多是裸露敷設(shè)的，太陽能組件到匯流箱甚至到逆變器的電纜大部分情況下是直接裸露敷設(shè)的，這要求電纜必須能夠耐受日光及紫外線的輻射，能夠保證在日光及紫外線的垂直輻射下長(zhǎng)時(shí)間正常工作。因此，合格的光伏電纜能夠在日光及紫外線輻射條件下長(zhǎng)時(shí)間正常工作，而常規(guī)電纜在日光及紫外線輻射條件下，其絕緣和護(hù)套均會(huì)加速老化，從而導(dǎo)致絕緣性能降低或失效、護(hù)套保護(hù)作用降低的問題。
光伏電站有些是建立在海邊、灘涂等特殊地區(qū)的。這些地區(qū)空氣鹽霧含量較高。某些光伏電站選址在以前的鹽場(chǎng)，該地區(qū)土壤中鹽份含量高。在上述環(huán)境條件下使用的電纜必須有較強(qiáng)耐鹽霧和酸堿性能。因此，合格的光伏電纜耐鹽霧和酸堿能力較強(qiáng)。某些光伏電站所在地區(qū)臭氧含量較高，而臭氧對(duì)電纜護(hù)層存在一定的腐蝕作用，即加快護(hù)層的老化，影響電纜的使用。常規(guī)電纜沒有考慮臭氧對(duì)電纜護(hù)層的影響，而光伏電纜設(shè)計(jì)時(shí)則考慮了這一影響。因此，即使在臭氧含量較高的地區(qū)，光伏電纜也能長(zhǎng)時(shí)間正常工作。
光伏電纜具備的上述特性，可適用于不同環(huán)境條件下的光伏電站，保證其能長(zhǎng)期安全運(yùn)行，而常規(guī)電纜則難以達(dá)到此目的。因此，在光伏電站建設(shè)項(xiàng)目中，特別是某些環(huán)境特殊的光伏電站建設(shè)項(xiàng)目，選用光伏電纜替代常規(guī)電纜能有效保證電站長(zhǎng)期、穩(wěn)定運(yùn)行，從而保證了電站良好的長(zhǎng)期運(yùn)營(yíng)效益。