I. Pengenalan
Dorongan global ke arah matlamat "dwi karbon"—neutraliti karbon dan pelepasan karbon puncak—telah mempercepatkan peralihan tenaga, dengan tenaga boleh diperbaharui menjadi tumpuan utama. Antara pendekatan inovatif, model "Photovoltaic + Highway" menonjol sebagai penyelesaian yang menjanjikan untuk pengangkutan hijau. Dengan memanfaatkan ruang terbiar di sepanjang lebuh raya, seperti bumbung kawasan perkhidmatan, kanopi pondok tol, cerun dan zon pengasingan terowong, sistem fotovoltaik (PV) mengubah kawasan ini menjadi "arteri tenaga." Pemasangan ini bukan sahaja menjana tenaga bersih tetapi juga sejajar dengan pembangunan infrastruktur yang mampan. Walau bagaimanapun, keadaan unik lebuh raya—getaran, cuaca melampau dan lalu lintas padat—memperkenalkan cabaran keselamatan yang kompleks yang memerlukan perhatian segera. Artikel ini meneroka cara kabel fotovoltan canggih boleh menangani cabaran ini, memastikan keselamatan dan kebolehpercayaan sistem PV lebuh raya.
II. Cabaran Teras Keselamatan dalam Sistem PV Lebuhraya
Pemasangan PV lebuh raya menghadapi risiko unik disebabkan persekitaran operasinya, dengan tiga cabaran keselamatan utama yang menonjol:
Bahaya Kebakaran Voltan Tinggi DC
Lebih 50% daripada kebakaran berkaitan fotovoltaik dicetuskan oleh arka arus terus (DC), menurut data industri. Dalam tetapan lebuh raya, risiko dikuatkan. Kemalangan lalu lintas, seperti perlanggaran dengan modul PV di cerun atau zon pengasingan, boleh merosakkan komponen, mendedahkan elektrod dan mencetuskan arka elektrik. Arka ini, selalunya melebihi beribu-ribu darjah, boleh menyalakan bahan sekeliling, yang membawa kepada penyebaran api yang cepat. Kedekatan dengan kenderaan bergerak dan tumbuh-tumbuhan di tepi jalan yang mudah terbakar meningkatkan potensi hasil bencana.
Respon Kecemasan Terhalang
Sistem PV tradisional sering kekurangan mekanisme penutupan pantas untuk litar voltan tinggi DC. Sekiranya berlaku kebakaran, komponen elektrik hidup menimbulkan risiko renjatan elektrik yang ketara kepada anggota bomba, melambatkan masa tindak balas. Di lebuh raya, di mana campur tangan tepat pada masanya penting untuk mengelakkan gangguan lalu lintas dan kemalangan sekunder, kelewatan ini boleh menyebabkan kerugian besar dalam harta benda, penjanaan kuasa, dan juga nyawa manusia.
Kesukaran Pengesanan Kesalahan dan Penyelenggaraan
Tatasusunan PV lebuh raya sering menjangkau kilometer, menjadikan pengesanan kesalahan sebagai cabaran logistik. Mengenal pasti lokasi tepat arka elektrik atau talian terputus memerlukan pemeriksaan manual yang meluas, yang memakan masa dan mahal. Kelewatan ini mengakibatkan kerugian penjanaan kuasa yang berpanjangan dan perbelanjaan operasi yang tinggi, menjejaskan daya maju ekonomi projek PV lebuh raya.
III. Peranan Kabel Fotovoltaik dalam Meningkatkan Keselamatan
Kabel fotovoltaik ialah tulang belakang sistem PV, dan reka bentuk serta fungsinya adalah penting untuk mengurangkan risiko yang digariskan di atas. Penyelesaian kabel lanjutan boleh meningkatkan keselamatan pemasangan PV lebuh raya dengan ketara melalui pendekatan berikut:
Reka Bentuk Kabel Lanjutan untuk Pencegahan Kebakaran
Kabel PV moden direka bentuk dengan bahan kalis api, tahan suhu tinggi untuk menahan keadaan lebuh raya yang teruk. Penebat yang dipertingkatkan menghalang pembentukan arka walaupun di bawah tekanan mekanikal, seperti getaran daripada trafik yang berat atau kesan serpihan. Selain itu, reka bentuk kabel tahan hentaman memastikan ketahanan terhadap perlanggaran tidak sengaja, mengurangkan kemungkinan elektrod terdedah dan kebakaran seterusnya.
Integrasi dengan Sistem Rapid Shutdown
Untuk menangani cabaran tindak balas kecemasan, kabel PV pintar boleh disepadukan dengan teknologi penutupan pantas. Kabel ini menggabungkan sensor terbenam yang memantau parameter elektrik dalam masa nyata, membolehkan pemotongan automatik litar DC semasa kerosakan atau kecemasan. Keupayaan ini menghapuskan risiko voltan tinggi, membolehkan anggota bomba campur tangan dengan selamat dan pantas. Keserasian dengan peranti penutupan pantas standard industri meningkatkan lagi kebolehpercayaan sistem.
Teknologi Pengesanan Kesalahan dan Penyetempatan
Kabel PV pintar yang dilengkapi dengan keupayaan Internet of Things (IoT) boleh merevolusikan pengesanan kerosakan. Kabel ini mempunyai penderia yang mengesan anomali, seperti arka atau penurunan voltan, dan menghantar data ke sistem pemantauan berpusat. Dengan menentukan lokasi kerosakan dengan ketepatan tinggi, mereka menghapuskan keperluan untuk pemeriksaan manual yang meluas. Ini mengurangkan kos penyelenggaraan, meminimumkan masa henti, dan memastikan penjanaan kuasa yang konsisten.
IV. Penyelesaian Teknikal dan Praktikal
Untuk memanfaatkan sepenuhnya kabel PV untuk keselamatan, beberapa penyelesaian teknikal dan praktikal adalah penting:
Inovasi Bahan
Kabel PV lebuh raya mesti menahan keadaan yang melampau, termasuk pendedahan ultraviolet (UV), turun naik suhu dan tekanan fizikal. Kabel dengan polimer ketahanan tinggi dan salutan tahan kakisan adalah sesuai untuk persekitaran ini. Reka bentuk anti-getaran meningkatkan lagi umur panjang, memastikan kabel kekal utuh walaupun getaran lebuh raya berterusan.
Integrasi Sistem
Mengintegrasikan kabel PV dengan teknologi grid pintar membolehkan pengurusan keselamatan masa nyata. Sebagai contoh, menggabungkan penderia kabel dengan sistem pemantauan infrastruktur lebuh raya mewujudkan rangkaian padu yang mengesan dan bertindak balas kepada isu dengan segera. Sinergi ini meningkatkan kebolehpercayaan sistem keseluruhan dan kecekapan operasi.
Penyeragaman dan Pematuhan
Mengguna pakai piawaian keselamatan antarabangsa, seperti yang ditetapkan oleh Suruhanjaya Elektroteknikal Antarabangsa (IEC), memastikan kabel PV memenuhi kriteria keselamatan dan prestasi yang ketat. Ujian dan pensijilan yang kerap di bawah tekanan khusus lebuh raya—seperti getaran, kesan dan pendedahan cuaca—menjamin kebolehpercayaan jangka panjang.
V. Kajian Kes dan Amalan Terbaik
Beberapa projek PV lebuh raya di seluruh dunia menawarkan pelajaran berharga. Sebagai contoh, projek perintis di Belanda memasang panel PV di sepanjang penghalang bunyi lebuh raya, menggunakan kabel kalis api dengan penderia bersepadu. Projek itu melaporkan pengurangan 30% dalam kos penyelenggaraan disebabkan oleh pengesanan kerosakan automatik. Sebaliknya, insiden 2023 di China menyerlahkan risiko kabel substandard, di mana kebakaran yang disebabkan oleh arka dalam sistem PV lebuh raya membawa kepada masa henti yang ketara. Amalan terbaik termasuk memilih kabel yang diperakui, menjalankan pemeriksaan biasa dan menyepadukan sistem penutupan pantas untuk meningkatkan keselamatan.
VI. Hala Tuju Masa Depan
Masa depan keselamatan PV lebuh raya terletak pada teknologi baru muncul dan penyelesaian berskala. Penyelenggaraan ramalan didorong kecerdasan buatan (AI) boleh menganalisis data prestasi kabel untuk menjangka kerosakan sebelum ia berlaku. Sistem kabel PV modular, direka untuk pemasangan dan penggantian yang mudah, boleh menyesuaikan diri dengan susun atur lebuh raya yang pelbagai. Selain itu, rangka kerja dasar harus memberi insentif kepada penggunaan kabel termaju dan teknologi keselamatan, memastikan projek PV lebuh raya sejajar dengan matlamat keselamatan dan kemampanan.
VII. Kesimpulan
Sistem PV lebuh raya mewakili peluang transformatif untuk mengintegrasikan tenaga boleh diperbaharui ke dalam infrastruktur pengangkutan. Walau bagaimanapun, cabaran keselamatan unik mereka—bahaya kebakaran DC, had tindak balas kecemasan dan kesukaran pengesanan kerosakan—memerlukan penyelesaian yang inovatif. Kabel fotovoltaik lanjutan, dengan ciri seperti bahan kalis api, penyepaduan penutupan pantas dan pengesanan kerosakan yang didayakan IoT, adalah penting untuk membina rangka kerja keselamatan yang teguh. Dengan mengutamakan teknologi ini, pihak berkepentingan boleh memastikan projek PV lebuh raya adalah selamat dan mampan, membuka jalan untuk masa depan yang lebih hijau dalam pengangkutan. Kerjasama dalam kalangan penggubal dasar, jurutera dan peneraju industri adalah penting untuk memacu inovasi dan mengatasi cabaran yang mendatang.
Masa siaran: Jun-20-2025