Sólarorkuver á hafi úti og á fljótandi landi hafa vaxið hratt þar sem verktaki leitast við að nýta vannýtt vatnsflöt og draga úr samkeppni á landi. Markaðurinn fyrir fljótandi sólarorkuver var metinn á 7,7 milljarða Bandaríkjadala árið 2024 og er spáð að hann muni vaxa jafnt og þétt á næsta áratug, knúinn áfram af tækniframförum í efnum og festarkerfum sem og stuðningsstefnu á mörgum svæðum. Í þessu samhengi eru sjósnúrur með sólarorkuverum orðnar mikilvægir þættir: þeir verða að þola harða saltvatnsgeislun, útfjólubláa geislun, vélrænt álag frá öldum og líffræðilega mengun í langan líftíma. Staðallinn 2PfG 2962 frá TÜV Rheinland (sem leiddi til TÜV Bauart vörumerkisins) fjallar sérstaklega um þessar áskoranir með því að skilgreina kröfur um afköst og vottun fyrir snúrur í sjósnúrur með sólarorkuverum.
Þessi grein fjallar um hvernig framleiðendur geta uppfyllt kröfur 2PfG 2962 með öflugum afköstaprófunum og hönnunaraðferðum.
1. Yfirlit yfir 2PfG 2962 staðalinn
Staðallinn 2PfG 2962 er forskrift frá TÜV Rheinland sem er sniðin að sólarstrengjum sem ætlaðir eru til notkunar á sjó og fljótandi kerfum. Hann byggir á almennum stöðlum um sólarstrengi (t.d. IEC 62930 / EN 50618 fyrir sólarstrengi á landi) en bætir við ströngum prófunum fyrir saltvatn, útfjólublátt vatn, vélræna þreytu og aðra álagsþætti sem tengjast sjó. Markmið staðalsins eru meðal annars að tryggja rafmagnsöryggi, vélrænan áreiðanleika og langtíma endingu við breytilegar og krefjandi aðstæður á hafi úti. Hann á við um jafnstraumsstrengi sem eru yfirleitt metnir allt að 1.500 V og notaðir eru í sólarstrengjakerfum nálægt ströndinni og fljótandi, sem krefjast samræmdrar gæðaeftirlits í framleiðslu svo að vottaðir strengir í fjöldaframleiðslu passi við prófaðar frumgerðir.
2. Umhverfis- og rekstraráskoranir fyrir sólarorkuframleiðslu í sjó
Sjávarumhverfi veldur margvíslegum samtímis álagi á kapla:
Saltvatnstæring og efnaáhrif: Stöðug eða slitrótt niðurdýfing í sjó getur ráðist á leiðarahúðun og brotið niður fjölliðuhúðir.
Útfjólublá geislun og öldrun af völdum sólarljóss: Bein sólarljós á fljótandi fylkingum flýtir fyrir brothættni fjölliða og sprungum á yfirborði þeirra.
Öfgakenndar hitastigsbreytingar og hitabreytingar: Daglegar og árstíðabundnar hitabreytingar valda útþenslu-/samdráttarhringrásum, sem veldur álagi á einangrunartengingar.
Vélræn álag: Bylgjuhreyfingar og vindknúnar hreyfingar leiða til sveigju, sveigju og hugsanlegs núnings á flotbúnaði eða festarbúnaði.
Líffræðileg ágræðsla og sjávarlífverur: Vöxtur þörunga, hrúðurkarla eða örverunýlenda á yfirborði kapla getur breytt varmadreifingu og aukið staðbundið álagi.
Uppsetningarsértækir þættir: Meðhöndlun við uppsetningu (t.d. afrúllun tromlunnar), beygja í kringum tengi og spenna við tengipunkta.
Þessir samanlagðir þættir eru verulega frábrugðnir mælingum á landi, sem krefst sérsniðinna prófana samkvæmt 2PfG 2962 til að líkja eftir raunverulegum sjávaraðstæðum.
3. Kröfur um grunnprófanir á afköstum samkvæmt 2PfG 2962
Lykilprófanir á afköstum sem 2PfG 2962 kveður á um fela yfirleitt í sér:
Rafmagnseinangrun og rafskautsprófanir: Háspennuþolprófanir (t.d. jafnspennuprófanir) í vatni eða rakaklefum til að staðfesta að engin bilun sé við ádýfingu.
Einangrunarviðnám með tímanum: Eftirlit með einangrunarviðnámi þegar kaplar eru lagðir í bleyti í saltvatni eða röku umhverfi til að greina raka sem kemur inn.
Spennuþols- og hlutaúthleðsluprófanir: Að tryggja að einangrun þoli hönnunarspennu ásamt öryggismörkum án hlutaúthleðslu, jafnvel eftir öldrun.
Vélrænar prófanir: Togstyrks- og teygjuprófanir á einangrunar- og hlífðarefnum eftir útsetningarlotur; beygjuþreytuprófanir sem herma eftir bylgjuframkallaðri sveigju.
Sveigjanleiki og endurteknar sveigjanleikaprófanir: Endurtekin beygja yfir dorn eða prófunarbúnað fyrir kraftmiklar sveigjanleikaprófanir til að líkja eftir bylgjuhreyfingum.
Slitþol: Hermir eftir snertingu við flot eða burðarþætti, hugsanlega með því að nota slípiefni, til að meta endingu slíðursins.
4. Umhverfisfræðilegar öldrunarprófanir
Saltúði eða dýfing í hermt sjó í langan tíma til að meta tæringu og niðurbrot fjölliða.
Útfjólubláa geislunarklefar (hraðað veðrun) til að meta yfirborðssprúðleika, litabreytingar og sprungumyndun.
Mat á vatnsrofi og rakaupptöku, oft með langvarandi bleyti og vélrænum prófunum á eftir.
Hitahringrás: Hringrás á milli lágs og hás hitastigs í stýrðum hólfum til að leiða í ljós skemmdir á einangrun eða örsprungur.
Efnaþol: Útsetning fyrir olíum, eldsneyti, hreinsiefnum eða gróðurvarnarefnum sem finnast almennt í sjó.
Eldvarnareiginleikar eða brunahegðun: Fyrir tilteknar uppsetningar (t.d. lokaðar einingar) skal athuga hvort kaplar uppfylli logaútbreiðslumörk (t.d. IEC 60332-1).
Langtíma öldrun: Hraðari endingartímaprófanir sem sameina hitastig, útfjólubláa geislun og saltútsetningu til að spá fyrir um endingartíma og ákvarða viðhaldstímabil.
Þessar prófanir tryggja að kaplar haldi rafmagns- og vélrænni virkni yfir áætlaðan áratuga líftíma í sólarorkuverum á sjó.
5. Túlkun prófunarniðurstaðna og greining á bilunarháttum
Eftir prófun:
Algeng niðurbrotsmynstur: Sprungur í einangrun vegna útfjólublárrar geislunar eða hitabreytinga; tæring eða mislitun leiðara vegna saltinnstreymis; vatnsvasar sem benda til bilunar í þéttiefni
Greining á þróun einangrunarviðnáms: Smám saman lækkun við bleytiprófanir getur bent til ófullnægjandi efnisuppbyggingar eða ófullnægjandi hindrunarlaga.
Vísbendingar um vélræn bilun: Tap á togstyrk eftir öldrun bendir til brothættni fjölliðunnar; minnkuð teygja gefur til kynna aukningu á stífleika.
Áhættumat: Samanburður á eftirstandandi öryggismörkum við væntanlega rekstrarspennu og vélrænt álag; mat á því hvort markmið um endingartíma (t.d. 25+ ár) séu raunhæf.
Endurgjöfarlykkja: Niðurstöður prófana upplýsa um efnisleiðréttingar (t.d. hærri styrk útfjólublárra stöðugleika), hönnunarbreytingar (t.d. þykkari hjúplög) eða úrbætur á ferlum (t.d. útpressunarbreytur). Að skrá þessar leiðréttingar er mikilvægt fyrir endurtekningarhæfni framleiðslu.
Kerfisbundin túlkun undirstrikar stöðugar umbætur og samræmi
6. Efnisval og hönnunaraðferðir til að uppfylla 2PfG 2962
Lykilatriði:
Leiðaraval: Koparleiðarar eru staðalbúnaður; tinndur kopar gæti verið æskilegri til að auka tæringarþol í saltvatnsumhverfi.
Einangrunarefni: Þverbundin pólýólefín (XLPO) eða sérstaklega samsett fjölliður með útfjólubláum stöðugleikaefnum og vatnsrofsþolnum aukefnum til að viðhalda sveigjanleika í áratugi.
Efni í hlífðarklæðningu: Sterk efni með andoxunarefnum, útfjólubláum geislum og fylliefnum sem standast núning, saltúða og öfgar í hitastigi.
Lagskipt uppbygging: Marglaga hönnun getur innihaldið innri hálfleiðandi lög, rakahindrandi filmur og ytri hlífðarhjúp til að koma í veg fyrir vatnsinnstreymi og vélræna skemmdir.
Aukefni og fylliefni: Notkun logavarnarefna (þar sem þörf krefur), sveppaeyðandi eða örverueyðandi efna til að takmarka áhrif líffræðilegrar mengunar og höggbreytiefna til að varðveita vélræna virkni.
Brynja eða styrking: Fyrir fljótandi kerfi í djúpsjó eða með mikilli álagi, bæta við fléttuðum málmi eða tilbúnum styrkingum til að standast togálag án þess að skerða sveigjanleika.
Samræmi í framleiðslu: Nákvæm stjórnun á uppskriftum blöndunar, hitastigi útdráttar og kælingarhraða til að tryggja einsleita eiginleika efnisins í hverri lotu.
Að velja efni og hönnun sem hefur sannaða virkni í sambærilegum notkunarsviðum í sjó eða iðnaði hjálpar til við að uppfylla kröfur 2PfG 2962 á fyrirsjáanlegri hátt.
7. Gæðaeftirlit og samræmi í framleiðslu
Viðhalda vottun í kröfum um magnframleiðslu:
Línuskoðun: Reglulegar víddarskoðanir (leiðarastærð, þykkt einangrunar), sjónrænar skoðanir á yfirborðsgöllum og staðfesting á framleiðslulotuvottorðum efnis.
Áætlun um úrtaksprófanir: Reglubundin sýnataka fyrir lykilprófanir (t.d. einangrunarþol, togprófanir) þar sem vottunarskilyrði eru endurtekin til að greina frávik snemma.
Rekjanleiki: Skráning lotunúmera hráefnis, blöndunarbreyta og framleiðsluskilyrða fyrir hverja kapallotu til að gera kleift að greina rót vandans ef upp koma vandamál.
Hæfniskröfur birgja: Að tryggja að birgjar fjölliða og aukefna uppfylli stöðugt forskriftir (t.d. einkunnir fyrir útfjólubláa viðnám, andoxunarefnisinnihald).
Undirbúningur fyrir endurskoðun þriðja aðila: Viðhald ítarlegra prófunarskráa, kvörðunarskráa og framleiðslustjórnunargagna fyrir endurskoðanir eða endurvottun TÜV Rheinland.
Öflug gæðastjórnunarkerfi (t.d. ISO 9001) samþætt vottunarkröfum hjálpa framleiðendum að viðhalda reglufylgni.
langtíma
TÜV 2PfG 2962 vottun Danyang Winpower Wire and Cable Mfg Co., Ltd.
Þann 11. júní 2025, á 18. alþjóðlegu ráðstefnunni og sýningunni um sólarorku og snjallorku (SNEC PV+2025), gaf TÜV Rheinland út vottunarvottorð frá TÜV Bauart Mark fyrir kapla fyrir sólarorkukerfi á hafi byggða á 2PfG 2962 staðlinum til Danyang Weihexiang Cable Manufacturing Co., Ltd. (hér eftir nefnt „Weihexiang“). Shi Bing, framkvæmdastjóri sólar- og viðskiptavara og þjónustuíhluta hjá TÜV Rheinland Greater China, og Shu Honghe, framkvæmdastjóri Danyang Weihexiang Cable Manufacturing Co., Ltd., voru viðstaddir verðlaunaafhendinguna og urðu vitni að árangri samstarfsins.
Birtingartími: 24. júní 2025