Офшор и плутајуће соларне инсталације доживеле су брзи раст, јер програмери настоје да искористе недовољно искоришћене водене површине и смање конкуренцију на копну. Тржиште плутајућих соларних фотонапонских система процењено је на 7,7 милијарди америчких долара у 2024. години и предвиђа се да ће стално расти у наредној деценији, вођено технолошким напретком у материјалима и системима за привезивање, као и политикама подршке у многим регионима. У том контексту, морски фотонапонски каблови постају кључне компоненте: морају да издрже јаку слану воду, изложеност УВ зрачењу, механичко напрезање од таласа и биолошко обрастање током дугог века трајања. Стандард 2PfG 2962 компаније TÜV Rheinland (што је довело до ознаке TÜV Bauart) посебно се бави овим изазовима дефинишући захтеве за тестирање перформанси и сертификацију каблова у морским фотонапонским применама.
Овај чланак испитује како произвођачи могу испунити захтеве 2PfG 2962 кроз робусне праксе тестирања перформанси и дизајна.
1. Преглед стандарда 2PfG 2962
Стандард 2PfG 2962 је спецификација TÜV Rheinland прилагођена фотонапонским кабловима намењеним за поморске и плутајуће примене. Он се надовезује на опште норме за фотонапонске каблове (нпр. IEC 62930 / EN 50618 за копнене фотонапонске системе), али додаје строге тестове за слану воду, УВ зрачење, механички замор и друге стресоре специфичне за море. Циљеви стандарда укључују обезбеђивање електричне безбедности, механичког интегритета и дугорочне издржљивости у променљивим, захтевним условима на мору. Примењује се на једносмерне каблове напона обично до 1.500 V који се користе у приобалним и плутајућим фотонапонским системима, што захтева доследну контролу квалитета производње како би сертификовани каблови у масовној производњи одговарали тестираним прототиповима.
2. Еколошки и оперативни изазови за морске фотонапонске каблове
Морска окружења истовремено намећу вишеструке стресоре на каблове:
Корозија слане воде и изложеност хемикалијама: Континуирано или повремено потапање у морску воду може напасти проводничку облогу и деградирати полимерне омотаче.
УВ зрачење и старење изазвано сунчевом светлошћу: Директно излагање сунцу на плутајућим низовима убрзава кртост полимера и пуцање површине.
Температурни екстреми и термички циклуси: Дневне и сезонске температурне варијације узрокују циклусе ширења/скупљања, оптерећујући изолационе спојеве.
Механичка напрезања: Кретање таласа и кретање изазвано ветром доводе до динамичког савијања, флексије и потенцијалног абразије о пловке или опрему за привезивање.
Биолошко обрастање и морски организми: Раст алги, шкољки или микробних колонија на површинама каблова може променити топлотну дисипацију и додати локализована напрезања.
Фактори специфични за инсталацију: Руковање током постављања (нпр. одмотавање бубња), савијање око конектора и затезање на тачкама завршетка.
Ови комбиновани фактори се значајно разликују од копнених низова, што захтева прилагођено тестирање према 2PfG 2962 како би се симулирали реални морски услови.
3. Захтеви за тестирање основних перформанси према 2PfG 2962
Кључни тестови перформанси које прописује 2PfG 2962 обично укључују:
Електрична изолација и диелектрична испитивања: Испитивања издржљивости високог напона (нпр. испитивања једносмерног напона) у води или коморама за влажност како би се потврдило да нема квара под условима потапања.
Отпорност изолације током времена: Праћење отпора изолације када су каблови натопљени сланом водом или влажним срединама ради откривања продора влаге.
Провере напонске издржљивости и делимичног пражњења: Осигуравање да изолација може да толерише пројектовани напон плус сигурносну маргину без делимичног пражњења, чак и након старења.
Механичка испитивања: Испитивања затезне чврстоће и издужења изолационих и плашт материјала након циклуса излагања; испитивања замора савијањем која симулирају савијање изазвано таласима.
Тестови флексибилности и поновљеног савијања: Поновљено савијање преко трнова или динамичких платформи за испитивање савијања ради имитирања кретања таласа.
Отпорност на абразију: Симулација контакта са пловцима или структурним елементима, могуће коришћењем абразивних медија, ради процене издржљивости плашта.
4. Тестови старења у условима животне средине
Слани спреј или урањање у симулирану морску воду током дужег трајања ради процене корозије и деградације полимера.
Коморе за излагање УВ зрачењу (убрзано трошење) за процену површинске кртости, промене боје и стварања пукотина.
Процене хидролизе и апсорпције влаге, често путем продуженог намакања и механичког испитивања након тога.
Термичко циклирање: Циклус између ниских и високих температура у контролисаним коморама ради откривања деламинације изолације или микропукотина.
Хемијска отпорност: Изложеност уљима, горивима, средствима за чишћење или једињењима против обрастања која се обично налазе у морским условима.
Отпорност на пламен или понашање у случају пожара: За специфичне инсталације (нпр. затворене модуле), провера да ли каблови испуњавају ограничења ширења пламена (нпр. IEC 60332-1).
Дугорочно старење: Убрзани тестови животног века који комбинују температуру, УВ зрачење и излагање соли ради предвиђања животног века и утврђивања интервала одржавања.
Ови тестови осигуравају да каблови задржавају електричне и механичке перформансе током очекиваног вишедеценијског животног века у поморским фотонапонским системима.
5. Тумачење резултата тестова и идентификовање начина отказа
Након тестирања:
Уобичајени обрасци деградације: Пукотине изолације услед УВ зрачења или термичког циклуса; корозија или промена боје проводника услед продора соли; водени џепови који указују на кварове заптивача.
Анализа трендова отпора изолације: Постепени пад током тестова намакања може сигнализирати неоптималну формулацију материјала или недовољне баријерне слојеве.
Индикатори механичког квара: Губитак затезне чврстоће након старења указује на кртост полимера; смањено издужење указује на повећање крутости.
Процена ризика: Поређење преосталих маргина безбедности са очекиваним радним напонима и механичким оптерећењима; процена да ли су циљеви животног века (нпр. 25+ година) достижни.
Повратна спрега: Резултати испитивања утичу на прилагођавања материјала (нпр. веће концентрације УВ стабилизатора), измене дизајна (нпр. дебљи слојеви омотача) или побољшања процеса (нпр. параметри екструзије). Документовање ових прилагођавања је кључно за поновљивост производње.
Систематско тумачење је основа континуираног побољшања и усклађености
6. Избор материјала и стратегије дизајна у складу са 2PfG 2962
Кључна разматрања:
Избор проводника: Бакарни проводници су стандардни; калајисани бакар може бити пожељнији због побољшане отпорности на корозију у сланим водним срединама.
Изолациони једињења: Умрежени полиолефини (XLPO) или специјално формулисани полимери са УВ стабилизаторима и адитивима отпорним на хидролизу за одржавање флексибилности током деценија.
Материјали за омотач: Робусни материјали за облагање са антиоксидансима, УВ апсорберима и пунилима за отпорност на хабање, прскање соли и екстремне температуре.
Слојевите структуре: Вишеслојни дизајни могу укључивати унутрашње полупроводничке слојеве, филмове за заштиту од влаге и спољашње заштитне омотаче за спречавање продора воде и механичких оштећења.
Адитиви и пунила: Употреба успоривача пламена (где је потребно), антифунгалних или антимикробних средстава за ограничавање ефеката биообраштања и модификатора удара ради очувања механичких перформанси.
Оклоп или арматура: За плутајуће системе у дубокој води или са великим оптерећењем, додавање плетеног металног или синтетичког арматуре како би се издржала затезна оптерећења без угрожавања флексибилности.
Конзистентност производње: Прецизна контрола рецепата за мешање, температура екструзије и брзина хлађења како би се осигурала уједначена својства материјала од серије до серије.
Избор материјала и дизајна са доказаним перформансама у аналогним поморским или индустријским применама помаже у предвидљивијем испуњавању захтева 2PfG 2962
7. Контрола квалитета и доследност производње
Захтеви за одржавање сертификације у масовној производњи:
Инспекције у току производње: Редовне димензионалне провере (величина проводника, дебљина изолације), визуелне провере површинских оштећења и верификација сертификата серије материјала.
Распоред испитивања узорака: Периодично узорковање за кључна испитивања (нпр. отпорност изолације, испитивања затезања) реплицирањем услова сертификације ради раног откривања померања.
Следљивост: Документовање бројева серија сировина, параметара мешања и услова производње за сваку серију кабла како би се омогућила анализа узрока ако се појаве проблеми.
Квалификација добављача: Осигуравање да добављачи полимера и адитива доследно испуњавају спецификације (нпр. оцене отпорности на УВ зрачење, садржај антиоксиданата).
Спремност за ревизију од стране треће стране: Вођење темељних евиденција испитивања, дневника калибрације и докумената о контроли производње за TÜV Rheinland ревизије или поновну сертификацију.
Робусни системи управљања квалитетом (нпр. ISO 9001) интегрисани са захтевима за сертификацију помажу произвођачима да одрже усклађеност
дугорочно
Сертификат TÜV 2PfG 2962 компаније Danyang Winpower Wire and Cable Mfg Co., Ltd.
Дана 11. јуна 2025. године, током 18. (2025) Међународне конференције и изложбе о соларној фотонапонској и паметној енергији (SNEC PV+2025), TÜV Rheinland је издао сертификат типа TÜV Bauart Mark за каблове за офшор фотонапонске системе на основу стандарда 2PfG 2962 компанији Danyang Weihexiang Cable Manufacturing Co., Ltd. (у даљем тексту „Weihexiang“). Господин Ши Бинг, генерални директор за соларне и комерцијалне производе и услуге у TÜV Rheinland Greater China, и господин Шу Хонгхе, генерални директор Danyang Weihexiang Cable Manufacturing Co., Ltd., присуствовали су церемонији доделе награда и били сведоци резултата ове сарадње.
Време објаве: 24. јун 2025.