Come scegliere il cavo giusto per impianti fotovoltaici terrestri di grandi dimensioni?

Con l’accelerazione della transizione energetica globale, gli impianti solari a terra su larga scala sono diventati un elemento chiave nella produzione di energia rinnovabile. Rispetto agli impianti sui tetti, queste installazioni su vasta scala richiedono una maggiore capacità, una maggiore durata operativa e un’affidabilità superiore.

In un sistema fotovoltaico, i cavi sono il “sistema nervoso” che collega i moduli,scatole interne, inverter e punti di connessione alla rete. Le loro prestazioni influiscono direttamente sull’efficienza di generazione di energia e sulla durata del sistema. Una selezione errata dei cavi può causare perdite di potenza, degrado dell’isolamento e persino tempi di inattività.

Come si dovrebbero dunque selezionare scientificamente i cavi per impianti fotovoltaici terrestri di grandi dimensioni?

 

 

1. Requisiti speciali per i cavi destinati agli impianti fotovoltaici terrestri di grandi dimensioni

A causa del complesso ambiente operativo e della necessità di un funzionamento di oltre 25 anni, la selezione dei cavi per impianti fotovoltaici su larga scala richiede le seguenti considerazioni:

• Elevata tensione nominale e elevata capacità di trasporto di corrente.

Data l’elevata capacità del sistema, i cavi devono resistere a tensioni CC più elevate (tipicamente 1500 V CC) e a correnti CA maggiori per garantire un funzionamento sicuro.

• Resistenza alle alte temperature, ai raggi UV e agli agenti atmosferici.

I cavi sono esposti alla luce solare per lunghi periodi e devono resistere a forti raggi UV, temperature elevate e basse, pioggia e neve.

• Resistente alle sollecitazioni meccaniche

Durante l’installazione, il cavo può essere soggetto a forze meccaniche quali il trascinamento su lunghe distanze, la copertura del terreno e la compattazione dovuta ai lavori di costruzione.

• A prova di roditori, insetti e umidità.

Le centrali elettriche a terra situate lontano dalle aree urbane sono spesso esposte a morsi di roditori, danni da insetti e ambienti sotterranei umidi.

• Lunga durata e bassi costi di manutenzione

La durata operativa prevista è di 25-30 anni, riducendo i costi di manutenzione e le perdite dovute ai tempi di inattività causati dalla sostituzione dei cavi.

2. Principali tipologie e scenari di applicazione dei cavi fotovoltaici

(1) Cavo CC

• Norme comuni: PV1-F (TÜV 2 PfG 1169/08.2007), EN50618 (H1Z2Z2-K)
• Utilizzato per il collegamento in corrente continua tra i componenti e la scatola di giunzione, tra la scatola di giunzione e l’inverter.

Caratteristiche: resistenza all’alta tensione, resistenza ai raggi UV, resistenza agli acidi e agli alcali, resistenza all’usura

(2) cavo CA

• Modelli comuni: YJV, YJLV (isolato in polietilene reticolato) Cavo di alimentazione)
• Utilizzato tra inverter e stazione di trasformazione, e tra stazione di trasformazione e punto di connessione alla rete.
• Caratteristiche: elevato grado di isolamento, buona resistenza meccanica

(3) Selezione del nucleo in alluminio rispetto al nucleo in rame

• Nucleo in rame: ottima conduttività e buona flessibilità, ma prezzo relativamente elevato e peso considerevole.
• Anima in alluminio (conduttore in lega di alluminio): leggerezza, elevato rapporto qualità-prezzo, adatto per la posa su lunghe distanze e per progetti in cui il costo è un fattore critico.
• Molti impianti di grandi dimensioni utilizzano cavi con anima in alluminio per il lato CA al fine di ridurre l’investimento totale

(4) Cavi per usi speciali

• Cavi anti-nebbia salina (per impianti fotovoltaici costieri)
• Cavi resistenti a roditori e termiti (per ambienti selvaggi/remoti)
• Cavi ignifughi o a bassa emissione di fumo e privi di alogeni (per requisiti di sicurezza più elevati)

 

3. Analisi dei principali indicatori di selezione

• Tensione nominale e area della sezione trasversale

L’area della sezione trasversale deve essere calcolata in base alla capacità del sistema, al livello di tensione, alla lunghezza della linea e alla caduta di tensione ammissibile.

Ad esempio, in un sistema a 1500 V CC, è necessario garantire che la caduta di tensione nel punto di massima potenza non superi l’intervallo specificato.

• Materiali isolanti e di rivestimento

XLPO (poliolefina reticolata): resistenza alle alte temperature (125 °C), resistenza ai raggi UV ed eccellenti proprietà meccaniche.

PVC: economico, ma con minore resistenza agli agenti atmosferici e alle variazioni di temperatura.

EVA: materiali a bassa emissione di fumo e privi di alogeni: ecocompatibili e ignifughi.

• Intervallo di temperatura e capacità di corrente

Garantire un funzionamento stabile a lungo termine nell’intervallo di temperatura compreso tra -40 °C e +90 °C (anche 125 °C), con un margine di capacità di corrente sufficiente.

• Standard e certificazioni

È preferibile scegliere prodotti con certificazioni internazionali come TÜV, IEC, UL e CE per garantire la conformità ai requisiti dei progetti esteri.

• Test di durabilità

Include dati di test relativi all’invecchiamento da raggi UV, alla corrosione in nebbia salina, alla resistenza all’abrasione e alla resistenza all’acqua.

4. Raccomandazioni per la posa e l’installazione

• Opzioni per il metodo di posa:

Sotterraneo (basso costo ma richiede protezione dall’umidità e dai roditori), aereo (facile manutenzione ma richiede protezione dal vento e dai fulmini), canalina per cavi (elevata sicurezza ma elevato investimento)

• Precauzioni da adottare in cantiere:

1. Evitare che i cavi entrino in contatto diretto con superfici metalliche calde.
2. Controllare il raggio di curvatura (generalmente non inferiore a 6-8 volte il diametro esterno del cavo).
3. Prevedere un margine di lunghezza per la dilatazione e la contrazione termica.
4. Utilizzare connettori compatibili impermeabili e resistenti ai raggi UV.

5. Errori comuni nella selezione e casi di studio

• Sezione trasversale ridotta: surriscaldamento del cavo e aumento della perdita di potenza.
• Utilizzo di cavi di alimentazione ordinari al posto dei cavi fotovoltaici: rapido invecchiamento dell’isolamento e maggiore rischio di cortocircuiti.
• Manipolazione impropria del connettore con nucleo in alluminio: elevata resistenza di contatto, surriscaldamento o addirittura bruciatura.
• Protezione inadeguata delle costruzioni: cedimenti precoci dovuti a schiacciamenti e morsi di roditori durante i lavori di sterro.

6. Considerazioni sui costi e sul ciclo di vita

Sebbene di alta qualità Cavo solareSebbene richiedano un investimento iniziale maggiore, su un ciclo di vita operativo di 25 anni possono ridurre significativamente:

• Costi di inattività e manutenzione
• Perdita di potenza dovuta a perdita di energia
• Rischi di risarcimento derivanti da incidenti

Secondo i dati del settore, il costo dei cavi rappresenta meno del 5% dell’investimento totale in un impianto fotovoltaico, ma le loro prestazioni incidono per oltre il 20% sulla redditività economica dell’intero ciclo di vita.

7. Conclusioni e raccomandazioni per gli appalti

• Scegli il fornitore giusto: seleziona produttori con certificazioni internazionali, capacità di consegna affidabili e una lunga esperienza nell’esportazione.
• Adattamento alle condizioni del progetto: selezionare materiali e strutture adatti ad ambienti quali alte temperature, nebbia salina, polvere e umidità.

Siamo specializzati nella ricerca, sviluppo e produzione di cavi solari. I nostri prodotti sono stati esportati in oltre 80 paesi tra Europa, Medio Oriente, Sud-est asiatico e Africa. Offriamo una varietà di soluzioni personalizzate, tra cui cavi solari con anima in rame stagnato, in lega di alluminio, resistenti a roditori e termiti e resistenti alla nebbia salina.

Se state selezionando cavi per un impianto fotovoltaico a terra di grandi dimensioni, contattateci per ricevere assistenza tecnica e un preventivo personalizzato.