V afotovoltaický (PV) systém, typ použitého drátu je zásadní pro zajištění bezpečného a efektivního přenosu energie ze solárních panelů do střídače a dalších komponent. Drát musí být odolný, odolný vůči počasí a je schopen odolat vysokých teplotách, expozice UV a mechanickému napětí. Níže jsou uvedeny nejběžnější typy drátu používaných v PV systémech:
1. Solární kabel (Fotovoltaický kabel)
Primárním typem drátu používaného v PV systémech je sluneční kabel, speciálně navržený pro náročné podmínky solární energie. Tyto kabely se liší od standardních elektrických kabelů díky jejich vylepšeným funkcím, díky nimž jsou ideální pro solární instalace.
Klíčové vlastnosti solárního kabelu:
Odolnost proti UV: Solární kabely jsou odolné proti UV, což znamená, že mohou snášet dlouhodobě vystavení slunečnímu světlu bez degradování. To je nezbytné, protože solární systémy jsou obvykle instalovány venku, kde jsou kabely vystaveny přímému slunečnímu světlu.
Teplotní odolnost: Solární kabely mohou fungovat v širokém rozsahu teplot, obvykle od -40 stupně do +90 stupně (-40 stupeň f až +194 stupeň f). Tato teplotní odpor zajišťuje, že účinně fungují v horkém a chladném prostředí.
Trvanlivost: Vnější izolace solárních kabelů je navržena tak, aby odolávala otěru, chemické expozici a mechanickému stresu. Díky tomu jsou vhodné pro exponované i podzemní instalace.
Dlouhá životnost: Solární kabely jsou navrženy tak, aby vydržely roky 25+, což odpovídá typické životnosti solárních systémů.
Typy solárního kabelu:
1.1 Twin-Core Solar Cable (solární PV kabel)
Materiál: Tyto kabely se obvykle skládají z měděných vodičů (někdy hliníku), které poskytují dobrou elektrickou vodivost.
Izolace: Mají izolaci XLPE (zesítěný polyethylen) nebo EPR (ethylen propylenový guma), která je vysoce odolná vůči UV světlu, povětrnostním podmínkám a vysokým teplotám.
Hodnocení napětí: Solární kabely jsou navrženy tak, aby zvládly vysoké napětí DC (přímý proud), obvykle v rozmezí od 600 V do 1500 V nebo dokonce vyšší pro větší a pokročilejší solární systémy.
Použití: Používají se pro propojení solárních panelů, jakož i pro spojení mezi solárními polími a střídači.
1.2 Sluneční kabel MC4
Specializované konektory: Konektory MC4 se často používají se solárními kabely k zajištění bezpečného vodotěsného spojení mezi solárními panely. Tyto konektory jsou běžně spárovány se slunečními kabely, aby se zajistila spolehlivá připojení, která zabraňují zkratům a ztrátě energie.
Aplikace: Kabely MC4 se používají primárně v konfiguraci řetězce, kde je v řadě připojeno více solárních panelů.
1.3 Zapojení pro střídače a baterie
Pro připojení ze solárních panelů k střídači se používají PV kabely s dostatečným hodnocením napětí. Podobně pro systémy skladování baterií v nastavení mimo síť nebo hybridních solárních systémech se používají kabely určené k zpracování proudu DC i AC.
2. Ostatní dráty v PV systémech
Kromě primárního solárního kabelu mohou být v PV systému také použity i jiné typy drátu v závislosti na konfiguraci:
2.1 AC zapojení (pro systémy vázané na mřížku)
Typ: Thhn(Termoplastické vysoce tepelně rezistentní na nylon-potahované) nebo XHHW (zesítěný vysoký tepelně rezistentní drát) se běžně používají pro střídavou stranu systému, kde je elektřina přeměněna z DC (přímý proud) na střídavý proud (střídavý proud) měničem.
Aplikace: Tyto dráty se používají pro elektrické vedení mezi střídačem a elektrickým panelem v systémech vázaných na mřížku.
Funkce: Tyto kabely jsou obvykle hodnoceny na 600 V nebo 1000 V, s dobrou izolací proti teplu, vodě a mechanickému napětí.
2.2 Uzemňovací drát
Použití: V jakémkoli elektrickém systému, včetně PV systémů, je pro bezpečnost nezbytné správné uzemnění. Uzemňovací dráty se používají k připojení systému k Zemi a poskytují cestu pro poruchové proudy.
Materiál: Uzemňovací drát je obvykle vyroben z mědi nebo hliníku a používá se k připojení střídače a dalších elektrických součástí k zemi.
3. Klíčové standardy pro solární kabely
Solární kabely musí dodržovat určité standardy, aby zajistily jejich bezpečnost, spolehlivost a trvanlivost. Mezi nejčastější standardy pro solární kabely patří:
IEC 60216: Tento standard specifikuje tepelnou vytrvalost materiálů používaných v elektrických kabelech a zajišťuje, že během delší období odolávají vysokým teplotám.
IEC 60332-1: Fire Safety Standard, který určuje charakteristiky šíření plamenů kabelů. Solární kabely musí splňovat tento standard, aby se zajistilo, že v případě poruchy nepropagují oheň.
UL 4703: Jedná se o severoamerický standard speciálně pro fotovoltaický drát, který zajišťuje, že kabel je bezpečný pro použití ve solárních systémech.
Tuv: Německá certifikace TUV je často aplikována na kabely, aby naznačovala, že prošly přísným testováním, včetně testů na odpor UVR, trvanlivost a požární odolnost.
4. Proč jsou pro PV systémy potřebné speciální kabely
Na rozdíl od typických elektrických instalací čelí sluneční systémy specifické výzvy, které vyžadují speciální kabely:
Podmínky prostředí: Solární systémy jsou instalovány venku, kde jsou kabely vystaveny extrémním povětrnostním podmínkám (např. UV záření, kolísání teploty, vlhkost).
DC síla: Solární pole generují přímý proud (DC), který má odlišné vlastnosti ve srovnání s střídavým proudem (AC). DC napájení má tendenci způsobovat více zahřívání v drátech, takže kabely je třeba hodnotit, aby bylo možné bezpečně zvládnout vyšší napětí a proudy.
Dlouhodobou trvanlivost: Solární instalace jsou navrženy tak, aby fungovaly po dobu 25 a více let, takže kabely musí být dostatečně odolné, aby vydržely po celou dobu životnosti systému bez degradování nebo selhání.