Слой изоляции определяет возможности кабеля. Выберите неправильный материал, и кабель перегреется, преждевременно выйдет из строя или полностью выйдет из строя. Выберите правильный, и тот же проводник будет проводить больший ток, прослужит дольше и выдержит суровые условия. Для кабелей хранения энергии, где системы работают при напряжении постоянного тока 1500 В, а температура проводников постоянно достигает 125°C, выбор изоляции не является деталью — это проектное решение.
ПВХ (поливинилхлорид) – «рабочая лошадка» отрасли. Он недорог, широко доступен и прост в обработке. ПВХ обеспечивает хорошую огнестойкость и электрическую изоляцию для проводки общего назначения. Но его пределы реальны. Максимальная температура непрерывного провода для ПВХ составляет 70°C — именно то, что необходимо для стоячих строительных кабелей. При этом материал размягчается и теряет механическую целостность. ПВХ имеет плохую устойчивость к ультрафиолетовому излучению, становится хрупким в холодных условиях и при горении выделяет соляную кислоту. Для систем хранения энергии, которые выделяют значительное количество тепла во время циклов зарядки-разрядки, ПВХ часто не подходит для внутренних соединений аккумуляторов.
Сшитый полиэтилен (XLPE) находится посередине. Процесс сшивания превращает полиэтилен из термопласта в термореактивный материал с трехмерной сетчатой структурой, что придает ему более высокую термостойкость — 90°C в непрерывном режиме, 250°C в условиях короткого замыкания. Силовой кабель среднего и низкого напряжения с изоляцией из сшитого полиэтилена может выдерживать на 15–20 процентов больший ток, чем эквивалентный кабель с ПВХ-изоляцией. Сшитый полиэтилен также обеспечивает превосходную влагостойкость, химическую стойкость и характеристики старения. Это предпочтительный выбор для подземных установок, наружного применения и солнечных установок. В системах хранения энергии изоляция из сшитого полиэтилена, рассчитанная на температуру 125°C, теперь широко используется для внутренней проводки между аккумуляторными стойками и инверторами.
Силиконовая резина предназначена для работы при экстремальных температурах. Он работает непрерывно в диапазоне от -60°C до +200°C и остается гибким во всем этом диапазоне. Силикон обладает превосходной устойчивостью к ультрафиолетовому излучению и озону, низким дымовыделением при горении и отличными диэлектрическими свойствами, сохраняемыми при экстремальных температурах. В системах хранения энергии кабели с силиконовой изоляцией соответствуют требованиям UL при температуре 200°C, что делает их пригодными для зон с самыми высокими температурами внутри батарейных шкафов и шкафов инверторов. Компромиссом является стоимость: стоимость силиконовых кабелей обычно в 3–4 раза превышает цену ПВХ.
Для применения специальных кабелей солнечной энергии требования отличаются. Фотоэлектрические кабели выдерживают годы прямого воздействия ультрафиолета, перепады температур от -40°C до +90°C и периодические механические нагрузки от ветра и технического обслуживания. И сшитый полиэтилен, и силикон жизнеспособны, но в отрасли в значительной степени стандартизированы сшитые материалы – часто безгалогенные, с низким содержанием дыма – которые отвечают требованиям долговечности солнечных батарей, устанавливаемых на крыше и на земле.
Выбор прост. ПВХ подходит для недорогих применений внутри помещений и при низких температурах, где решение зависит от бюджета. Сшитый полиэтилен обеспечивает наилучший баланс стоимости, тепловых характеристик и долговечности для большинства применений в области энергоснабжения и хранения энергии. Силикон — это ответ, когда экстремальные температуры, гибкость или длительное пребывание на открытом воздухе не подлежат обсуждению. Для систем хранения энергии, которые требуют надежности на протяжении десятилетий эксплуатации, выбор изоляции заключается не в самой низкой первоначальной стоимости, а в самой низкой общей стоимости владения.
