Dzięki specjalnym przewodom i kablom jest możliwe wykonanie połączeń nie tylko pomiędzy modułami fotowoltaicznymi, ale również w zakresie ciągów modułów i połączeń pomiędzy innymi urządzeniami systemów fotowoltaicznych.

kable i przewody w instalacjach fotowoltaicznych2

Chodzi tutaj przede wszystkim o połączenia modułów z przemiennikiem DC/AC. W zależności od aplikacji kable są jedno- i wielożyłowe prowadzone zarówno wewnątrz i na zewnątrz budynków jak i w ziemi. Mogą to być również połączenia ruchome. Stąd też od kabli stosowanych w instalacjach fotowoltaicznych wymaga się wytrzymałości na obciążenia i działania wysokich temperatur przy wysokiej elastyczności. Niektóre przewody mają klasę 5 giętkości. Trzeba mieć na uwadze szeroki zakres temperatury pracy mieszczący się pomiędzy -40°C a 110°C. Jest to ważne do tego aby nie zachodził tzw. zimny przepływ prowadzący do nierównomiernego ułożenia wyrobów kablowych i zwarcia. Istotną rolę odgrywa zapewnienie stabilności parametrów nie tylko fizycznych, ale i elektrycznych zwłaszcza przy działaniu skrajnych czynników zewnętrznych. Na etapie wyboru odpowiedniego kabla oprócz właściwości mechanicznych istotną rolę odgrywają parametry elektryczne takie jak obciążenie prądowe i napięcie elektryczne. Jak wiadomo przeciążone przewody ulegają szybszemu starzeniu i tracą swoje właściwości zarówno izolacyjne jak i mechaniczne. Wyższa temperatura wynikająca ze złego doboru przekroju kabli powoduje nie tylko przegrzanie ale i uszkodzenie izolacji.

Bezpieczeństwo pożarowe

W odniesieniu do kabli fotowoltaicznych szczególną rolę odgrywa bezpieczeństwo pożarowe. Jest to szczególnie ważne w przypadku instalacji PV montowanych na budynkach i innych obiektach, w których przebywają ludzie. Stąd też kable powinny spełniać wymagania w zakresie nierozprzestrzeniania ognia. Muszą być one również bezhalogenowe po to aby instalacja nie stwarzała zagrożenia także podczas pożaru. Zastosowanie znajdują więc specjalne materiały, dzięki którym nie dochodzi do emisji szkodliwych związków halogenowych zawierających chlorowce – F, Cl, Br, I). Ważne jest również aby emisja dymu była na możliwie najniższym poziomie oraz nie były wytwarzane gazy trujące i toksyczne. Kable nie mogą wytwarzać gazów korozyjnych powodujących uszkodzenie konstrukcji metalowych będących elementami składowymi instalacji fotowoltaicznej.

kable i przewody w instalacjach fotowoltaicznych

Inne wymagania

Żyły kabli fotowoltaicznych najczęściej wytwarza się z miedzi ocynkowanej ze względu na dużą odporność na utlenianie, natomiast izolacje i powłoki zewnętrzne niejednokrotnie produkuje się z gumy. Jak wiadomo materiał ten jest odporny na rozdarcia, działanie wody oraz oddziaływanie czynników atmosferycznych. Ważna jest przy tym dobra izolacja i odporność mechaniczna. W efekcie zyskuje się długi okres eksploatacji kabli – dłuższy w porównaniu do PVC. W zakresie innych wymagań warto sprawdzić czy kable spełniają standardy w zakresie odporności na promieniowanie UV i działanie warunków pogodowych. Szczegółowe wymagania w tym zakresie są zawarte w normie HD 605/A1. Oprócz tego nie mniej ważne jest zdefiniowanie materiałów użytych do produkcji kabla pod kątem normy EN 60216. Właściwość w tym zakresie przekłada się na długotrwałą eksploatację kabla.

kable i przewody w instalacjach fotowoltaicznych3

Złącza fotowoltaiczne

Z odpowiednimi kablami powinny iść w parze właściwie dobrane złącza fotowoltaiczne. Od nich również w dużej mierze zależy bezpieczeństwo i bezawaryjna praca instalacji fotowoltaicznej. Ponadto złącza są gwarancją łatwego podłączenia elementów instalacji bez konieczności używania specjalistycznych narzędzi. Złącza, podobnie tak jak i kable, muszą być odporne na działanie skrajnych czynników zewnętrznych takich jak zmienne temperatury, opady deszczu, promieniowanie UV czy zanieczyszczenia środowiska. W zakresie parametrów elektrycznych ważne jest odpowiednie napięcie i obciążenie prądowe. Na etapie wyboru odpowiedniego złącza bierze się pod uwagę odpowiednią konstrukcję zarówno części męskiej jak i żeńskiej. Ważny jest materiał wykonania, kształt styków oraz siły dociskowe pomiędzy częścią żeńską i męską. Z kolei konstrukcja izolatora powinna gwarantować skuteczne ryglowanie obu części przy zapewnieniu dobrej izolacji. Niewłaściwe dopasowanie elementów złącza przyczyni się do rozszczelnienia a nawet rozłączenia w efekcie naprężenia przewodów. 

Podsumowanie

Kable przeznaczone do instalacji fotowoltaicznych powinno cechować przynajmniej kilka właściwości. Stąd też ważna jest giętkość żył (UNE EN 60228, IEC 60228), odporność na rozprzestrzenianie płomienia (UNE EN 60332-1, IEC 60332-1), wydzielanie gazów toksycznych (UNE EN 60754, IEC 60754), a także emisja dymu (UNE EN 61034-1, IEC 61034-1-2) oraz wydzielanie gazów korozyjnych (pH ≥ 4,3, C < 10 mS/mm: UNE EN 60754-2; IEC 60754-2). Trzeba mieć również na uwadze odporność na ozon (EN 60811-2-1), warunki pogodowe/ UV (HD 605/A1), wilgoć i wodę (EN 60811-1-3), a także odporność na substancje kwaśne i zasadowe (EN 60811-2-1), ścieranie (EN 50305) i rozdarcie (EN 60811).

Damian Żabicki

Więcej na temat: