UV ışınlarının kablolara olumsuz etkisini açıkladıktan sonra, kabloların başka bir “zarar vericisine” birlikte göz atalım, ISI.

Arrhenius Diyagramı

Svante August Arrhenius, 1903’te Nobel Ödülü’ne layık görülen İsveçli bir bilim adamıdır. Ayrıca tüm fizik kimya biliminin temeline de katkıda bulunmuştur.

Bugünlerde, sera etkileri üzerine yaptığı çalışmalardan dolayı popüler olsa da, konumuz içinde olmasının daha önemli bir sebebi var. Çok karmaşık bir tanım olduğu için çok basitleştirilmiş bir açıklamayla  anlatmaya çalışacağız.

Kablolarda çok sık yaşanan ve sıcaklığa bağlı olarak ölçülebilir bir reaksiyon hızı (bizim durumumuzda malzeme yaşlanması) mevcuttur. Kablo yalıtımının ısıya ve zamana bağlı yaşlanma değerlerine aşağıdaki grafik ile birlikte göz atacağız.

 

 

 

Arrhenius Diyagramı/ Sıcaklık İndeksi

Kesintili mavi çizgi radyasyon çapraz bağlı yalıtım malzemesinin termal dayanıklılığını göstermektedir.

Studer Beta Flam için kullanılan bileşkenlerin, iletken 120°Cde iken, kablonun yeşil çizgiyle gösterilen 20.000 saat kullanım ömrüne sahip olduğunu göstermektedir.

Kesintili kırmızı çizgi ise yine Studer Beta Flam kablonun 90°C iletken sıcaklığındaki tahmini kullanım ömrünü gösterir.

Sarı çizgide ise 130°C iletken sıcaklığında kablonun yalnızca 10.000 saatlik kullanım ömrü olduğu gözlemlenebilir, bu değer iletken 120°C sıcaklıkta iken sahip olunan kullanım ömrünün YARISI!

Buradan yüksek sıcaklığın kablolara ne hayli zarar verebileceğini görmüş oluyoruz.

Aşağıda kablo yaşlanma yöntemlerine değinen IEC 60216-1 standartlarına bir göz atalım

 

Dikkat Edilmesi Gereken Nokta:  Santrallerde periyodik olarak sıcaklık takibinin ve ısı artışına yol açan faktörlerin tecrübeli bir ekip tarafından takip edilmesi, kablo ömrünün hızla azalmasının önüne geçebilir.

Gerçek hayatta sıcaklık etkileri

Sıcaklık tuzaklarıyla nerede ve nasıl karşılaşılacağı ile ilgili birkaç örneği aşağıda sunuyoruz.

Bağlantı kutusu:

Fiyat baskısı ve rekabet nedeniyle artık, bağlantı kutularının çoğu herhangi bir soğutucuya sahip değil. Bu handikap, diyotların (aşırı) ısınmasına, dolayısıyla tüm ısının terminallerden ve tabii ki solar kablodan, ekipmana zarar vererek dışarı çıkmasına neden olmaktadır

 

Diyotlar oldukça sık çalıştığı için j-box kablolarının ilk 5-15cm uzunluğundaki kısımları aşırı derecede ısıya maruz kalmaktadır, dolayısıyla j-box çıkışındaki kabloların bu kısımları hızlı eskimeye son derece yatkındır.

İşletme ve Bakım ekipleri, bağlantı kutularındaki kablo çıkışlarına özellikle dikkat etmelidir.

Yukarıdaki resim, sık sık ortaya çıkan bir semptomu göstermektedir. Yüksek sıcaklıkların bir sonucu olarak yüzeyde grimsi/beyaz renk değişikliği oluşmaktadır. Çapraz bağlı kabloların yalıtımının korunduğunu görseniz bile kablo yüzeyinin renginin solması  Sizler için bir uyarı olmalıdır.

Kablonun bağlantı kutusu tarafında gözlemlenen eskimenin aynısı, konektörün bağlantısında da görülebilir.

Kablonun döşenme şekli kablolara gelen maksimum akım yükünü etkiler. Kablodan akan daha fazla akım daha yüksek sıcaklık ve daha yüksek risk demektir.

 

 

Gerekli akım iletiminin kablo kesiti ve kablo montaj yöntemi ile uyumlu olmasına dikkat etmek ve doğru kesitin seçildiğinden emin olmak önemlidir. Özellikle kabloları tava, boru, kanal gibi kapalı alanlarda gruplandırırken durum daha da zorlaşır ve çözümün iyi tasarlanması ve hesaplanması gerekir.

Yukarıdaki resim yanlış kablo montajındaki ısı etkisinin bir sistemi nasıl olumsuz yönde etkileyeceğine ve tüm altyapının değişimine yol açacağına dair mükemmel bir örnektir.

yine, aşağıda yer alan kablo yüzey renginin bozulduğu (grimsi/beyaz/yeşilimsi) resimde kablo deformasyonu net şekilde görülmektedir.

Yanlış Kurulum

İletkenin aşırı ısınması sadece solar kabloya mal edilebilecek bir kalite problemi değildir. Genellikle bu problem montaj sırasında talimatlara uyulmaması sonucu artan direnç ile ilişkilendirilmektedir.

Daha yüksek direnç, PV tesisinin daha düşük enerji üretmesi (daha düşük performans, daha düşük kazanç) anlamına gelir bunun yanı sıra yüksek direnç ile daha yüksek sıcaklıklar söz konusu olur ve bu da kabloların daha hızlı yaşlanmasına, hatta ve hatta yangınlara ve diğer ekipmanlarda hasarlara yol açar.

Özet:

Kablonun teknik özelliklerine çok dikkat edilmelidir. Çalışma sıcaklık aralığının yanı sıra, tanımlanan sıcaklık aralığı için dikkate alınabilecek sürelerin de üretici tarafından net şekilde belirtilmesi önemlidir. Aksi takdirde eksik bilgiler yanıltıcı olabilir.

IEC60216’da belirtilen sıcaklık indeksi, plastiğin uzun vadedeki performansını tanımlar. Bu index malzemenin 20.000 saat sonra hala %50 kopma uzamasına sahip olduğu yaşlandırma sıcaklığını belirtir.

Yukarıda listelenen örnekler hiperbolik durumları göstermektedir, ancak Arrhenius eğrisini öğrenmeyi ve anlamayı unutmayın ve PV kurulumundaki ısı yönetimini hafife almayın ve  bu noktayı atlamayın:

Kablo iletkenindeki her 10°C artış kablonun kullanım ömrünü %50 azaltır!