Com o rápido desenvolvimento global dos sistemas de geração de energia fotovoltaica (FV), os cabos fotovoltaicos (cabos FV) — componentes críticos que conectam módulos FV, inversores e caixas de junção — desempenham um papel decisivo na segurança geral e na vida útil de uma usina solar. Em comparação com os cabos de energia convencionais, os cabos fotovoltaicos apresentam projetos estruturais e seleção de materiais altamente especializados.
1. O que é um cabo fotovoltaico?
Um cabo fotovoltaico, também conhecido como cabo solar ou cabo específico para energia fotovoltaica, é usado principalmente em usinas solares, sistemas fotovoltaicos distribuídos e instalações fotovoltaicas em telhados. Os modelos mais comuns incluem o PV1-F e o H1Z2Z2-K, que atendem a normas internacionais como a EN 50618 e a IEC 62930.
Como os cabos fotovoltaicos estão continuamente expostos a ambientes externos, eles devem operar de forma confiável sob altas temperaturas, forte radiação ultravioleta, baixas temperaturas, umidade e exposição ao ozônio. Consequentemente, seus requisitos para materiais de isolamento e revestimento são significativamente maiores do que os de cabos comuns. As características típicas incluem resistência a altas e baixas temperaturas, excelente resistência ao envelhecimento por raios UV, resistência à corrosão química, retardamento de chamas, respeito ao meio ambiente e uma vida útil projetada de 25 anos ou mais.
2. Desafios para materiais de cabos em aplicações fotovoltaicas
Em aplicações práticas, os cabos fotovoltaicos geralmente são instalados diretamente ao ar livre. Por exemplo, em regiões europeias, a temperatura ambiente dos sistemas fotovoltaicos pode chegar a 100 °C em condições de sol intenso. Ao mesmo tempo, os cabos ficam sujeitos à radiação UV de longa duração, às variações de temperatura entre o dia e a noite e ao estresse mecânico.
Nessas condições, cabos de PVC padrão ou cabos de borracha convencionais não conseguem manter um desempenho estável a longo prazo. Mesmo cabos de borracha classificados para operação a 90 °C ou cabos de PVC classificados para 70 °C estão sujeitos ao envelhecimento do isolamento, rachaduras na bainha e rápida degradação do desempenho quando usados em sistemas fotovoltaicos externos, reduzindo significativamente a vida útil do sistema.
3. Desempenho Essencial dos Cabos Fotovoltaicos: Materiais Especializados de Isolamento e Revestimento
As principais vantagens de desempenho dos cabos fotovoltaicos derivam principalmente de seus compostos de isolamento e revestimento específicos para células fotovoltaicas. O sistema de materiais mais utilizado atualmente é o de poliolefina reticulada por radiação, geralmente à base de polietileno (PE) de alta qualidade ou outras poliolefinas.
Por meio da irradiação por feixe de elétrons, as cadeias moleculares do material sofrem reticulação, transformando sua estrutura de termoplástica para termofixa. Esse processo aumenta substancialmente a resistência ao calor, ao envelhecimento e o desempenho mecânico. Os materiais de poliolefina reticulados por radiação permitem que os cabos fotovoltaicos operem continuamente a 90–120 °C, além de oferecerem excelente flexibilidade em baixas temperaturas, resistência aos raios UV, ao ozônio e à fissuração por tensão ambiental. Ademais, esses materiais são livres de halogênios e atendem aos padrões ambientais.
4. Comparação estrutural e de materiais: Cabos fotovoltaicos vs. Cabos convencionais
4.1 Estrutura e materiais típicos de cabos fotovoltaicos
Condutor: Condutor de cobre recozido ou condutor de cobre estanhado, que combina alta condutividade elétrica com resistência à corrosão.
Camada de isolamento: composto isolante de poliolefina reticulada por radiação (material isolante específico para cabos fotovoltaicos)
Camada de revestimento: composto de revestimento de poliolefina reticulada por radiação, que proporciona proteção externa de longa duração.
4.2 Estrutura e materiais típicos de cabos convencionais
Condutor: Condutor de cobre ou condutor de cobre estanhado
Camada de isolamento: composto isolante de PVC ouXLPE (polietileno reticulado)composto isolante
Camada de bainha:PVCcomposto de revestimento
5. Diferenças fundamentais de desempenho causadas pela seleção de materiais
Do ponto de vista do condutor, os cabos fotovoltaicos e os cabos convencionais são essencialmente os mesmos. As diferenças fundamentais residem na seleção dos materiais de isolamento e dos materiais de revestimento.
Os compostos de isolamento e revestimento de PVC usados em cabos convencionais são adequados principalmente para ambientes internos ou relativamente amenos, oferecendo resistência limitada ao calor, à exposição aos raios UV e ao envelhecimento. Em contraste, os compostos de isolamento e revestimento de poliolefina reticulada por radiação usados em cabos fotovoltaicos são desenvolvidos especificamente para operação externa de longo prazo e podem manter um desempenho elétrico e mecânico estável sob condições ambientais extremas.
Portanto, embora a substituição de cabos convencionais por cabos fotovoltaicos possa reduzir os custos iniciais, ela aumenta significativamente os riscos de manutenção e diminui a vida útil geral do sistema fotovoltaico.
6. Conclusão: A seleção de materiais determina a confiabilidade a longo prazo dos sistemas fotovoltaicos.
Os cabos fotovoltaicos não são simples substitutos para cabos comuns, mas sim produtos especializados projetados especificamente para aplicações fotovoltaicas. Sua confiabilidade a longo prazo depende fundamentalmente da seleção de materiais de isolamento e revestimento de alto desempenho, em especial da aplicação adequada de sistemas de poliolefinas reticuladas por radiação.
Para projetistas de sistemas fotovoltaicos, instaladores e fornecedores de materiais para cabos, uma compreensão completa das diferenças em nível de material entre cabos fotovoltaicos e cabos convencionais é essencial para garantir a operação segura, estável e de longo prazo de usinas de energia fotovoltaica.
Data de publicação: 31 de dezembro de 2025