Met de snelle wereldwijde ontwikkeling van fotovoltaïsche (PV) energieopwekkingssystemen spelen fotovoltaïsche kabels (PV-kabels) – als cruciale componenten die PV-modules, omvormers en verdeelkasten met elkaar verbinden – een doorslaggevende rol in de algehele veiligheid en levensduur van een zonne-energiecentrale. In vergelijking met conventionele stroomkabels hebben fotovoltaïsche kabels een zeer gespecialiseerd ontwerp en een andere materiaalkeuze.
1. Wat is een fotovoltaïsche kabel?
Een fotovoltaïsche kabel, ook wel zonnekabel of PV-specifieke kabel genoemd, wordt voornamelijk gebruikt in zonne-energiecentrales, decentrale fotovoltaïsche systemen en PV-installaties op daken. Gangbare modellen zijn onder andere PV1-F en H1Z2Z2-K, die voldoen aan internationale normen zoals EN 50618 en IEC 62930.
Omdat PV-kabels continu aan de buitenlucht worden blootgesteld, moeten ze betrouwbaar functioneren bij hoge temperaturen, sterke ultraviolette straling, lage temperaturen, vochtigheid en ozon. Hierdoor zijn de eisen aan isolatie- en mantelmaterialen aanzienlijk hoger dan die van gewone kabels. Typische kenmerken zijn onder andere weerstand tegen hoge en lage temperaturen, uitstekende UV-verouderingsbestendigheid, chemische corrosiebestendigheid, brandvertragendheid, milieuvriendelijkheid en een verwachte levensduur van 25 jaar of langer.
2. Uitdagingen voor kabelmaterialen in fotovoltaïsche toepassingen
In de praktijk worden fotovoltaïsche kabels meestal direct buiten geïnstalleerd. In Europese regio's kan de omgevingstemperatuur van PV-systemen bijvoorbeeld oplopen tot bijna 100 °C bij zonnig weer. Tegelijkertijd worden de kabels blootgesteld aan langdurige UV-straling, temperatuurschommelingen tussen dag en nacht en mechanische spanning.
Onder dergelijke omstandigheden kunnen standaard PVC-kabels of conventionele rubberkabels geen stabiele prestaties op lange termijn garanderen. Zelfs rubberkabels die geschikt zijn voor gebruik bij 90 °C of PVC-kabels die geschikt zijn voor 70 °C zijn gevoelig voor veroudering van de isolatie, scheuren in de mantel en snelle prestatievermindering bij gebruik in fotovoltaïsche systemen buitenshuis, waardoor de levensduur van het systeem aanzienlijk wordt verkort.
3. Kernprestaties van fotovoltaïsche kabels: gespecialiseerde isolatie- en mantelmaterialen
De belangrijkste prestatievoordelen van fotovoltaïsche kabels zijn voornamelijk te danken aan hun PV-specifieke isolatie- en mantelmaterialen. Het meest gebruikte materiaalsysteem is tegenwoordig stralingsvernet polyolefine, meestal gebaseerd op hoogwaardig polyethyleen (PE) of andere polyolefinen.
Door bestraling met elektronenbundels ondergaan de moleculaire ketens van het materiaal verknoping, waardoor de structuur verandert van thermoplastisch naar thermohardend. Dit proces verbetert de hittebestendigheid, verouderingsbestendigheid en mechanische eigenschappen aanzienlijk. Door bestraling verknoopte polyolefinematerialen maken het mogelijk dat fotovoltaïsche kabels continu functioneren bij temperaturen van 90–120 °C, terwijl ze tevens uitstekende flexibiliteit bij lage temperaturen, UV-bestendigheid, ozonbestendigheid en weerstand tegen spanningscorrosie door omgevingsinvloeden bieden. Bovendien zijn deze materialen halogeenvrij en voldoen ze aan de milieueisen.
4. Structurele en materiaalvergelijking: Fotovoltaïsche kabels versus conventionele kabels
4.1 Typische structuur en materialen van fotovoltaïsche kabels
Geleider: Gegloeide koperen geleider of vertinde koperen geleider, die een hoge elektrische geleidbaarheid combineert met corrosiebestendigheid.
Isolatielaag: Stralingsvernet polyolefine isolatiecompound (specifiek isolatiemateriaal voor PV-kabels)
Omhulsellaag: Door straling vernet polyolefine omhulselmateriaal, dat langdurige bescherming biedt buitenshuis.
4.2 Typische structuur en materialen van conventionele kabels
Geleider: Koperen geleider of vertinde koperen geleider
Isolatielaag: PVC-isolatiecompound ofXLPE (vernet polyethyleen)isolatiemiddel
Omhullende laag:PVCbekledingscompound
5. Fundamentele prestatieverschillen veroorzaakt door materiaalkeuze
Vanuit het oogpunt van de geleider zijn fotovoltaïsche kabels en conventionele kabels in wezen hetzelfde. De fundamentele verschillen zitten in de keuze van isolatie- en mantelmaterialen.
De PVC-isolatie en PVC-mantelmaterialen die in conventionele kabels worden gebruikt, zijn voornamelijk geschikt voor binnengebruik of relatief milde omgevingen en bieden beperkte weerstand tegen hitte, UV-straling en veroudering. De door straling vernet polyolefine-isolatie en -mantelmaterialen die in fotovoltaïsche kabels worden gebruikt, zijn daarentegen specifiek ontwikkeld voor langdurig gebruik buitenshuis en kunnen stabiele elektrische en mechanische prestaties behouden onder extreme omgevingsomstandigheden.
Hoewel het vervangen van conventionele kabels door fotovoltaïsche kabels de initiële kosten kan verlagen, verhoogt dit de onderhoudsrisico's aanzienlijk en verkort het de totale levensduur van het fotovoltaïsche systeem.
6. Conclusie: Materiaalkeuze bepaalt de betrouwbaarheid van PV-systemen op lange termijn.
Fotovoltaïsche kabels zijn geen simpele vervangingen voor gewone kabels, maar gespecialiseerde kabelproducten die specifiek zijn ontworpen voor fotovoltaïsche toepassingen. Hun betrouwbaarheid op lange termijn hangt fundamenteel af van de keuze van hoogwaardige isolatie- en mantelmaterialen voor PV-kabels, met name de juiste toepassing van stralingsvernet polyolefine materiaalsystemen.
Voor ontwerpers, installateurs en leveranciers van kabelmaterialen voor fotovoltaïsche systemen is een grondig begrip van de materiaalspecifieke verschillen tussen fotovoltaïsche kabels en conventionele kabels essentieel om de veilige, stabiele en langdurige werking van fotovoltaïsche energiecentrales te garanderen.
Geplaatst op: 31 december 2025