Wie wählt man das richtige Kabel für große bodengebundene Photovoltaik-Kraftwerke aus?

Mit der Beschleunigung der globalen Energiewende haben sich bodenmontierte Solarparks im Versorgungsmaßstab zu einem Schlüsselfaktor für die Erzeugung erneuerbarer Energien entwickelt. Im Vergleich zu Dachanlagen erfordern diese Großanlagen eine höhere Kapazität, längere Betriebsdauern und eine überlegene Zuverlässigkeit.

In einer Photovoltaikanlage sind die Kabel das „Nervensystem“, das die Module und Kämme miteinander verbindet.Interne Verteilerkästen, Wechselrichter und Netzanschlusspunkte. Ihre Leistungsfähigkeit beeinflusst direkt die Effizienz der Stromerzeugung und die Lebensdauer des Systems. Eine falsche Kabelauswahl kann zu Leistungsverlusten, Isolationsbeeinträchtigungen und sogar Ausfallzeiten führen.

Wie sollten Kabel für großflächige bodengebundene Photovoltaik-Kraftwerke wissenschaftlich ausgewählt werden?

1. Besondere Kabelanforderungen für großflächige bodengebundene Photovoltaik-Kraftwerke

Aufgrund der komplexen Betriebsbedingungen und der Notwendigkeit, über 25 Jahre zu betreiben, müssen bei der Kabelauswahl für große Photovoltaik-Kraftwerke folgende Aspekte berücksichtigt werden:

• Hohe Spannungsfestigkeit und hohe Strombelastbarkeit

Aufgrund der großen Systemkapazität müssen die Kabel höheren Gleichspannungen (typischerweise 1500 V DC) und größeren Wechselströmen standhalten, um einen sicheren Betrieb zu gewährleisten.

• Hohe Temperatur-, UV- und Witterungsbeständigkeit

Die Kabel sind über längere Zeiträume dem Sonnenlicht ausgesetzt und müssen starker UV-Strahlung, hohen und niedrigen Temperaturen, Regen und Schnee standhalten.

• Beständig gegen mechanische Belastung

Während der Installation kann das Kabel mechanischen Kräften ausgesetzt sein, wie z. B. dem Ziehen über lange Strecken, der Bedeckung mit Erde und der Verdichtung durch die Bauarbeiten.

• Nagetiersicher, insektensicher und feuchtigkeitsbeständig

Freistehende Kraftwerke, die weitab von städtischen Gebieten liegen, sind oft Nagetierbissen, Insektenschäden und feuchten unterirdischen Umgebungen ausgesetzt.

• Lange Lebensdauer und geringe Wartungskosten

Die angestrebte Betriebsdauer beträgt 25-30 Jahre, wodurch Wartungskosten und Ausfallzeiten aufgrund des Kabelaustauschs reduziert werden.

2. Haupttypen und Anwendungsszenarien von Photovoltaikkabeln

(1) DC-Kabel

• Gemeinsame Normen: PV1-F (TÜV 2 PfG 1169/08.2007), EN50618 (H1Z2Z2-K)
• Wird für die Gleichstromverbindung zwischen Komponenten und Kombinationsbox sowie zwischen Kombinationsbox und Wechselrichter verwendet.

Eigenschaften: Hochspannungsbeständigkeit, UV-Beständigkeit, Säure- und Laugenbeständigkeit, Verschleißfestigkeit

(2) Netzkabel

• Gängige Modelle: YJV, YJLV (vernetztes Polyethylen isoliert) Stromkabel)
• Wird zwischen Wechselrichter und Druckerhöhungsstation sowie zwischen Druckerhöhungsstation und Netzanschlusspunkt verwendet.
• Merkmale: Hoher Isolationsgrad, gute mechanische Festigkeit

(3) Auswahl zwischen Aluminiumkern und Kupferkern

• Kupferkern: ausgezeichnete Leitfähigkeit und gute Flexibilität, aber relativ hoher Preis und hohes Gewicht
• Aluminiumkern (Leiter aus Aluminiumlegierung): geringes Gewicht, hohes Kosten-Nutzen-Verhältnis, geeignet für Langstreckenverlegung und kostensensible Projekte
• Viele Großanlagen verwenden Aluminiumkernkabel für die Wechselstromseite, um die Gesamtinvestition zu reduzieren.

(4) Spezialkabel

• Anti-Salznebel-Kabel (für Küsten-PV-Anlagen)
• Nager- und termitenresistente Kabel (für unwegsames/abgelegenes Gelände)
• Feuerbeständige oder raucharme halogenfreie Kabel (für höhere Sicherheitsanforderungen)
  
  

3. Analyse der wichtigsten Auswahlkriterien

• Nennspannung und Querschnittsfläche

Die Querschnittsfläche muss auf Basis der Systemkapazität, des Spannungsniveaus, der Leitungslänge und des zulässigen Spannungsabfalls berechnet werden.

Beispielsweise muss in einem 1500-V-Gleichstromsystem sichergestellt werden, dass der Spannungsabfall am Punkt maximaler Leistung den vorgegebenen Bereich nicht überschreitet.

• Isolierungs- und Mantelmaterialien

XLPO (vernetztes Polyolefin): Hohe Temperaturbeständigkeit (125 °C), UV-Beständigkeit und ausgezeichnete mechanische Eigenschaften

PVC: Kostengünstig, aber weniger witterungs- und temperaturbeständig

EVA: raucharme, halogenfreie Materialien: Umweltfreundlich und feuerfest

• Temperaturbereich und Strombelastbarkeit

Gewährleisten Sie einen langfristig stabilen Betrieb im Bereich von -40 °C bis +90 °C (sogar 125 °C) mit ausreichender Stromkapazitätsreserve.

• Normen und Zertifizierungen

Vorzugsweise sollten Produkte mit internationalen Zertifizierungen wie TÜV, IEC, UL und CE ausgewählt werden, um die Einhaltung der Anforderungen ausländischer Projekte zu gewährleisten.

• Dauerhaftigkeitsprüfung

Beinhaltet Testdaten für UV-Alterung, Salzsprühkorrosion, Abriebfestigkeit und Wasserbeständigkeit.

4. Verlege- und Installationsempfehlungen

• Verlegemethodenoptionen:

Unterirdisch (kostengünstig, erfordert aber Schutz vor Feuchtigkeit und Nagetieren), Freileitung (wartungsarm, erfordert aber Schutz vor Wind und Blitzschlag), Kabelgraben (hohe Sicherheit, aber hohe Investitionskosten)

• Vorsichtsmaßnahmen beim Bau:

1. Vermeiden Sie den direkten Kontakt von Kabeln mit heißen Metalloberflächen.
2. Den Biegeradius kontrollieren (im Allgemeinen mindestens das 6- bis 8-fache des Kabelaußendurchmessers).
3. Längenzugabe für thermische Ausdehnung und Kontraktion berücksichtigen
4. Verwenden Sie kompatible, wasserdichte und UV-beständige Steckverbinder.

5. Häufige Auswahlfehler und Fallstudien

• Kleiner Querschnitt: Kabelüberhitzung und erhöhter Leistungsverlust
• Verwendung herkömmlicher Stromkabel anstelle von Photovoltaikkabeln: Schnelle Alterung der Isolierung und erhöhtes Kurzschlussrisiko
• Unsachgemäße Handhabung von Aluminiumkernsteckverbindern: Hoher Kontaktwiderstand, Erhitzung oder sogar Verbrennung.
• Unzureichender Baustellenschutz: Frühe Schäden durch Quetschungen und Nagetierbisse während der Erdarbeiten

6. Kosten- und Lebenszyklusüberlegungen

Obwohl von hoher Qualität SolarkabelSie erfordern zwar eine höhere Anfangsinvestition, können aber über einen 25-jährigen Betriebszyklus hinweg die Kosten erheblich senken:

• Ausfall- und Wartungskosten
• Leistungsverlust aufgrund von Energieverlust
• Entschädigungsrisiken aufgrund von Unfällen

Laut Branchenangaben machen die Kabelkosten weniger als 5 % der Gesamtinvestition in ein PV-Kraftwerk aus, ihre Leistungsfähigkeit beeinflusst jedoch über 20 % der Wirtschaftlichkeit über den gesamten Lebenszyklus.

7. Schlussfolgerung und Beschaffungsempfehlungen

• Wählen Sie den richtigen Lieferanten: Wählen Sie Hersteller mit internationalen Zertifizierungen, stabilen Lieferkapazitäten und langjähriger Exporterfahrung.
• Anpassung an die Projektbedingungen: Auswahl von Materialien und Konstruktionen, die auf Umgebungsbedingungen wie hohe Temperaturen, Salznebel, Staub und Feuchtigkeit abgestimmt sind.

Wir sind spezialisiert auf die Forschung, Entwicklung und Produktion von Solarkabeln. Unsere Produkte werden in über 80 Länder in Europa, dem Nahen Osten, Südostasien und Afrika exportiert. Wir bieten eine Vielzahl kundenspezifischer Lösungen an, darunter Kabel mit verzinntem Kupferkern, Solarkabel aus Aluminiumlegierung, nagetier- und termitenbeständige Kabel sowie salzsprühbeständige Kabel.

Wenn Sie Kabel für eine großflächige Freiflächen-Photovoltaikanlage auswählen, kontaktieren Sie uns bitte für technische Unterstützung und ein individuelles Angebot.