استفاده از کابلکشی زیرزمینی در نیروگاههای بزرگ خورشیدی به دلیل مزایای فراوانی مانند ایمنی بالا، محافظت در برابر آسیبهای محیطی و کاهش تلفات انرژی اهمیت دارد. این روش خطر آتشسوزی یا برقگرفتگی را کاهش داده و ظاهر نیروگاه را حفظ میکند، ضمن اینکه مسیرهای عبور و مرور را باز نگه میدارد. با این حال، چالش اصلی آن هزینه نصب بالا و پیچیدگی تعمیرات است. علاوه بر این، عملکرد کابلها تحت تأثیر شرایط حرارتی و شیمیایی خاک قرار دارد.
خاک، عامل اصلی تعیینکننده طول عمر و ظرفیت حمل جریان کابلها است. هدایت حرارتی خاک، که به توانایی آن در دفع گرمای تولید شده توسط کابلها اشاره دارد، نقش مهمی در کارایی کابلها دارد. اگر خاک نتواند این گرما را به خوبی دفع کند، کابلها داغ شده و کارایی آنها کاهش مییابد که باعث افزایش تلفات انرژی و خطر آسیب به کابلها میشود.
در طراحی کابلکشی، باید ویژگیهای خاک به دقت در نظر گرفته شوند تا از گرم شدن بیش از حد کابلها جلوگیری شود و عمر مفید آنها کاهش پیدا نکند. با بررسی دقیق شرایط خاک و انتخاب روشهای مناسب نصب، میتوان عملکرد بهینه و طول عمر بالای سیستمهای کابلکشی زیرزمینی را تضمین کرد.
• کابلهای جریان مستقیم (DC): این کابلها برای اتصال پنلهای خورشیدی به یکدیگر و به اینورترها استفاده میشوند. آنها باید مقاوم در برابر اشعه فرابنفش (UV) و دماهای بالا باشند. برای این منظور، معمولاً از عایقهای پلیاتیلن متقاطع (XLPE) استفاده میشود که توانایی مقاومت در برابر شرایط سخت را دارند.
• کابلهای جریان متناوب (AC): این کابلها برای انتقال برق از اینورترها به شبکه اصلی استفاده میشوند. به دلیل نیاز به محافظت بیشتر از آسیبهای مکانیکی، این کابلها معمولاً از نوع زرهدار (Armoured) انتخاب میشوند، که امنیت فیزیکی آنها را در برابر فشار و آسیبهای محیطی افزایش میدهد.
• حجم جریان برق قابل انتقال: برای تعیین سطح مقطع مناسب کابلها، باید حداکثر جریان مورد انتظار را در نظر گرفت. ولتاژ و جریان نامی کابلها در انتخاب کابلهایی با توانایی حمل جریان بالا و ایمن تأثیرگذار است.
• عایقبندی و حفاظت: غلاف کابلها باید در برابر عوامل محیطی مختلف مانند رطوبت، مواد شیمیایی خاک، و حتی جویدن حیوانات مقاوم باشد. استفاده از کابلهای زرهدار برای این منظور حیاتی است، زیرا این کابلها از هسته رسانا در برابر آسیبهای فیزیکی و خوردگی محافظت میکنند. در مقالهی «انواع کابلهای مورد استفاده در نیروگاههای خورشیدی» در وبسایت دکتر سولار، انواع کابلهای برق کاربردی در نیروگاههای خورشیدی تشریح شده است. این مقاله شامل کابلهای DC و AC، معیارهای انتخاب کابل مناسب بر اساس ولتاژ، جریان و شرایط محیطی، و نکات اجرایی برای بهینهسازی کابلکشی میباشد.
ج) استانداردها و الزامات فنی:
کابلها باید مطابق با استانداردهای بینالمللی مانند IEC و UL انتخاب شوند تا از نظر مقاومت در برابر آتش، دوام مکانیکی و طول عمر آنها تضمین شود. این استانداردها از ایمنی و کارایی کابلها در شرایط مختلف محیطی حمایت میکنند. این استانداردها از ایمنی و کارایی کابلها در شرایط مختلف محیطی حمایت میکنند و شامل موارد زیر هستند:
• IEC 60364-7-712: این استاندارد الزامات خاصی برای تأسیسات و سیستمهای برقرسانی فتوولتائیک (PV) تعیین میکند
• IEC 60228: استانداردی است که به کابلهای عایقدار و ویژگیهای رساناهای (هادیها) آنها میپردازد.
• IEC 60502: این استاندارد مربوط به کابلهای قدرت عایقدار با ولتاژ نامی ۱ کیلوولت تا ۳۰ کیلوولت است که برای کابلهای AC اصلی استفاده میشود.
• EN 50618 (کابلهای خورشیدی PV): یک استاندارد اروپایی است که الزامات مخصوص کابلهای DC انعطافپذیر با عایق XLPE را مشخص میکند و مقاومت آنها در برابر UV و دماهای بالا را تأیید مینماید.
• UL 4703: این استاندارد آمریکایی مربوط به کابلهای مخصوص خورشیدی است که برای پروژههایی که از استانداردهای UL پیروی میکنند، مورد استفاده قرار میگیرد.
کابلهای DC باید علاوه بر مقاومت در برابر اشعه UV و رطوبت، دارای عایق قوی (مانند XLPE) باشند که توانایی تحمل شرایط سخت زیرسطحی را داشته باشد. در کابلهای AC، استفاده از کابلهای زرهدار فولادی یا آلومینیومی ضروری است. این نوع کابلها نه تنها در برابر آسیبهای مکانیکی از جمله سنگها و حیوانات موذی محافظت میکنند، بلکه در برابر خوردگی شیمیایی ناشی از نمکها یا مواد آلی موجود در خاک نیز مقاوم هستند.
در مقالهی «اصول اجرای صحیح ترانشهکشی و دفن کابل در سایت نیروگاه خورشیدی» در وبسایت دکتر سولار، اصول کامل و استاندارد ترانشهکشی و دفن کابلهای نیروگاه خورشیدی بررسی شده است. این مقاله شامل گامهای طراحی کانالهای کابلکشی، تعیین عمق مناسب دفن، روشهای محافظت در برابر آسیبهای مکانیکی و رعایت الزامات ایمنی و استانداردها است
انتخاب کابلها باید با توجه به حداکثر دمای مجاز کارکرد عایق، که معمولاً ۹۰ درجه سانتیگراد برای عایقهای XLPE است، انجام شود. همچنین، باید ضریب مقاومت حرارتی خاک منطقه نصب کابلها در نظر گرفته شود تا اطمینان حاصل شود که کابلها در شرایط دمایی مختلف (از جمله فصول گرم و خشک) عملکرد مطمئن و بدون نقص خواهند داشت.
کابلکشی زیرزمینی در نیروگاههای خورشیدی یکی از اجزای حیاتی است که مسئول انتقال انرژی و تضمین ایمنی سیستم است. این روش به دلیل محافظت در برابر آسیبهای محیطی و کاهش تلفات انرژی اهمیت دارد، اما هزینههای بالای نصب و حساسیت زیاد به شرایط زیرسطحی آن را به چالشی بزرگ تبدیل میکند.
یکی از عوامل اصلی در عملکرد کابلها، هدایت حرارتی خاک است. اگر خاک نتواند گرمای تولید شده توسط کابلها را به خوبی دفع کند، ظرفیت حمل جریان کاهش مییابد و عمر مفید عایق کابلها (مانند XLPE) کاهش پیدا میکند. برای مقابله با این چالش، کابلها باید استانداردهای مختلفی مانند IEC 60287 و IEEE 835 را رعایت کنند تا از افزایش دمای کابلها و آسیب به عایقها جلوگیری شود.
برای نصب کابلها در خاکهای مختلف، انتخاب روش نصب متناسب با نوع خاک ضروری است. در خاکهای شنی و خشک، استفاده از پرکنندههای حرارتی برای بهبود دفع گرما لازم است. در خاکهای رسی، نصب کابلها با مسیر مارپیچی (S-Curve) برای جذب تنشهای مکانیکی توصیه میشود، و در خاکهای سنگی یا خورنده باید از کابلهای زرهدار و داکتهای محافظ استفاده کرد.
در نهایت، ارزیابی دقیق ویژگیهای خاک و اجرای استراتژیهای مناسب نصب، کلید موفقیت در طراحی کابلکشی زیرزمینی نیروگاههای خورشیدی است.
ارسال نظر
آموزش خورشیدی