انواع کابل DC فتوولتائیک: H1Z2Z2-K، IEC 62930 و PV1-F

پاسخ سریع: سه نام روی کابل DC فتوولتائیک از سه سیستم متفاوت می‌آیند. H1Z2Z2-K یک نام هماهنگ‌شده اروپایی است، IEC 62930 استاندارد بین‌المللی کابل است، و PV1-F یک نام محصول است که از یک طرح آزمون خصوصی بیرون می‌آید. هر حرف در H1Z2Z2-K یک ویژگی را تثبیت می‌کند: عایق پیوندی بدون هالوژن، غلاف پیوندی بدون هالوژن، هادی رشته‌ای انعطاف‌پذیر. هیچ‌یک از این سه نام چیزی درباره ضخامت مس نمی‌گوید، و هیچ‌یک از آن‌ها یک برند نیست. آنچه یک کابل فتوولتائیک را از یک سیم ساختمانی جدا می‌کند، ترکیب اطراف مس و آزمون‌هایی است که کابل نهایی از آن‌ها سربلند بیرون آمده است.

هر کسی که برای یک نیروگاه کابل سفارش داده باشد متوجه شده است که سمت DC هرگز از نام‌های آشنای سیم ساختمانی استفاده نمی‌کند. سفارش برای H1Z2Z2-K صادر می‌شود، یا برای چیزی که توصیف می‌شود به‌عنوان منطبق با IEC 62930، یا برای PV1-F. این نام‌ها شبیه کدهای محصول به نظر می‌رسند چون تقریباً دو تای آن‌ها همین هستند، اما از سه سیستم متفاوت می‌آیند، و تفاوت‌های میان این سیستم‌ها بعداً، در سینی کابل یا روی پشت‌بام، خود را نشان می‌دهند.

سردرگمی قابل درک است. یک کابل فتوولتائیک مس، عایق و یک غلاف است، دقیقاً مثل یک سیم ساختمانی، و مس بخش جالب ماجرا نیست. سمت DC یک نیروگاه با ولتاژ بالایی کار می‌کند که هرگز از صفر عبور نمی‌کند. کابل دهه‌ها در معرض نور مستقیم خورشید قرار می‌گیرد، و در تابستان داخل یک جعبه اتصال داغ می‌شود. همچنین در شب‌های زمستان تا زیر نقطه انجماد سرد می‌شود، و در حین نصب از میان سینی‌ها و دور گوشه‌ها کشیده می‌شود. تصمیم‌های مربوط به مواد که از این شرایط جان سالم به در می‌برند با تصمیم‌های مربوط به موادی که داخل یک دیوار منطقی هستند متفاوت‌اند.

این مقاله درباره خواندن نام‌ها و درباره رابطی است که در آن این نام‌ها باید با چیز دیگری روی ماژول توافق داشته باشند: کانکتور و جعبه اتصالی که کابل به آن متصل است.

یک وظیفه، سه سیستم نام‌گذاری

یک نام کابل می‌تواند از یک سیستم ملی یا منطقه‌ای که در چندین کشور هماهنگ شده است، از یک استاندارد بین‌المللی، یا از یک طرح آزمون خصوصی که توسط یک نهاد صدور گواهی اجرا می‌شود بیاید. هر سه در نهایت در یک پروژه واحد قرار می‌گیرند، و آن‌ها برچسب‌های قابل تعویض برای یک سند یکسان نیستند.

پیامد عملی این است که دو کابل با نام‌های متفاوت می‌توانند هر دو برای سمت DC درست باشند در حالی که کابل سومی با یک نام آشنا اصلاً درست نیست. مقایسه آن‌ها یعنی پرسیدن اینکه نام به کدام سیستم تعلق دارد، و سپس پرسیدن اینکه کابل در واقع باید از چه چیزی عبور می‌کرد تا آن نام را به دست آورد.

خواندن H1Z2Z2-K حرف به حرف

نام هماهنگ‌شده خواناترینِ این سه است، چون هر کاراکتر یک تصمیم را حمل می‌کند. H ابتدایی نشان‌دهنده یک نوع هماهنگ‌شده در سیستم‌های اروپایی است نه یک نوع ملی. عدد 1 یک کلاس ولتاژ است، نه یک سطح مقطع و نه یک جریان نامی. دو مدخل Z عایق و غلاف را توصیف می‌کنند: Z برای یک ترکیب پیوندی بدون هالوژن، با عدد 2 که خانواده مواد مشخص را نشان می‌دهد. خط تیره و K در انتها هادی را توصیف می‌کنند: مس رشته‌ای انعطاف‌پذیر، که برای خم شدن و برای پرس شدن در یک کنتاکت در نظر گرفته شده است.

دو جزئیات ارزش بیرون کشیدن دارند، چون همان‌هایی هستند که مردم از آن‌ها می‌گذرند. اول، دو مدخل Z جداگانه هستند: یک کابل می‌تواند عایق بدون هالوژن و غلافی متفاوت داشته باشد، و نام‌گذاری همان چیزی است که به شما می‌گوید آیا هر دو پوشش داده شده‌اند یا نه. دوم، K یک بیانیه درباره ساختار هادی است، که همان چیزی است که کابل را در یک جعبه اتصال خوش‌دست می‌کند و همان چیزی است که آن را به‌درستی در یک کانکتور پرس می‌کند. یک هادی رشته‌ای انعطاف‌پذیر برای همان سطح مقطع سطح بیشتری هم دارد و زیر یک ترمینال پیچی متفاوت از یک هسته توپر رفتار می‌کند.

آنچه نام‌گذاری در خود ندارد سطح مقطع است. این به‌طور جداگانه انتخاب می‌شود، بر اساس جریانی که رشته حمل می‌کند، افت ولتاژی که طراح حاضر است بپذیرد و نحوه نصب کابل. یک سینی کابل در هوای آزاد و یک مسیر لوله‌کشی داخل یک دیوار به یک شکل گرما را دفع نمی‌کنند، بنابراین همان سطح مقطع در هر دو مکان جریان یکسانی را حمل نمی‌کند. هیچ چیز در نام هماهنگ‌شده آن محاسبه را از میز طراح برنمی‌دارد.

استاندارد بین‌المللی چه می‌خواهد

IEC 62930 برای کاربرد نوشته شده است نه برای یک کشور. این استاندارد ساختار کابل را مشخص می‌کند و سپس برنامه آزمونی را مشخص می‌کند که کابل نهایی باید از آن جان سالم به در ببرد، که همان بخشی است که اهمیت دارد وقتی دو کابل شبیه‌به‌هم در دست دارید و می‌خواهید تصمیم بگیرید آیا آن‌ها یک محصول یکسان هستند یا نه.

مجموعه آزمون‌ها به محیطی می‌پردازد که کابل در واقع در آن زندگی می‌کند. هوازدگی و قرار گرفتن در معرض فرابنفش روی سطح بیرونی اثر می‌گذارند. گرمای مرطوب و پیرشدن حرارتی در طول زمان روی مواد اثر می‌گذارند. مقاومت در برابر حلال و روغن اهمیت دارد چون کابلی روی پشت‌بام با چیزهایی تماس پیدا می‌کند که کابل دیواری هرگز پیدا نمی‌کند. خمش سرد بررسی می‌کند چه اتفاقی می‌افتد وقتی همان غلاف باید در دمایی بسیار پایین‌تر از دمایی که در آن اکسترود شده شکل بگیرد. مقاومت در برابر ازن و یک آزمون تحمل ولتاژ DC فهرست را می‌بندند. یک نام‌گذاری بدون هالوژن رفتار ماده در آتش را هم اضافه می‌کند: آنچه آزاد نمی‌کند، و چه مقدار دود و گاز اسیدی تولید می‌کند.

بنابراین نام روی غلاف می‌تواند یک سیستم باشد در حالی که شواهد پشت آن سیستم دیگری است. یک کابل می‌تواند با علامت H1Z2Z2-K مشخص شده باشد و واجد شرایط برنامه آزمون بین‌المللی باشد، یا با کد نوع اختصاصی سازنده مشخص شده باشد و همچنان واجد شرایط باشد. به همین دلیل است که مشخصاتی که یک استاندارد را نام می‌برد و گزارش آزمون را درخواست می‌کند، قوی‌تر از مشخصاتی است که فقط یک عنوان را نام می‌برد و در همان‌جا متوقف می‌شود.

همچنین دانستن این نکته ارزشمند است که خودِ نام اختصاری تجاری برای استاندارد بین‌المللی می‌تواند باعث سردرگمی شود. در برخی از مواد سفارش، استاندارد را به صورت IEC 131 خواهید دید. استاندارد جداگانه‌ای با این معنا وجود ندارد: شماره آن 62930 است و این نام اختصاری یک عادت است نه یک مشخصات دوم.

چرا یک سیم ساختمانی معمولی روی پشت‌بام از کار می‌افتد

خرابی یک سیم ساختمانی با غلاف پلی‌وینیل کلراید در فضای باز نه راز است و نه به شکلی بی‌ضرر تدریجی است. ترکیب حاوی نرم‌کننده‌ای است که آن را انعطاف‌پذیر نگه می‌دارد. در طول سال‌ها گرما و نور خورشید، نرم‌کننده به بیرون مهاجرت می‌کند و مؤلفه فرابنفش نور خورشید زنجیره‌های پلیمری را در سطح می‌شکند. غلاف انعطاف‌پذیری خود را از دست می‌دهد، گچی می‌شود و سپس سخت می‌گردد. پس از سخت شدن، حرکت در لبه سینی یا یک چرخه دما برای باز کردن یک ترک کافی است.

آب از ترک پیروی می‌کند. از آن نقطه به بعد، عایق در شرایطی کار می‌کند که هرگز برای آن انتخاب نشده بود، و انتهای زنجیره یک مسیر نشتی روی رسانایی است که ولتاژ کامل رشته را حمل می‌کند. در سمت DC پیامد بدتر از خطای معادل در یک مدار AC است و دلیل آن هیچ ارتباطی با مواد کابل ندارد. جریان متناوب در هر نیم‌چرخه از صفر عبور می‌کند، بنابراین قوسی که در نقطه عبور از صفر تشکیل می‌شود تمایل به خاموش شدن دارد. قوس DC چنین لحظه‌ای ندارد.

دو کابل در آن مقایسه حاوی مس مشابهی هستند. آنچه متفاوت است ترکیب اطراف آن، روشی که ماده به جای ترموپلاستیک اتصال عرضی می‌یابد، و آزمون‌هایی است که کابل نهایی باید از آن‌ها عبور می‌کرد. این همان بخشی است که خریداری که فقط به سطح مقطع رسانا نگاه می‌کند نمی‌تواند ببیند، و همان بخشی است که تعیین می‌کند کابل پس از پنج تابستان چگونه به نظر می‌رسد.

تنش از کجا می‌آید

نگه داشتن فهرست تنش‌ها به صورت مشخص کمک می‌کند، زیرا یک استاندارد کابل اساساً همان فهرست است که به آزمون‌هایی با حدود قبولی تبدیل شده است. نور خورشید تمام روز تابش فرابنفش می‌دهد. یک جعبه اتصال در تابستان یک حجم کوچک محصور است که توسط ماژول پشت آن گرم می‌شود و سیم رابط در آن حجم قرار دارد. چرخه گرمای مرطوب، میعان و سپس تبخیر است، بارها و بارها، در نقطه‌ای که غلاف به یک اتصال‌دهنده یا یک گلند می‌رسد. ازن در هوا وجود دارد و همچنین توسط قوس الکتریکی تولید می‌شود، که این یعنی یک اتصال ضعیف می‌تواند به کابل نزدیک آن آسیب برساند. سرما در لحظه نصب اهمیت دارد، زمانی که یک غلاف در دمای صفر درجه دور یک گوشه خم می‌شود و تغییر شکل را حفظ می‌کند.

حرکت مکانیکی همان چیزی است که دست‌کم گرفته می‌شود. باد کابل‌ها را روی سینی حرکت می‌دهد، چرخه حرارتی آن‌ها را کمی بلندتر و کوتاه‌تر می‌کند، و کشش در حین نصب اغلب بزرگ‌ترین نیرویی است که کابل تا به حال تجربه می‌کند. یک کابل فتوولتائیک مشخص شده است تا برای تمام عمر نیروگاه از همه این‌ها جان سالم به در ببرد، و به همین دلیل آزمون‌های کابل نهایی مهم‌تر از برگه داده مواد خام هستند.

دو تصمیم، یک رابط

در یک پروژه واقعی، مسئله کابل به دو بخش تقسیم می‌شود و دو نیمه توسط افراد مختلف تصمیم‌گیری می‌شوند. سیم رابطی که از جعبه اتصال ماژول خارج می‌شود در کارخانه ماژول انتخاب می‌شود، در همان تثبیت طراحی جعبه اتصال، چیدمان دیود و اتصال‌دهنده. متصل، پات‌شده و آزمون‌شده با ماژول می‌رسد. کابلی که بین رشته‌ها و به یک جعبه ترکیب‌کننده می‌رود توسط کسی که نیروگاه را طراحی می‌کند انتخاب می‌شود و در محل کشیده، مرتب و پایانه‌بندی می‌شود.

جایی که این دو تصمیم به هم می‌رسند، اتصال است. یک اتصال‌دهنده برای طیفی از سطح مقطع‌های رسانا و طیفی از قطرهای بیرونی غلاف درجه‌بندی می‌شود، با یک درزگیر که در آن طیف کار می‌کند. اگر کابل محل دارای غلافی خارج از طیف درزگیر باشد، اتصال روی کاغذ ضدآب است و در میدان نه. اگر کلاس رسانا برای تماس اشتباه باشد، کریمپ قابل قبول به نظر می‌رسد و سطح تماس کمتری از آنچه طراحی در نظر دارد دارد. هر دو مشکل پس از بسته شدن اتصال نامرئی هستند و هر دو پیش از آنکه کسی از پشت‌بام بالا برود تصمیم‌گیری می‌شوند.

این همچنین جایی است که مسائل کابل به بحث اتصال‌دهنده متصل می‌شود. یک اتصال‌دهنده گواهی‌شده به یک استاندارد، به عنوان یک سیستم گواهی می‌شود، با طیف کابلی که در گواهی ذکر شده است. جایگزینی یک کابل خارج از آن طیف، مجموعه را از گواهی خارج می‌کند، حتی وقتی هر دو قطعه به صورت جداگانه خوب باشند. همین منطق در سیم رابط ماژول جریان دارد: آن با اتصال‌دهنده در انتهایش واجد شرایط شده بود و کابل بخشی از آن مجموعه است نه یک لوازم جانبی.

برای اطلاعات بیشتر درباره آن رابط، از جمله اینکه یک ادعای سازگاری چه چیزی را اثبات می‌کند و چه چیزی را نه، به MC4 یا سازگار با MC4 و مقایسه درجه‌بندی‌ها در MC4 در برابر MC4-Evo 2.

مراجعه کنید

بررسی یک کابل ورودی

چه چیزی در خط ماژول تغییر می‌کند

برای یک سازنده ماژول، تصمیم کابل یک جزئیات خرید نیست، زیرا سیم بخشی از یک مجموعه واجد شرایط است. تغییر سیم به معنای تغییر یک قطعه است که با جعبه اتصال، ترکیب پاتینگ و کانکتور آزمایش شده است، و به معنای بازبینی مجدد مجموعه در برابر استانداردهایی است که ماژول به آن‌ها گواهی شده است. به همین دلیل است که نوع سیم تمایل دارد برای مدت طولانی ثابت بماند حتی وقتی کابل ارزان‌تری ظاهر می‌شود.

پیامدهای فیزیکی در ایستگاه‌های خاصی ظاهر می‌شوند. سیم باید درون جعبه خم شود بدون اینکه به دیود یا اتصال لحیم فشار بیاورد، که حداقل شعاع خمش و حداکثر سختی را تعیین می‌کند. از یک گلند یا خروجی قالب‌گیری‌شده عبور می‌کند که محدوده آب‌بندی آن ثابت است. سپس در فرآیندی که ابزار آن برای یک کلاس هادی انتخاب شده است، به یک کانکتور کریمپ یا جوش می‌شود. خط مونتاژ جعبه اتصال، فرآیندهای جوش و چسب جعبه و مرحله پخت همه حول آن اعداد تنظیم شده‌اند.

چیدمان خط و توالی ایستگاه‌های پشت آن در خط مونتاژ جعبه اتصال نحوه انتخاب دستگاه لمیناتور مناسب ماژول خورشیدی راهنمای چیدمان ایستگاه و خط, توضیح داده شده است، و خود مرحله جوش در جوش جعبه اتصال.

سوالات متداول

آیا PV1-F یک استاندارد IEC است؟

خیر. PV1-F یک نام‌گذاری محصول است که از یک طرح آزمایشی خصوصی بیرون می‌آید، نه یک شماره در فهرست IEC. این آن را نامعتبر یا نامناسب نمی‌کند؛ به این معناست که مشخصاتی که PV1-F را نام می‌برد، یک نوع محصول را نام می‌برد، در حالی که مشخصاتی که IEC 62930 را نام می‌برد، استانداردی را نام می‌برد که کابل باید در برابر آن آزمایش شود.

آیا می‌توانم از یک کابل با علامت H1Z2Z2-K و یک کابل با علامت PV1-F در یک رشته استفاده کنم؟

هیچ‌چیز در استانداردهای کابل آن را ممنوع نمی‌کند، و از نظر الکتریکی رشته اهمیتی نمی‌دهد. ایراد عملی این است که دو کابل ممکن است با نرخ‌های متفاوت پیر شوند، بنابراین یک بخش از مسیر پیش از بخش دیگر به پایان عمر مفید خود می‌رسد. از آنجا که کابل همچنین قطعه‌ای است که به‌طور نامرئی خراب می‌شود، نگه‌داشتن یک نوع واحد در هر رشته هم راه‌اندازی و هم عیب‌یابی بعدی را ساده‌تر می‌کند.

آیا هادی ضخیم‌تر یک کابل را به درجه فتوولتائیک تبدیل می‌کند؟

خیر. سطح مقطع مربوط به جریان و افت ولتاژ است. درجه فتوولتائیک مربوط به ترکیب، اتصال عرضی و برنامه آزمایش است. یک سیم ساختمانی با سطح مقطع بزرگ هنوز یک سیم ساختمانی است، و غلاف آن در فضای باز دقیقاً مانند یک سیم کوچک رفتار خواهد کرد.

چرا بدون هالوژن بودن روی پشت‌بام اهمیت دارد؟

یک غلاف حاوی هالوژن هنگام سوختن گاز خورنده و سمی آزاد می‌کند، و گاز به فلزات مجاور حمله می‌کند. روی پشت‌بام، این یعنی آتش می‌تواند به تجهیزاتی فراتر از خود کابل آسیب برساند، و نزدیک شدن به آتش را دشوارتر می‌کند. یک ترکیب بدون هالوژن این سهم را کاهش می‌دهد، که یکی از دلایل تعیین آن توسط نام‌گذاری هماهنگ‌شده برای هر دو عایق و غلاف است.

چگونه سطح مقطع را برای یک رشته انتخاب کنم؟

از روی جریان رشته، روش نصب، دمای محیط و افت ولتاژی که طراحی اجازه می‌دهد. روش نصب اهمیت دارد زیرا کابل در هوای آزاد بهتر از همان کابل در یک لوله دسته‌شده گرما را دفع می‌کند. محاسبه طراحی الکتریکی معمولی است؛ استاندارد کابل محدودیت‌هایی را تعریف می‌کند که کابل انتخاب‌شده باید رعایت کند، نه سطح مقطعی که باید انتخاب کنید.

ماژول از قبل با یک سیم می‌آید. آیا کابل هنوز اهمیت دارد؟

در محل اتصال اهمیت دارد. کلاس هادی و قطر غلاف سیم چیزی است که کانکتور روی ماژول و کانکتور روی کابل سایت باید با آن مطابقت داشته باشند، و دما و رفتار آتش سیم بخشی از صلاحیت ماژول است. خرید ماژولی با سیمی که با کابل سایت و الزام محلی سازگار است، ارزان‌تر از رفع ناسازگاری بعداً است.

یک نام ادعایی است که می‌توانید بررسی کنید

سه نام‌گذاری وجود دارند زیرا سه سیستم مختلف به راهی برای توصیف همان کار نیاز داشتند، و زیرا سمت DC یک نیروگاه برای کابل محل سخت‌تری از یک دیوار است. خواندن آن‌ها بیشتر به این بستگی دارد که بدانید به کدام سیستم نگاه می‌کنید و سپس بپرسید کابل باید از چه چیزی جان سالم به در ببرد. حروف ترکیب و ساختار هادی را توصیف می‌کنند. هرگز قرار نبود وزن مس را توصیف کنند، و هرگز جایگزین یک گزارش آزمایش نبودند.

برای یک مالک نیروگاه عادت مفید محدود است: در هنگام ورود کالا، به علامت‌گذاری، کلاس هادی، قطر غلاف در برابر محدوده کانکتور و اسناد نگاه کنید. برای یک سازنده ماژول، کابل بخشی از مجموعه‌ای است که به‌عنوان یک کل واجد شرایط شده است، و این دلیل آن است که تغییر سیم یک تغییر طراحی است نه یک جایگزینی.

یادداشت داده: خواندن حرف‌به‌حرف H1Z2Z2-K و انتساب سه نام‌گذاری از استانداردهای منتشرشده کابل و اسناد عمومی طرح پیروی می‌کند؛ خوانندگان باید متون استاندارد را معتبر بدانند. موارد آزمایشی ذکرشده در بالا خلاصه‌ای از حوزه‌هایی است که آن استانداردها پوشش می‌دهند، نه جایگزینی برای بندهای آزمایش. هیچ رقم عملکردی در این مقاله از آزمایش توسط نویسنده به دست نیامده است. توالی خرابی یک سیم با غلاف PVC و نمودار تنش، تصویرهای شماتیک از سازوکارها هستند، نه عمرهای اندازه‌گیری‌شده.