في بعض الأحيان، تكون الأجزاء الأكثر خطورة في تركيب الطاقة الشمسية هي الأجزاء التي تبدو متطابقة تقريبًا. ضع بكرة من الأسلاك الكهروضوئية بجانب بكرة من كابل USE-2، وسيصعب عليك اكتشاف الفرق بمجرد النظر إليهما. في الواقع، هناك اختلافات طفيفة في الخصائص الكيميائية العازلة، ومثبطات اللهب، وعتبة الجهد الحرجة.
هل تحاول أن تختار بين الأسلاك الكهروضوئية و USE-2 لتركيبها؟ إليك ما تحتاج إلى معرفته لاتخاذ القرار الصحيح.
لإلقاء نظرة أشمل على النظام البيئي الكامل للأسلاك الشمسية قبل أن نتعمق في الأمر، ابدأ بدليلنا: كل شيء عن الكابلات الشمسية.
ما هي المعايير التي تحدد الأسلاك الكهروضوئية و USE-2؟
قبل أن نتجادل حول أيهما أفضل، علينا أن نحدد ما هي وفقًا لما يلي UL (مختبرات Underwriters Laboratories).
USE-2 تعني مدخل الخدمة تحت الأرض – 90 درجة مئوية رطب/جاف.
- المواصفة القياسية: UL 854.
- التاريخ: هذا الكابل قديم. وقد صُمم في الأصل لجلب الطاقة من محول الكهرباء إلى عداد المنزل. ولأنه مصمم للدفن المباشر والظروف الخارجية القاسية، فقد اعتمدته صناعة الطاقة الشمسية في وقت مبكر باعتباره “الكابل الشمسي” الافتراضي.
- السمة الرئيسية: إنها قوية، لكنها قوية “للأغراض العامة”.
يرمز السلك الكهروضوئي إلى السلك الكهروضوئي.
- المواصفة القياسية: UL 4703.
- التاريخ: وُلد هذا المعيار بدافع الضرورة. نظرًا لأن الكود الكهربائي الوطني لعام 2008 (NEC) أدخل متطلبات أكثر صرامة للطاقة الشمسية (وتحديدًا المادة 690)، احتاجت الصناعة إلى كابل مصمم خصيصًا للضغوط الفريدة من نوعها لمجموعة من أسطح المباني – الفولتية العالية والأشعة فوق البنفسجية الشديدة ومقاومة اللهب العمودي.
- السمة الرئيسية: إنه أصل متخصص وعالي الأداء مصمم خصيصاً لتطبيقات الطاقة الشمسية.
إذا كنت تستكشف مجموعة واسعة من الخيارات التي تتعدى هذين الخيارين فقط، راجع دليلنا حول أنواع الكابلات الشمسية لمعرفة مدى ملاءمتها للسوق.
الأسلاك الكهروضوئية مقابل USE-2: التصميم والأداء
وعلى الرغم من أن كلاهما يوصلان الكهرباء، إلا أن التركيب المادي يختلف من نواحٍ تهم المهندس.
- سُمك العزل
هذا هو الفرق الأكثر وضوحاً. الأسلاك الكهروضوئية ذات عزل أكثر سماكة.
- USE-2: عادةً ما يكون العزل حوالي 45 ميل (لـ 10 AWG).
- الأسلاك الكهروضوئية: يمكن أن يحتوي على عزل يصل إلى 60 ميل أو حتى 75 ميل لنفس الحجم.
العزل السميك يعني مقاومة أفضل للإساءة الميكانيكية. على السقف، تحتك الكابلات بالألواح الخشبية وقضبان الألومنيوم الحادة والبلاط الخرساني. هذا “اللحم” الإضافي على السلك الكهروضوئي هو بوليصة تأمينك ضد الأعطال الأرضية.
إليك “خطأ مبتدئ” أراه باستمرار. نظرًا لأن السلك الكهروضوئي يحتوي على قطر خارجي أكبر (OD) بسبب ذلك العزل السميك، فإنك تقوم بتركيب عدد أقل من الأسلاك في الأنبوب. إذا صممت نظامًا استنادًا إلى مخططات تعبئة الأنابيب القياسية THHN أو USE-2 ولكنك قمت بتركيب الأسلاك الكهروضوئية، فقد تنتهك حدود التعبئة في الفصل 9 من NEC. أعد دائمًا حساب تعبئة الأنبوب عند التبديل إلى الأسلاك الكهروضوئية لتجنب التشويش على الأنبوب أو الفشل في الفحص.
- تصنيفات الجهد
- الاستخدام-2: يتم تصنيفه دائمًا تقريبًا لـ 600 فولت.
- الأسلاك الكهروضوئية: مصنفة ل 600 فولت أو 1000 فولت أو 2000 فولت.
تعمل الأنظمة السكنية الحديثة وجميع الأنظمة التجارية تقريبًا الآن بجهد 1000 فولت تيار مستمر أو قريبًا منه. تعمل مزارع المرافق بجهد 1500 فولت. USE-2 عفا عليها الزمن من الناحية الوظيفية لهذه الأنظمة ذات الجهد العالي. إذا تجاوز حساب جهد السلسلة 600 فولت، يجب عليك استخدام الأسلاك الكهروضوئية.
- مقاومة اللهب(اختبار الاحتراق العمودي)
هنا يصبح مفتشو السلامة صارمين.
- USE-2: عادةً ما يجتاز اختبار الاحتراق الأفقي، ولكن لا يشترط اجتياز اختبارات اللهب العمودي الصارمة (VW-1).
- الأسلاك الكهروضوئية: يجب أن يجتاز اختبار اللهب VW-1 (سلك عمودي) إذا تم تركيبه في صينية أو قناة.
تتحرك النار بشكل عمودي مختلف. إذا كنت تقوم بتمديد الكابلات على جانب مبنى أو داخل تجويف جدار، فإن الأسلاك الكهروضوئية توفر مقاومة فائقة لانتشار الحريق.
السلك الكهروضوئي مقابل سلك الطاقة الكهروضوئية مقابل سلك الطاقة الكهروضوئية-2: النظام المؤرض مقابل النظام غير المؤرض
هذا هو الفارق الفني الدقيق الذي يفاجئ معظم عمال التركيب. يتعلق الأمر بالعاكس الخاص بك.
العاكسات المؤرضة: كانت الأنظمة القديمة تحتوي على موصل سالب مرتبط بالأرض. في هذه التركيبات (وتحت 600 فولت)، كان USE-2 مقبولاً.
عاكسات بدون محولات (غير مؤرضة): اليوم، معظم العاكسات الخيطية الحديثة (مثل تلك التي من SMA وFronius وSolarEdge) هي محولات بدون محول/بدون أرضية. في النظام غير المؤرض، يكون كلا السلكين الموجب والسالب “ساخنًا” بالنسبة للأرض. فهي تطفو. ينص الكود على أنه بالنسبة لأنظمة الطاقة الكهروضوئية غير المؤرضة، يجب أن تكون الأسلاك المستخدمة مدرجة على أنها أسلاك كهروضوئية. إذا كنت تستخدم عاكسًا حديثًا بدون محول، فلا يمكنك استخدام USE-2. أنت مطالب قانونًا باستخدام الأسلاك الكهروضوئية UL 4703.
لإلقاء نظرة على كيفية تطور المعايير الأوروبية بالمثل، قد تجد المقارنة بين PV1-F و H1Z2Z2Z2-K مثيرة للاهتمام.
الأسلاك الكهروضوئية مقابل USE-2: درجة الحرارة والتحمل البيئي
صُمم USE-2 للبيئة المستقرة والباردة للخندق المدفون – 90 درجة مئوية في الظروف الرطبة أو الجافة، ويتم اختباره بشكل عام لمدة 300 ساعة من العوامل الجوية.
صُممت الأسلاك الكهروضوئية لتلائم الواقع القاسي لمصفوفة الطاقة الشمسية. بينما يظل تصنيفه الرطب عند 90 درجة مئوية، غالبًا ما يتم تصنيف الأسلاك الكهروضوئية عالية الجودة لدرجات حرارة جافة أعلى بكثير – عادةً 105 درجة مئوية أو 125 درجة مئوية أو حتى 150 درجة مئوية. يخضع السلك الكهروضوئي لاختبار تقادم أكثر قسوة بكثير من الأشعة فوق البنفسجية (720 ساعة من التعرض لقوس الكربون أو قوس الزينون).
للتعرف على سبب فشل أسلاك البناء القياسية (مثل THHN) في هذه الظروف، راجع غوصنا العميق: الأسلاك الكهروضوئية مقابل أسلاك THHN.
الأسلاك الكهروضوئية مقابل USE-2: المرونة والتركيب
إذا كنت أنت من يقوم بتركيب الكابل، فإن المرونة مهمة.
- الاستخدام-2: العازل الرقيق يجعله مرنًا جدًا، ولكن يمكن أن تجعله الخيوط الخشنة عرضة للالتواء.
- الأسلاك الكهروضوئية: يستخدم جدائل نحاسية أدق (غالباً ما تكون من الفئة K أو ما شابهها). على الرغم من أن العزل أكثر سمكًا، إلا أن اللب المجدول يجعله مرنًا بشكل لا يصدق.
نصائح للمحترفين: نظرًا لأن السلك الكهروضوئي يحتوي على قطر خارجي أكبر (OD) بسبب العزل السميك، يجب عليك التأكد من أن موصلات MC4 الخاصة بك ذات حجم صحيح. ستؤدي محاولة حشر سلك كهروضوئي سميك في غدة مانعة للتسرب مصممة لموصلات USE-2 الرقيقة إلى فشل في منع التسرب. سوف يدخل الماء. تحقق دائمًا من نطاق OD للموصلات الخاصة بك.
إذا كنت تتعامل مع حساب المقياس المناسب لهذه الموصلات، فراجع دليلنا حول حجم الكابلات الشمسية للتأكد من أنك لا تبالغ في حجم النحاس بما يتجاوز ما يمكن للموصل تحمله.
سيناريوهات عملية: ما الكابل المنطقي لمشروعك؟
استخدم USE-2 إذا:
- أنت تعمل على نظام قديم ومؤرض (أقل من 600 فولت) قديم.
- أنت تقوم بتشغيل خط جانبي تحت الأرض من صندوق التجميع إلى العداد (خارج دائرة المصدر الكهروضوئي).
- لديك سيناريو محدد ومتوافق مع التعليمات البرمجية حيث يكون السلك الكهروضوئي غير ضروري وتحتاج إلى توفير التكلفة.
استخدم الأسلاك الكهروضوئية إذا:
- لديك عاكس بدون محول (غير مؤرض).
- جهد النظام لديك أعلى من 600 فولت.
- سيتعرض الكابل الخاص بك لأشعة الشمس المباشرة على السطح.
- تحتاج إلى التوافق مع اللهب VW-1 للتركيبات الصينية أو العمودية.
الخاتمة
يمثل الانتقال من USE-2 إلى الأسلاك الكهروضوئية تحول صناعة الطاقة الشمسية من تكييف المواد ذات الأغراض العامة إلى استخدام حلول مصممة للأنظمة الكهروضوئية الحديثة عالية الجهد والتعرض العالي. لا يزال استخدام USE-2 له مكانته في بعض التطبيقات تحت الأرض أو التطبيقات القديمة، ولكن الأسلاك الكهروضوئية هي الخيار الواضح للمصفوفات الجديدة على الأسطح. توفر مساحة رأس الجهد والحماية الميكانيكية والامتثال للكود التي تتطلبها أنظمة اليوم.
ملاحظة المصادر: هناك فرق بين “الأسلاك الشمسية” العامة والأسلاك الكهروضوئية عالية الجودة. عند البحث عن مصادر أسلاك الطاقة الشمسية الكهروضوئية الضوئية، أعط الأولوية للمصنعين الذين يقدمون تقارير التتبع الكامل وتقارير اختبار UL. للاطلاع على قائمة الموردين الذين تم فحصهم، راجع: 7 شركات رائدة في تصنيع الكابلات الشمسية في جميع أنحاء العالم.
