Dây cáp điện DC cho hệ thống điện mặt trời nổi

Điện mặt trời nổi, hay còn gọi là quang điện nổi, là hệ thống tấm pin mặt trời nổi trên nước thay vì được gắn cố định trên mặt đất hoặc trên các tòa nhà. Các tấm pin mặt trời nổi được lắp đặt trên các cấu trúc nổi, neo vào đáy hoặc bờ của một nguồn nước, chẳng hạn như hồ chứa, hồ, ao hoặc kênh. Dàn pin mặt trời nổi trên bề mặt nước, giúp nước làm mát các tấm pin, từ đó tăng cường hiệu suất.

Các trang trại năng lượng mặt trời nổi hoạt động giống như các trang trại lắp đặt trên mặt đất, nhưng chúng nổi trên nước thay vì được lắp đặt trên đất. Chúng sử dụng cùng loại tấm pin mặt trời và thiết bị inverter để sản xuất điện từ ánh sáng mặt trời. Điện năng sản xuất từ năng lượng mặt trời được dẫn đến một bộ inverter trung tâm trước khi tới các thiết bị điện trên bờ thông qua các loại cáp DC và cáp AC chuyên dụng cho hệ thống điện mặt trời dưới nước. Năng lượng từ bộ inverter được chuyển đến máy biến áp để hạ thấp điện áp trước khi được đưa vào hệ thống truyền tải để cung cấp cho người tiêu dùng.

2.1 Lớp cách điện của dây cáp điện DC

Dây cáp DC dùng trong các hệ thống năng lượng mặt trời nổi thường xuyên tiếp xúc với mặt nước. Do các bộ inverter có chức năng phát hiện lỗi chạm đất (ground fault), ngay cả những hư hỏng nhỏ của lớp vỏ bảo vệ cáp cũng có thể gây ra lỗi chạm đất trong môi trường ẩm, dẫn đến gián đoạn hệ thống.

Vì vậy, đối với hệ thống điện mặt trời nổi, nên sử dụng cáp điện DC đạt tiêu chuẩn hàng hải. Cáp DC được làm từ vật liệu XLPE (polyethylene liên kết ngang) cũng có thể sử dụng cho những ứng dụng này. Việc sử dụng băng chống nước sẽ giúp ngăn chặn nước xâm nhập vào cáp trong trường hợp lớp cách điện bị hỏng. Cáp nổi cần được bảo vệ bằng các ống dẫn linh hoạt hoặc máng cáp có nắp đậy. Lớp cách điện của cáp DC phải có khả năng chống tia UV, chống thủy phân và chống cháy.

2.2 Dây cáp điện DC cần có khả năng chịu nhiệt và tia UV

Hệ thống điện mặt trời nổi phải chịu tác động trực tiếp từ ánh sáng mặt trời, dẫn đến nhiệt độ bề mặt nước và không khí tăng cao. Nhiệt độ cao có thể làm suy giảm tính chất cách điện và làm tăng tốc độ lão hóa của lớp vỏ cáp. Các loại cáp DC được sử dụng phải có khả năng chịu được nhiệt độ cao, tránh tình trạng xuống cấp nhanh chóng. Các dây cáp và lớp cách điện tiếp xúc với ánh nắng mặt trời cần có khả năng chống tia UV để tránh tình trạng phân hủy hoặc hỏng hóc. Cáp không đạt tiêu chuẩn UV có thể bị giòn và dễ vỡ.

>>Xem thêm: Tầm quan trọng của dây cáp DC solar trong điện mặt trời

2.3 Sự xâm nhập của nước đối với dây cáp DC và đầu nối cáp DC

Nước xâm nhập là một vấn đề lớn đối với dây cáp điện DC và các đầu nối cáp DC trong các hệ thống năng lượng mặt trời nổi. Các vấn đề thường gặp có thể bao gồm ăn mòn, nước xâm nhập và lực cơ học do sự di chuyển của các phao nổi.

Đầu nối cáp DC có cấp độ bảo vệ IP68 được khuyến nghị sử dụng vì khả năng ngâm trong nước. Một số lưu ý khi kết nối dây cáp DC và đầu nối cáp DC trong hệ thống điện thả nổi:

• Cần sử dụng vật liệu phù hợp cho đầu cos, vòng đệm, đai ốc và bu lông.
• Cần đảm bảo tính tương thích giữa đầu cos và vật liệu của dây dẫn cáp DC.
• Nếu sử dụng đầu cos bằng đồng, nên mạ thiếc để bảo vệ.

Đầu nối cáp DC MC4 – Evo 2A , thường được làm từ đồng mạ thiếc được khuyến nghị sử dụng để tránh ăn mòn, do các đầu nối này thường tiếp xúc với môi trường ẩm ướt và có khả năng bị bắn nước hoặc ngâm nước.

Bên cạnh đó, khi tiến hành lắp đặt, cần đảm bảo các kết nối điện được thực hiện ngay sau khi lắp đặt các mô-đun để ngăn ngừa nước xâm nhập và ăn mòn, cũng như duy trì cấp độ bảo vệ IP của đầu nối. Ngoài ra, việc kiểm tra định kỳ độ chặt của các kết nối giữa dây cáp DC và các đầu nối phải được đưa vào kế hoạch bảo trì.

2.4 Áp lực cơ học lên cáp DC và phụ kiện cáp

Do ảnh hưởng của sóng và gió, phao nổi trong hệ thống mặt trời sẽ liên tục di chuyển và rung động. Điều này tạo ra các áp lực không chỉ lên dây cáp DC mà còn lên các phụ kiện như kẹp cáp, đầu nối. Nếu không được lắp đặt đúng cách hoặc có tính toán cẩn thận về độ co giãn, các rung động này có thể dẫn đến gãy cáp hoặc hỏng phụ kiện.

Danh mục sản phẩm dây cáp DC cho hệ thống điện mặt trời của HELUKABEL bao gồm nhiều dòng sản phẩm, đáp ứng nhu cầu đa dạng về phạm vi ứng dụng của hệ thống điện mặt trời. Trong đó, dòng cáp DC HELUPOWER SOLARFLEX-X PREMIUM là một sản phẩm sở hữu nhiều điểm nổi bật, đặc biệt phù hợp cho hệ thống điện mặt trời nổi.

3.1 Đặc điểm cấu tạo của dây cáp DC solar HELUPOWER SOLARFLEX-X PREMIUM

Dòng cáp HELUPOWER SOLARFLEX-X PREMIUM có đặc điểm cấu tạo như sau:

• Lõi dẫn điện: Đây là dòng cáp DC có lõi dẫn điện được làm bằng đồng được mạ thiếc, được bện mịn theo tiêu chuẩn DIN VDE 0295 Class 5 và IEC 60228 Class 5, đảm bảo độ linh hoạt cao, thích hợp cho việc lắp đặt trong các hệ thống điện năng lượng mặt trời.
• Lớp cách điện: Dòng cáp này sử dụng lớp cách điện làm từ vật liệu XLPE. Loại vật liệu này có khả năng chịu nhiệt độ cao, đảm bảo an toàn cho cáp khi vận hành trong thời gian dài.
• Vỏ ngoài: Lớp vỏ ngoài cũng được làm từ vật liệu XLPE, tăng cường khả năng chống cháy, chống mài mòn và chịu được điều kiện thời tiết khắc nghiệt, đặc biệt khi cáp tiếp xúc với ánh sáng mặt trời hoặc môi trường ngoài trời.
• Màu sắc vỏ cáp: Vỏ cáp có màu đen.