อธิบายเกี่ยวกับสายเคเบิลโซลาร์เซลล์: ความแตกต่างด้านโครงสร้างและวัสดุเมื่อเทียบกับสายเคเบิลทั่วไป

ด้วยการพัฒนาอย่างรวดเร็วของระบบผลิตไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ (PV) ทั่วโลก สายเคเบิลพลังงานแสงอาทิตย์ (สายเคเบิล PV) ซึ่งเป็นส่วนประกอบสำคัญที่เชื่อมต่อแผงโซลาร์เซลล์ อินเวอร์เตอร์ และกล่องรวมสาย จึงมีบทบาทสำคัญอย่างยิ่งต่อความปลอดภัยและอายุการใช้งานโดยรวมของโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ เมื่อเปรียบเทียบกับสายไฟทั่วไป สายเคเบิลพลังงานแสงอาทิตย์มีโครงสร้างและการเลือกใช้วัสดุที่เฉพาะเจาะจงกว่า

1. สายเคเบิลโซลาร์เซลล์คืออะไร?

สายเคเบิลโซลาร์เซลล์ หรือที่รู้จักกันในชื่อสายเคเบิลสำหรับระบบผลิตไฟฟ้าจากพลังงานแสงอาทิตย์ หรือสายเคเบิลเฉพาะสำหรับ PV นั้น ส่วนใหญ่ใช้ในโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ ระบบผลิตไฟฟ้าจากพลังงานแสงอาทิตย์แบบกระจาย และการติดตั้ง PV บนหลังคา รุ่นที่ใช้กันทั่วไป ได้แก่ PV1-F และ H1Z2Z2-K ซึ่งเป็นไปตามมาตรฐานสากล เช่น EN 50618 และ IEC 62930

เนื่องจากสายเคเบิล PV สัมผัสกับสภาพแวดล้อมภายนอกอย่างต่อเนื่อง จึงต้องทำงานได้อย่างน่าเชื่อถือภายใต้สภาวะอุณหภูมิสูง รังสีอัลตราไวโอเลตที่รุนแรง อุณหภูมิต่ำ ความชื้น และโอโซน ดังนั้น ความต้องการวัสดุฉนวนและวัสดุหุ้มจึงสูงกว่าสายเคเบิลทั่วไปอย่างมาก คุณลักษณะทั่วไป ได้แก่ ความทนทานต่ออุณหภูมิสูงและต่ำ ความทนทานต่อการเสื่อมสภาพจากรังสี UV ที่ดีเยี่ยม ความทนทานต่อการกัดกร่อนทางเคมี การหน่วงไฟ ความเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม และอายุการใช้งานที่ออกแบบไว้ 25 ปีขึ้นไป

2. ความท้าทายของวัสดุสายเคเบิลในการใช้งานด้านเซลล์แสงอาทิตย์

ในการใช้งานจริง สายเคเบิลโซลาร์เซลล์มักถูกติดตั้งกลางแจ้งโดยตรง ตัวอย่างเช่น ในภูมิภาคยุโรป อุณหภูมิแวดล้อมของระบบโซลาร์เซลล์อาจสูงถึง 100°C ในสภาพที่มีแดดจัด ในขณะเดียวกัน สายเคเบิลก็ต้องเผชิญกับรังสี UV ในระยะยาว การเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิระหว่างกลางวันและกลางคืน และแรงกดทางกล

ภายใต้สภาวะดังกล่าว สายเคเบิล PVC มาตรฐานหรือสายเคเบิลยางทั่วไปไม่สามารถรักษาประสิทธิภาพการทำงานที่เสถียรในระยะยาวได้ แม้แต่สายเคเบิลยางที่ทนอุณหภูมิได้ถึง 90°C หรือสายเคเบิล PVC ที่ทนอุณหภูมิได้ถึง 70°C ก็มีแนวโน้มที่จะเกิดการเสื่อมสภาพของฉนวน การแตกร้าวของปลอกหุ้ม และประสิทธิภาพการทำงานลดลงอย่างรวดเร็วเมื่อนำไปใช้ในระบบเซลล์แสงอาทิตย์กลางแจ้ง ซึ่งจะทำให้อายุการใช้งานของระบบสั้นลงอย่างมาก

3. ประสิทธิภาพหลักของสายเคเบิลโซลาร์เซลล์: วัสดุฉนวนและปลอกหุ้มแบบพิเศษ

ข้อได้เปรียบด้านประสิทธิภาพที่สำคัญของสายเคเบิลโซลาร์เซลล์นั้น ส่วนใหญ่มาจากการใช้วัสดุฉนวนและวัสดุหุ้มที่ออกแบบมาเฉพาะสำหรับโซลาร์เซลล์ วัสดุหลักที่ใช้ในปัจจุบันคือโพลีโอเลฟินที่เชื่อมโยงด้วยรังสี ซึ่งโดยทั่วไปแล้วจะใช้โพลีเอทิลีน (PE) คุณภาพสูงหรือโพลีโอเลฟินชนิดอื่นเป็นพื้นฐาน

การฉายรังสีอิเล็กตรอนทำให้สายโซ่โมเลกุลของวัสดุเกิดการเชื่อมโยงกัน ส่งผลให้โครงสร้างเปลี่ยนจากเทอร์โมพลาสติกเป็นเทอร์โมเซต กระบวนการนี้ช่วยเพิ่มความทนทานต่อความร้อน ความทนทานต่อการเสื่อมสภาพ และสมรรถนะเชิงกลได้อย่างมาก วัสดุโพลีโอเลฟินที่เชื่อมโยงกันด้วยรังสีช่วยให้สายเคเบิลโซลาร์เซลล์สามารถทำงานได้อย่างต่อเนื่องที่อุณหภูมิ 90–120°C ในขณะเดียวกันก็ให้ความยืดหยุ่นที่ดีเยี่ยมที่อุณหภูมิต่ำ ความทนทานต่อรังสียูวี ความทนทานต่อโอโซน และความทนทานต่อการแตกร้าวจากความเครียดทางสิ่งแวดล้อม นอกจากนี้ วัสดุเหล่านี้ยังปราศจากฮาโลเจนและเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม

4. การเปรียบเทียบโครงสร้างและวัสดุ: สายเคเบิลสำหรับแผงโซลาร์เซลล์เทียบกับสายเคเบิลทั่วไป

4.1 โครงสร้างและวัสดุทั่วไปของสายเคเบิลโซลาร์เซลล์

ตัวนำ: ตัวนำทองแดงอบอ่อนหรือตัวนำทองแดงชุบดีบุก ซึ่งรวมคุณสมบัติการนำไฟฟ้าสูงเข้ากับความต้านทานการกัดกร่อน

ชั้นฉนวน: สารประกอบฉนวนโพลีโอเลฟินที่เชื่อมโยงด้วยรังสี (วัสดุฉนวนเฉพาะสำหรับสายเคเบิล PV)

ชั้นนอกสุด: วัสดุหุ้มโพลีโอเลฟินที่ผ่านกระบวนการเชื่อมโยงด้วยรังสี ให้การปกป้องภายนอกอาคารในระยะยาว

4.2 โครงสร้างและวัสดุทั่วไปของสายเคเบิลแบบดั้งเดิม

ตัวนำ: ตัวนำทองแดงหรือตัวนำทองแดงชุบดีบุก

ชั้นฉนวน: สารประกอบฉนวน PVC หรือXLPE (โพลีเอทิลีนแบบเชื่อมโยงข้าม)สารประกอบฉนวน

ชั้นหุ้ม:พีวีซีสารประกอบสำหรับหุ้ม

5. ความแตกต่างพื้นฐานด้านประสิทธิภาพที่เกิดจากการเลือกใช้วัสดุ

จากมุมมองของตัวนำ สายเคเบิลโซลาร์เซลล์และสายเคเบิลทั่วไปนั้นโดยพื้นฐานแล้วเหมือนกัน ความแตกต่างพื้นฐานอยู่ที่การเลือกใช้วัสดุฉนวนและวัสดุหุ้ม

ฉนวน PVC และวัสดุหุ้ม PVC ที่ใช้ในสายเคเบิลทั่วไปนั้นเหมาะสำหรับใช้งานภายในอาคารหรือสภาพแวดล้อมที่ไม่รุนแรงมากนัก โดยมีความต้านทานต่อความร้อน รังสียูวี และการเสื่อมสภาพในระดับจำกัด ในทางตรงกันข้าม ฉนวนและวัสดุหุ้มโพลีโอเลฟินที่เชื่อมโยงด้วยรังสีซึ่งใช้ในสายเคเบิลโซลาร์เซลล์นั้นได้รับการพัฒนาขึ้นโดยเฉพาะสำหรับการใช้งานกลางแจ้งในระยะยาว และสามารถรักษาประสิทธิภาพทางไฟฟ้าและทางกลที่เสถียรภายใต้สภาวะแวดล้อมที่รุนแรงได้

ดังนั้น แม้ว่าการเปลี่ยนมาใช้สายเคเบิลสำหรับแผงโซลาร์เซลล์แทนสายเคเบิลทั่วไปอาจช่วยลดต้นทุนเริ่มต้นได้ แต่ก็เพิ่มความเสี่ยงในการบำรุงรักษาอย่างมากและทำให้อายุการใช้งานโดยรวมของระบบโซลาร์เซลล์สั้นลง

6. สรุป: การเลือกใช้วัสดุเป็นปัจจัยสำคัญที่กำหนดความน่าเชื่อถือในระยะยาวของระบบโซลาร์เซลล์

สายเคเบิลสำหรับแผงโซลาร์เซลล์ไม่ใช่สิ่งทดแทนสายเคเบิลทั่วไป แต่เป็นผลิตภัณฑ์สายเคเบิลเฉพาะที่ออกแบบมาสำหรับงานโซลาร์เซลล์โดยเฉพาะ ความน่าเชื่อถือในระยะยาวขึ้นอยู่กับการเลือกใช้วัสดุฉนวนและวัสดุหุ้มสายเคเบิล PV ประสิทธิภาพสูง โดยเฉพาะอย่างยิ่งการใช้ระบบวัสดุโพลีโอเลฟินที่เชื่อมโยงด้วยรังสีอย่างเหมาะสม

สำหรับนักออกแบบระบบเซลล์แสงอาทิตย์ ผู้ติดตั้ง และผู้จำหน่ายวัสดุสายเคเบิล ความเข้าใจอย่างถ่องแท้เกี่ยวกับความแตกต่างในระดับวัสดุระหว่างสายเคเบิลเซลล์แสงอาทิตย์และสายเคเบิลทั่วไปนั้นมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการรับประกันการทำงานที่ปลอดภัย เสถียร และยั่งยืนในระยะยาวของโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์