کابل‌های انرژی جدید: آینده برق و چشم‌انداز کاربردهای آن آشکار شد!

با تغییر ساختار انرژی جهانی و پیشرفت مداوم فناوری، کابل‌های انرژی نو به تدریج به مواد اصلی در زمینه انتقال و توزیع برق تبدیل می‌شوند. کابل‌های انرژی نو، همانطور که از نامشان پیداست، نوعی کابل ویژه هستند که برای اتصال زمینه‌هایی مانند تولید انرژی نو، ذخیره‌سازی انرژی و وسایل نقلیه انرژی نو استفاده می‌شوند. این کابل‌ها نه تنها عملکرد الکتریکی اولیه کابل‌های سنتی را دارند، بلکه باید با چالش‌های بسیاری در کاربردهای انرژی نو، از جمله شرایط آب و هوایی شدید، محیط‌های الکترومغناطیسی پیچیده و ارتعاشات مکانیکی با شدت بالا، کنار بیایند. این مقاله به بررسی آینده کابل‌های انرژی نو و چشم‌انداز کاربردهای گسترده آنها خواهد پرداخت.

عملکرد منحصر به فرد و چالش‌های کابل‌های انرژی نو

طراحی و انتخاب مواد کابل‌های انرژی نو منحصر به فرد است تا نیازهای زمینه‌های مختلف را برآورده کند. در زمینه تولید انرژی خورشیدی، از کابل‌های آرایه فتوولتائیک برای اتصال اجزای پنل فتوولتائیک استفاده می‌شود. این کابل‌ها در تمام طول سال در معرض فضای باز هستند، بنابراین مقاومت در برابر اشعه ماوراء بنفش و فرسودگی مواد بسیار مهم است. کابل‌های فتوولتائیک معمولاً از موادی با مقاومت بالا در برابر آب و هوا استفاده می‌کنند.XLPEمواد عایق و غلاف‌های بیرونی پلی‌الفین مقاوم در برابر پارگی برای تضمین عملکرد پایدار درازمدت آنها. کابل‌های اتصال اینورتر باید مقاومت خوبی در برابر آتش داشته باشند، بنابراین کابل‌های PVC مقاوم در برابر شعله اولین انتخاب هستند.

الزامات مربوط به کابل‌ها در زمینه تولید برق بادی نیز به همان اندازه سختگیرانه است. کابل‌های داخل ژنراتور باید بتوانند با تداخل الکترومغناطیسی پیچیده سازگار شوند. راه حل رایج، استفاده از سیم‌های مسی بافته شده برای محافظت و کاهش تداخل الکترومغناطیسی است. علاوه بر این، کابل‌های دکل، کابل‌های کنترل و غیره در سیستم‌های تولید برق بادی نیز باید از قابلیت اطمینان بالا و مقاومت در برابر آب و هوا برخوردار باشند تا بتوانند با محیط‌های طبیعی پیچیده و متغیر کنار بیایند.

حوزه خودروهای انرژی نو الزامات بالاتری برای کیفیت و عملکرد کابل‌ها دارد. کابل‌های برق ولتاژ بالا وظیفه اتصال باتری‌ها، موتورها و سیستم‌های شارژ را بر عهده دارند. آن‌ها از رساناهای مسی با خلوص بالا با مواد عایق XLPE برای کاهش اتلاف انرژی استفاده می‌کنند. به منظور جلوگیری از تداخل الکترومغناطیسی، طراحی کابل ترکیبی از یک لایه محافظ کامپوزیتی از فویل آلومینیومی و سیم مسی است. کابل‌های شارژ AC و DC از نیازها و روش‌های مختلف شارژ پشتیبانی می‌کنند و بر ظرفیت حمل جریان بالا و عملکرد عایق عالی برای اطمینان از ایمنی و عملکرد خودروهای انرژی نو تأکید دارند.

سیستم‌های ذخیره انرژی همچنین به پشتیبانی کابل متکی هستند. کابل‌های اتصال باتری باید بتوانند تغییرات سریع جریان و تنش حرارتی را تحمل کنند، بنابراین از مواد عایق الکتریکی مانند XLPE یا لاستیک مخصوص استفاده می‌شود. کابل‌هایی که سیستم ذخیره انرژی را به شبکه متصل می‌کنند باید استانداردهای ولتاژ بالا را رعایت کنند و سازگاری خوبی با محیط داشته باشند تا ایمنی انتقال برق تضمین شود.

تقاضای بازار و رشد کابل‌های انرژی نو

در سال‌های اخیر، با پیشرفت و محبوبیت مداوم فناوری‌های انرژی جدید، صنایعی مانند انرژی بادی، انرژی خورشیدی و وسایل نقلیه انرژی جدید رشد انفجاری داشته‌اند و تقاضا برای کابل‌های انرژی جدید نیز به شدت افزایش یافته است. داده‌ها نشان می‌دهد که مقیاس پروژه‌های انرژی جدید که قرار است در سال 2024 آغاز شوند، به رکورد جدیدی خواهد رسید و حجم کل راه‌اندازی سالانه 28 میلیون کیلووات خواهد بود که شامل 7.13 میلیون کیلووات پروژه‌های تولید برق فتوولتائیک، 1.91 میلیون کیلووات پروژه‌های ذخیره‌سازی انرژی، 13.55 میلیون کیلووات پروژه‌های انرژی بادی و 11 میلیون کیلووات پروژه‌های جایگزینی باتری وسایل نقلیه انرژی جدید است.

کابل‌های فتوولتائیک به عنوان حلقه‌ای مهم در زنجیره صنعت فتوولتائیک، چشم‌انداز توسعه بسیار گسترده‌ای دارند. چین، ایالات متحده و اروپا سه منطقه‌ای هستند که بیشترین ظرفیت نصب‌شده فتوولتائیک جدید را دارند و به ترتیب ۴۳٪، ۲۸٪ و ۱۸٪ از کل ظرفیت جهانی را به خود اختصاص داده‌اند. کابل‌های فتوولتائیک عمدتاً در مدارهای DC در دستگاه‌های اتصال زمین منفی سیستم‌های منبع تغذیه استفاده می‌شوند. سطح ولتاژ آنها معمولاً ۰.۶/۱ کیلوولت یا ۰.۴/۰.۶ کیلوولت است و برخی از آنها به ۳۵ کیلوولت نیز می‌رسند. با ظهور دوران برابری، صنعت فتوولتائیک در شرف ورود به مرحله‌ای از رشد انفجاری است. در ۵ تا ۸ سال آینده، فتوولتائیک به یکی از منابع اصلی برق جهان تبدیل خواهد شد.

توسعه سریع صنعت ذخیره‌سازی انرژی نیز از پشتیبانی کابل‌های انرژی نو جدایی‌ناپذیر است. تقاضا برای کابل‌های جریان مستقیم ولتاژ بالا که عمدتاً برای اتصال تجهیزات شارژ و دشارژ و تجهیزات کنترل نیروگاه‌های ذخیره‌سازی انرژی استفاده می‌شوند، و کابل‌های جریان متناوب ولتاژ متوسط و پایین که برای اتصال ترانسفورماتورها، کابینت‌های توزیع و تجهیزات ولتاژ پایین مانند روشنایی و کنترل در نیروگاه‌های ذخیره‌سازی انرژی استفاده می‌شوند، نیز به طور قابل توجهی افزایش خواهد یافت. با ارتقای هدف «کربن دوگانه» و پیشرفت فناوری باتری لیتیومی، صنعت ذخیره‌سازی انرژی فضای توسعه وسیع‌تری را آغاز خواهد کرد و کابل‌های انرژی نو نقش مهمی در آن ایفا خواهند کرد.

نوآوری فنی و روندهای حفاظت از محیط زیست کابل‌های انرژی جدید

توسعه کابل‌های انرژی نو نه تنها نیازمند عملکرد و قابلیت اطمینان بالا، بلکه نیازمند حفاظت از محیط زیست و الزامات کم کربن نیز می‌باشد. تحقیق و توسعه و تولید سیم‌ها و کابل‌های سازگار با محیط زیست، مقاوم در برابر دمای بالا و با عملکرد ویژه، به یک روند مهم در صنعت تبدیل شده است. به عنوان مثال، توسعه محصولات کابلی مناسب برای محیط‌های با دمای بالا می‌تواند عملکرد پایدار تجهیزاتی مانند تولید انرژی بادی و خورشیدی را در محیط‌های بسیار سخت تضمین کند. در عین حال، با ساخت شبکه‌های هوشمند و دسترسی به منابع برق توزیع شده، سیم‌ها و کابل‌ها نیز باید از هوش و قابلیت اطمینان بالاتری برخوردار باشند.

تولیدکنندگان کابل به طور فعال در تحقیق و توسعه سرمایه‌گذاری می‌کنند و مجموعه‌ای از محصولات کابلی ویژه را برای برآورده کردن الزامات بالاتر کابل‌ها در حوزه انرژی‌های نو عرضه کرده‌اند. این محصولات شامل کابل‌های نگهدارنده ماژول فتوولتائیک که برای سقف‌های مسطح مناسب‌تر هستند، سیم‌های اتصال ماژول سلول خورشیدی برای نصب ثابت، کابل‌های مخصوص قرقره‌های سیم کششی برای سیستم‌های ردیابی و کابل‌های مخصوص شمع‌های شارژ با مقاومت بهتر در برابر دمای بالا می‌شوند.

توسعه سبز به یک اجماع جهانی تبدیل شده است و برق، به عنوان یک صنعت اساسی اقتصاد ملی، ناگزیر در جهت سبز و کم کربن توسعه خواهد یافت. سیم و کابل‌های مقاوم در برابر شعله، بدون هالوژن، کم دود و کم کربن سازگار با محیط زیست به طور فزاینده‌ای مورد توجه بازار قرار می‌گیرند. تولیدکنندگان کابل با بهبود مواد و فرآیندها، میزان انتشار کربن محصولات را کاهش می‌دهند و محصولات کابلی ویژه‌ای با ارزش افزوده بالاتر را برای برآوردن نیازهای سناریوهای خاص توسعه می‌دهند.

چشم‌انداز آینده

کابل‌های انرژی نو، با عملکرد منحصر به فرد خود، پشتیبانی قوی برای توسعه صنعت انرژی نو فراهم می‌کنند. با افزایش بلوغ فناوری انرژی نو و گسترش مداوم تقاضای بازار، تقاضا برای کابل‌های انرژی نو همچنان رو به افزایش خواهد بود. این امر نه تنها نوآوری فناوری در صنعت کابل را ارتقا می‌دهد، بلکه توسعه زمینه‌های مرتبط مانند علم مواد، فرآیندهای تولید و فناوری‌های آزمایش را نیز ارتقا می‌دهد.

در آینده، با پیشرفت‌های مداوم در فناوری، عملکرد کابل‌های انرژی نو همچنان بهبود خواهد یافت و پایه و اساس کاربرد گسترده‌تر برق سبز در سراسر جهان را بنا خواهد نهاد. کابل‌های انرژی نو با کیفیت بالا به تدریج وارد زندگی ما خواهند شد، به تحول ساختار انرژی جهانی کمک می‌کنند و سهم بیشتری در توسعه پایدار خواهند داشت. صنعت کابل همچنین اکتشافات و اقدامات عمیق‌تری را در جهت توسعه سبز انجام خواهد داد و با ایجاد مدل‌های عملیاتی هوشمند و دیجیتال، رقابت‌پذیری و سودآوری شرکت‌ها را افزایش می‌دهد، توسعه هماهنگ شرکت‌های بالادستی و پایین‌دستی را در زنجیره صنعتی ارتقا می‌دهد و در نهایت به هدف توسعه با کیفیت بالا دست خواهد یافت.

کابل‌های انرژی نو به عنوان بخش مهمی از جاده‌های برق آینده، چشم‌اندازهای کاربردی گسترده و پتانسیل توسعه عظیمی دارند. با تغییر ساختار انرژی جهانی و پیشرفت مداوم فناوری، کابل‌های انرژی نو مطمئناً نقش مهم‌تری در انقلاب انرژی جهانی ایفا خواهند کرد.