Vzhledem k rychlému globálnímu rozvoji fotovoltaických (FV) systémů pro výrobu energie hrají fotovoltaické kabely (FV kabely) – jakožto kritické komponenty spojující FV moduly, střídače a slučovací boxy – rozhodující roli v celkové bezpečnosti a životnosti solární elektrárny. Ve srovnání s konvenčními silovými kabely se fotovoltaické kabely vyznačují vysoce specializovanými konstrukčními řešeními a výběrem materiálů kabelů.
1. Co je to fotovoltaický kabel?
Fotovoltaický kabel, známý také jako solární kabel nebo kabel specifický pro FV systém, se používá hlavně v solárních elektrárnách, distribuovaných fotovoltaických systémech a střešních FV instalacích. Mezi běžné modely patří PV1-F a H1Z2Z2-K, které splňují mezinárodní normy, jako jsou EN 50618 a IEC 62930.
Vzhledem k tomu, že fotovoltaické kabely jsou neustále vystaveny venkovnímu prostředí, musí spolehlivě fungovat za vysokých teplot, silného ultrafialového záření, nízkých teplot, vlhkosti a ozonu. V důsledku toho jsou jejich požadavky na izolační materiály a plášťové materiály výrazně vyšší než u běžných kabelů. Mezi typické vlastnosti patří odolnost vůči vysokým a nízkým teplotám, vynikající odolnost vůči stárnutí v důsledku UV záření, chemická korozní odolnost, zpomalení hoření, šetrnost k životnímu prostředí a navržená životnost 25 let nebo více.
2. Výzvy pro kabelové materiály ve fotovoltaických aplikacích
V reálných aplikacích se fotovoltaické kabely obvykle instalují přímo venku. Například v evropských regionech se okolní teplota fotovoltaických systémů může za slunečného počasí blížit 100 °C. Zároveň jsou kabely vystaveny dlouhodobému UV záření, teplotním výkyvům mezi dnem a nocí a mechanickému namáhání.
Za takových podmínek si standardní PVC kabely nebo běžné pryžové kabely nemohou udržet stabilní dlouhodobý výkon. I pryžové kabely určené pro provoz při 90 °C nebo PVC kabely určené pro 70 °C jsou při použití ve venkovních fotovoltaických systémech náchylné ke stárnutí izolace, praskání pláště a rychlému zhoršení výkonu, což výrazně zkracuje životnost systému.
3. Základní vlastnosti fotovoltaických kabelů: Specializované izolační a plášťové materiály
Klíčové výkonnostní výhody fotovoltaických kabelů pramení především z jejich izolačních a plášťových směsí specifických pro fotovoltaiku. V současnosti se nejčastěji používá radiačně zesítěný polyolefin, obvykle na bázi vysoce kvalitního polyethylenu (PE) nebo jiných polyolefinů.
Ozařováním elektronovým paprskem dochází k zesíťování molekulárních řetězců materiálu, čímž se struktura mění z termoplastické na termosetovou. Tento proces podstatně zvyšuje tepelnou odolnost, odolnost proti stárnutí a mechanické vlastnosti. Radiačně zesítěné polyolefinové materiály umožňují fotovoltaickým kabelům nepřetržitý provoz při teplotách 90–120 °C a zároveň poskytují vynikající flexibilitu při nízkých teplotách, odolnost vůči UV záření, ozonu a praskání v důsledku environmentálního namáhání. Kromě toho tyto materiály neobsahují halogeny a jsou šetrné k životnímu prostředí.
4. Srovnání konstrukcí a materiálů: Fotovoltaické kabely vs. konvenční kabely
4.1 Typická struktura a materiály fotovoltaických kabelů
Vodič: Žíhaný měděný vodič nebo pocínovaný měděný vodič, kombinující vysokou elektrickou vodivost s odolností proti korozi
Izolační vrstva: Radiačně zesítěná polyolefinová izolační směs (izolační materiál specifický pro fotovoltaické kabely)
Plášťová vrstva: Radiačně zesítěná polyolefinová plášťová směs, která poskytuje dlouhodobou ochranu proti venkovním vlivům
4.2 Typická struktura a materiály konvenčních kabelů
Vodič: Měděný vodič nebo pocínovaný měděný vodič
Izolační vrstva: PVC izolační směs neboXLPE (zesítěný polyethylen)izolační směs
Plášťová vrstva:PVCopláštění
5. Základní rozdíly ve výkonu způsobené výběrem materiálu
Z hlediska vodičů jsou fotovoltaické kabely a konvenční kabely v podstatě stejné. Základní rozdíly spočívají ve výběru izolačních a plášťových materiálů.
PVC izolační a plášťové směsi používané v konvenčních kabelech jsou vhodné především pro vnitřní nebo relativně mírné prostředí a nabízejí omezenou odolnost vůči teplu, UV záření a stárnutí. Naproti tomu radiačně zesítěné polyolefinové izolační a plášťové směsi používané ve fotovoltaických kabelech jsou speciálně vyvinuty pro dlouhodobý venkovní provoz a dokáží si udržet stabilní elektrický a mechanický výkon i za extrémních podmínek prostředí.
Nahrazení konvenčních kabelů fotovoltaickými kabely sice může snížit počáteční náklady, ale výrazně zvyšuje rizika údržby a zkracuje celkovou životnost fotovoltaického systému.
6. Závěr: Výběr materiálu určuje dlouhodobou spolehlivost fotovoltaických systémů
Fotovoltaické kabely nejsou jednoduchou náhradou běžných kabelů, ale specializovanými kabelovými produkty určenými konkrétně pro fotovoltaické aplikace. Jejich dlouhodobá spolehlivost zásadně závisí na výběru vysoce výkonných izolačních a plášťových materiálů pro fotovoltaické kabely, zejména na správném použití radiačně zesítěných polyolefinových materiálových systémů.
Pro návrháře, instalační firmy a dodavatele kabelových materiálů fotovoltaických systémů je důkladné pochopení rozdílů na úrovni materiálů mezi fotovoltaickými kabely a konvenčními kabely nezbytné pro zajištění bezpečného, stabilního a dlouhodobého provozu fotovoltaických elektráren.
Čas zveřejnění: 31. prosince 2025