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淺析光伏電纜替代常規電纜的必要性


  近年來,在國家相關政策支持、引導下,太陽能光伏發電產業迅猛發展,光伏電站裝機容量逐年遞增。但因國產光伏電纜的研發及其市場推廣工作相對滯后,在光伏電站建設及運行過程中,光伏電站設備連接電纜仍采用常規電纜。因常規電纜在設計及制造過程中沒有考慮復雜多變的光伏電站使用和敷設環境等因素而無法滿足使用要求,導致光伏電站質量問題頻發。特別是常規電纜本身的性能無法滿足電站使用環境的要求而導致的質量問題尤為明顯。而專用的光伏電纜按照復雜多變的光伏電站使用環境進行設計,能夠滿足光伏電站的敷設、運行要求。在光伏電站特別是直流側使用專用光伏電纜能夠有效減少質量問題的發生。
  在我國的各地均建有光伏電站,這就要求電纜的耐溫等級范圍較大,如在我國的西部及北部地區要求電纜能夠承受較低的溫度,個別地區極端低溫能夠達到零下-40℃左右,甚至更低的氣溫。而在我國的東部及南部地區地表溫度很容易達到+70℃以上,考慮導體工作溫度高于環境溫度并產生熱量揮發,同時考慮在屋頂不通風及橋架的散熱效果不佳的區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材料的絕緣和護層老化有直接影響,特別是日溫差及年溫差較大地區及潮濕多雨地區對材料的絕緣和護層老化性能影響更大。我國的魚光互補項目中很多電站直接建立在魚塘或水面之上,要求電纜長期在潮濕環境下正常工作。常規電纜的性能沒有考慮濕熱變化對材料老化性能的影響,而光伏專用電纜在設計上則考慮了濕熱環境對絕緣和護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溫度及濕度變化的要求。
  光伏電站日照時間均較長,其承受太陽光輻照的強度較大,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層的老化。光伏電站的電纜很多是裸露敷設的,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時間正常工作。因此,合格的光伏電纜能夠在日光及紫外線輻射條件下長時間正常工作,而常規電纜在日光及紫外線輻射條件下,其絕緣和護套均會加速老化,從而導致絕緣性能降低或失效、護套保護作用降低的問題。
  光伏電站有些是建立在海邊、灘涂等特殊地區的。這些地區空氣鹽霧含量較高。某些光伏電站選址在以前的鹽場,該地區土壤中鹽份含量高。在上述環境條件下使用的電纜必須有較強耐鹽霧和酸堿性能。因此,合格的光伏電纜耐鹽霧和酸堿能力較強。某些光伏電站所在地區臭氧含量較高,而臭氧對電纜護層存在一定的腐蝕作用,即加快護層的老化,影響電纜的使用。常規電纜沒有考慮臭氧對電纜護層的影響,而光伏電纜設計時則考慮了這一影響。因此,即使在臭氧含量較高的地區,光伏電纜也能長時間正常工作。
  光伏電纜具備的上述特性,可適用于不同環境條件下的光伏電站,保證其能長期安全運行,而常規電纜則難以達到此目的。因此,在光伏電站建設項目中,特別是某些環境特殊的光伏電站建設項目,選用光伏電纜替代常規電纜能有效保證電站長期、穩定運行,從而保證了電站良好的長期運營效益。
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