Odată cu dezvoltarea rapidă la nivel global a sistemelor fotovoltaice (PV) de generare a energiei, cablurile fotovoltaice (cablurile PV) - componente critice care conectează modulele PV, invertoarele și cutiile de combinare - joacă un rol decisiv în siguranța generală și durata de viață a unei centrale solare. Comparativ cu cablurile de alimentare convenționale, cablurile fotovoltaice prezintă designuri structurale și selecții de materiale pentru cabluri extrem de specializate.
1. Ce este un cablu fotovoltaic?
Un cablu fotovoltaic, cunoscut și sub denumirea de cablu solar sau cablu specific fotovoltaic, este utilizat în principal în centralele solare, sistemele fotovoltaice distribuite și instalațiile fotovoltaice de pe acoperișuri. Modelele comune includ PV1-F și H1Z2Z2-K, care respectă standardele internaționale precum EN 50618 și IEC 62930.
Întrucât cablurile fotovoltaice sunt expuse continuu la medii exterioare, acestea trebuie să funcționeze fiabil la temperaturi ridicate, radiații ultraviolete puternice, temperaturi scăzute, umiditate și expunere la ozon. Prin urmare, cerințele lor privind materialele de izolație și materialele de înveliș sunt semnificativ mai mari decât cele ale cablurilor obișnuite. Caracteristicile tipice includ rezistența la temperaturi ridicate și scăzute, rezistența excelentă la îmbătrânire UV, rezistența la coroziune chimică, ignifugarea, respectul față de mediu și o durată de viață proiectată de 25 de ani sau mai mult.
2. Provocări legate de materialele cablurilor în aplicațiile fotovoltaice
În aplicațiile din lumea reală, cablurile fotovoltaice sunt de obicei instalate direct în exterior. De exemplu, în regiunile europene, temperatura ambiantă a sistemelor fotovoltaice poate atinge 100°C în condiții însorite. În același timp, cablurile sunt supuse radiațiilor UV pe termen lung, fluctuațiilor de temperatură zi-noapte și solicitărilor mecanice.
În astfel de condiții, cablurile standard din PVC sau cablurile convenționale din cauciuc nu își pot menține performanța stabilă pe termen lung. Chiar și cablurile din cauciuc cu funcționare la 90°C sau cablurile din PVC cu funcționare la 70°C sunt predispuse la îmbătrânirea izolației, fisurarea tecii și degradarea rapidă a performanței atunci când sunt utilizate în sisteme fotovoltaice exterioare, scurtând semnificativ durata de viață a sistemului.
3. Performanța de bază a cablurilor fotovoltaice: materiale specializate de izolație și înveliș
Principalele avantaje de performanță ale cablurilor fotovoltaice provin în principal din compușii de izolație și de înveliș specifici pentru panouri fotovoltaice. Sistemul principal de materiale utilizat astăzi este poliolefina reticulată prin radiații, de obicei pe bază de polietilenă (PE) de înaltă calitate sau alte poliolefine.
Prin iradiere cu fascicul de electroni, lanțurile moleculare ale materialului sunt reticulate, transformând structura din termoplastică în termorezistentă. Acest proces îmbunătățește substanțial rezistența la căldură, rezistența la îmbătrânire și performanța mecanică. Materialele poliolefinice reticulate prin radiații permit cablurilor fotovoltaice să funcționeze continuu la 90–120°C, oferind în același timp o flexibilitate excelentă la temperaturi scăzute, rezistență la UV, rezistență la ozon și rezistență la fisurarea cauzată de stresul din mediul înconjurător. În plus, aceste materiale nu conțin halogeni și sunt conforme cu reglementările de mediu.
4. Comparație structurală și a materialelor: Cabluri fotovoltaice vs. cabluri convenționale
4.1 Structura și materialele tipice ale cablurilor fotovoltaice
Conductor: Conductor din cupru recopt sau conductor din cupru cositorit, combinând conductivitatea electrică ridicată cu rezistența la coroziune
Strat de izolație: Compus izolator din poliolefină reticulat prin radiații (material izolator specific cablurilor fotovoltaice)
Strat de înveliș: Compus de înveliș din poliolefină reticulată prin radiații, care oferă protecție pe termen lung la exterior
4.2 Structura și materialele tipice ale cablurilor convenționale
Conductor: Conductor de cupru sau conductor de cupru cositorit
Strat de izolație: compus izolator din PVC sauXLPE (polietilenă reticulată)compus izolator
Stratul de teacă:PVCcompus de înveliș
5. Diferențe fundamentale de performanță cauzate de selecția materialelor
Din perspectiva conductorului, cablurile fotovoltaice și cablurile convenționale sunt în esență aceleași. Diferențele fundamentale constau în alegerea materialelor de izolație și a materialelor de înveliș.
Compușii de izolație și manta din PVC utilizați în cablurile convenționale sunt potriviți în principal pentru medii interioare sau relativ blânde, oferind o rezistență limitată la căldură, expunere la UV și îmbătrânire. În schimb, compușii de izolație și manta din poliolefine reticulate la radiații utilizați în cablurile fotovoltaice sunt special dezvoltați pentru funcționare în exterior pe termen lung și pot menține performanțe electrice și mecanice stabile în condiții de mediu extreme.
Prin urmare, deși înlocuirea cablurilor fotovoltaice cu cabluri convenționale poate reduce costurile inițiale, aceasta crește semnificativ riscurile de întreținere și scurtează durata de viață totală a sistemului fotovoltaic.
6. Concluzie: Selecția materialelor determină fiabilitatea pe termen lung a sistemelor fotovoltaice
Cablurile fotovoltaice nu sunt simple înlocuitori pentru cablurile obișnuite, ci produse de cablu specializate, concepute special pentru aplicații fotovoltaice. Fiabilitatea lor pe termen lung depinde fundamental de selecția materialelor de izolație și de înveliș de înaltă performanță pentru cablurile fotovoltaice, în special de aplicarea corectă a sistemelor de materiale poliolefinice reticulate prin radiații.
Pentru proiectanții, instalatorii și furnizorii de materiale pentru cabluri de sisteme fotovoltaice, o înțelegere aprofundată a diferențelor la nivel de material dintre cablurile fotovoltaice și cablurile convenționale este esențială pentru a asigura funcționarea sigură, stabilă și pe termen lung a centralelor fotovoltaice.
Data publicării: 31 decembrie 2025