Марскія і плывучыя сонечныя ўстаноўкі хутка развіваюцца, бо распрацоўшчыкі імкнуцца выкарыстоўваць недастаткова выкарыстоўваныя водныя паверхні і скараціць канкурэнцыю з боку сушы. Рынак плывучых сонечных фотаэлектрычных элементаў ацэньваўся ў 7,7 мільярда долараў ЗША ў 2024 годзе і, паводле прагнозаў, будзе стабільна расці ў наступнае дзесяцігоддзе дзякуючы тэхналагічнаму прагрэсу ў галіне матэрыялаў і сістэм швартоўкі, а таксама падтрымліваючай палітыцы ў многіх рэгіёнах. У гэтым кантэксце марскія фотаэлектрычныя кабелі становяцца найважнейшымі кампанентамі: яны павінны вытрымліваць агрэсіўнае ўздзеянне салёнай вады, уздзеянне ультрафіялетавага выпраменьвання, механічныя нагрузкі ад хваль і біяабрастанне на працягу доўгага тэрміну службы. Стандарт 2PfG 2962 ад TÜV Rheinland (які прывёў да знака TÜV Bauart) спецыяльна вырашае гэтыя праблемы, вызначаючы патрабаванні да выпрабаванняў прадукцыйнасці і сертыфікацыі кабеляў у марскіх фотаэлектрычных прыладах.
У гэтым артыкуле разглядаецца, як вытворцы могуць выконваць патрабаванні 2PfG 2962 з дапамогай надзейных практычных выпрабаванняў і праектных практык.
1. Агляд стандарту 2PfG 2962
Стандарт 2PfG 2962 — гэта спецыфікацыя TÜV Rheinland, распрацаваная для фотаэлектрычных кабеляў, прызначаных для марскіх і плавучых прымяненняў. Ён грунтуецца на агульных нормах для фотаэлектрычных кабеляў (напрыклад, IEC 62930 / EN 50618 для наземных фотаэлектрычных сістэм), але дадае строгія выпрабаванні на ўздзеянне салёнай вады, ультрафіялетавага выпраменьвання, механічнай стомленасці і іншых спецыфічных для марскіх асяроддзяў стрэсавых фактараў. Мэты стандарту ўключаюць забеспячэнне электрычнай бяспекі, механічнай цэласнасці і доўгатэрміновай трываласці ў зменлівых, складаных марскіх умовах. Ён распаўсюджваецца на кабелі пастаяннага току на напружанне, якое звычайна дасягае 1500 В, якія выкарыстоўваюцца ў прыбярэжных і плавучых фотаэлектрычных сістэмах, што патрабуе пастаяннага кантролю якасці вытворчасці, каб сертыфікаваныя кабелі ў масавай вытворчасці адпавядалі правераным прататыпам.
2. Экалагічныя і эксплуатацыйныя праблемы для марскіх фотаэлектрычных кабеляў
Марское асяроддзе стварае некалькі адначасовых стрэсавых фактараў для кабеляў:
Карозія ў салёнай вадзе і ўздзеянне хімічных рэчываў: бесперапыннае або перыядычнае апусканне ў марскую ваду можа пашкодзіць пакрыццё праваднікоў і пашкодзіць палімерныя абалонкі.
Ультрафіялетавае выпраменьванне і старэнне пад уздзеяннем сонечнага святла: прамое ўздзеянне сонечных прамянёў на плаваючыя масівы паскарае охрупненне палімераў і парэпанне паверхні.
Экстрэмальныя тэмпературы і цеплавыя цыклы: штодзённыя і сезонныя ваганні тэмпературы выклікаюць цыклы пашырэння/сціскання, што стварае нагрузку на ізаляцыйныя злучэнні.
Механічныя нагрузкі: рух хваль і рух, выкліканы ветрам, прыводзяць да дынамічнага выгібу, дэфармацыі і магчымага ізаляцыі аб паплаўкі або швартовачныя прыстасаванні.
Біяабрастанне і марскія арганізмы: рост водарасцяў, вусоногіх малюскаў або мікробных калоній на паверхні кабеляў можа змяніць цеплавыдзяленне і дадаць лакальныя напружанні.
Фактары, спецыфічныя для ўстаноўкі: абыходжанне падчас разгортвання (напрыклад, размотванне барабана), выгінанне вакол раздымаў і нацяжэнне ў кропках падключэння.
Гэтыя камбінаваныя фактары значна адрозніваюцца ад наземных масіваў, што патрабуе спецыялізаваных выпрабаванняў у адпаведнасці з 2PfG 2962 для мадэлявання рэалістычных марскіх умоў.
3. Патрабаванні да асноўных выпрабаванняў прадукцыйнасці ў адпаведнасці з 2PfG 2962
Ключавыя тэсты прадукцыйнасці, прадугледжаныя 2PfG 2962, звычайна ўключаюць:
Выпрабаванні электрычнай ізаляцыі і дыэлектрыкі: Выпрабаванні на вытрымку высокага напружання (напрыклад, выпрабаванні пастаянным напружаннем) у вадзяных або вільготных камерах для пацверджання адсутнасці прабояў ва ўмовах апускання.
Супраціўленне ізаляцыі з цягам часу: маніторынг супраціву ізаляцыі, калі кабелі знаходзяцца ў салёнай вадзе або вільготным асяроддзі, для выяўлення траплення вільгаці.
Праверка на вытрымку напружання і частковы разрад: забеспячэнне таго, каб ізаляцыя магла вытрымліваць разліковую напругу плюс запас трываласці без частковага разраду, нават пасля старэння.
Механічныя выпрабаванні: выпрабаванні на трываласць на расцяжэнне і падаўжэнне ізаляцыйных і абалонкавых матэрыялаў пасля цыклаў уздзеяння; выпрабаванні на стомленасць пры выгібе, якія імітуюць хвалепадобны выгін.
Выпрабаванні на гнуткасць і паўторнае згінанне: паўторнае нахіленне над апраўкамі або дынамічнымі выпрабавальнымі ўстаноўкамі для імітацыі руху хваль.
Устойлівасць да ізаляцыі: мадэляванне кантакту з паплаўкамі або канструкцыйнымі элементамі, магчыма, з выкарыстаннем абразіўных асяроддзяў, для ацэнкі трываласці абалонкі.
4. Выпрабаванні на старэнне ў залежнасці ад навакольнага асяроддзя
Саляны туман або апусканне ў імітаваную марскую ваду на працяглы час для ацэнкі карозіі і дэградацыі палімераў.
Камеры ультрафіялетавага выпраменьвання (паскоранае атмасфернае ўздзеянне) для ацэнкі павярхоўнай охрупченнасці, змены колеру і ўтварэння расколін.
Ацэнкі гідролізу і паглынання вільгаці, часта шляхам працяглага замочвання і наступных механічных выпрабаванняў.
Тэрмацыклы: цыклічнае змяненне тэмператур паміж нізкімі і высокімі ў кантраляваных камерах для выяўлення распластоўвання ізаляцыі або мікратрэшчынаў.
Хімічная ўстойлівасць: уздзеянне алеяў, паліва, ачышчальных сродкаў або супрацьабрастаючых злучэнняў, якія звычайна сустракаюцца ў марскіх умовах.
Вогнеўстойлівасць або ўстойлівасць да пажару: для пэўных установак (напрыклад, закрытых модуляў) праверка адпаведнасці кабеляў абмежаванням распаўсюджвання полымя (напрыклад, IEC 60332-1).
Доўгатэрміновае старэнне: паскораныя выпрабаванні на тэрмін службы, якія спалучаюць уздзеянне тэмпературы, ультрафіялетавага выпраменьвання і солі, для прагназавання тэрміну службы і ўстанаўлення інтэрвалаў тэхнічнага абслугоўвання.
Гэтыя выпрабаванні гарантуюць, што кабелі захоўваюць электрычныя і механічныя характарыстыкі на працягу меркаванага шматгадовага тэрміну службы ў марскіх фотаэлектрычных установах.
5. Інтэрпрэтацыя вынікаў выпрабаванняў і вызначэнне тыпаў адмоваў
Пасля тэставання:
Звычайныя заканамернасці дэградацыі: расколіны ў ізаляцыі ад ультрафіялетавага выпраменьвання або цыклічнай нагрэвы; карозія або змяненне колеру праваднікоў ад траплення солі; вадзяныя кішэні, якія сведчаць аб пашкоджаннях герметычнасці.
Аналіз тэндэнцый супраціву ізаляцыі: паступовае зніжэнне пры выпрабаваннях на замочванне можа сведчыць аб неаптымальным складзе матэрыялу або недастатковых бар'ерных слаях.
Прыкметы механічнага разбурэння: страта трываласці на расцяжэнне пасля старэння сведчыць аб охрупчивании палімера; зніжэнне падаўжэння сведчыць аб павелічэнні калянасці.
Ацэнка рызыкі: параўнанне пакінутых запасаў трываласці з чаканымі рабочымі напружаннямі і механічнымі нагрузкамі; ацэнка таго, ці дасягальныя мэты тэрміну службы (напрыклад, 25+ гадоў).
Зваротная сувязь: вынікі выпрабаванняў даюць падставу для карэкціроўкі матэрыялу (напрыклад, больш высокая канцэнтрацыя УФ-стабілізатара), карэкціроўкі канструкцыі (напрыклад, больш тоўстыя пласты абалонкі) або паляпшэння працэсу (напрыклад, параметры экструзіі). Дакументаванне гэтых карэкціровак мае вырашальнае значэнне для паўтаральнасці вытворчасці.
Сістэматычная інтэрпрэтацыя ляжыць у аснове пастаяннага ўдасканалення і адпаведнасці
6. Выбар матэрыялаў і стратэгіі праектавання ў адпаведнасці з 2PfG 2962
Асноўныя меркаванні:
Выбар праваднікоў: стандартнымі з'яўляюцца медныя праваднікі; для павышэння каразійнай стойкасці ў асяроддзі з салёнай вадой можна аддаць перавагу луджанай медзі.
Ізаляцыйныя кампазіты: зшытыя поліалефіны (XLPO) або спецыяльна распрацаваныя палімеры з УФ-стабілізатарамі і гідроліз-ўстойлівымі дадаткамі для захавання гнуткасці на працягу дзесяцігоддзяў.
Матэрыялы абалонкі: трывалыя абалонкі з антыаксідантамі, паглынальнікамі ультрафіялетавага выпраменьвання і напаўняльнікамі для ўстойлівасці да ізаляцыі, салянога туману і перападаў тэмператур.
Шматслаёвыя структуры: шматслаёвыя канструкцыі могуць уключаць унутраныя паўправадніковыя пласты, плёнкі для абароны ад вільгаці і знешнія ахоўныя абалонкі для блакавання траплення вады і механічных пашкоджанняў.
Дабаўкі і напаўняльнікі: выкарыстанне антыпірэнаў (пры неабходнасці), супрацьгрыбковых або антымікробных агентаў для абмежавання ўздзеяння біяабрастання і мадыфікатараў ударнай глейкасці для захавання механічных характарыстык.
Браня або армаванне: для глыбакаводных або высоканагружаных плавучых сістэм даданне плеценага металічнага або сінтэтычнага армавання, каб вытрымліваць расцяжныя нагрузкі без шкоды для гнуткасці.
Паслядоўнасць вытворчасці: дакладны кантроль рэцэптур кампазіравання, тэмпературы экструзіі і хуткасці астуджэння для забеспячэння аднастайных уласцівасцей матэрыялу ад партыі да партыі.
Выбар матэрыялаў і канструкцый з праверанымі характарыстыкамі ў аналагічных марскіх або прамысловых умовах прымянення дапамагае больш прадказальна выконваць патрабаванні 2PfG 2962.
7. Кантроль якасці і паслядоўнасць вытворчасці
Патрабаванні да падтрымання сертыфікацыі ў аб'ёмнай вытворчасці:
Праверкі на лініі: рэгулярныя праверкі памераў (памер правадніка, таўшчыня ізаляцыі), візуальныя праверкі на наяўнасць паверхневых дэфектаў і праверка сертыфікатаў партыі матэрыялаў.
Графік выпрабаванняў узораў: перыядычны адбор проб для ключавых выпрабаванняў (напрыклад, супраціўлення ізаляцыі, выпрабаванняў на расцяжэнне), які паўтарае ўмовы сертыфікацыі для ранняга выяўлення дрэйфаў.
Адсочванне: дакументаванне нумароў партый сыравіны, параметраў кампазіцыі і ўмоў вытворчасці для кожнай партыі кабеля, каб дазволіць аналіз першапрычын у выпадку ўзнікнення праблем.
Кваліфікацыя пастаўшчыка: забеспячэнне паслядоўнага выканання пастаўшчыкамі палімераў і дабавак спецыфікацый (напрыклад, паказчыкі ўстойлівасці да ультрафіялетавага выпраменьвання, утрыманне антыаксідантаў).
Гатоўнасць да аўдыту трэціх бакоў: вядзенне дбайных запісаў выпрабаванняў, журналаў калібровак і дакументаў кантролю вытворчасці для аўдытаў TÜV Rheinland або паўторнай сертыфікацыі.
Надзейныя сістэмы кіравання якасцю (напрыклад, ISO 9001), інтэграваныя з патрабаваннямі сертыфікацыі, дапамагаюць вытворцам падтрымліваць адпаведнасць патрабаванням
доўгатэрміновы
Сертыфікацыя TÜV 2PfG 2962 кампаніі Danyang Winpower Wire and Cable Mfg Co., Ltd.
11 чэрвеня 2025 года падчас 18-й (2025 г.) Міжнароднай канферэнцыі і выставы па сонечнай фотаэлектрычнай і разумнай энергетыцы (SNEC PV+2025) кампанія TÜV Rheinland выдала кампаніі Danyang Weihexiang Cable Manufacturing Co., Ltd. (далей — «Вэйхэсіанг») сертыфікат сертыфікацыі тыпу TÜV Bauart Mark на кабелі для афшорных фотаэлектрычных сістэм у адпаведнасці са стандартам 2PfG 2962. Генеральны дырэктар па сонечных і камерцыйных прадуктах і кампанентах для паслуг TÜV Rheinland Greater China, спадар Шы Бін, і генеральны дырэктар Danyang Weihexiang Cable Manufacturing Co., Ltd., спадар Шу Хунхэ прысутнічалі на цырымоніі ўзнагароджання і сталі сведкамі вынікаў гэтага супрацоўніцтва.
Час публікацыі: 24 чэрвеня 2025 г.