Кабель и солнечный кабель: связь, объединяющая будущее энергетики

В условиях современной волны энергетических преобразований передача энергии имеет решающее значение. Кабели — ключ к передаче энергии, а солнечные кабели — это новая сила в области новой энергетики. Эта книга исследует взаимосвязь между ними и раскроет вам тайну.

I. Введение
В эпоху стремительного развития технологий области передачи и использования энергии постоянно развиваются. Кабель, являясь основным компонентом системы передачи энергии, широко применяется в различных отраслях промышленности и повседневной жизни. В связи с растущим спросом на возобновляемые источники энергии, кабель Solar Cable, специально разработанный для солнечных электростанций, играет важнейшую роль в этой новой сфере энергетики. Хотя они кажутся независимыми друг от друга, на самом деле они тесно связаны и вместе образуют современную сеть передачи энергии, способствуя устойчивому развитию человечества.

II. Базовые знания и широкое применение кабеля
(I) Определение и структура
Кабель обычно состоит из одного или нескольких изолированных проводников, покрытых одним или несколькими слоями защитной оболочки для обеспечения безопасной и стабильной передачи электроэнергии. Его основная структура включает проводники, слои изоляции, экранирующие слои (в некоторых кабелях они присутствуют) и оболочки. Проводники обычно изготавливаются из металлов с хорошей электропроводностью, таких как медь или алюминий. В слоях изоляции используются изолирующие материалы, такие как резина и пластик, для предотвращения утечки тока. Экранирующие слои используются для снижения уровня внешних электромагнитных помех, а оболочки защищают внутреннюю структуру кабеля от механических повреждений, химической коррозии и воздействия окружающей среды.

(II) Традиционные области применения
Строительная отрасль
В системе электроснабжения зданий кабели прокладываются по различным помещениям и этажам, обеспечивая электроэнергией освещение, электроприборы, лифты и т.д. От распределительного щитка до каждого электрического терминала кабели различных спецификаций подбираются в соответствии с величиной нагрузки, обеспечивая эффективность и безопасность распределения электроэнергии. Например, в многоэтажных жилых домах в шахтах прокладывается большое количество силовых кабелей, соединяющих электросчетчики каждого дома с внутренними распределительными щитами для удовлетворения ежедневных потребностей жильцов в электроэнергии.

Промышленное производство
Все виды производственного оборудования на заводах, такие как станки, двигатели и автоматизированные производственные линии, используют кабели для передачи электроэнергии и управляющих сигналов. Промышленные кабели должны обладать повышенной стойкостью к напряжению, высоким температурам и износу, чтобы адаптироваться к суровым производственным условиям. На сталелитейных заводах высокопрочные кабели соединяют огромные сталеплавильные печи и различное подъемное оборудование, выдерживая испытания на высокие температуры и нагрузки, обеспечивая непрерывность и стабильность производственного процесса.

III. Характеристики солнечного кабеля и его ключевая роль в солнечных энергосистемах

(I) Уникальные требования к производительности
Устойчивость к погодным условиям
Солнечный кабель длительное время подвергается воздействию внешних факторов и должен выдерживать воздействие прямых солнечных лучей, ультрафиолетового излучения, перепадов температур, влажности, ветра, песка и других природных факторов. Поэтому для его оболочки используются специальные пластики с превосходной атмосферостойкостью, такие как сшитый полиэтилен (XLPE) или поливинилхлорид (ПВХ). Эти материалы эффективно противостоят разрушению под воздействием ультрафиолетового излучения, предотвращают старение и растрескивание оболочки кабеля, а также обеспечивают изоляционные свойства и механическую прочность кабеля при длительном использовании.

Устойчивость к ультрафиолетовому излучению
Ультрафиолетовые лучи являются одним из основных факторов, вызывающих старение материалов оболочки кабеля. Устойчивость солнечного кабеля к ультрафиолетовому излучению повышается благодаря добавлению таких добавок, как ультрафиолетовые стабилизаторы и антиоксиданты. Эти добавки способны поглощать энергию ультрафиолетовых лучей и предотвращать разрушение молекулярных цепей материалов кабеля, тем самым продлевая срок его службы. Эксперименты показывают, что характеристики специально разработанного солнечного кабеля могут соответствовать требованиям солнечных электростанций даже после многолетнего непрерывного воздействия внешней среды.

Устойчивость к высоким и низким температурам
Диапазон рабочих температур солнечных электростанций довольно широк: от холодной зимы до жаркого лета, при этом перепады температур могут превышать десятки градусов Цельсия. Солнечный кабель должен сохранять высокую гибкость и электротехнические характеристики в таких температурных условиях. Изоляционные материалы и оболочка кабеля проходят специальную обработку, предотвращающую их хрупкость и затвердевание при низких температурах, а также размягчение и растекание при высоких температурах, что обеспечивает нормальную работу кабеля в экстремальных температурных условиях. Например, на солнечных электростанциях в пустынных районах дневная температура может превышать 50 °C, а ночная — опускаться ниже 0 °C. Солнечный кабель при этом может стабильно передавать электроэнергию, обеспечивая стабильную работу электростанции.

(II) Роль в системах солнечной энергетики
Модуль подключения
Солнечный кабель соединяет модули солнечных панелей, формируя батарею. При этом качество и производительность кабеля напрямую влияют на эффективность и стабильность передачи энергии между панелями. Высококачественный солнечный кабель обеспечивает передачу тока между модулями с минимальными потерями, снижая потери энергии, вызванные плохим контактом или чрезмерным сопротивлением, и повышая эффективность выработки электроэнергии всей солнечной электростанцией. Например, на крупных наземных фотоэлектрических станциях тысячи солнечных панелей соединены последовательно и параллельно с помощью солнечного кабеля, образуя огромную матрицу генерации электроэнергии. Любой сбой в подключении кабеля в любой части может повлиять на выходную мощность всей электростанции.

Соединение с инвертором
Инвертор является одним из основных устройств в системе генерации солнечной энергии. Он преобразует постоянный ток, вырабатываемый аккумуляторными панелями, в переменный ток для бытового использования или подключения к электросети. Солнечный кабель соединяет аккумуляторную батарею с инвертором и передает постоянный ток на инвертор для преобразования. В этом соединении токопроводящая способность кабеля должна соответствовать требованиям системы, чтобы обеспечить нормальную работу инвертора и избежать проблем с безопасностью или повреждения оборудования, вызванных перегрузкой кабеля. Кроме того, экранирующие свойства кабеля также очень важны, поскольку они могут снизить электромагнитные помехи, возникающие при передаче постоянного тока, и обеспечить стабильную работу и высокое качество электроэнергии инвертора.

Системная проводка и передача электроэнергии
Помимо соединения модулей и инвертора, Solar Cable также отвечает за электропроводку и передачу электроэнергии всей системы солнечной энергетики. Переменный ток, вырабатываемый инвертором, передаётся по кабелю в распределительный щит, а затем распределяется по различному электрооборудованию или подключается к сети. При этом Solar Cable обеспечивает функциональное соединение и интеграцию с традиционными кабелями, создавая вместе с ними полноценную линию электропередачи. Например, в распределённых системах солнечной энергетики на крышах Solar Cable прокладывается от панелей крыши вдоль стен или кабельных каналов до внутреннего распределительного щита, а затем по обычным кабелям передается электроэнергия бытовому электрооборудованию, обеспечивая локальное потребление солнечной энергии и подачу излишков в сеть.

IV. Связь и взаимовлияние между кабелем и солнечным кабелем
(I) Технологическое наследие и инновации
Компания Solar Cable в некоторой степени унаследовала технологии и процессы производства традиционных кабелей, такие как скрутка проводников, экструзия изоляционных слоёв, плетение экранирующих слоёв и нанесение оболочек. Однако, чтобы удовлетворить особые потребности солнечных электростанций, Solar Cable внедрила множество инноваций в выбор материалов, проектирование конструкций и оптимизацию производительности. Например, компания использует новые термостойкие и атмосферостойкие изоляционные материалы и материалы оболочек, а также оптимизирует форму и размер поперечного сечения кабеля для повышения токопроводящей способности и теплоотдачи. Эти инновационные технологии, в свою очередь, предлагают новые идеи и направления для развития традиционной кабельной промышленности и способствуют прогрессу всей кабельной технологии.

(II) Общность стандартов и спецификаций
Несмотря на то, что солнечные кабели имеют свои специфические эксплуатационные характеристики и области применения, они следуют многим общим принципам и стандартам с традиционными кабелями в плане основных электрических характеристик, стандартов безопасности и характеристик качества. Например, оба типа должны соответствовать определенным показателям электробезопасности, таким как сопротивление напряжению, сопротивление изоляции и огнестойкость, а также соответствующим национальным и международным стандартам производства и монтажа кабелей. Эта общность позволяет предприятиям-производителям расширять производство солнечных кабелей в рамках существующей системы производства и контроля качества, снижать производственные затраты и одновременно способствовать обеспечению качества и надежности солнечных кабелей, а также их продвижению и применению на рынке.

(III) Синергия между рыночным спросом и промышленным развитием
С непрерывным ростом мирового спроса на чистую энергию рынок солнечной энергетики демонстрирует бурную тенденцию, что напрямую стимулирует рыночный спрос на солнечный кабель. Развитие отрасли солнечного кабеля, в свою очередь, способствует структурной перестройке и модернизации всей кабельной промышленности. С одной стороны, традиционные кабельные предприятия увеличили свои инвестиции в исследования, разработки и производство солнечного кабеля, чтобы удовлетворить рыночный спрос на новые энергетические кабели. С другой стороны, развитие солнечного кабеля также привлекло больше капитала и технологий в кабельную промышленность, способствуя технологическим инновациям и промышленной интеграции в отрасли. Например, некоторые новые кабельные предприятия сосредоточены на исследованиях, разработках и производстве солнечного кабеля . Опираясь на свои технологические преимущества и долю рынка в новой энергетической области, они постепенно вышли в отрасль и стали новой движущей силой развития кабельной промышленности.