EPIC SOLAR – světová elita mezi konektory pro fotovoltaická zařízení
Ing. Pavel Sláma, Lapp Kabel s. r. o.
Solární konektory EPIC® SOLAR společnosti Lapp Group byly vyhodnoceny časopisem Photon jako jednička na trhu volně prodejných konektorů pro fotovoltaická zařízení s obojím základním provedením, tj. s možností volně konfekcionovatelného konektoru i konektoru zastříknutého na kabel.
Zkušenosti s provozem fotovoltaických zařízení na výrobu elektrické energie ukazují, že ještě i v současné době se volba konektorů pro propojování fotovoltaických systémů velmi často podceňuje, ačkoliv právě správná volba může výrazně ovlivnit ekonomický efekt a životnost celého fotovoltaického zařízení. Nabídka konektorů pro fotovoltaické systémy se od jejich zavedení na trh v roce 1996 a počátkem konkurenčního boje výrazně rozrostla. Nyní nabízí na trhu své zboží osmnáct evropských a asijských výrobců a výběr stále roste.
Často se v životě vyskytují drobnosti, které mají nakonec rozhodující význam. I v případě fotovoltaického zařízení, u kterého je hlavní zájem přednostně věnován výběru modulů a měničů, se může tento fenomén projevit ve výběru kabelů nebo konektorů. Tyto komponenty se totiž mnohdy považují za vedlejší a nepodstatné. Přitom ale právě zde jedno „sáhnutí vedle“ dovede výrazně narušit dlouhodobý úspěšný provoz zařízení, nebo dokonce ohrozit bezpečnost. Proto je ve skupině Lapp Group věnována značná pozornost vývoji a výrobě kabelů a konektorů celosvětově špičkové úrovně pro spojování solárních fotovoltaických modulů.
Před více než deseti lety konektory pro fotovoltaické systémy v podstatě neexistovaly. Solární kabely se běžně propojovaly šroubovými svorkami. Přitom v současné době jsou již na tyto konektory kladeny tvrdé požadavky – stejně jako solární moduly musí odolávat všem možným povětrnostním, chemickým a teplotním vlivům a plnit svoji funkci nejméně dvacet let.
Hlavní požadavky, které musí konektory splňovat, jsou:
- vysoká provozní spolehlivost i při vysokých proudech a napětích,
- vysoká provozní bezpečnost,
- snadná manipulovatelnost, ale současně vysoká spolehlivost při montáži, spojování a rozpojování konektorů,
- minimalizace ztrát.
Mezinárodně uznávaný německý časopis Photon uskutečnil z těchto důvodů ve své testovací laboratoři v loňském roce poprvé srovnávací test devatenácti konektorů od osmnácti výrobců z celého světa. Při testování laboratoř vycházela ze standardu DIN V VDE V 0126-3 pro konektory pro fotovoltaická zařízení. Konektory EPIC®SOLAR stejně jako konektory ostatních výrobců konektorů byly podrobeny náročnému testování v rozsahu:
- silová měření,
- měření přechodového odporu,
- termografický test,
- měření izolačního odporu.
1. Silová měření
Cílem je stanovit nejen sílu potřebnou ke standardnímu rozpojení konektoru, ale především sílu potřebnou k nechtěnému rozpojení (vytržení rukou, zakopnutím, škubnutím apod.). Při napětí několika set voltů a při velkých proudech může dojít při nechtěném rozpojení pod napětím k vytažení elektrického oblouku, bezprostředně k ohrožení zdraví a zničení zařízení. Při měření sil potřebných k nechtěnému rozepnutí se jednoznačně projevily přednosti konektorů s aretací zasunutého stavu oproti konektorům výrobců, kteří dodávají na trh konektory bez aretace.
Dalším silovým měřením se stanovuje síla potřebná k vytržení kabelu z konektoru. Při nechtěném vytržení kabelu z konektoru dojde stejně jako v předchozím případě k velmi nebezpečnému elektrickému oblouku při obnažené žíle kabelu pod napětím, který se navíc může volně pohybovat.
2. Měření přechodového odporu
Velikost přechodového odporu poskytuje informaci o dlouhodobé životnosti spojení. S větším přechodovým odporem dojde k většímu vlastnímu ohřevu konektoru, přičemž orientačně platí, že při zvýšení teploty o 10 °C se může životnost spojení zkrátit až o polovinu. Na dosažení co nejmenšího vnitřního odporu mohou mít vliv především materiál kontaktů, kontaktní síla v zasunutém stavu (pevnost spojení), způsob nakrimpování kontaktu na kabel, vodivost v místě krimpového spoje, ale i velikost plochy krimpového spojení. Všechny tyto vlastnosti a konstrukce ovlivňují přechodový odpor, a tím i teplotu konektoru v různých místech. Není jistě bez zajímavosti, že např. přechodový odpor 0,5 mΩ snižuje výkon 200W modulu při výstupním proudu 10 A a při dvou použitých konektorech o 0,1 W.
3. Termografický test
Při tomto testu jsou pořizovány termografické záznamy konektoru snímané kamerou s tepelným zobrazením při zátěžovém proudu, který může konektorem trvale protékat, aniž by byla překročena přípustná horní hranice teploty.
4. Měření izolačního odporu
Měřením izolačního odporu se prokazuje odolnost konektoru proti vniknutí vody. Pronikání vlhkosti do konektoru nejen vede ke korozi, ale i ovlivňuje bezpečnost používání solárních konektorů. Případy, kdy konektor může být i dlouhodobě ponořen do vody, mohou nastat např. při nashromáždění dešťové vody v rámu modulu nebo také proto, že konektor prostě leží i po dobu několika týdnů v louži na střeše objektu. Pak může proti zemi protékat elektrický proud. Dotkne-li se osoba opačného pólu na jiném místě větve, může dostat slabou elektrickou ránu. Vlivem malého izolačního odporu mohou totiž mezi tělem a zemí protékat proudy větší než 0,5 mA, což je zpravidla hranice lidského vnímání elektrického proudu. V tomto případě zjevně nepůjde o přímé ohrožení života, ale může dojít k úleku s možným následným pádem člověka ze střechy objektu.
Pro měření izolačního odporu byly v laboratoři všechny konektory ponořeny ve vodě v hloubce 1 m nepřetržitě po dobu tří týdnů. Izolační odpor byl měřen bezprostředně po ponoření a pro posouzení dlouhodobé těsnosti následovalo druhé měření po uplynutí tří týdnů.
Testovány byly nejen konektory renomovaných evropských výrobců, jakými jsou např. firmy Amphenol, U. I. Lapp, Tyco, Hirschmann, Lumberg, Multi-Contact, Huber + Suhner, HIK, ale také konektory asijských výrobců z Japonska a Číny, které jsou vzhledově velmi podobné některým originálním evropským konektorům. Výsledky testů ukazují, že asijské výrobky nedosahují nejvyšší kvality evropských etablovaných značek. Jen některé se dostaly do tzv. střední třídy, a většina se v tomto srovnávacím testu umístila na dolních příčkách celkového hodnocení. Prioritu při hodnocení měly bezpečnostní aspekty, následně výsledky měření přechodového odporu a termografie, měření izolačního odporu a u volně konfekcionovatelných konektorů snadnost montáže. Prvenství ve srovnávacím testu v oblasti volně distribuovaných solárních konektorů s obojím základním provedením, tj. s možností volně konfekcionovatelného konektoru i konektoru zastříknutého na kabel, získaly konektory EPIC®SOLAR.
Konstrukce konektorů se vyvíjí podle nejnovějších mezinárodních standardů. V plném rozsahu respektuje požadavky na ochranu proti nebezpečnému dotyku třídy II, bezpečnostní požadavky na konektory podle IEC 61984, požadavky na fotovoltaické systémy podle DIN VDE 0126-3, UL 1977 a UL 1703. Konformita s těmito mezinárodními standardy je potvrzena u TÜV Rheinland a u amerických UL (Underwrites Laboratories, pojišťovací laboratoře).
Úspěch konektorů EPIC®SOLAR ze skupiny Lapp Group, které v České republice a na Slovensku distribuuje Lapp Kabel s. r. o., Holešov, je nejen výsledkem tradice, kdy výrobky skupiny Lapp Group patří mezi světovou špičku, ale především výsledkem dlouhodobého koncepčního vývoje a kvalitní výroby v oblasti kompletní kabeláže a propojovacích systémů pro fotovoltaická zařízení. Program kompletní kabeláže tvoří kabely:
- ÖLFLEX®SOLAR plus s vodiči průřezů 2,5 až 10,0 mm2 k propojení solárních modulů i k propojení jednotlivých panelů do řetězců s vynikající odolností proti povětrnostním vlivům, UV záření a ozonu, biologicky odbouratelným olejům i hydrolýze teplou vodou (teplotní rozsah použití kabelu při pevném uložení je –50 až +120 °C),
- ÖLFLEX®SOLAR XL multi s vodiči průřezů 2,5 až 16,0 mm2 k propojení solárních modulů i k propojení jednotlivých panelů do řetězců, navíc s aprobací UL,
- ÖLFLEX®SOLAR XL výkonový kabel s průřezy 25,0 mm2 až 120,0 mm2,
- ÖLFLEX®SOLAR XLv se zesíleným vnějším pláštěm pro pokládku i přímé uložení do země,
- ÖLFLEX®SOLAR plus V4A s ocelovým armováním z korozivzdorné oceli s odolností proti působení hlodavců.
Z celkového počtu výrobců, kteří přihlásili své výrobky do srovnávacího testu, je více než jasné, že výběr konektorů pro fotovoltaická zařízení se v posledních několika letech výrazně rozrostl. O to významnější je úspěch konektorů EPIC®SOLAR ve srovnávacím testu. Výsledky testu však nejsou významným hodnocením jen pro výrobce. Tyto výsledky by měly napovědět i uživatelům fotovoltaických zařízení, jak může použití kvalitních solárních konektorů EPIC®SOLAR zvyšovat účinnost těchto zařízení, dlouhodobě zajišťovat bezpečnost a spolehlivost provozu zařízení a pozitivně ovlivnit celkovou životnost zařízení. Nebo naopak, jak použití méně kvalitních komponent negativně ovlivní velmi důležité faktory při komplexním posuzování investice z dlouhodobého hlediska. I tato kritéria se jistě vyplatí brát v úvahu pro porovnání při výběru a volbě nejvhodnějších fotovoltaických zařízení, včetně jejich propojovacích prvků – konektorů a kabelů.
Veškeré technické informace o systémech solárních kabelů a konektorů a samozřejmě i širokou nabídku a kompletní dodavatelský program kabelů, vodičů, systémů s kabelovou konfekcí, konektorů, vývodek, systémů ochranných hadic pro kabely a energetických nosičů, označovacích systémů a kabelového příslušenství lze najít v nejnovějším českém vydání katalogu 2008/2009, který letos v únoru vydala společnost Lapp Kabel s. r. o., Holešov.
Další informace mohou zájemci získat také na adrese:
Lapp Kabel, s. r. o.
Tovární 1333
769 01 Holešov
tel.: +420 573 501 011
fax: +420 573 394 650
e-mail: info@lappgroup.cz
[Informace z časopisu Photon.]
Obr. 1. EPIC®SOLAR F dutinka
Obr. 2. EPIC®SOLAR kolík
Obr. 3. EPIC®SOLAR krimpovací nářadí
Obr. 4. EPIC®SOLAR M konfekcionovatelný M12
Obr. 5. EPIC®SOLAR FMM Z-Splitter
Obr. 6. EPIC®SOLAR MFF Y-Splitter
Obr. 7. EPIC®SOLAR ochranný kryt
Obr. 8. EPIC®SOLAR F G5 vestavný konektor
Obr. 9. EPIC®SOLAR M G5 vestavný konektor