Was sind die Unterschiede zwischen Gleichstromkabeln und Wechselstromkabeln? Welcher Typ wird für Photovoltaikkabel verwendet?

Was sind die Unterschiede zwischen Gleichstromkabeln und Wechselstromkabeln? Welcher Typ wird für Photovoltaikkabel verwendet?

一. Was ist ein Photovoltaikkabel?

Photovoltaikkabel sind speziell für den Einsatz in Photovoltaikanlagen (Solarenergie) konzipiert. Sie werden hauptsächlich zum Anschluss von Solarmodulen (Photovoltaikmodulen) an Wechselrichter, Verteilersysteme und andere elektrische Geräte verwendet. Da Photovoltaikanlagen typischerweise im Freien oder in rauen Umgebungen eingesetzt werden, müssen Photovoltaikkabel bestimmte Eigenschaften hinsichtlich Witterungsbeständigkeit, UV-Beständigkeit, Hochtemperaturtoleranz und Widerstandsfähigkeit gegen mechanische Beschädigungen aufweisen.

Zu den Hauptmerkmalen von Photovoltaikkabeln gehören::

1. UV-Beständigkeit : Photovoltaikkabel sind in der Regel sehr beständig gegen ultraviolette (UV) Strahlen, da sie über längere Zeiträume dem Sonnenlicht ausgesetzt werden müssen.

2. Hochtemperaturbeständigkeit : Der Außenmantel von Photovoltaikkabeln besteht typischerweise aus hochtemperaturbeständigen Materialien, die hohen Umgebungstemperaturen standhalten und eine Alterung bei hohen Temperaturen verhindern.

3. Korrosions beständigkeit : Da Photovoltaikkabel häufig im Freien verlegt werden, müssen die Materialien eine hohe Korrosionsbeständigkeit aufweisen und Faktoren wie Regen, Feuchtigkeit und Salznebel standhalten.

4. Widerstand gegen mechanische Beschädigungen : Bei der Auslegung von Photovoltaikkabeln müssen auch äußere Kräfte wie Handhabung, Installation, Wind und Regen berücksichtigt werden. Daher sind sie im Allgemeinen auf eine hohe Zug- und Druckfestigkeit ausgelegt.

5. Sicherheit : Da Photovoltaikkabel zur Stromübertragung verwendet werden, müssen sie strenge Sicherheitsstandards erfüllen, um sicherzustellen, dass es keine Probleme wie Kurzschlüsse oder Leckagen gibt.

Zu den gängigen Photovoltaik-Kabelmodellen gehören TüV-zertifizierte Solarkabel (z. B. einadrige und mehradrige Kabel), typischerweise hergestellt aus Kupferleitern und hochfesten Isoliermaterialien, in Übereinstimmung mit internationalen Standards (z. B. IEC 60216, IEC 60227, UL 4703 usw.) .

Der Außenmantel von Photovoltaikkabeln besteht häufig aus Materialien wie XLPE (vernetztes Polyethylen) Und TPE (Thermoplastisches Elastomer) , die eine hervorragende elektrische Leistung und Haltbarkeit bieten.

二. Sind Photovoltaikkabel Gleichstrom oder Wechselstrom?

Hauptsächlich werden Photovoltaikkabel verwendet Gleichstrom (DC) Schaltkreise.

In einer Photovoltaikanlage erzeugen Sonnenkollektoren (Photovoltaikmodule) Gleichstrom (DC), der über Photovoltaikkabel an den Wechselrichter übertragen wird. Der Wechselrichter’Ihre Aufgabe besteht darin, den Gleichstrom in Wechselstrom (AC) umzuwandeln, der dann ins Netz eingespeist oder zur Stromversorgung von Haushalten und Industrie genutzt wird.

Daher führen Photovoltaikkabel hauptsächlich Gleichstrom in der Anlage und werden allgemein als „Photovoltaikkabel“ bezeichnet DC-Solarkabel .

In einigen Anwendungen können jedoch AC-Kabel verwendet werden, wenn die Verbindung vom Wechselrichter zum Verteilungssystem oder zur Last erfolgt. In einer Photovoltaik-Stromanlage sind die Hauptkabel jedoch im Allgemeinen Gleichstromkabel.

三. Unterschiede zwischen Gleichstromkabeln und Wechselstromkabeln

Die Hauptunterschiede zwischen Gleichstromkabeln (Gleichstromkabeln) und Wechselstromkabeln (Wechselstromkabeln) liegen in ihren Anwendungsszenarien, Designanforderungen und elektrischen Eigenschaften. Obwohl sie viele Ähnlichkeiten in der Grundstruktur aufweisen (z. B. Leiter, Isolationsschichten und Außenmäntel), erfordern die unterschiedlichen Eigenschaften von Gleich- und Wechselströmen unterschiedliche Designüberlegungen.

Hier sind die Hauptunterschiede zwischen DC- und AC-Kabeln:

1. Aktueller Typ

   • Gleichstromkabel : Wird zur Übertragung von Gleichstrom (DC) verwendet. Die Richtung des Gleichstroms ist konstant und die Spannung bleibt stabil.
   • AC-Kabel : Wird zur Übertragung von Wechselstrom (AC) verwendet. Die Richtung und Größe des Wechselstroms variieren periodisch, normalerweise in einer Sinuswellenform, wobei sich Stromrichtung und -amplitude im Laufe der Zeit ändern.

2. Elektrische Eigenschaften

   • DC-Kabel :
     • Konstantstrom : Gleichstromkabel führen unidirektionalen Strom und die Spannung ist normalerweise stabil.
     • Elektrische Feldverteilung : Da sich der Gleichstrom nicht periodisch ändert, ist die Verteilung des elektrischen Feldes einfacher und bei der Konstruktion der Kabelisolierung muss die Gleichmäßigkeit des elektrischen Gleichfeldes berücksichtigt werden.
     • Materialanforderungen : Gleichstromkabel müssen in der Regel resistent gegen Koronaentladung sein und überragende Isolationseigenschaften aufweisen, da Gleichstrom höhere Anforderungen an die Isolierung stellt.
   • AC-Kabel :
     • Periodische Variation : Wechselstrom variiert periodisch, wobei Spannung und Strom in jedem Zyklus die Richtung umkehren, daher müssen Wechselstromkabel der Umkehr des elektrischen Feldes standhalten.
     • Induktivität und Kapazität : Beim AC-Kabeldesign müssen induktive, kapazitive Effekte und elektromagnetische Störungen (EMI) berücksichtigt werden. Hochfrequente Wechselströme können starke elektromagnetische Felder erzeugen, die eine entsprechende elektromagnetische Abschirmung oder Mantelkonstruktion erfordern.
     • Corona-Effekt : Wechselströme können manchmal eine Koronaentladung verursachen, daher muss die Kabelkonstruktion eine verbesserte Isolierung bieten, um Schäden durch den Koronaeffekt zu verhindern.

3. Leitermaterial

   • Die Leitermaterialien von Gleichstrom- und Wechselstromkabeln (typischerweise Kupfer oder Aluminium) sind ungefähr gleich. Bei Hochspannungs-Wechselstromkabeln werden jedoch komplexere Techniken wie mehradriges Drahtweben oder Abschirmen eingesetzt, um Stromverluste und elektromagnetische Effekte zu reduzieren.

4. Isolierschicht

   • DC-Kabel : Das Isolationsmaterial von Gleichstromkabeln muss einer konstanten Spannung standhalten, was eine höhere Spannungsfestigkeit und Konstruktionen erfordert, die einen dielektrischen Durchschlag aufgrund elektrischer Gleichfelder verhindern.
   • AC-Kabel : Das Isolationsdesign von Wechselstromkabeln muss die Auswirkungen elektrischer Wechselfelder berücksichtigen und erfordert möglicherweise eine bessere Beständigkeit gegen elektromagnetische Störungen (EMI), insbesondere für Hochfrequenz- oder Hochspannungs-Wechselstromanwendungen.

5. Frequenzgang

   • DC-Kabel : Bei Gleichstromkabeln gibt es keine Frequenzprobleme, da der Strom unidirektional ist und die Frequenz Null ist.
   • AC-Kabel : Wechselstromkabel müssen Frequenzeffekte berücksichtigen. Hochfrequenter Wechselstrom kann den Skin-Effekt induzieren, der dazu führt, dass der Strom entlang der Oberfläche des Leiters fließt und dadurch den Widerstand und den Energieverlust erhöht.

6. Anwendungs szenarien

   • DC-Kabel : Wird hauptsächlich in Gleichstromquellen wie Photovoltaikanlagen, Gleichstromübertragungssystemen und Batterien verwendet.
   • AC-Kabel : Hauptsächlich zur Übertragung von Wechselstrom verwendet, weit verbreitet in privaten, industriellen Stromverteilungsnetzen, Energiesystemen und anderen Bereichen, die Wechselstrom benötigen.

7. Äußere Hülle und Struktur

   • DC-Kabel : An den Außenmantel von Gleichstromkabeln werden in der Regel höhere Anforderungen an die Anpassungsfähigkeit an die Umgebung gestellt, insbesondere bei Außeneinsätzen, und er muss UV-beständig, hochtemperaturbeständig und korrosionsbeständig sein.
   • AC-Kabel : Das Design des Außenmantels von Wechselstromkabeln konzentriert sich mehr auf elektrische Sicherheit, Isolationsschutz und Widerstandsfähigkeit gegen elektromagnetische Störungen.

Zusammenfassung:

• DC-Kabel : Speziell für die Übertragung von Gleichstrom entwickelt, mit größerer Berücksichtigung der elektrischen Feldverteilung und der Isolationsanforderungen. Wird typischerweise in Photovoltaikanlagen, Elektrofahrzeugen, Energiespeichersystemen usw. verwendet.
• AC-Kabel : Entwickelt für die Übertragung von Wechselstrom unter Berücksichtigung von Frequenzschwankungen, Skin-Effekt und elektromagnetischen Störungen. Weit verbreitet in Stromversorgungssystemen sowie in der Stromversorgung für Privathaushalte und Industrie.

Obwohl DC- und AC-Kabel in ihrer Struktur ähnlich erscheinen mögen, sind ihr Design und ihre Anwendungsfälle daher recht unterschiedlich.