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태양광 케이블 품질이 PV 시스템의 장기 성능을 결정하는 이유
모든 태양광 발전 시스템에서 태양광 패널, 인버터 및 배전 장비를 연결하는 케이블은 수동 도체 그 이상입니다. 이는 전체 설비의 순환 시스템입니다. 잘못된 케이블 또는 품질이 낮은 변형을 선택하면 작동 후 불과 몇 년 이내에 에너지 손실, 화재 위험 및 비용이 많이 드는 현장 교체가 발생할 수 있습니다. 엔지니어, 조달 관리자, 프로젝트 개발자 모두가 신뢰할 수 있는 제품을 구별하는 요소를 이해해야 합니다. 태양광 케이블 25년 이상 효율적으로 작동하는 시스템을 구축하려면 일반 전선을 사용하는 것이 필수적입니다.
태양광 케이블이 표준 전기 케이블과 다른 점
기존 건물 와이어는 밀폐된 온도 제어 환경에 맞게 설계되었습니다. 이와 대조적으로 태양광 케이블은 수십 년 동안 직접적인 실외 노출을 견디도록 설계되었습니다. 고품질 알루미늄 태양 케이블 또는 구리 태양광 케이블은 옥상, 지상 설치 및 유틸리티 규모의 PV 설치에서 발생하는 모든 환경 스트레스 요인을 견뎌야 합니다.
주요 차이점은 단열 화학 및 외장 구성에 있습니다. 태양광 케이블은 다음과 같은 열화에 저항하는 가교 폴리에틸렌(XLPE) 또는 전자빔 가교 화합물을 사용합니다.
- 고지대 또는 적도 기후의 강렬한 자외선
- −40°C ~ 90°C 또는 그 이상의 온도 사이클링
- 수십 년의 사용 수명에 걸친 오존 및 대기 산화
- 습기 유입, 결로 및 장기간의 비 노출
- 설치, 바람에 의한 움직임, 설치류로 인한 기계적 마모
표준 PVC 절연 케이블은 실외 노출 후 3~5년 이내에 이러한 요구 사항을 충족하지 못하므로 전류 전달 용량에 관계없이 영구 PV 설치에 절대적으로 부적합합니다.
알루미늄 태양광 케이블: 대규모 프로젝트를 위한 비용 효율적인 대안
구리는 우수한 전도성과 유연성으로 인해 역사적으로 태양광 케이블 응용 분야를 지배해 왔습니다. 그러나, 알루미늄 태양 케이블 총 케이블 길이가 수백 킬로미터에 달하고 자재 비용이 전체 프로젝트 예산의 상당 부분을 차지하는 유틸리티 규모의 태양광 발전소에 대한 강력한 대안으로 부상했습니다.
현대의 알루미늄 태양광 케이블에는 합금 도체(일반적으로 AA8000 시리즈 알루미늄)가 포함되어 있어 크리프, 연결 지점의 산화, 종단의 취성 등 순수 알루미늄 배선의 전통적인 약점을 해결합니다. 크기가 올바르게 지정되면(알루미늄은 동일한 전류를 전달하기 위해 구리 단면적의 약 1.5배 필요) 알루미늄 케이블은 미터당 재료 비용이 40~60% 더 낮으면서 비슷한 전기적 성능을 제공합니다.
알루미늄 대 구리 태양광 케이블: 주요 비교
속성알루미늄 태양광 케이블구리 태양광 케이블전도율~구리의 61%기본 기준무게(미터당)~30% 더 가벼움더무거움재료 비용40~60% 더 낮음종료 관리 필요높음(산화 방지 화합물 필요)표준최고 응용 유틸리티 규모, 장시간 AC 실행스트링 케이블, 옥상 PV
패널과 결합기 박스 사이의 더 짧은 DC 스트링 케이블의 경우 유연성과 좁은 공간에서의 종단 용이성으로 인해 구리가 여전히 선호되는 선택입니다. 인버터에서 변압기까지 더 긴 AC 피더를 실행하는 경우 알루미늄 태양광 케이블이 더 나은 전체 가치 제안을 제공하는 경우가 많습니다.
올바른 케이블 크기 선택: 전류, 전압 및 전압 강하
케이블 크기는 PV 시스템 설계에서 가장 중요한 엔지니어링 결정 중 하나입니다. 크기가 작은 케이블은 절연 성능을 저하시키고 시스템 효율성을 감소시키며 화재 위험을 초래하는 저항성 가열을 생성합니다. 대형 케이블은 자본을 낭비합니다. 올바른 크기 조정을 위해서는 세 가지 상호 의존적 변수의 균형이 필요합니다.
- 전류 전달 용량(전류 용량): 케이블은 최악의 주변 조건 및 설치 방법에서 정격 온도를 초과하지 않고 연결된 스트링 또는 어레이의 최대 단락 전류를 처리해야 합니다.
- 전압 레벨: 더 높은 시스템 전압(600V, 1000V 또는 1500V DC)에는 적절한 정격 절연을 갖춘 케이블이 필요합니다. 1000V 시스템에서 600V 정격 케이블을 사용하는 것은 규정 위반이자 안전 위험입니다.
- 전압 강하: 업계 모범 사례에서는 DC 측 전압 강하를 시스템 전압의 1~3%로 제한합니다. 케이블 길이가 길수록 이 임계값 내에서 유지하려면 더 큰 도체 단면적이 필요합니다. 1000V 시스템에서 2% 전압 강하는 20V 손실과 동일하며 연결된 모든 패널의 에너지 생산량을 직접적으로 감소시킵니다.
전압 강하 계산의 표준 공식은 다음과 같습니다. ΔV = (2 × L × I × ρ) / A 여기서 L은 단방향 케이블 길이(미터), I는 전류(암페어), ρ는 저항률(구리의 경우 0.0178, 알루미늄의 경우 0.0282), A는 단면적(mm²)입니다. 대부분의 태양광 설계 소프트웨어는 이 계산을 자동화하지만 엔지니어는 선택한 케이블 사양이 전압 시스템 정격 및 설치 조건과 명시적으로 일치하는지 확인해야 합니다.
태양광 케이블 품질을 정의하는 국제 인증
글로벌 PV 산업은 시장에 출시되는 태양광 케이블이 최소 성능 및 안전 기준을 충족하는지 확인하기 위해 일련의 권위 있는 인증 표준에 의존합니다. 조달 팀과 프로젝트 개발자의 경우 인증된 케이블을 지정하는 것은 선택 사항이 아닙니다. 이는 프로젝트 자금 조달, 그리드 연결 승인 및 장기 보증 시행을 위한 전제 조건입니다.
TÜV PV1-F
TÜV Rheinland에서 개발하고 유럽 및 아시아 시장에서 널리 채택된 TÜV PV1-F 인증은 1.8kV AC / 3.6kV DC 정격의 단일 코어 DC 태양광 케이블에 적용됩니다. 케이블은 UV 저항(EN 50618에 따라), 오존 저항, 열 노화 및 내유성을 포함하여 40개 이상의 개별 테스트 기준을 통과해야 합니다. TÜV 인증 태양광 케이블 인증 기관, 표준 및 정격 전압을 나타내는 명확한 표시를 외피에 표시하십시오.
UL 4703
Underwriters Laboratories가 관리하는 UL 4703 표준은 북미 프로젝트의 주요 태양광 케이블 품질 벤치마크입니다. 이는 600V 또는 1000V DC 시스템 정격의 습하고 건조한 장소에서 사용되는 광전지 와이어에 대한 요구 사항을 정의합니다. UL 4703을 준수하는 케이블은 실외 내구성의 중요한 지표인 ASTM G154 가속 내후성 테스트에서 햇빛 저항 요구 사항도 충족해야 합니다.
IEC 62930
특히 중동, 아프리카, 남아시아 및 동남아시아 시장의 국제 유틸리티 규모 프로젝트의 경우 IEC 62930은 PV 케이블 절연 및 피복 재료, 기계적 특성 및 전기 성능에 대한 관리 프레임워크를 제공합니다. 대규모 태양광 투자에 대한 자금 조달 가능성 평가를 위해 EPC 계약업체 및 프로젝트 대출업체에서 IEC 인증을 점점 더 요구하고 있습니다.
태양광 케이블 소싱 시 실제 품질 지표
인증 마크는 필요한 출발점이지만 숙련된 조달 팀이 평가 시 추가 확인을 적용합니다. 태양광 케이블 공급업체 및 배송 시 제품 품질 확인:
- 제조업체 선언뿐만 아니라 공인 실험실로부터 제3자 테스트 보고서를 요청하세요.
- 케이블 외피의 인증 번호가 TÜV, UL 또는 관련 IEC 기관의 인증 데이터베이스와 일치하는지 확인하세요.
- 정격 전압, 도체 단면적 및 표준 준수 여부에 대한 피복 표시를 검사합니다. 누락되거나 불완전한 표시는 위험 신호입니다.
- 도체 재질 확인: 주석 도금 구리 연선은 종단점의 내식성을 향상시키며 습한 환경이나 해안 환경에 맞게 지정해야 합니다.
- 피복재에 대한 산소 지수 테스트 데이터 요청 - 산소 지수가 높을수록 시스템 오류 발생 시 난연성이 더 우수함을 나타냅니다.
- 에 대한 알루미늄 태양 케이블 특히 설치 사양에 압축형 러그와 항산화 조인트 컴파운드가 포함되어 있는지 확인하십시오.
고품질 태양광 케이블에 투자하면 시스템 수명에 비해 비용이 절감됩니다.
1MW 태양광 발전소는 대략 15,000~25,000미터의 DC 스트링 케이블과 수 킬로미터의 AC 공급 케이블을 사용합니다. 인증된 고품질 태양광 케이블과 인증되지 않은 동급 케이블 간의 증분 비용 차이는 일반적으로 총 케이블 비용의 3~5% 미만입니다. 그러나 5년 또는 10년차의 케이블 고장으로 인해 패널 가동 중지 시간, 트렌치 굴착, 전체 케이블 교체 및 원래 절감액을 축소하는 잠재적인 보험 청구가 포함됩니다. 지정 여부 알루미늄 태양 케이블 대형 지상 장착 어레이 또는 주거용 옥상용 구리 코어 케이블의 경우 인증되고 입증된 태양광 케이블 사양은 모든 PV 프로젝트의 조달 단계에서 사용할 수 있는 가장 비용 효과적인 단일 품질 투자입니다.
