Avec le développement rapide des énergies renouvelables, l'énergie solaire est devenue une partie importante du domaine mondial de l'énergie. Les systèmes d'énergie solaire fournissent une énergie propre et durable aux maisons, aux entreprises et au réseau en convertissant le rayonnement solaire en électricité utilisable. Lorsque vous discutez de l'énergie solaire, vous entendez souvent les termes "Photovoltaïque "et" solaire", qui semblent souvent utilisés de manière interchangeable dans une utilisation quotidienne. Cependant, les deux termes ont des significations différentes, en particulier au niveau technique, et comprendre la différence est essentielle pour sélectionner correctement l'équipement PV, la conception du système et assurer un fonctionnement sécurisé du système.
Cet article mènera une discussion approfondie autour des deux concepts de «photovoltaïque» et «énergie solaire» et analyser les différences entre eux, en particulier leurs applications dans des champs connexes tels que les câbles photovoltaïques et les fils solaires.
1. La différence entre la photovoltaïque et l'énergie solaire
Bien que les termes «photovoltaïque» et «énergie solaire» impliquent à la fois la conversion et l'utilisation du rayonnement solaire, ils ont des différences techniques importantes.
1. Énergie solaire
"L'énergie solaire" est un concept plus large qui fait référence à l'énergie émise par le soleil. Cette énergie peut être convertie et utilisée sous différentes formes, principalement l'énergie thermique (énergie solaire thermique) et l'énergie électrique (énergie solaire photovoltaïque). L'énergie solaire comprend non seulement le processus de conversion du rayonnement solaire en énergie électrique par la technologie photovoltaïque, mais comprend également des technologies qui utilisent l'énergie solaire thermique pour chauffer l'eau, l'air ou fournir de la chaleur aux bâtiments. Par exemple, un chauffe-eau solaire est un appareil qui utilise l'énergie solaire thermique pour chauffer l'eau, tandis qu'un climatiseur solaire utilise l'énergie solaire thermique pour fournir un refroidissement et un chauffage à un bâtiment.
2. Photovoltaïque
"Photovoltaïque" fait spécifiquement référence à une technologie qui convertit directement le rayonnement solaire en énergie électrique, sur la base du principe de "l'effet photovoltaïque". Les systèmes photovoltaïques sont principalement constitués de panneaux solaires, d'onduleurs, de systèmes de stockage d'énergie de batterie et d'autres composants électriques. La technologie photovoltaïque utilise les propriétés électroniques des matériaux semi-conducteurs pour convertir l'énergie lumineuse en courant direct (DC), qui est ensuite converti en courant alternatif (AC) via un onduleur à utiliser dans les maisons, les industries ou les réseaux électriques. Par conséquent, les systèmes photovoltaïques ne sont qu'un sous-ensemble d'utilisation de l'énergie solaire, en se concentrant sur la production d'électricité via des panneaux solaires.
2. Le rôle et l'importance decâbles photovoltaïqueset fils solaires
Dans les systèmes photovoltaïques, qu'il s'agisse d'un système de production d'énergie photovoltaïque sur un toit résidentiel ou d'une grande centrale photovoltaïque, des câbles photovoltaïques et des fils solaires sont inséparables. Ils jouent un rôle vital dans la transmission et la connexion de l'énergie solaire, garantissant que la puissance du système peut être transmise efficacement et en toute sécurité des panneaux solaires à l'onduleur, au standard ou au réseau.
1. Câble solaire
Les câbles solaires sont un élément essentiel de la connexion des différents composants d'un système photovoltaïque. Il se compose d'un ou plusieurs fils qui transportent un courant électrique. La structure des câbles solaires comprend généralement des conducteurs, des couches d'isolation, des gaines et d'autres pièces. La partie conducteur utilise généralement des matériaux en cuivre ou en aluminium, qui ont une bonne conductivité électrique, tandis que la couche d'isolation et la gaine fournissent une isolation électrique, une protection mécanique, une résistance aux UV, une résistance à haute température, une résistance à la corrosion et d'autres fonctions.
Le niveau de tension des câbles solaires est généralement de 600 / 1000v ou plus (par exemple, les stations électriques photovoltaïques peuvent utiliser des câbles à tension moyenne avec des tensions nominales de 3 kV ou plus). Ses normes de conception (telles que la CEI 60216, la certification UL, etc.) garantissent la fiabilité et la sécurité du câble et répondent aux besoins des systèmes photovoltaïques dans différentes conditions de travail.
2. Fil solaire
Un fil solaire est un seul fil dans un câble solaire. Ils sont couramment utilisés pour les connexions entre les panneaux, les séries et le câblage parallèle. Les fils photovoltaïques sont différents des câbles de conception. Habituellement, les fils photovoltaïques ont des couches d'isolation plus minces et des structures plus simples car elles sont principalement utilisées pour le câblage interne et ne nécessitent pas de protection approfondie comme des câbles.
Semblable aux câbles solaires, les principales propriétés des fils solaires comprennent une bonne conductivité électrique, une résistance à haute température, une résistance aux UV et une résistance à la corrosion. Les matériaux courants pour les fils photovoltaïques sont le cuivre ou l'aluminium, et des matériaux tels que le polyéthylène réticulé (XLPE) ou le chlorure de polyvinyle (PVC) sont généralement utilisés comme couche d'isolation. Ces fils conviennent aux besoins de transfert de puissance plus petits, tels que la connexion des panneaux solaires aux onduleurs ou à d'autres appareils du système photovoltaïque.
3. Caractéristiques clés des câbles photovoltaïques et des fils solaires
Le rôle des câbles photovoltaïques et des conducteurs solaires dans les systèmes solaires est étroitement lié, et leur conception et leurs matériaux doivent être capables de résister aux conditions de fonctionnement spéciales des systèmes solaires. Voici quelques-unes de leurs principales caractéristiques:
1. Résistance à la température élevée
Les câbles et les fils des systèmes solaires doivent résister à des environnements à haute température à long terme. Surtout en été ou sous la lumière du soleil, la température de surface des panneaux solaires et des fils peut atteindre 70 degrés ou même plus. Afin d'empêcher les câbles et les fils de vieillir, de déformer ou de prendre feu à des températures élevées, les matériaux à haute température doivent être sélectionnés. Par exemple, le polyéthylène réticulé (XLPE) est un matériau résistant à haute température couramment utilisé qui peut fonctionner de manière stable dans la plage de température de -40 de degré à +90.
2. Résistance UV
Les câbles et les fils photovoltaïques sont généralement exposés à l'extérieur et font face à la lumière directe du soleil, de sorte que la couche externe du câble doit avoir une excellente résistance aux UV. Un rayonnement UV prolongé peut provoquer le vieillissement et la fracture des câbles et des fils, affectant finalement leurs performances électriques. Afin d'étendre la durée de vie, des additifs anti-UV ou des matériaux résistants aux UV sont généralement ajoutés à la gaine externe des câbles solaires et à la couche d'isolation des fils.
3. Résistance à la corrosion
Les systèmes photovoltaïques sont souvent installés dans des environnements d'humidité, de spray salin ou de pollution industrielle lourde. Ces conditions environnementales peuvent provoquer la corrosion des câbles et des fils. La résistance à la corrosion est une considération importante lors de la sélection des câbles et conducteurs photovoltaïques. Afin d'améliorer la résistance à la corrosion, les câbles utilisent généralement des matériaux isolants avec des fonctions imperméables et anticipées par l'humidité, telles que le polyéthylène réticulé (XLPE), et les conducteurs sont utilisés en conserve ou d'autres technologies anti-corrosion.
4. Résistance mécanique
Étant donné que les câbles et les fils solaires doivent être installés à l'extérieur, en particulier sur le sol ou sur les surfaces de construction, ils doivent être capables de résister à la tension physique, à la flexion, à la friction et à d'autres contraintes. Les câbles photovoltaïques de haute qualité et les conducteurs ont généralement une résistance mécanique élevée pour éviter les dommages pendant l'installation et le fonctionnement.
4. Sélection et application de câbles photovoltaïques et de fils solaires
Lors de la sélection des câbles photovoltaïques et des conducteurs solaires, la sélection doit être basée sur les exigences spécifiques du système photovoltaïque. Cela comprend les aspects suivants:
1. Tension et exigences de courant
La sélection des câbles et conducteurs photovoltaïques doit être déterminé en fonction de la tension de fonctionnement et du courant du système photovoltaïque. Par exemple, la plupart des systèmes photovoltaïques résidentiels et commerciaux utilisent des câbles basse tension (600 / 1000v), tandis que dans les centrales photovoltaïques à grande échelle, vous devrez peut-être choisir des câbles de tension moyenne avec des niveaux de tension plus élevés (3 kV ou plus). La zone transversale des câbles et des conducteurs doit être sélectionnée en fonction des exigences de courant pour assurer une transmission en douceur du courant sans surchauffe.
2. Facteurs environnementaux
Lors de la sélection des câbles et des conducteurs photovoltaïques, vous devez également considérer l'environnement d'installation. Y compris des facteurs tels que la température, l'humidité, l'intensité des UV, l'exposition au spray salin ou aux produits chimiques. Par exemple, les systèmes photovoltaïques dans les zones côtières doivent choisir des câbles et des fils résistants à la corrosion par pulvérisation saline; Dans les environnements à haute température, les câbles et les fils résistants aux températures élevées et aux rayons UV doivent être sélectionnés.
3. Propriétés électriques et mécaniques
Les propriétés électriques (telles que le niveau de tension, les propriétés conductrices) et les propriétés mécaniques (telles que la résistance à la traction, les propriétés de flexion) des câbles et des conducteurs sont une base importante pour la sélection. En particulier dans les systèmes de production d'énergie photovoltaïque à grande échelle, la fiabilité des câbles et des fils affecte directement l'efficacité de fonctionnement à long terme du système.