Avamere ja ujuvpäikeseenergia paigaldised on kiiresti kasvanud, kuna arendajad püüavad ära kasutada alakasutatud veepindu ja vähendada maismaakonkurentsi. Ujuvpäikeseenergia turu väärtus oli 2024. aastal 7,7 miljardit USA dollarit ja prognooside kohaselt kasvab see järgmisel kümnendil pidevalt, mida soodustavad materjalide ja sildumissüsteemide tehnoloogiline areng ning toetav poliitika paljudes piirkondades. Selles kontekstis on merel kasutatavad fotogalvaanilised kaablid muutunud kriitilisteks komponentideks: need peavad pika kasutusea jooksul vastu pidama karmile soolasele veele, UV-kiirgusele, lainete mehaanilisele pingele ja biosaastumisele. TÜV Rheinlandi standard 2PfG 2962 (mis viis TÜV Bauart Marki) käsitleb neid väljakutseid spetsiaalselt, määratledes merel kasutatavate fotogalvaanika rakenduste kaablite toimivuskatsete ja sertifitseerimisnõuded.
See artikkel uurib, kuidas tootjad saavad täita 2PfG 2962 nõudeid tugevate jõudlustestide ja disainitavade abil.
1. 2PfG 2962 standardi ülevaade
Standard 2PfG 2962 on TÜV Rheinlandi spetsifikatsioon, mis on kohandatud mere- ja ujuvrakenduste jaoks mõeldud fotogalvaanilistele kaablitele. See tugineb üldistele fotogalvaaniliste kaablite normidele (nt IEC 62930 / EN 50618 maismaa-fotogalvaanika jaoks), kuid lisab ranged katsed soolase vee, UV-kiirguse, mehaanilise väsimuse ja muude merepõhiste stressitegurite suhtes. Standardi eesmärkide hulka kuulub elektriohutuse, mehaanilise terviklikkuse ja pikaajalise vastupidavuse tagamine muutuvates ja nõudlikes avamere tingimustes. See kehtib tavaliselt kuni 1500 V nimipingega alalisvoolukaablite kohta, mida kasutatakse kaldalähedastes ja ujuvsüsteemides, mis nõuavad järjepidevat tootmiskvaliteedi kontrolli, et masstootmises olevad sertifitseeritud kaablid vastaksid testitud prototüüpidele.
2. Mere PV-kaablite keskkonna- ja käitamisprobleemid
Merekeskkond avaldab kaablitele samaaegselt mitut stressitegurit:
Soolase vee korrosioon ja keemiline kokkupuude: Pidev või vahelduv merevees kastmine võib kahjustada juhi plaati ja lagundada polümeerkesta.
UV-kiirgus ja päikesevalguse poolt põhjustatud vananemine: otsene päikesevalguse käes viibimine ujuvatel massiividel kiirendab polümeeri haprumist ja pinna pragunemist.
Temperatuuri äärmused ja termilised tsüklid: päevased ja hooajalised temperatuurikõikumised põhjustavad paisumis-/kokkutõmbumistsükleid, mis pingestavad isolatsiooniühendusi.
Mehaanilised pinged: Laineline liikumine ja tuule poolt põhjustatud liikumine põhjustavad dünaamilist paindumist, painutamist ja võimalikku hõõrdumist ujukite või kinnitusdetailide vastu.
Bioloogiline saastumine ja mereorganismid: Vetikate, merikarbivähkide või mikroobikolooniate kasv kaablipindadel võib muuta termilist hajumist ja lisada lokaalseid pingeid.
Paigaldusspetsiifilised tegurid: käsitsemine paigaldamise ajal (nt trumli lahtikerimine), painutamine pistikute ümber ja pinge ühenduspunktides.
Need kombineeritud tegurid erinevad maismaal asuvatest massiividest märkimisväärselt, mistõttu on realistlike mereolude simuleerimiseks vaja 2PfG 2962 kohast kohandatud testimist.
3. Põhilised jõudlustestimise nõuded vastavalt 2PfG 2962-le
2PfG 2962 poolt ette nähtud peamised jõudlustestid hõlmavad tavaliselt järgmist:
Elektriisolatsiooni ja dielektrilised katsed: kõrgepinge taluvuskatsed (nt alalispinge katsed) vee- või niiskuskambrites, et kinnitada läbikukkumise puudumist sukeldamistingimustes.
Isolatsioonitakistus aja jooksul: Isolatsioonitakistuse jälgimine kaablite leotamisel soolases vees või niiskes keskkonnas niiskuse sissetungi tuvastamiseks.
Pingetaluvuse ja osalise tühjenemise kontrollid: tagatakse, et isolatsioon talub projekteerimispinget pluss ohutusvaru ilma osalise tühjenemiseta isegi pärast vananemist.
Mehaanilised katsed: Isolatsiooni- ja kestamaterjalide tõmbetugevus- ja venivustestid pärast kokkupuutetsükleid; paindeväsimustestid, mis simuleerivad lainete poolt põhjustatud painutamist.
Paindlikkus- ja korduvad paindetestid: korduv painutamine mandrelite või dünaamiliste paindetestide kohal lainete liikumise jäljendamiseks.
Kulumiskindlus: ujukite või konstruktsioonielementidega kokkupuute simuleerimine, kasutades võimalusel abrasiivseid vahendeid, et hinnata katte vastupidavust.
4. Keskkonna vananemistestid
Soolapihustus või pikaajaline kastmine simuleeritud mereveesse, et hinnata korrosiooni ja polümeeri lagunemist.
UV-kiirgusega kambrid (kiirendatud ilmastikumõjud) pinna hapruse, värvimuutuse ja pragude tekke hindamiseks.
Hüdrolüüsi ja niiskuse omastamise hindamine, sageli pikaajalise leotamise ja sellele järgneva mehaanilise testimise teel.
Termotsükkel: kontrollitud kambrites madala ja kõrge temperatuuri vaheline tsükkel, et paljastada isolatsiooni delaminatsioon või mikropraod.
Keemiline vastupidavus: kokkupuude õlide, kütuste, puhastusvahendite või saastumisvastaste ühenditega, mida tavaliselt leidub merekeskkonnas.
Leegiaeglus või tulekäitumine: konkreetsete paigaldiste (nt suletud moodulite) puhul kontrollitakse, kas kaablid vastavad leegi leviku piirväärtustele (nt IEC 60332-1).
Pikaajaline vananemine: kiirendatud eluea testid, mis ühendavad temperatuuri, UV-kiirguse ja soola kokkupuute, et prognoosida kasutusiga ja kehtestada hooldusintervallid.
Need testid tagavad, et kaablid säilitavad elektrilised ja mehaanilised omadused eeldatava mitme aastakümne pikkuse eluea jooksul merel kasutatavate PV-süsteemide puhul.
5. Testitulemuste tõlgendamine ja rikkeviiside tuvastamine
Pärast testimist:
Levinud lagunemismustrid: UV-kiirguse või termilise tsükli tõttu tekkinud isolatsioonipraod; soola sissetungi tõttu juhi korrosioon või värvimuutus; veelaskud, mis viitavad tihendi riketele.
Isolatsioonitakistuse suundumuste analüüsimine: Järkjärguline langus leotustestide ajal võib viidata mitteoptimaalsele materjali koostisele või ebapiisavatele tõkkekihtidele.
Mehaanilise rikke näitajad: tõmbetugevuse vähenemine pärast vananemist viitab polümeeri haprusele; vähenenud venivus näitab jäikuse suurenemist.
Riskihindamine: ülejäänud ohutusvarude võrdlemine eeldatavate tööpingete ja mehaaniliste koormustega; selle hindamine, kas kasutusea eesmärgid (nt 25+ aastat) on saavutatavad.
Tagasisideahel: testi tulemused annavad teavet materjalide kohanduste (nt UV-stabilisaatori suuremate kontsentratsioonide), konstruktsioonimuudatuste (nt paksemate kattekihtide) või protsessi täiustuste (nt ekstrusiooniparameetrite) kohta. Nende kohanduste dokumenteerimine on tootmise korduvuse seisukohalt ülioluline.
Süstemaatiline tõlgendamine on pideva täiustamise ja vastavuse alus
6. Materjalide valik ja projekteerimisstrateegiad standardi 2PfG 2962 järgimiseks
Peamised kaalutlused:
Juhtmete valikud: Standardjuhtmed on vaskjuhtmed; soolase vee keskkonnas parema korrosioonikindluse tagamiseks võib eelistada tinatatud vaske.
Isolatsioonisegud: Ristseotud polüolefiinid (XLPO) või spetsiaalselt formuleeritud polümeerid UV-stabilisaatorite ja hüdrolüüsikindlate lisanditega, et säilitada paindlikkus aastakümnete jooksul.
Kattematerjalid: vastupidavad kattematerjalid antioksüdantide, UV-kiirgust neelava ja täiteainetega, mis on vastupidavad hõõrdumisele, soolalahuse pihustamisele ja äärmuslikele temperatuuridele.
Kihilised struktuurid: Mitmekihilised konstruktsioonid võivad sisaldada sisemisi pooljuhtivaid kihte, niiskustõkkekilesid ja väliseid kaitsekesti, et blokeerida vee sissetungi ja mehaanilisi kahjustusi.
Lisandid ja täiteained: leegiaeglustite (vajadusel), seenevastaste või antimikroobsete ainete kasutamine biolagunemise mõju piiramiseks ja löögikindluse modifikaatorite kasutamine mehaanilise jõudluse säilitamiseks.
Soomus või tugevdus: Süvavee- või suure koormusega ujuvsüsteemide puhul lisatakse punutud metallist või sünteetilist tugevdust, et taluda tõmbekoormusi ilma paindlikkust kahjustamata.
Tootmise järjepidevus: Täpne segude retseptide, ekstrusioonitemperatuuride ja jahutuskiiruste kontroll, et tagada partiist partiisse ühtlased materjali omadused.
Materjalide ja konstruktsioonide valimine, millel on tõestatud toimivus analoogsetes mere- või tööstusrakendustes, aitab 2PfG 2962 nõudeid prognoositavamalt täita.
7. Kvaliteedikontroll ja tootmise järjepidevus
Sertifitseerimise säilitamine mahutootmise nõuete täitmisel:
Liinisisesed kontrollid: regulaarsed mõõtmete kontrollid (juhtme suurus, isolatsiooni paksus), pinnadefektide visuaalne kontroll ja materjalipartii sertifikaatide kontrollimine.
Proovide testimise ajakava: perioodiline proovide võtmine võtmekatsete (nt isolatsioonitakistus, tõmbekatsed) jaoks, korrates sertifitseerimistingimusi, et triive varakult tuvastada.
Jälgitavus: iga kaablipartii tooraine partiinumbrite, segamisparameetrite ja tootmistingimuste dokumenteerimine, et võimaldada probleemide tekkimisel algpõhjuste analüüsi.
Tarnija kvalifikatsioon: tagatakse, et polümeeride ja lisandite tarnijad vastavad pidevalt spetsifikatsioonidele (nt UV-kindluse hinnangud, antioksüdantide sisaldus).
Kolmanda osapoole auditivalmidus: TÜV Rheinlandi auditite või resertifitseerimise jaoks põhjalike katseprotokollide, kalibreerimislogide ja tootmisohje dokumentide säilitamine.
Tugevad kvaliteedijuhtimissüsteemid (nt ISO 9001), mis on integreeritud sertifitseerimisnõuetega, aitavad tootjatel nõuetele vastavust säilitada.
pikaajaline
Danyang Winpower Wire and Cable Mfg Co., Ltd. TÜV 2PfG 2962 sertifikaat
11. juunil 2025 väljastas TÜV Rheinland 18. (2025) rahvusvahelisel päikeseenergia ja nutika energia konverentsil ja näitusel (SNEC PV+2025) ettevõttele Danyang Weihexiang Cable Manufacturing Co., Ltd. (edaspidi „Weihexiang“) TÜV Bauart Mark tüübisertifikaadi avamere päikeseenergia süsteemide kaablitele, mis põhineb standardil 2PfG 2962. Auhinnatseremoonial osalesid TÜV Rheinland Greater China päikese- ja äritoodete ning -teenuste komponentide ärijuht hr Shi Bing ja Danyang Weihexiang Cable Manufacturing Co., Ltd. tegevjuht hr Shu Honghe ning olid tunnistajaks selle koostöö tulemustele.
Postituse aeg: 24. juuni 2025