Netinkami saulės elektrinės modulių laikikliai gali sugadinti stogo dangą, o netinkami kabeliai gali sudeginti visą elektrinę ir ne tik ją. Kokybiški PV (fotovoltiniai) kabeliai - elektrinės saugumo ir ilgaamžiškumo garantas. Kabelių tipai, kaip parinkti kabelius saulės elektrinei, vėjo jėgainei.kabeliai saulės jegainei

Svarbiausias saulės elektrinės komponentas yra saulės moduliai, bet jie neveiks nesujungti tarpusavyje, su inverteriu, su imtuvais, skaitikliu, taip pat reikalinga modulių apsauga nuo viršįtampių, įžeminimo kontūrams ir kt. Kabeliai saulės elektrinei reikalingi kaip cementas plytų sienai. Fotovoltiniai arba saulės elektrinės kabeliai sudaro tik 1-2 proc. visos saulės elektrinės kainos, bet sistemai jie yra labai svarbūs, jų neatitikimas paskirčiai ar gedimai sutrikdo visos saulės elektrinės darbą, o užsidegę gali ją ir visiškai sunaikinti. Įsigiję nepigius saulės modulius, vartotojai bando taupyti kabelių sąskaita, bet nepagalvoja, jog jie yra jungiamoji grandis, kuri turi tarnauti tiek pat ilgai, kiek ir saulės jėgainė. Pagal LST EN 50618 standartą kabelių tarnavimo laikas saulės elektrinėje turi būti ne trumpesnis kaip 25 metai.

Didžioji dalis saulės elektrinės kabelių eksploatuojami lauke, atšiauriomis sąlygomis, didelėse temperatūros ribose, todėl reikalavimai jų atsparumui didesni nei galios kabeliams. Saulės elektrinėms pritaikyti kabeliai žymimi PV santrumpa, dauguma PV laidų turi XLPE izoliaciją ir plikus arba alavuotus varinius laidininkus. Dėl XLPE izoliacijos kabelis yra atsparus dideliems temperatūros svyravimams, ozonui, ultravioletiniams spinduliams, saulės spinduliams ir drėgmei. Specialūs PV kabeliai yra itin patvarūs, sukurti taip, kad atlaikytų aplinkos sąlygas, susijusias su saulės energijos naudojimu.

Neretai taupydami ar iš nežinojimo kai kas saulės elektrinės sistemoje bando naudoti nepritaikytus pigesnius statybinius kabelius. Reiktų prisiminti, kad už saulės elektrinės medžiagų specifikaciją atsakingi projektuotojai - montuotojai, jei vartotojas elektrinę apdraudžia, atsitikus nelaimei jiems teks atlyginti nuostolius. Vartotojams reiktų atkreipti dėmesį, ar elektrinės projekte yra pažymėti kabelių standartai, jie turėtų būti nacionaliniai LST, europiniai LST HD arba LST EN, arba pasauliniai IEC.

PV laidai turi storesnę izoliaciją ir apvalkalą, atsparūs atmosferos poveikiams, atitinka pripažintus pasaulinius standartus: europinį standartą EN 50618 ir tarptautinį IEC 62930.

Kabelio parinkimas saulės elektrinei

Saulės elektrinė - ne toks paprastas įrenginys, kaip atrodo žvelgiant į mėlynas plokštes ant stogų. Kad būtų naudinga ir saugi, turi veikti kaip vientisas organizmas, kurį apjungia laidai ir kabeliai. Skirtingoms reikmėms naudojami skirtingų tipų kabeliai: kintamosios srovės, nuolatinės srovės kabeliai, kaupiklio, įžeminimo kabeliai.

Saulės modulių sujungimui su įtampos keitikliu - inverteriu reikia kabelių su nuolatinės srovės (DC) laidininku, inverterio jungtims su kaupikliu, elektros prietaisais ir kita namų įranga reikia kintamosios srovės (AC) laidininkų.

Pasirinkti tinkamus kabelius saulės elektrinės instaliacijai nėra banali užduotis. Būtina atsižvelgti į saulės elektrinės įtampą, srovę, atstumą iki elektros skydelio ir aplinkos sąlygas. Taip pat vertėtų atkreipti dėmesį, ar kabelio gamintojas yra Šiaurės Europos regione. Centrinės bei Pietų Europos šalyse dažnai naudojamos medžiagos, kurių atsparumas šalčiui nėra toks didelis. Pavyzdžiui, kabelių gamintojo „Prysmian Group Baltics" fotovoltinius kabelius galima tiesti esant -15 °C temperatūrai, tačiau daugelio kitų regionų gamintojų kabelius geriausiu atveju galima tiesti tik -5 °C ar netgi +5 °C temperatūroje.

Saulės elektrinėje naudojami kabeliai turi būti sertifikuoti ir tinkami eksploatuoti Lietuvos klimato sąlygomis. Atkreipkite dėmesį, ar kabelių techninėje specifikacijoje nurodomi standartai ir kokie jie - standartai turi būti europiniai arba tarptautiniai. Geriau netaupyti ir neieškoti nežinia kokios kokybės pigesnių kabelių, nes dėl to galima prarasti didelę investiciją. Laidų skerspjūvis ir ilgis priklauso nuo saulės elektrinės galios, pavyzdžiui, iki 5 kW saulės elektrinei reikėtų 4 kv.mm skerspjūvio, virš 5 kW galios elektrinei reikės 6 kv.mm laidų. Bet tikslų laidų skerspjūvį turi parinkti saulės elektrinę projektuojantis specialistas.

4 žingsniai, kaip parinkti kabelį saulės elektrinei

Galima sakyti, kad yra 4 svarbiausi kabelio parinkimo saulės elektrinei žingsniai:

✔      Įtampa ir srovė;

✔      Kabelio ilgis;

✔      Aplinkos sąlygos;

✔      Kabelio tipas;

Įtampa ir srovė

Pirmiausia reikia žinoti saulės jėgainės ir inverterio vardinę įtampą ir srovę. Įtampa - tai elektrinių potencialų skirtumo tarp dviejų taškų matas, o srovė - elektronų srauto matas. Kuo didesnė įtampa ir srovė, tuo daugiau energijos gali generuoti saulės elektrinė. Tačiau didesnė įtampa ir srovė taip pat reiškia didesnį pasipriešinimą ir šilumos nuostolius laiduose, o tai mažina sistemos efektyvumą ir ilgaamžiškumą. Todėl turite rinktis kabelius, kurie gali atlaikyti jūsų sistemos įtampą ir srovę, neperkaisti ir neišsilydyti.

Kabelio ilgis

Antrasis veiksnys, turintis įtakos kabelio pasirinkimui, yra kabelio ilgis. Kuo ilgesnis kabelis, tuo didesnė jo varža ir įtampos kritimas. Įtampos kritimas - tai įtampos sumažėjimas išilgai kabelio dėl varžos. Jei įtampos kritimas per didelis, jūsų keitiklis gali nesugebėti saulės elektrinės nuolatinės srovės energijos paversti į kintamąją elektros energiją. Kad išvengtume šios problemos, ilgesniems atstumams reikia naudoti storesnius kabelius, nes storesnių kabelių varža ir įtampos kritimas yra mažesni. Galima pasinaudoti internete esančiomis skaičiuoklėmis arba formulėmis, kad įvertintumėte įtampos kritimą ir mažiausią kabelio skerspjūvį savo sistemai.

Aplinkos sąlygos

Trečias veiksnys, turintis įtakos kabelio pasirinkimui, yra aplinkos sąlygos, kuriose montuojama saulės elektrinė. Būtina atsižvelgti į temperatūrą, drėgmę, saulės šviesą ir mechaninę apkrovą, kurią patirs kabeliai. Aukšta temperatūra ir drėgmė gali pabloginti kabelių izoliaciją ir laidumą, o saulės spinduliai ir mechaninis poveikis gali sukelti įtrūkimus ir koroziją. Kad išvengtume šių problemų, reikia naudoti kabelius, kurie skirti naudoti lauke ir pasižymi UV spinduliams, vandeniui ir ugniai atspariomis savybėmis. Taip pat reikia naudoti tinkamas jungtis, laidus ir gnybtus, kad apsaugotume kabelius nuo fizinių pažeidimų ir vandens patekimo.

Kabelio tipas

Svarbus veiksnys, turintis įtakos kabelio pasirinkimui, yra naudojamo kabelio tipas. Skirtingoms reikmėms yra įvairių tipų kabelių, pavyzdžiui, kintamosios srovės kabeliai, nuolatinės srovės kabeliai, akumuliatoriaus kabeliai, įžeminimo kabeliai. Kiekvienam kabelių tipui būdingos skirtingos specifikacijos, pavyzdžiui, laidų skerspjūvis, izoliacinė medžiaga, spalvų kodai ir ženklinimas. Kiekvienai sistemos daliai reikia naudoti tinkamo tipo kabelį ir rinktis tarptautinių ir europinių saulės jėgainių standartų kabelius. Galima pasikonsultuoti su licencijuotu elektriku arba saulės elektrinių montuotoju, kad padėtų pasirinkti sistemai tinkamą kabelio tipą.

Kokybiški kabeliai saulės elektrinėms

Didžiausias pasaulyje kabelių gamintojas - „Prysmian Group" gamina specialius fotovoltinius kabelius, skirtus saulės elektrinėms. Vakarų Europos šalyse populiarūs lankstūs, aukščiausios kokybės ir itin atsparūs fotovoltiniai šio gamintojo TECSUN kabeliai, kurie vis tobulinant gaminami daugiau kaip 20 metų. Jie tinkami naudoti lauke, viduje, grunte, ore, drėgmėje, vandenyje, pasižymi dideliu mechaniniu, terminiu, cheminiu atsparumu ir stabilumu.

TECSUN (PV) H1Z2Z2-K kabeliai skirti naudoti fotovoltinėse elektros energijos tiekimo sistemose, kurių vardinė nuolatinės srovės įtampa yra 1,5/1,5 kV. Tinkami praktiškai visose sąlygose, įrengiami kabelių loveliuose, vamzdžiuose, sienose arba ant jų, galima tiesiogiai panardinti į vandenį.

Itin atsparūs TECSUN kabeliai pritaikyti naudojimui saulės elektrinėse sujungimui su įtampos keitikliu - inverteriu, įžeminimui, taip pat tinka pramonės, žemės ūkio įmonėse, pačiose nepalankiausiose sąlygose - žemėje, vandenyje, ore. Šie kabeliai atsparūs išoriniams veiksniams, tokiems kaip UV spinduliai, ozono poveikis ir pan., turi TÜV ir VDE sertifikatus ir priskiriami degumo klasei Dca-s2, d2, a1pagal statybos produktų reglamentą CPR.

Saulės elektrinėse itin svarbios yra terminės ir mechaninės kabelių savybės. TECSUN kabelių laidininkai yra variniai, o jų paviršius dengtas alavu. Laidininko izoliacijai naudojama HEPR guma (kieto etileno propileno), o išoriniam apvalkalui - EVA guma (etileno vinilacetato). Šie kabeliai pasižymi lankstumu, atsparumu dilimui, dideliu elastingumu (15 N/mm² veikiant ir iki 50 N/mm² montuojant), didžiausias susitraukimas (pagal EN 60811-503) <2 proc. Maksimali darbinė laidininko temperatūra 90 °C, esant maksimaliai 120°C temperatūrai gali atlaikyti 20 000 darbo valandų. Trumpojo jungimo metu 5 sek. maksimali laidininko temperatūra gali būti iki 250 °C. Eksploatacijos metu kabelio aplinkos temperatūros diapazonas yra yra nuo -40°C iki +90°C.

Vienodomis sąlygomis išbandyti fotovoltiniai Prysmian TECSUN (viduryje) ir kitų gamintojų kabeliai.

Daugeliu atvejų tokių ekstremalių sąlygų, kokias gali atlaikyti TECSUN kabeliai, nebūna, todėl „Prysmian Group" pradėjo gaminti ekonomiškesnius saulės elektrinėms skirtus fotovoltinius PRYSUN kabelius. Jie irgi tinka naudojimui lauke ir viduje, įvairioms saulės jėgainės jungtims - moduliams, jų jungtims su elektros skydu, su įtampos keitikliu, su kaupikliu. Gali būti montuojami be apsaugos arba vamzdžiuose, loveliuose, grunte, statybinėse konstrukcijose arba ant jų. Kabeliai atitinka EN 50618 standartą ir tarptautinį standartą IEC 62930, degumo klasė Dca-s2, d2, a1.

Saulės elektrinės kabelis PRYSUN: 1 - lankstus alavuotas varinis 5 klasės laidininkas pagal pagal IEC 60228 standartą; 2 - tinklinio HEPR poliolefino 120°C izoliacija; 3 - tinklinio poliolefino 120 °C išorinis apvalkalas (juodas arba raudonas).

Saulės elektrinės kabelio PRYSUN techniniai duomenys:

Standartai	EN 50618, IEC 62930
Vardinė įtampa	1,5/1,5 kV DC, 1,0/1,0 kV AC
Didžiausia leistina darbinė įtampa	1,8 kV DC, 1,2 kV AC
5 min. bandymo įtampa	15 kV DC, 6,5 kV AC
Maksimali laidininko temperatūra	90° C (esant maksimaliai 120° C laidininko temperatūrai atlaiko 20 000 darbo valandų)
Maksimali laidininko temperatūra esant trumpajam jungimui	250° C (5s)
Darbinė temperatūra	-40° C iki +90°C
Reakcija į gaisrą	Ugniai atsparus pagal EN IEC 60332-1-2 A priedą, mažas dūmingumas pagal EN IEC 61034-2, behalogenis pagal EN 50525-1 ir IEC 62821-1 B priedas

Kaip matyti iš techninių duomenų, TECSUN ir PRYSUN fotovoltinių elektrinių kabeliai šiek tiek skiriasi. PRYSUN kabeliai gali būti naudojami lauke ir viduje, atsparumas oro sąlygoms pritaikytas mūsų šalies atmosferos poveikiams, atsparūs ozonui, UV spinduliams pagal tarptautinius ir europinius standartus (IEC 62930 ir EN 50618). Netinka naudojimui vandenyje.

Visi fotovoltiniai Prysmian kabeliai dengti ne plastiku, o elastomeru, todėl kabelių tarnavimo laikas daugiau nei 30 metų.

Bendri patarimai dėl saulės elektrinės įrengimo

• Saulės modulių orientacija ir pasvirimo kampas: stenkitės, kad saulės moduliai būtų maksimaliai apšviesti, į pietus, o polinkio kampas atitiktų geografinę platumą;
• Venkite šešėlių, pasirūpinkite, kad modulių neužstotų jokie statiniai ar medžiai;
• Pasirinkite didelio efektyvumo modulius, kad ribotame plote būtų išgaunama galia būtų kuo didesnė;
• Aukštos kokybės inverteris užtikrina veiksmingą nuolatinės srovės keitimą į kintamąją srovę;
• Naudokite elektros energijos gamybos stebėjimo sistemą, kad galėtumėte matyti saulės elektrinės našumą ir greitai nustatyti problemas;
• Samdydami profesionalius projektuotojus ir montuotojus, suteikainčius garantijas, užsitikrinsite saugų saulės elektrinės įrengimą;

Šios aplinkybės padeda maksimaliai padidinti saulės elektrinės sistemos našumą ir investicijų grąžą.

Elektros kabeliai vėjo jėgainėms

Vėjo jėgaines ir jų parkus įrengia specializuotos įmonės, kurios pirmiausia užsako detalų techninį projektą, savo ruožtu projektuotojai nurodo naudotinų medžiagų ir gaminių specifikacijas, kabelių parametrus.

Vėjo jėgainių jungtims dažniausiai naudojami vidutinės įtampos (dažniausiai 20 arba 30 kV) kabeliai, viengysliai arba trigysliai aliuminio arba vario laidininkai, su skirtingais izoliacijos ir išorinio apvalkalo mišiniais, ekranuoti, šarvuoti ir, jei reikia, papildomai apsaugoti nuo atšiaurių sąlygų. Jiems taikomas europinis LST HD 620 standartas. Tai sandarūs ir vandeniui nepralaidūs kabeliai. Kabelius nuo vandens saugo sandarus skersinis aliuminio laminatas, pritvirtintas po išoriniu apvalkalu, o išilginį atsparumą vandeniui užtikrina brinkstančios juostos. Ekranas sudarytas iš apvalių varinių laidų, vandenį blokuojančių juostų, pakeičiančių vandenį blokuojančius siūlus. Tokie kabeliai tinka požeminiam klojimui, tvirta jų konstrukcija atspari mechaniniam, temperatūriniam poveikiui.

Tai bendro pobūdžio informacija, greičiausiai žinoma kiekvienam vėjo jėgainės pajungimą projektuojančiam ir montuojančiam specialistui. Kaip sako „Prysmian Group" specialistai, vėjo jėgainės projektuotojui naudinga žinoti ir kai kurias specifines šios elektrinės detales.

Visų pirma, vėjo jėgainės apkrovos būna labai skirtingos, nes vėjas nevaldomas - pučia įvairia galia. Esant dideliam vėjo greičiui kabelis įkaista, mažam - atvėsta. Vėjo jėgainių kabeliai tiesiami  žemėje ir vandenyje. Vandenyje kabelio įkaitimas neturi didelės reikšmės, o grunte ilgalaikis kabelio kaitimas džiovina gruntą, kabelis kaskart ima kaisti vis greičiau. Tai reiškia, kad projektuotojas turi atkreipti dėmesį į grunto pobūdį, jo gebėjimą išsklaidyti šilumą. Kuo šiltesnė kabelio aplinka, tuo mažiau jį galima apkrauti ir atvirkščiai - gerai aušinamų kabelių apkrova gali būti žymiai didesnė. Sausame smėlyje ir drėgnoje dirvoje įrengto kabelio maksimalios apkrovos srovės skirtumas gali būti beveik dvigubas. Kaistantis kabelis reiškia didesnius galios nuostolius. Todėl pagal leistiną apkrovos srovę apskaičiuotas minimalus leistinas kabelio skerspjūvis ne visada generuoja numatytą galią, gali būti, jog ekonomiškai naudingiau naudoti didesnį kabelių skerspjūvį. Tą reikia turėti omenyje.

Taip pat „Prysmian Group" specialistai atkreipia dėmesį, kad Baltijos šalyse turi būti naudojami Šiaurės šalių standartus atitinkantys kabeliai, kurių izoliacija pritaikyta klimato sąlygoms, atspari karščiui, šalčiui, turi ne tik išilginį, bet ir skersinį atsparumą vandeniui. Skersinį atsparumą vandeniui suteikia po išoriniu kabelio apvalkalu esantis aliuminio laminatas. Išorinis plastikinis apvalkalas negarantuoja visiško atsparumo vandeniui. Projektuotojai turi nurodyti tikslius, vėjo jėgainės sąlygas atitinkančius reikalavimus kabeliams, o rangovai privalo tiksliai tokius ir naudoti, nebandyti keisti kitais, jei greitai neranda tinkamų.

Vėjo jėgainėse dažniausiai naudojami vidutinės įtampos kabeliai, skirti inklo įtampai nuo 12 kV iki 24 kV ar 36 kV. Tai sandarūs ir vandeniui nepralaidūs kabeliai. Kabelius nuo vandens saugo sandarus skersinis aliuminio laminatas, pritvirtintas po išoriniu apvalkalu, o išilginį atsparumą vandeniui užtikrina brinkstančios juostos. Ekranas sudarytas iš apvalių varinių laidų, vandenį blokuojančių juostų, pakeičiančių vandenį blokuojančius siūlus. Tokie kabeliai tinka požeminiam ir povandeniniam klojimui, tvirta jų konstrukcija atspari mechaniniam, temperatūriniam, cheminiam poveikiui. atlaiko meįtampas, kylančias vandenyje, ir povandenines srovės.
Kadangi vėjo jėgainių specifikacijos būna labai skirtingos ir individualios, dėl tinkamo kabelio parinkimo rekomenduojame pasikonsultuoti su "Prysmian Group Baltics" atstovu Lietuvoje Mindaugu Liaugminu: mindaugas.liaugminas@prysmian.com

Straipsnis parengtas bendradarbiaujant su AS „Prysmian Group Baltics ", gamintojų nuotraukos