مقارنة بين XLPO و XLPE و PVC: مزايا الأداء وسيناريوهات التطبيق في كابلات الخلايا الكهروضوئية

لا يعتمد التيار الثابت والموحد على هياكل الموصلات عالية الجودة والأداء فحسب، بل يعتمد أيضًا على جودة مكونين رئيسيين في الكابل: مواد العزل والغلاف.

في مشاريع الطاقة الفعلية، تتعرض الكابلات غالبًا لظروف بيئية قاسية لفترات طويلة. فمن التعرض المباشر للأشعة فوق البنفسجية، إلى حرائق المباني، والدفن تحت الأرض، والبرد القارس، وصولًا إلى الأمطار الغزيرة، تشكل جميعها تحديات لمواد العزل والغلاف الخارجي لكابلات الخلايا الكهروضوئية. تشمل المواد الأكثر شيوعًا المستخدمة البولي أوليفين المتشابك (XLPO)، والبولي إيثيلين المتشابك (XLPE)، وكلوريد البولي فينيل (PVC). لكل من هذه المواد خصائص مميزة تناسب مختلف الظروف البيئية ومتطلبات المشاريع. فهي تمنع بشكل فعال فقد الطاقة والدوائر القصيرة، وتقلل من المخاطر مثل الحرائق أو الصدمات الكهربائية.

PVC (كلوريد البولي فينيل):
بفضل مرونته وسعره المعقول وسهولة تصنيعه، لا يزال البولي فينيل كلوريد (PVC) مادة خام شائعة الاستخدام في عزل وتغليف الكابلات. وباعتباره مادة لدن بالحرارة، يمكن تشكيل PVC بسهولة إلى أشكال متنوعة. وفي أنظمة الطاقة الشمسية الكهروضوئية، يُختار غالبًا كمادة تغليف، حيث يوفر حماية من التآكل للموصلات الداخلية، مما يُسهم في خفض التكلفة الإجمالية للمشروع.

XLPE (البولي إيثيلين المتشابك):
تُصنع هذه المواد باستخدام عملية ربط متصالب احترافية بالسيليان، حيث تُضاف عوامل الربط السيليانية إلى البولي إيثيلين لتعزيز قوته ومقاومته للتقادم. وعند تطبيقها على الكابلات، يُحسّن هذا التركيب الجزيئي بشكل ملحوظ القوة الميكانيكية والاستقرار، مما يضمن المتانة في ظل الظروف الجوية القاسية.

XLPO (البولي أوليفين المتشابك):
يتم إنتاج البوليمرات الخطية من خلال عملية ربط إشعاعي متخصصة، حيث تتحول إلى بوليمرات عالية الأداء ذات بنية شبكية ثلاثية الأبعاد. تتميز هذه البوليمرات بمقاومة ممتازة للأشعة فوق البنفسجية، والحرارة، والبرودة، بالإضافة إلى خصائص ميكانيكية فائقة. وبفضل مرونتها العالية ومقاومتها للعوامل الجوية مقارنةً ببوليمر XLPE، يسهل تركيبها وتشكيلها في التصاميم المعقدة، مما يجعلها مناسبة بشكل خاص لألواح الطاقة الشمسية المثبتة على أسطح المنازل أو أنظمة المصفوفات الأرضية.

يتوافق مركب XLPO الخاص بنا لكابلات الطاقة الشمسية مع معايير RoHS وREACH وغيرها من المعايير البيئية الدولية. كما أنه يفي بمتطلبات الأداء لمعايير EN 50618:2014 وTÜV 2PfG 1169 وIEC 62930:2017، وهو مناسب للاستخدام في طبقات العزل والغلاف لكابلات الطاقة الشمسية. تضمن هذه المادة السلامة البيئية، مع توفير انسيابية ممتازة في عملية التصنيع وسطح أملس عند البثق، مما يُحسّن كفاءة تصنيع الكابلات وتجانس المنتج.

مقاومة للحريق والماء
يتمتع البوليمر XLPO، بعد عملية الربط المتشابك بالإشعاع، بخصائص مثبطة للهب. فهو يحافظ على استقراره تحت درجات الحرارة والضغط العاليين، مما يقلل بشكل كبير من خطر الحريق. كما أنه يتمتع بمقاومة للماء مصنفة AD8، مما يجعله مناسبًا للبيئات الرطبة أو الممطرة. في المقابل، يفتقر البولي إيثيلين المتشابك XLPE إلى خاصية تثبيط اللهب، وهو أنسب للأنظمة التي تتطلب مقاومة عالية للماء. بينما يتمتع البولي فينيل كلوريد (PVC) بخاصية الإطفاء الذاتي، إلا أن احتراقه قد يُطلق غازات أكثر تعقيدًا.

السمية والأثر البيئي
يُعد كل من XLPO وXLPE مادتين خاليتين من الهالوجينات ومنخفضتي الدخان، لا تُطلقان غاز الكلور أو الديوكسينات أو رذاذ الأحماض المسببة للتآكل أثناء الاحتراق، مما يجعلهما أكثر ملاءمة للبيئة. أما PVC، من ناحية أخرى، فيمكن أن يُطلق غازات ضارة بالإنسان والبيئة عند درجات الحرارة العالية. علاوة على ذلك، فإن درجة التشابك العالية في XLPO تُطيل عمره الافتراضي، مما يُساعد على تقليل تكاليف الاستبدال والصيانة على المدى الطويل.

XLPO و XLPE
سيناريوهات التطبيق: محطات الطاقة الشمسية واسعة النطاق في المناطق ذات أشعة الشمس القوية أو المناخات القاسية، والأسطح الشمسية التجارية والصناعية، والمصفوفات الشمسية الأرضية، والمشاريع المقاومة للتآكل تحت الأرض.
تتيح مرونتها تصميمات معقدة، حيث تحتاج الكابلات إلى تجاوز العوائق أو الخضوع لتعديلات متكررة أثناء التركيب. كما أن متانة XLPO في ظل الظروف الجوية القاسية تجعلها خيارًا موثوقًا به للمناطق ذات التقلبات الحرارية والبيئات القاسية. وتبرز XLPO، لا سيما في مشاريع الطاقة الشمسية الكهروضوئية التي تتطلب معايير عالية لمقاومة اللهب وحماية البيئة وطول العمر، كمادة مفضلة.

مادة PVC
سيناريوهات التطبيق: تركيبات الطاقة الشمسية الداخلية، وأنظمة الطاقة الشمسية على أسطح المنازل المظللة، والمشاريع في المناخات المعتدلة ذات التعرض المحدود لأشعة الشمس.
على الرغم من أن مادة PVC تتمتع بمقاومة أقل للأشعة فوق البنفسجية والحرارة، إلا أنها تعمل بشكل جيد في البيئات المعرضة بشكل معتدل (مثل الأنظمة الداخلية أو الأنظمة الخارجية المظللة جزئيًا) وتوفر خيارًا مناسبًا للميزانية.