النحاس المطلي بالقصدير في الطاقة الشمسية: اكتشف لماذا هو ضروري في أنظمة الخلايا الكهروضوئية

يمكن أن يكون موصل الكابل الكهربائي مصنوعًا من النحاس أو الألومنيوم. يتميز النحاس بموصلية كهربائية أعلى من الألومنيوم بمقدار 60%، وهو أمر بالغ الأهمية عند اختيار كابل الطاقة الشمسية. يسمح طلاء النحاس بالقصدير بالامتثال للمعايير الأوروبية لتركيبات الطاقة الشمسية. وبشكل عام، يحدد نوع تركيبات الطاقة الكهروضوئية ومعايير الاعتماد المطلوبة للمشروع مدى ملاءمة كل موصل.

ما هو سلك النحاس المطلي بالقصدير؟

يُعدّ التآكل أحد أبرز المخاطر التي تُهدد غلاف النحاس في الكابلات. ويؤدي ذلك إلى انخفاض كفاءة السلك في المناخات الرطبة أو الممطرة، والبيئات شديدة الحرارة، وبعض أنواع التضاريس. يجب أن تتحمل كابلات الطاقة الشمسية هذه الظروف، لذا فإن توفير حماية إضافية يُحسّن من حفظها ويرفع من كفاءتها. تحمي طبقة القصدير التي تُغطي النحاس من العوامل الخارجية التي تؤثر على أدائه. إضافةً إلى ذلك، يُسهّل لحام أسلاك النحاس المطلية بالقصدير.

يتطلب معيار الطاقة الشمسية EN 50618 استخدام موصلات نحاسية مطلية بالقصدير

يحدد المعيار EN 50618 أنه في تصميم تركيبات الطاقة الشمسية الكهروضوئية، يجب أن يكون الموصل مصنوعًا من النحاس المرن (الفئة 5) المطلي بالقصدير كما هو محدد في المعيار EN 60228.

لذلك، لكي يتوافق تركيب الطاقة الشمسية مع معيار EN 50618، يتم استبعاد استخدام كابل بموصل ألومنيوم مرن لتوصيل الألواح الشمسية.

ويستند هذا التفضيل للمادة على سهولة التركيب التي يوفرها النحاس.

لماذا يُعدّ الموصل النحاسي المطلي بالقصدير عنصراً لا غنى عنه في تركيبات الطاقة الشمسية؟

المزايا الرئيسية لموصل النحاس الإلكتروليتي المطلي بالقصدير:

• يوفر الموصل النحاسي قوة شد أعلى ولا يتطلب أنظمة أنابيب كبيرة.
• يضمن استخدام كابل شمسي بموصل نحاسي مقاومة أكبر للتآكل.
• باستخدام موصل نحاسي نحصل على تركيب أكثر متانة. أما مع الموصل الألومنيومي، فيجب اتخاذ احتياطات إضافية، مثل صنفرة أطراف الموصلات (لإزالة طبقة الأكسيد) مع خطر التلف وانقطاع الأسلاك إذا كانت رفيعة.

النحاس المطلي بالقصدير يمنع ظاهرة الاقتران الجلفاني

بالمقارنة مع الألومنيوم، فإن الموصل النحاسي المرن يتمتع بخصائص محددة تجعله مادة أكثر ملاءمة من الناحية التقنية للموصلات الكهربائية لكابلات الخلايا الكهروضوئية.

تتمثل نقاط القوة الرئيسية للنحاس مقارنة بالألومنيوم فيما يلي:

• موصلية أعلى. بالنسبة لنفس التيار، يمكن أن يكون للموصلات النحاسية مقطع عرضي أصغر من الموصلات الألومنيومية.
• مرونة أكبر. النحاس أكثر مرونة، لذا لن تنكسر الأسلاك بسهولة بسبب الإجهاد عند تعرضها للانحناء والمتطلبات الميكانيكية الأخرى.
• انخفاض الحساسية للضغط. بعد تثبيت الموصل وتركيبه، لن يتعرض السلك لأي تشوه. أما في حالة موصل الألومنيوم، لكونه أكثر مرونة، فسيستمر في التشوه، مما قد يؤدي إلى ضعف التوصيل وزيادة المقاومة الكهربائية عند نقطة التلامس.
• مقاومة حرارية أعلى. بالمقارنة مع الألومنيوم، فإن الموصل النحاسي أكثر مقاومة لتغيرات درجة الحرارة، وهي سمة لا غنى عنها في التركيبات الخارجية مثل تركيبات الخلايا الكهروضوئية.

تمنع الأسلاك النحاسية المطلية بالقصدير حدوث اقترانات جلفانية عند توصيل معادن ذات جهود كهربائية مختلفة. يمكن أن تُلحق هذه الاقترانات ضررًا بالغًا بالمعادن ذات الجهد الكهربائي الأكثر سلبية (الأنود)، مما يؤدي إلى أكسدتها بفقدان الإلكترونات إلى المعادن ذات الجهد الكهربائي الأقل سلبية. ويؤدي انعدام التآكل الجلفاني إلى إطالة عمر النظام الكهروضوئي.

خاتمة

في أنظمة الطاقة الشمسية الكهروضوئية، لا يقتصر اختيار موصل نحاسي مطلي بالقصدير على تلبية متطلبات الامتثال فحسب، بل هو قرار استراتيجي لتعزيز موثوقية النظام من خلال الأداء الكهربائي المتميز، والقوة الميكانيكية، ومقاومة الظروف البيئية. وسواءً تم تقييمه بناءً على الموصلية، أو سهولة التركيب، أو المتانة على المدى الطويل، يبقى النحاس المطلي بالقصدير الخيار الأمثل لكابلات الطاقة الشمسية.