Nhìn bên ngoài, dây cáp năng lượng mặt trời có thể không khác nhiều so với dây điện thông thường. Tuy nhiên, môi trường làm việc của hệ thống điện mặt trời khắc nghiệt hơn. Cáp solar thường được lắp đặt ngoài trời. Vì vậy, cáp phải tiếp xúc với nắng, tia UV, mưa ẩm và nhiệt độ cao. Bên cạnh đó, cáp còn đảm nhiệm việc truyền tải dòng điện DC trong quá trình hệ thống hoạt động. Vậy một sợi dây cáp năng lượng mặt trời phải chịu được những gì? Và vì sao không nên dùng dây điện thông thường để thay thế cáp chuyên dụng cho hệ thống solar?

Dây cáp năng lượng mặt trời phải chịu được nắng và tia UV

Phần lớn hệ thống điện mặt trời được lắp đặt ngoài trời. Do đó, dây cáp có thể phải tiếp xúc trực tiếp với ánh nắng trong thời gian dài. Đặc biệt, tia UV có thể làm vật liệu cách điện và lớp vỏ cáp lão hóa theo thời gian. Khi đó, lớp vỏ có thể trở nên cứng, giòn, nứt hoặc biến dạng. Nếu lớp bảo vệ xuống cấp, khả năng bảo vệ phần dẫn điện bên trong cũng có thể bị ảnh hưởng. Vì vậy, dây cáp năng lượng mặt trời cần sử dụng vật liệu có khả năng chống chịu tia UV và điều kiện ngoài trời. Đây cũng là điểm khác biệt giữa cáp PV chuyên dụng và các loại dây điện thông thường. Nói đơn giản, cáp solar không chỉ cần dẫn điện tốt. Cáp còn phải phù hợp với môi trường mà hệ thống điện mặt trời hoạt động.

Khả năng chịu nhiệt cũng rất quan trọng

Nhiệt độ là một yếu tố khác cần quan tâm khi lựa chọn cáp cho hệ thống điện mặt trời. Khi hệ thống hoạt động dưới trời nắng, nhiệt độ xung quanh dây có thể tăng cao. Ngoài ra, dòng điện chạy qua dây dẫn cũng tạo ra nhiệt. Cách bố trí dây và điều kiện lắp đặt cũng ảnh hưởng đến nhiệt độ làm việc của cáp. Theo IEC 62930, cáp sử dụng ở phía DC của hệ thống quang điện có điện áp danh định đến 1,5 kV DC. Tiêu chuẩn này quy định nhiệt độ dây dẫn tối đa trong điều kiện làm việc liên tục thông thường là 90°C. Tuy nhiên, chịu nhiệt tốt không có nghĩa cáp có thể hoạt động trong mọi điều kiện. Tiết diện dây, dòng điện, cách đi dây và nhiệt độ môi trường vẫn cần được tính toán phù hợp. Vì vậy, khi chọn cáp, không nên chỉ nhìn vào khả năng chịu nhiệt. Cần xem xét cả điều kiện vận hành thực tế của hệ thống.

Cáp solar phải chịu được mưa và độ ẩm

Ngoài nắng nóng, dây cáp còn phải đối mặt với mưa, hơi ẩm và sự thay đổi nhiệt độ giữa ngày và đêm. Nếu lớp cách điện hoặc lớp vỏ không đáp ứng yêu cầu, môi trường ẩm có thể ảnh hưởng đến khả năng cách điện và độ bền của cáp theo thời gian. Đó là lý do các tiêu chuẩn dành cho cáp quang điện không chỉ quan tâm đến khả năng dẫn điện. Cáp còn phải trải qua nhiều phép thử liên quan đến cách điện và độ bền. Chẳng hạn, chương trình kiểm tra cáp PV theo EN 50618 của TÜV Rheinland có các phép thử về điện trở ruột dẫn, điện áp cao và điện trở cách điện. Nhờ đó, người dùng có thêm cơ sở để đánh giá khả năng đáp ứng của cáp trước khi đưa vào hệ thống.

Dây cáp năng lượng mặt trời phải đáp ứng điện áp DC

Một điểm quan trọng khác là dây cáp năng lượng mặt trời được thiết kế cho phía DC của hệ thống quang điện. IEC 62930 áp dụng cho cáp điện một lõi có cách điện và vỏ liên kết ngang. Loại cáp này được sử dụng ở phía dòng điện một chiều của hệ thống PV với điện áp danh định đến và bao gồm 1,5 kV DC. Do đó, khi lựa chọn cáp, không nên chỉ nhìn vào tiết diện như 4.0 mm² hay 6.0 mm². Bạn cần xem xét đồng thời:

• Điện áp DC của hệ thống.
• Dòng điện cần truyền tải.
• Tiết diện dây dẫn.
• Vật liệu cách điện và lớp vỏ.
• Điều kiện lắp đặt thực tế.

Tiết diện phù hợp là cần thiết, nhưng chưa đủ. Cáp cũng phải đáp ứng đúng yêu cầu về điện áp và môi trường sử dụng.

Cáp solar cũng phải chịu được tác động cơ học

Trong quá trình thi công, dây cáp có thể chịu nhiều tác động như uốn, kéo, va chạm hoặc cọ xát. Nếu cáp bị kéo căng quá mức hoặc uốn sai bán kính, lớp vỏ có thể bị ảnh hưởng. Tương tự, việc đặt cáp gần cạnh sắc cũng có thể làm tăng nguy cơ hư hỏng lớp bảo vệ. Vì vậy, chất lượng của dây cáp năng lượng mặt trời không phải yếu tố duy nhất quyết định độ bền. Cách thi công cũng rất quan trọng. Khi lắp đặt, cáp cần được cố định hợp lý. Đồng thời, cần tránh để dây chịu lực kéo kéo dài hoặc tiếp xúc với các vị trí dễ gây cọ xát. Bán kính uốn cũng nên tuân thủ theo hướng dẫn của nhà sản xuất.

Vì sao không nên dùng dây điện thông thường cho hệ thống solar?

Dây điện thông thường có thể được thiết kế cho những điều kiện sử dụng khác với cáp PV. Trong khi đó, cáp solar phải hoạt động ngoài trời trong thời gian dài. Cáp có thể phải tiếp xúc với nắng, tia UV, nhiệt độ cao, mưa và độ ẩm. Ngoài ra, cáp còn phải đáp ứng yêu cầu về điện áp và dòng điện của hệ thống DC. Vì vậy, việc lựa chọn cáp không nên chỉ dựa vào tiêu chí “dẫn được điện”. Quan trọng hơn, cần xem xét loại cáp đó có được thiết kế và kiểm tra cho môi trường sử dụng của hệ thống PV hay không. Đây cũng là lý do cáp chuyên dụng thường được ưu tiên cho hệ thống điện mặt trời thay vì sử dụng dây điện thông thường.

Chọn dây cáp năng lượng mặt trời cần quan tâm gì?

Trước khi lựa chọn cáp, có thể kiểm tra một số yếu tố quan trọng:

• Tiết diện dây: lựa chọn dựa trên dòng điện và thiết kế hệ thống.
• Điện áp định mức: cần phù hợp với điện áp DC của hệ thống.
• Khả năng chịu nhiệt: xem xét nhiệt độ làm việc và điều kiện lắp đặt.
• Khả năng chống UV: đặc biệt quan trọng với cáp sử dụng ngoài trời.
• Vật liệu cách điện và vỏ cáp: ảnh hưởng đến độ bền và khả năng bảo vệ dây dẫn.
• Tiêu chuẩn, chứng nhận: nên ưu tiên sản phẩm có thông tin rõ ràng và phù hợp với ứng dụng PV.
• Điều kiện thi công: cách đi dây, cố định và bán kính uốn cần đúng yêu cầu.

Như vậy, không nên chọn cáp chỉ dựa vào kích thước hoặc giá thành. Thông số kỹ thuật và điều kiện sử dụng thực tế mới là cơ sở để lựa chọn đúng.

Dây cáp năng lượng mặt trời không chỉ cần “bền”

Có thể thấy, một sợi dây cáp năng lượng mặt trời phải làm việc trong nhiều điều kiện cùng lúc. Cáp phải chịu được nắng và tia UV. Cáp cũng cần đáp ứng điều kiện nhiệt độ, mưa ẩm và điện áp DC của hệ thống. Trong quá trình thi công, cáp còn phải được lắp đặt đúng để hạn chế các tác động cơ học. Đó là lý do cáp chuyên dụng cho hệ thống PV được thiết kế theo những tiêu chuẩn riêng. IEC 62930 quy định các yêu cầu đối với cáp điện sử dụng ở phía DC của hệ thống quang điện với điện áp đến 1,5 kV DC. Với những hệ thống điện mặt trời cần vận hành ổn định trong thời gian dài, lựa chọn đúng loại cáp ngay từ đầu là một phần quan trọng của quá trình thiết kế và thi công.