Con el rápido desarrollo global de los sistemas de generación de energía fotovoltaica (FV), los cables fotovoltaicos (cables FV), como componentes críticos que conectan módulos FV, inversores y cajas de conexión, desempeñan un papel decisivo en la seguridad general y la vida útil de una planta de energía solar. En comparación con los cables de alimentación convencionales, los cables fotovoltaicos presentan diseños estructurales y materiales altamente especializados.
1. ¿Qué es un cable fotovoltaico?
Un cable fotovoltaico, también conocido como cable solar o cable específico para PV, se utiliza principalmente en plantas de energía solar, sistemas fotovoltaicos distribuidos e instalaciones fotovoltaicas en tejados. Los modelos más comunes son el PV1-F y el H1Z2Z2-K, que cumplen con normas internacionales como EN 50618 e IEC 62930.
Dado que los cables fotovoltaicos están expuestos continuamente a la intemperie, deben funcionar de forma fiable bajo altas temperaturas, intensa radiación ultravioleta, bajas temperaturas, humedad y exposición al ozono. Por ello, sus requisitos de materiales de aislamiento y revestimiento son significativamente mayores que los de los cables convencionales. Entre sus características típicas se incluyen la resistencia a altas y bajas temperaturas, una excelente resistencia al envejecimiento por rayos UV, resistencia a la corrosión química, resistencia al fuego, respeto al medio ambiente y una vida útil de 25 años o más.
2. Desafíos de los materiales de los cables en aplicaciones fotovoltaicas
En aplicaciones reales, los cables fotovoltaicos suelen instalarse directamente en exteriores. Por ejemplo, en las regiones europeas, la temperatura ambiente de los sistemas fotovoltaicos puede alcanzar los 100 °C en condiciones de sol. Al mismo tiempo, los cables están expuestos a radiación ultravioleta a largo plazo, fluctuaciones de temperatura diurnas y nocturnas y estrés mecánico.
En estas condiciones, los cables de PVC estándar o los cables de caucho convencionales no pueden mantener un rendimiento estable a largo plazo. Incluso los cables de caucho con certificación para operar a 90 °C o los cables de PVC con certificación para 70 °C son propensos al envejecimiento del aislamiento, el agrietamiento de la cubierta y una rápida degradación del rendimiento al utilizarse en sistemas fotovoltaicos de exterior, lo que acorta significativamente la vida útil del sistema.
3. Rendimiento básico de los cables fotovoltaicos: materiales de aislamiento y revestimiento especializados
Las principales ventajas de rendimiento de los cables fotovoltaicos se derivan principalmente de sus compuestos de aislamiento y revestimiento específicos para la energía fotovoltaica. El material más utilizado actualmente es la poliolefina reticulada por radiación, generalmente a base de polietileno (PE) de alta calidad u otras poliolefinas.
Mediante la irradiación con haz de electrones, las cadenas moleculares del material se reticulan, transformando la estructura de termoplástica a termoestable. Este proceso mejora considerablemente la resistencia al calor, la resistencia al envejecimiento y el rendimiento mecánico. Los materiales de poliolefina reticulados por radiación permiten que los cables fotovoltaicos funcionen continuamente a 90-120 °C, a la vez que ofrecen una excelente flexibilidad a bajas temperaturas, resistencia a los rayos UV, resistencia al ozono y resistencia al agrietamiento por tensión ambiental. Además, estos materiales no contienen halógenos y cumplen con las normas ambientales.
4. Comparación estructural y de materiales: Cables fotovoltaicos vs. Cables convencionales
4.1 Estructura y materiales típicos de los cables fotovoltaicos
Conductor: Conductor de cobre recocido o conductor de cobre estañado, que combina alta conductividad eléctrica con resistencia a la corrosión.
Capa de aislamiento: compuesto de aislamiento de poliolefina reticulada por radiación (material de aislamiento específico para cables fotovoltaicos)
Capa de revestimiento: compuesto de revestimiento de poliolefina reticulada contra la radiación, que proporciona protección exterior a largo plazo
4.2 Estructura y materiales típicos de los cables convencionales
Conductor: Conductor de cobre o conductor de cobre estañado
Capa de aislamiento: compuesto de aislamiento de PVC oXLPE (polietileno reticulado)compuesto aislante
Capa de vaina:CLORURO DE POLIVINILOcompuesto de revestimiento
5. Diferencias fundamentales de rendimiento causadas por la selección de materiales
Desde la perspectiva del conductor, los cables fotovoltaicos y los cables convencionales son esencialmente iguales. Las diferencias fundamentales radican en la selección de los materiales de aislamiento y de revestimiento.
Los compuestos de aislamiento y revestimiento de PVC utilizados en cables convencionales son principalmente adecuados para interiores o entornos relativamente templados, ofreciendo una resistencia limitada al calor, la exposición a los rayos UV y el envejecimiento. Por el contrario, los compuestos de aislamiento y revestimiento de poliolefina reticulada por radiación utilizados en cables fotovoltaicos están específicamente desarrollados para su uso prolongado en exteriores y pueden mantener un rendimiento eléctrico y mecánico estable en condiciones ambientales extremas.
Por lo tanto, si bien sustituir cables convencionales por cables fotovoltaicos puede reducir los costos iniciales, aumenta significativamente los riesgos de mantenimiento y acorta la vida útil general del sistema fotovoltaico.
6. Conclusión: La selección del material determina la fiabilidad a largo plazo de los sistemas fotovoltaicos
Los cables fotovoltaicos no son simples sustitutos de los cables convencionales, sino productos especializados diseñados específicamente para aplicaciones fotovoltaicas. Su fiabilidad a largo plazo depende fundamentalmente de la selección de materiales de aislamiento y revestimiento de alto rendimiento para cables fotovoltaicos, en particular de la correcta aplicación de sistemas de poliolefinas reticuladas por radiación.
Para los diseñadores, instaladores y proveedores de materiales para cables de sistemas fotovoltaicos, una comprensión profunda de las diferencias a nivel de material entre los cables fotovoltaicos y los cables convencionales es esencial para garantizar el funcionamiento seguro, estable y a largo plazo de las plantas de energía fotovoltaica.
Hora de publicación: 31 de diciembre de 2025