Offshore- en drywende sonkraginstallasies het vinnige groei beleef namate ontwikkelaars poog om onderbenutte wateroppervlaktes te benut en grondkompetisie te verminder. Die drywende sonkrag-PV-mark is in 2024 op USD 7,7 miljard gewaardeer en sal na verwagting in die komende dekade bestendig groei, gedryf deur tegnologiese vooruitgang in materiale en meerstelsels, sowel as ondersteunende beleide in baie streke. In hierdie konteks word mariene fotovoltaïese kabels kritieke komponente: hulle moet strawwe soutwater, UV-blootstelling, meganiese spanning van golwe en biobesoedeling oor lang lewensduur weerstaan. Die 2PfG 2962-standaard van TÜV Rheinland (wat lei tot die TÜV Bauart-handelsmerk) spreek spesifiek hierdie uitdagings aan deur prestasietoetsing en sertifiseringsvereistes vir kabels in mariene PV-toepassings te definieer.
Hierdie artikel ondersoek hoe vervaardigers aan 2PfG 2962-vereistes kan voldoen deur middel van robuuste prestasietoetsing en ontwerppraktyke.
1. Oorsig van die 2PfG 2962-standaard
Die 2PfG 2962-standaard is 'n TÜV Rheinland-spesifikasie wat op maat gemaak is vir fotovoltaïese kabels wat bedoel is vir mariene en drywende toepassings. Dit bou voort op algemene PV-kabelnorme (bv. IEC 62930 / EN 50618 vir landgebaseerde PV), maar voeg streng toetse by vir soutwater, UV, meganiese moegheid en ander mariene-spesifieke stressors. Die standaard se doelwitte sluit in die versekering van elektriese veiligheid, meganiese integriteit en langtermyn duursaamheid onder veranderlike, veeleisende toestande op see. Dit is van toepassing op GS-kabels wat tipies tot 1 500 V gegradeer is en in naby-kus- en drywende PV-stelsels gebruik word, wat konsekwente produksiekwaliteitsbeheer vereis sodat gesertifiseerde kabels in massaproduksie ooreenstem met die getoetste prototipes.
2. Omgewings- en Operasionele Uitdagings vir Mariene FV-kabels
Mariene omgewings plaas verskeie gelyktydige stressors op kabels:
Soutwaterkorrosie en chemiese blootstelling: Deurlopende of intermitterende onderdompeling in seewater kan geleierplate aanval en polimeeromhulsels afbreek.
UV-straling en sonliggedrewe veroudering: Direkte sonblootstelling op drywende skikkings versnel polimeerbrosheid en oppervlakkraak.
Temperatuuruiterstes en termiese siklusse: Daaglikse en seisoenale temperatuurvariasies veroorsaak uitbreidings-/kontraksiesiklusse, wat isolasiebindings beklemtoon.
Meganiese spanning: Golfbeweging en windgedrewe beweging lei tot dinamiese buiging, fleksie en potensiële skuur teen vlotte of vasmeerhardeware.
Biobesoedeling en mariene organismes: Groei van alge, eendmossels of mikrobiese kolonies op kabeloppervlaktes kan termiese dissipasie verander en gelokaliseerde spanning byvoeg.
Installasie-spesifieke faktore: Hantering tydens ontplooiing (bv. dromafwikkeling), buiging om verbindings en spanning by eindpunte.
Hierdie gekombineerde faktore verskil merkbaar van landgebaseerde skikkings, wat pasgemaakte toetsing onder 2PfG 2962 noodsaak om realistiese mariene toestande te simuleer.
3. Kernprestasietoetsvereistes kragtens 2PfG 2962
Sleutelprestasietoetse wat deur 2PfG 2962 voorgeskryf word, sluit tipies in:
Elektriese isolasie- en diëlektriese toetse: Hoëspanning-weerstandstoetse (bv. GS-spanningstoetse) in water- of humiditeitskamers om te bevestig dat daar geen deurslaggewendheid onder onderdompelingstoestande is nie.
Isolasieweerstand oor tyd: Monitering van isolasieweerstand wanneer kabels in soutwater of vogtige omgewings geweek word om vogindringing op te spoor.
Spanningsbestandheid en gedeeltelike ontladingskontroles: Verseker dat isolasie die ontwerpspanning plus veiligheidsmarge kan verdra sonder gedeeltelike ontlading, selfs na veroudering.
Meganiese toetse: Treksterkte- en verlengingstoetse van isolasie- en skedemateriale na blootstellingsiklusse; buigmoegheidstoetse wat golf-geïnduseerde buiging simuleer.
Buigsaamheid en herhaalde buigtoetse: Herhaalde buiging oor spilpunte of dinamiese buigtoetsinstallasies om golfbeweging na te boots.
Skuurweerstand: Simulasie van kontak met vlotte of strukturele elemente, moontlik met behulp van skuurmedia, om die duursaamheid van die skede te bepaal.
4. Omgewingsverouderingstoetse
Soutbespuiting of onderdompeling in gesimuleerde seewater vir lang tydperke om korrosie en polimeerdegradasie te evalueer.
UV-blootstellingskamers (versnelde verwering) om oppervlakbrosheid, kleurverandering en kraakvorming te bepaal.
Hidrolise- en vogopname-evaluerings, dikwels via langdurige weekproses en meganiese toetsing daarna.
Termiese siklusse: Siklusse tussen lae en hoë temperature in beheerde kamers om isolasie-delaminasie of mikro-krake te openbaar.
Chemiese weerstand: Blootstelling aan olies, brandstowwe, skoonmaakmiddels of anti-aangroeimiddels wat algemeen in mariene omgewings voorkom.
Vlamvertraging of brandgedrag: Vir spesifieke installasies (bv. ingeslote modules), kontroleer dat kabels aan vlamvoortplantingslimiete voldoen (bv. IEC 60332-1).
Langtermynveroudering: Versnelde lewensduurtoetse wat temperatuur-, UV- en soutblootstelling kombineer om dienslewe te voorspel en onderhoudsintervalle vas te stel.
Hierdie toetse verseker dat kabels elektriese en meganiese werkverrigting behou oor die verwagte leeftyd van meer as dekades in mariene PV-ontplooiings.
5. Interpretasie van toetsresultate en identifisering van mislukkingsmodusse
Na toetsing:
Algemene degradasiepatrone: Isolasiekrake as gevolg van UV- of termiese siklusse; geleierkorrosie of verkleuring as gevolg van soutindringing; waterpockets wat seëlversaking aandui.
Analise van isolasieweerstandstendense: 'n Geleidelike afname onder weektoetse kan dui op suboptimale materiaalformulering of onvoldoende versperringslae.
Aanwysers van meganiese faling: Verlies aan treksterkte na veroudering dui op polimeerbrosheid; verminderde verlenging dui op 'n toename in styfheid.
Risikobepaling: Vergelyking van oorblywende veiligheidsmarges met verwagte bedryfspannings en meganiese belastings; beoordeling of dienslewe-doelwitte (bv. 25+ jaar) haalbaar is.
Terugvoerlus: Toetsuitkomste lei tot materiaalaanpassings (bv. hoër UV-stabilisatorkonsentrasies), ontwerpaanpassings (bv. dikker skedellae) of prosesverbeterings (bv. ekstrusieparameters). Die dokumentasie van hierdie aanpassings is van kritieke belang vir produksieherhaalbaarheid.
Sistematiese interpretasie onderlê voortdurende verbetering en voldoening
6. Materiaalkeuse en ontwerpstrategieë om te voldoen aan 2PfG 2962
Belangrike oorwegings:
Geleierkeuses: Kopergeleiers is standaard; vertinde koper kan verkies word vir verbeterde korrosiebestandheid in soutwateromgewings.
Isolasieverbindings: Kruisgekoppelde poliolefiene (XLPO) of spesiaal geformuleerde polimere met UV-stabiliseerders en hidrolise-bestande bymiddels om buigsaamheid oor dekades te handhaaf.
Skedemateriale: Robuuste mantelverbindings met antioksidante, UV-absorbeerders en vulstowwe om skuur, soutbespuiting en temperatuuruiterstes te weerstaan.
Gelaagde strukture: Meerlaagontwerpe kan binneste halfgeleidende lae, vogversperringsfilms en buitenste beskermende baadjies insluit om waterindringing en meganiese skade te blokkeer.
Bymiddels en vulstowwe: Gebruik van vlamvertragers (waar nodig), antifungale of antimikrobiese middels om biobevuilingseffekte te beperk, en impakmodifiseerders om meganiese werkverrigting te behou.
Pantser of versterking: Vir diepwater- of hoëlas-drywende stelsels, voeg gevlegte metaal- of sintetiese versterking by om trekbelastings te weerstaan sonder om buigsaamheid in die gedrang te bring.
Vervaardigingskonsekwentheid: Presiese beheer van mengresepte, ekstrusietemperature en verkoelingsnelhede om eenvormige materiaaleienskappe van bondel tot bondel te verseker.
Die keuse van materiale en ontwerpe met bewese prestasie in analoë mariene of industriële toepassings help om meer voorspelbaar aan 2PfG 2962-vereistes te voldoen.
7. Gehaltebeheer en Produksiekonsekwentheid
Handhawing van sertifisering in volumeproduksie-eise:
Inlyn-inspeksies: Gereelde dimensionele kontroles (geleiergrootte, isolasiedikte), visuele inspeksies vir oppervlakdefekte en verifikasie van materiaalbondelsertifikate.
Steekproeftoetsskedule: Periodieke monsterneming vir sleuteltoetse (bv. isolasieweerstand, trektoetse) wat sertifiseringstoestande herhaal om afwykings vroeg op te spoor.
Naspeurbaarheid: Dokumentasie van rou materiaal lotnommers, samestellingsparameters en produksietoestande vir elke kabelbondel om oorsaakontledings moontlik te maak indien probleme ontstaan.
Verskafferkwalifikasie: Verseker dat polimeer- en bymiddelverskaffers konsekwent aan spesifikasies voldoen (bv. UV-weerstandsgraderings, antioksidantinhoud).
Gereedheid vir derdeparty-oudits: Die handhawing van deeglike toetsrekords, kalibrasielogboeke en produksiebeheerdokumente vir TÜV Rheinland-oudits of her-sertifisering.
Robuuste kwaliteitsbestuurstelsels (bv. ISO 9001) geïntegreer met sertifiseringsvereistes help vervaardigers om voldoening te handhaaf.
langtermyn
Danyang Winpower Wire and Cable Mfg Co., Ltd. se TÜV 2PfG 2962-sertifisering
Op 11 Junie 2025, tydens die 18de (2025) Internasionale Sonfotovoltaïese en Slim Energie Konferensie en Uitstalling (SNEC PV+2025), het TÜV Rheinland 'n TÜV Bauart Mark-tipe-sertifiseringsertifikaat vir kabels vir aflandige fotovoltaïese stelsels gebaseer op die 2PfG 2962-standaard aan Danyang Weihexiang Cable Manufacturing Co., Ltd. (hierna verwys as "Weihexiang") uitgereik. Mnr. Shi Bing, Hoofbestuurder van Sonkrag- en Kommersiële Produkte en Dienstekomponente van TÜV Rheinland Groter China, en mnr. Shu Honghe, Hoofbestuurder van Danyang Weihexiang Cable Manufacturing Co., Ltd., het die toekenningseremonie bygewoon en die resultate van hierdie samewerking aanskou.
Plasingstyd: 24 Junie 2025