В условиях стремительного глобального развития фотоэлектрических (ФЭ) систем выработки электроэнергии фотоэлектрические кабели (ФЭ-кабели) — как важнейшие компоненты, соединяющие ФЭ-модули, инверторы и распределительные коробки — играют решающую роль в обеспечении общей безопасности и срока службы солнечной электростанции. По сравнению с обычными силовыми кабелями, фотоэлектрические кабели отличаются узкоспециализированной конструкцией и выбором материалов.
1. Что такое фотоэлектрический кабель?
Фотоэлектрический кабель, также известный как солнечный кабель или кабель, предназначенный для фотоэлектрических систем, в основном используется на солнечных электростанциях, распределенных фотоэлектрических системах и фотоэлектрических установках на крышах. К распространенным моделям относятся PV1-F и H1Z2Z2-K, которые соответствуют международным стандартам, таким как EN 50618 и IEC 62930.
Поскольку фотоэлектрические кабели постоянно подвергаются воздействию внешней среды, они должны надежно работать при высоких температурах, сильном ультрафиолетовом излучении, низких температурах, влажности и воздействии озона. В результате требования к изоляционным и оболочечным материалам для них значительно выше, чем для обычных кабелей. Типичные характеристики включают устойчивость к высоким и низким температурам, отличную устойчивость к УФ-старению, химическую коррозионную стойкость, огнестойкость, экологичность и расчетный срок службы 25 лет и более.
2. Проблемы, связанные с материалами кабелей в фотоэлектрических приложениях
В реальных условиях фотоэлектрические кабели обычно устанавливаются непосредственно на открытом воздухе. Например, в европейских регионах температура окружающей среды, контактирующей с фотоэлектрическими системами, может достигать 100°C в солнечную погоду. В то же время кабели подвергаются длительному воздействию ультрафиолетового излучения, колебаниям температуры в течение дня и ночи, а также механическим нагрузкам.
В таких условиях стандартные кабели с ПВХ-покрытием или обычные резиновые кабели не могут обеспечить стабильную долговременную работу. Даже резиновые кабели, рассчитанные на работу при 90°C, или кабели с ПВХ-покрытием, рассчитанные на 70°C, подвержены старению изоляции, растрескиванию оболочки и быстрому ухудшению характеристик при использовании в наружных фотоэлектрических системах, что значительно сокращает срок службы системы.
3. Основные характеристики фотоэлектрических кабелей: специализированные изоляционные и оболочные материалы.
Основные преимущества фотоэлектрических кабелей обусловлены, главным образом, использованием специальных изоляционных и оболочечных компаундов для фотоэлектрических систем. В настоящее время наиболее распространенной системой материалов является сшитый излучением полиолефин, как правило, на основе высококачественного полиэтилена (ПЭ) или других полиолефинов.
Под воздействием электронного пучка молекулярные цепи материала подвергаются сшиванию, преобразуя структуру из термопластичной в термореактивную. Этот процесс существенно повышает термостойкость, устойчивость к старению и механические характеристики. Радиационно сшитые полиолефиновые материалы позволяют фотоэлектрическим кабелям непрерывно работать при температуре 90–120 °C, обеспечивая при этом превосходную гибкость при низких температурах, устойчивость к УФ-излучению, озону и растрескиванию под воздействием окружающей среды. Кроме того, эти материалы не содержат галогенов и соответствуют экологическим стандартам.
4. Сравнительный анализ конструкции и материалов: фотоэлектрические кабели против обычных кабелей
4.1 Типичная структура и материалы фотоэлектрических кабелей
Проводник: Отожженный медный проводник или луженый медный проводник, сочетающий высокую электропроводность с коррозионной стойкостью.
Изоляционный слой: Изоляционный компаунд из полиолефина, сшитого под воздействием излучения (специальный изоляционный материал для фотоэлектрических кабелей).
Защитный слой: сшитый под воздействием излучения полиолефиновый компаунд, обеспечивающий долговременную защиту от воздействия окружающей среды.
4.2 Типичная структура и материалы обычных кабелей
Проводник: медный проводник или луженый медный проводник.
Изоляционный слой: ПВХ-изоляционный компаунд илиСшитый полиэтилен (XLPE)теплоизоляционный компаунд
Оболочечный слой:ПВХгерметик для обшивки
5. Фундаментальные различия в характеристиках, обусловленные выбором материалов.
С точки зрения проводника, фотоэлектрические кабели и обычные кабели по сути одинаковы. Основные различия заключаются в выборе изоляционных и оболочечных материалов.
ПВХ-изоляция и ПВХ-оболочка, используемые в обычных кабелях, в основном подходят для использования внутри помещений или в относительно умеренных условиях, обладая ограниченной устойчивостью к воздействию тепла, ультрафиолетового излучения и старению. В отличие от них, радиационно-сшитые полиолефиновые изоляционные и оболочные компаунды, используемые в фотоэлектрических кабелях, специально разработаны для длительной эксплуатации на открытом воздухе и способны сохранять стабильные электрические и механические характеристики в экстремальных условиях окружающей среды.
Таким образом, хотя замена фотоэлектрических кабелей на обычные может снизить первоначальные затраты, она значительно увеличивает риски технического обслуживания и сокращает общий срок службы фотоэлектрической системы.
6. Заключение: Выбор материалов определяет долгосрочную надежность фотоэлектрических систем.
Фотоэлектрические кабели — это не просто замена обычным кабелям, а специализированные кабельные изделия, разработанные специально для фотоэлектрических систем. Их долговременная надежность в значительной степени зависит от выбора высокоэффективных изоляционных и оболочечных материалов для фотоэлектрических кабелей, в частности, от правильного применения систем материалов из полиолефинов, сшитых излучением.
Для проектировщиков, монтажников и поставщиков кабельных материалов, занимающихся фотоэлектрическими системами, глубокое понимание различий на уровне материалов между фотоэлектрическими кабелями и обычными кабелями имеет важное значение для обеспечения безопасной, стабильной и долгосрочной работы фотоэлектрических электростанций.
Дата публикации: 31 декабря 2025 г.