Jūras un peldošo saules enerģijas iekārtu uzstādīšana ir piedzīvojusi strauju izaugsmi, jo attīstītāji cenšas izmantot nepietiekami izmantotas ūdens virsmas un samazināt konkurenci par zemi. Peldošo saules fotoelektrisko elementu tirgus 2024. gadā tika novērtēts 7,7 miljardu ASV dolāru apmērā, un tiek prognozēts, ka nākamajā desmitgadē tas pastāvīgi pieaugs, pateicoties tehnoloģiskajiem sasniegumiem materiālos un pietauvošanās sistēmās, kā arī atbalsta politikai daudzos reģionos. Šajā kontekstā jūras fotoelektriskie kabeļi kļūst par kritiskām sastāvdaļām: tiem ilgstoši jāiztur skarbs sālsūdens, UV starojums, viļņu radītais mehāniskais spriegums un bioloģiskā apaugšana. TÜV Rheinland standarts 2PfG 2962 (kas noveda pie TÜV Bauart zīmes) īpaši risina šīs problēmas, nosakot veiktspējas testēšanas un sertifikācijas prasības kabeļiem jūras fotoelektrisko elementu lietojumos.
Šajā rakstā ir aplūkots, kā ražotāji var izpildīt 2PfG 2962 prasības, izmantojot stabilas veiktspējas testēšanas un projektēšanas prakses.
1. 2PfG 2962 standarta pārskats
2PfG 2962 standarts ir TÜV Rheinland specifikācija, kas pielāgota fotoelektriskajiem kabeļiem, kas paredzēti jūras un peldošiem lietojumiem. Tas balstās uz vispārējām fotoelektrisko kabeļu normām (piemēram, IEC 62930 / EN 50618 sauszemes fotoelektriskajām iekārtām), bet pievieno stingrus testus attiecībā uz sālsūdeni, UV starojumu, mehānisko nogurumu un citiem jūras specifiskiem stresa faktoriem. Standarta mērķi ietver elektrodrošības, mehāniskās integritātes un ilgtermiņa izturības nodrošināšanu mainīgos, sarežģītos jūras apstākļos. Tas attiecas uz līdzstrāvas kabeļiem, kuru nominālvērtība parasti ir līdz 1500 V, ko izmanto piekrastes un peldošās fotoelektriskajās sistēmās, kurām nepieciešama pastāvīga ražošanas kvalitātes kontrole, lai sertificētie kabeļi masveida ražošanā atbilstu pārbaudītajiem prototipiem.
2. Jūras fotoelektrisko kabeļu vides un ekspluatācijas izaicinājumi
Jūras vide vienlaikus rada vairākus stresa faktorus kabeļiem:
Sālsūdens korozija un ķīmiskā iedarbība: nepārtraukta vai periodiska iegremdēšana jūras ūdenī var bojāt vadītāja pārklājumu un noārdīt polimēru apvalkus.
UV starojums un saules gaismas izraisīta novecošana: tieša saules iedarbība uz peldošiem masīviem paātrina polimēru trauslumu un virsmas plaisāšanu.
Temperatūras galējības un termiskie cikli: Dienas un sezonālās temperatūras svārstības izraisa izplešanās/saraušanās ciklus, kas rada slodzi izolācijas savienojumiem.
Mehāniskās spriedzes: Viļņu kustība un vēja radīta kustība izraisa dinamisku lieci, saliekšanos un iespējamu nobrāzumu pret pludiņiem vai pietauvošanās aparatūru.
Bioloģiskais apaugums un jūras organismi: aļģu, gliemežvāku vai mikrobu koloniju augšana uz kabeļu virsmām var mainīt termisko izkliedi un radīt lokalizētus spriegumus.
Uzstādīšanai specifiski faktori: apiešanās izvietošanas laikā (piemēram, trumuļa attīšana), locīšanās ap savienotājiem un spriegums savienojuma punktos.
Šie kombinētie faktori ievērojami atšķiras no sauszemes masīvu datiem, tāpēc ir nepieciešama pielāgota testēšana saskaņā ar 2PfG 2962, lai simulētu reālistiskus jūras apstākļus.
3. Galvenās veiktspējas testēšanas prasības saskaņā ar 2PfG 2962
2PfG 2962 noteiktie galvenie veiktspējas testi parasti ietver:
Elektriskās izolācijas un dielektriskie testi: augstsprieguma izturības testi (piemēram, līdzstrāvas sprieguma testi) ūdens vai mitruma kamerās, lai apstiprinātu, ka iegremdēšanas apstākļos nav bojājumu.
Izolācijas pretestība laika gaitā: izolācijas pretestības uzraudzība, kad kabeļi tiek iemērkti sālsūdenī vai mitrā vidē, lai noteiktu mitruma iekļūšanu.
Sprieguma izturības un daļējas izlādes pārbaudes: nodrošina, ka izolācija var izturēt projektēto spriegumu plus drošības rezervi bez daļējas izlādes pat pēc novecošanas.
Mehāniskie testi: izolācijas un apvalka materiālu stiepes izturības un pagarinājuma testi pēc iedarbības cikliem; lieces noguruma testi, kas imitē viļņu izraisītu lieci.
Elastības un atkārtotas lieces pārbaudes: atkārtota liekšanās virs serdeņiem vai dinamiskām lieces testa iekārtām, lai imitētu viļņu kustību.
Nodilumizturība: saskares simulācija ar pludiņiem vai konstrukcijas elementiem, iespējams, izmantojot abrazīvus materiālus, lai novērtētu apvalka izturību.
4. Vides novecošanās testi
Sāls izsmidzināšana vai iegremdēšana mākslīgā jūras ūdenī ilgstoši, lai novērtētu koroziju un polimēru degradāciju.
UV iedarbības kameras (paātrinātas atmosfēras iedarbības) virsmas trausluma, krāsas izmaiņu un plaisu veidošanās novērtēšanai.
Hidrolīzes un mitruma uzņemšanas novērtējumi, bieži vien izmantojot ilgstošu mērcēšanu un mehānisko testēšanu pēc tam.
Termiskā ciklēšana: cikliska zemas un augstas temperatūras maiņa kontrolētās kamerās, lai atklātu izolācijas atslāņošanos vai mikroplaisas.
Ķīmiskā izturība: Saskare ar eļļām, degvielām, tīrīšanas līdzekļiem vai pretapaugšanas savienojumiem, kas parasti sastopami jūras vidē.
Liesmas aizkavēšana vai ugunsizturība: specifiskām instalācijām (piemēram, slēgtiem moduļiem) jāpārbauda, vai kabeļi atbilst liesmas izplatīšanās robežvērtībām (piemēram, IEC 60332-1).
Ilgtermiņa novecošana: Paātrināti kalpošanas laika testi, apvienojot temperatūras, UV starojuma un sāls iedarbību, lai prognozētu kalpošanas laiku un noteiktu apkopes intervālus.
Šie testi nodrošina, ka kabeļi saglabā elektrisko un mehānisko veiktspēju paredzamajā vairāku desmitgažu kalpošanas laikā jūras fotoelektrisko sistēmu izvietošanā.
5. Testa rezultātu interpretācija un kļūmju režīmu identificēšana
Pēc testēšanas:
Biežākie degradācijas modeļi: izolācijas plaisas UV starojuma vai termisko ciklu ietekmē; vadītāja korozija vai krāsas maiņa sāls iekļūšanas dēļ; ūdens kabatas, kas norāda uz blīvējuma bojājumiem.
Izolācijas pretestības tendenču analīze: pakāpeniska samazināšanās mērcēšanas testu laikā var liecināt par neoptimālu materiāla sastāvu vai nepietiekamiem barjeras slāņiem.
Mehānisko bojājumu indikatori: stiepes izturības zudums pēc novecošanas liecina par polimēra trauslumu; samazināta pagarināšanās norāda uz stingrības palielināšanos.
Riska novērtējums: atlikušo drošības rezervju salīdzināšana ar paredzamajiem darba spriegumiem un mehāniskajām slodzēm; novērtēšana, vai kalpošanas laika mērķi (piemēram, 25+ gadi) ir sasniedzami.
Atgriezeniskās saites cilpa: Testa rezultāti ietekmē materiālu korekcijas (piemēram, augstākas UV stabilizatora koncentrācijas), konstrukcijas uzlabojumus (piemēram, biezākus apvalka slāņus) vai procesa uzlabojumus (piemēram, ekstrūzijas parametrus). Šo korekciju dokumentēšana ir ļoti svarīga ražošanas atkārtojamībai.
Sistemātiska interpretācija ir nepārtrauktas uzlabošanas un atbilstības pamatā
6. Materiālu izvēle un projektēšanas stratēģijas, lai atbilstu 2PfG 2962 prasībām
Galvenie apsvērumi:
Vadītāju izvēles: Vara vadītāji ir standarta; alvots var būt priekšroka, lai uzlabotu izturību pret koroziju sālsūdens vidē.
Izolācijas savienojumi: šķērssaistīti poliolefīni (XLPO) vai speciāli izstrādāti polimēri ar UV stabilizatoriem un hidrolīzes izturīgām piedevām, lai saglabātu elastību gadu desmitiem.
Apvalka materiāli: Izturīgi apvalka savienojumi ar antioksidantiem, UV absorbētājiem un pildvielām, lai izturētu pret nodilumu, sālsūdens izsmidzināšanu un ekstremālām temperatūrām.
Slāņveida struktūras: Daudzslāņu konstrukcijas var ietvert iekšējos pusvadītājus, mitruma barjeras plēves un ārējos aizsargapvalkus, lai bloķētu ūdens iekļūšanu un mehāniskus bojājumus.
Piedevas un pildvielas: Liesmas slāpētāju (ja nepieciešams), pretsēnīšu vai pretmikrobu līdzekļu izmantošana, lai ierobežotu bioapaugšanas efektu, un trieciena modifikatoru izmantošana, lai saglabātu mehāniskās īpašības.
Bruņas vai pastiprinājums: Dziļūdens vai lielas slodzes peldošām sistēmām pievieno pītu metāla vai sintētisku stiegrojumu, lai izturētu stiepes slodzes, neapdraudot elastību.
Ražošanas konsekvence: precīza maisīšanas recepšu, ekstrūzijas temperatūras un dzesēšanas ātruma kontrole, lai nodrošinātu vienādas materiāla īpašības no partijas uz partiju.
Materiālu un dizainu izvēle ar pierādītu veiktspēju analogos jūras vai rūpnieciskos pielietojumos palīdz paredzamāk izpildīt 2PfG 2962 prasības.
7. Kvalitātes kontrole un ražošanas konsekvence
Sertifikācijas uzturēšana apjoma ražošanas prasībās:
Pārbaudes ražošanas līnijā: regulāras izmēru pārbaudes (vadītāja izmērs, izolācijas biezums), vizuālas pārbaudes virsmas defektu noteikšanai un materiālu partijas sertifikātu pārbaude.
Paraugu testēšanas grafiks: periodiska paraugu ņemšana galvenajiem testiem (piemēram, izolācijas pretestība, stiepes testi), atkārtojot sertifikācijas apstākļus, lai laikus atklātu novirzes.
Izsekojamība: Izejvielu partiju numuru, maisījuma parametru un ražošanas apstākļu dokumentēšana katrai kabeļu partijai, lai varētu veikt cēloņu analīzi, ja rodas problēmas.
Piegādātāja kvalifikācija: Nodrošināt, lai polimēru un piedevu piegādātāji konsekventi atbilstu specifikācijām (piemēram, UV izturības vērtējumiem, antioksidantu saturam).
Gatavība trešās puses auditiem: rūpīgu testu ierakstu, kalibrēšanas žurnālu un ražošanas kontroles dokumentu uzturēšana TÜV Rheinland auditiem vai atkārtotai sertifikācijai.
Stabilas kvalitātes vadības sistēmas (piemēram, ISO 9001), kas integrētas ar sertifikācijas prasībām, palīdz ražotājiem uzturēt atbilstību prasībām.
ilgtermiņa
Danyang Winpower Wire and Cable Mfg Co., Ltd. TÜV 2PfG 2962 sertifikācija
2025. gada 11. jūnijā 18. (2025) Starptautiskās saules fotoelektrisko un viedās enerģijas konferences un izstādes (SNEC PV+2025) laikā TÜV Rheinland izsniedza TÜV Bauart Mark tipa sertifikācijas sertifikātu kabeļiem jūras fotoelektriskajām sistēmām, pamatojoties uz 2PfG 2962 standartu, uzņēmumam Danyang Weihexiang Cable Manufacturing Co., Ltd. (turpmāk tekstā — “Weihexiang”). Apbalvošanas ceremonijā piedalījās un šīs sadarbības rezultātus pārliecinājās TÜV Rheinland Greater China saules un komerciālo produktu un pakalpojumu komponentu biznesa ģenerāldirektors Ši Bins un Danyang Weihexiang Cable Manufacturing Co., Ltd. ģenerāldirektors Šu Hunhe.
Publicēšanas laiks: 2025. gada 24. jūnijs