फोटोवोल्टाइक केबलों की व्याख्या: पारंपरिक केबलों की तुलना में संरचनात्मक और सामग्री संबंधी अंतर

सौर ऊर्जा संयंत्रों (पीवी) के तेजी से वैश्विक विकास के साथ, पीवी मॉड्यूल, इनवर्टर और कंबाइनर बॉक्स को जोड़ने वाले महत्वपूर्ण घटकों के रूप में फोटोवोल्टिक केबल (पीवी केबल) सौर ऊर्जा संयंत्र की समग्र सुरक्षा और सेवा जीवन में निर्णायक भूमिका निभाते हैं। पारंपरिक बिजली केबलों की तुलना में, फोटोवोल्टिक केबलों में अत्यधिक विशिष्ट संरचनात्मक डिजाइन और केबल सामग्री का चयन होता है।

1. फोटोवोल्टिक केबल क्या है?

फोटोवोल्टाइक केबल, जिसे सोलर केबल या पीवी-विशिष्ट केबल भी कहा जाता है, मुख्य रूप से सौर ऊर्जा संयंत्रों, वितरित फोटोवोल्टाइक प्रणालियों और छत पर लगाए जाने वाले पीवी इंस्टॉलेशन में उपयोग किया जाता है। सामान्य मॉडलों में PV1-F और H1Z2Z2-K शामिल हैं, जो EN 50618 और IEC 62930 जैसे अंतरराष्ट्रीय मानकों का अनुपालन करते हैं।

क्योंकि सौर ऊर्जा केबल लगातार बाहरी वातावरण के संपर्क में रहते हैं, इसलिए उन्हें उच्च तापमान, तीव्र पराबैंगनी विकिरण, कम तापमान, आर्द्रता और ओजोन के संपर्क में रहते हुए भी विश्वसनीय रूप से कार्य करना आवश्यक है। परिणामस्वरूप, इन्सुलेशन सामग्री और आवरण सामग्री के लिए इनकी आवश्यकताएं सामान्य केबलों की तुलना में काफी अधिक होती हैं। इनकी विशिष्ट विशेषताओं में उच्च और निम्न तापमान के प्रति प्रतिरोध, उत्कृष्ट पराबैंगनी विकिरण प्रतिरोध, रासायनिक संक्षारण प्रतिरोध, अग्निरोधक क्षमता, पर्यावरण अनुकूलता और 25 वर्ष या उससे अधिक का डिज़ाइन किया गया सेवा जीवन शामिल हैं।

2. फोटोवोल्टिक अनुप्रयोगों में केबल सामग्री के लिए चुनौतियाँ

वास्तविक अनुप्रयोगों में, फोटोवोल्टिक केबल आमतौर पर सीधे खुले में लगाए जाते हैं। उदाहरण के लिए, यूरोपीय क्षेत्रों में, धूप वाले मौसम में पीवी सिस्टम का परिवेश तापमान 100 डिग्री सेल्सियस तक पहुंच सकता है। साथ ही, केबल लंबे समय तक यूवी विकिरण, दिन-रात के तापमान में उतार-चढ़ाव और यांत्रिक तनाव के संपर्क में रहते हैं।

ऐसी परिस्थितियों में, मानक पीवीसी केबल या पारंपरिक रबर केबल लंबे समय तक स्थिर प्रदर्शन बनाए नहीं रख सकते। यहां तक ​​कि 90°C तापमान के लिए उपयुक्त रबर केबल या 70°C तापमान के लिए उपयुक्त पीवीसी केबल भी बाहरी फोटोवोल्टिक प्रणालियों में उपयोग किए जाने पर इन्सुलेशन के खराब होने, आवरण में दरारें पड़ने और प्रदर्शन में तेजी से गिरावट आने के शिकार होते हैं, जिससे सिस्टम का सेवा जीवन काफी कम हो जाता है।

3. फोटोवोल्टिक केबलों का मुख्य प्रदर्शन: विशेष इन्सुलेशन और आवरण सामग्री

फोटोवोल्टिक केबलों के प्रमुख प्रदर्शन लाभ मुख्य रूप से उनके पीवी-विशिष्ट इन्सुलेशन यौगिकों और आवरण यौगिकों से प्राप्त होते हैं। आज उपयोग की जाने वाली मुख्य सामग्री प्रणाली विकिरण-क्रॉसलिंक्ड पॉलीओलेफिन है, जो आमतौर पर उच्च गुणवत्ता वाले पॉलीइथिलीन (पीई) या अन्य पॉलीओलेफिन पर आधारित होती है।

इलेक्ट्रॉन-बीम विकिरण के माध्यम से, सामग्री की आणविक श्रृंखलाओं में क्रॉसलिंकिंग होती है, जिससे संरचना थर्मोप्लास्टिक से थर्मोसेट में परिवर्तित हो जाती है। यह प्रक्रिया ताप प्रतिरोध, उम्र बढ़ने के प्रतिरोध और यांत्रिक प्रदर्शन को काफी हद तक बढ़ाती है। विकिरण क्रॉसलिंक्ड पॉलीओलेफिन सामग्री फोटोवोल्टिक केबलों को 90-120 डिग्री सेल्सियस पर निरंतर संचालित करने की अनुमति देती है, साथ ही उत्कृष्ट निम्न-तापमान लचीलापन, यूवी प्रतिरोध, ओजोन प्रतिरोध और पर्यावरणीय तनाव दरार के प्रति प्रतिरोध प्रदान करती है। इसके अलावा, ये सामग्रियां हैलोजन-मुक्त और पर्यावरण के अनुकूल हैं।

4. संरचनात्मक और सामग्री तुलना: फोटोवोल्टिक केबल बनाम पारंपरिक केबल

4.1 फोटोवोल्टिक केबलों की विशिष्ट संरचना और सामग्री

चालक: उच्च विद्युत चालकता और संक्षारण प्रतिरोध का संयोजन करने वाला, एनील्ड कॉपर चालक या टिनयुक्त कॉपर चालक।

इन्सुलेशन परत: विकिरण द्वारा प्रतिरक्षित पॉलीओलेफिन इन्सुलेशन यौगिक (पीवी केबल के लिए विशिष्ट इन्सुलेशन सामग्री)

आवरण परत: विकिरण-प्रतिरोधी पॉलीओलेफिन आवरण यौगिक, जो दीर्घकालिक बाहरी सुरक्षा प्रदान करता है।

4.2 पारंपरिक केबलों की विशिष्ट संरचना और सामग्री

चालक: तांबे का चालक या टिन लेपित तांबे का चालक

इन्सुलेशन परत: पीवीसी इन्सुलेशन यौगिक याएक्सएलपीई (क्रॉसलिंक्ड पॉलीइथिलीन)इन्सुलेशन यौगिक

आवरण परत:पीवीसीआवरण यौगिक

5. सामग्री चयन के कारण होने वाले मूलभूत प्रदर्शन अंतर

कंडक्टर के दृष्टिकोण से, फोटोवोल्टाइक केबल और पारंपरिक केबल मूल रूप से एक समान हैं। मूलभूत अंतर इन्सुलेशन सामग्री और आवरण सामग्री के चयन में निहित है।

परंपरागत केबलों में प्रयुक्त पीवीसी इन्सुलेशन और पीवीसी आवरण यौगिक मुख्यतः घर के अंदर या अपेक्षाकृत हल्के वातावरण के लिए उपयुक्त होते हैं, जो ऊष्मा, यूवी विकिरण और समय के साथ होने वाले क्षरण के प्रति सीमित प्रतिरोध प्रदान करते हैं। इसके विपरीत, फोटोवोल्टिक केबलों में प्रयुक्त विकिरण-संबद्ध पॉलीओलेफिन इन्सुलेशन और आवरण यौगिक विशेष रूप से दीर्घकालिक बाहरी संचालन के लिए विकसित किए गए हैं और चरम पर्यावरणीय परिस्थितियों में भी स्थिर विद्युत और यांत्रिक प्रदर्शन बनाए रख सकते हैं।

इसलिए, यद्यपि फोटोवोल्टिक केबलों के स्थान पर पारंपरिक केबलों का उपयोग करने से प्रारंभिक लागत कम हो सकती है, लेकिन इससे रखरखाव संबंधी जोखिम काफी बढ़ जाते हैं और फोटोवोल्टिक प्रणाली का समग्र सेवा जीवन कम हो जाता है।

6. निष्कर्ष: सामग्री का चयन पीवी सिस्टम की दीर्घकालिक विश्वसनीयता निर्धारित करता है

फोटोवोल्टाइक केबल साधारण केबलों का विकल्प नहीं हैं, बल्कि ये विशेष रूप से फोटोवोल्टाइक अनुप्रयोगों के लिए डिज़ाइन किए गए विशेष केबल उत्पाद हैं। इनकी दीर्घकालिक विश्वसनीयता मुख्य रूप से उच्च-प्रदर्शन वाले पीवी केबल इन्सुलेशन सामग्री और आवरण सामग्री के चयन पर निर्भर करती है, विशेष रूप से विकिरण-प्रतिबंधित पॉलीओलेफिन सामग्री प्रणालियों के उचित उपयोग पर।

सौर ऊर्जा प्रणाली के डिजाइनरों, इंस्टालरों और केबल सामग्री आपूर्तिकर्ताओं के लिए, फोटोवोल्टाइक केबलों और पारंपरिक केबलों के बीच सामग्री-स्तर के अंतरों की पूरी समझ फोटोवोल्टाइक बिजली संयंत्रों के सुरक्षित, स्थिर और दीर्घकालिक संचालन को सुनिश्चित करने के लिए आवश्यक है।