Açık deniz ve yüzer güneş enerjisi kurulumları, geliştiricilerin az kullanılan su yüzeylerini değerlendirme ve kara rekabetini azaltma arayışıyla hızla büyüdü. Yüzer güneş enerjisi fotovoltaik (PV) pazarının değeri 2024 yılında 7,7 milyar ABD doları olarak gerçekleşti ve önümüzdeki on yılda, malzeme ve bağlama sistemlerindeki teknolojik gelişmelerin yanı sıra birçok bölgedeki destekleyici politikalar sayesinde istikrarlı bir şekilde büyümesi öngörülüyor. Bu bağlamda, deniz fotovoltaik kabloları kritik bileşenler haline geliyor: uzun hizmet ömürleri boyunca sert tuzlu suya, UV ışınlarına, dalgaların mekanik stresine ve biyolojik kirlenmeye dayanıklı olmaları gerekiyor. TÜV Rheinland'ın 2PfG 2962 standardı (TÜV Bauart Markası'na yol açan), deniz PV uygulamalarındaki kablolar için performans testi ve sertifikasyon gerekliliklerini tanımlayarak bu zorlukları özel olarak ele alıyor.
Bu makalede, üreticilerin sağlam performans testleri ve tasarım uygulamaları yoluyla 2PfG 2962 gerekliliklerini nasıl karşılayabilecekleri incelenmektedir.
1. 2PfG 2962 Standardına Genel Bakış
2PfG 2962 standardı, deniz ve yüzer uygulamalar için tasarlanmış fotovoltaik kablolar için özel olarak hazırlanmış bir TÜV Rheinland spesifikasyonudur. Genel PV kablo normlarına (örneğin, kara tabanlı PV için IEC 62930 / EN 50618) dayanır, ancak tuzlu su, UV, mekanik yorulma ve diğer deniz koşullarına özgü stres faktörleri için sıkı testler ekler. Standardın hedefleri arasında, değişken ve zorlu açık deniz koşullarında elektriksel güvenlik, mekanik bütünlük ve uzun vadeli dayanıklılık sağlanması yer alır. Genellikle 1.500 V'a kadar anma değerine sahip, kıyıya yakın ve yüzer PV sistemlerinde kullanılan DC kablolar için geçerlidir ve seri üretimdeki sertifikalı kabloların test edilen prototiplerle eşleşmesi için tutarlı üretim kalite kontrolü gerektirir.
2. Deniz PV Kablolarının Çevresel ve Operasyonel Zorlukları
Deniz ortamları kablolara aynı anda birden fazla stres faktörü yükler:
Tuzlu su korozyonu ve kimyasal maruziyet: Deniz suyuna sürekli veya aralıklı olarak daldırma, iletken kaplamaya zarar verebilir ve polimer kılıfların bozulmasına neden olabilir.
UV radyasyonu ve güneş ışığı kaynaklı yaşlanma: Yüzen dizilerin doğrudan güneş ışığına maruz kalması, polimerin kırılganlığını ve yüzey çatlamasını hızlandırır.
Sıcaklık uç noktaları ve termal döngüler: Günlük ve mevsimsel sıcaklık değişimleri genleşme/büzülme döngülerine neden olarak yalıtım bağlarında strese yol açar.
Mekanik stresler: Dalga hareketi ve rüzgarın sürüklediği hareket, şamandıralara veya bağlama donanımlarına karşı dinamik bükülmeye, esnemeye ve potansiyel aşınmaya yol açar.
Biyolojik kirlenme ve deniz organizmaları: Kablo yüzeylerinde yosun, deniz kabukluları veya mikrobiyal kolonilerin büyümesi, termal dağılımı değiştirebilir ve yerel streslere neden olabilir.
Kuruluma özgü faktörler: Dağıtım sırasındaki kullanım (örneğin, tamburun açılması), konnektörler etrafındaki bükülme ve sonlandırma noktalarındaki gerilim.
Bu birleşik faktörler, kara tabanlı dizilerden belirgin şekilde farklılık gösterir ve gerçekçi deniz koşullarını simüle etmek için 2PfG 2962 kapsamında özel testler yapılmasını gerektirir.
3. 2PfG 2962 kapsamındaki Temel Performans Testi Gereksinimleri
2PfG 2962 tarafından zorunlu kılınan temel performans testleri genellikle şunları içerir:
Elektriksel yalıtım ve dielektrik testleri: Daldırma koşulları altında herhangi bir arıza olmadığını teyit etmek için su veya nem odalarında yüksek gerilim dayanım testleri (örneğin DC gerilim testleri).
Zaman içinde yalıtım direnci: Kablolar tuzlu suya veya nemli ortamlara batırıldığında nem girişini tespit etmek için yalıtım direncinin izlenmesi.
Gerilim dayanımı ve kısmi deşarj kontrolleri: Yalıtımın, yaşlanma sonrasında bile kısmi deşarj olmaksızın tasarım gerilimine ve güvenlik payına dayanabilmesini sağlamak.
Mekanik testler: Yalıtım ve kılıf malzemelerinin maruz kalma çevrimleri sonrasındaki çekme mukavemeti ve uzama testleri; dalga kaynaklı esnemeyi simüle eden eğilme yorulma testleri.
Esneklik ve tekrarlanan esneme testleri: Dalga hareketini taklit etmek için mandrellere veya dinamik esneme test düzeneklerine tekrarlanan eğilme.
Aşınma direnci: Kılıfın dayanıklılığını değerlendirmek için aşındırıcı ortamlar kullanılarak şamandıralar veya yapısal elemanlarla temasın simüle edilmesi.
4. Çevresel yaşlanma testleri
Korozyon ve polimer bozulmasını değerlendirmek için uzun süreler boyunca tuz püskürtme veya simüle edilmiş deniz suyuna daldırma.
Yüzey kırılganlığını, renk değişimini ve çatlak oluşumunu değerlendirmek için UV maruziyet odaları (hızlandırılmış hava koşulları).
Hidroliz ve nem alma değerlendirmeleri, çoğunlukla uzun süreli ıslatma ve sonrasında mekanik testler yoluyla yapılır.
Isıl döngü: Yalıtımın delaminasyonunu veya mikro çatlakları ortaya çıkarmak için kontrollü odalarda düşük ve yüksek sıcaklıklar arasında döngü yapılması.
Kimyasal direnç: Deniz ortamlarında yaygın olarak bulunan yağlara, yakıtlara, temizlik maddelerine veya kirletici bileşiklere maruz kalma.
Alev geciktiricilik veya yangın davranışı: Belirli kurulumlar için (örneğin, kapalı modüller), kabloların alev yayılma sınırlarını (örneğin, IEC 60332-1) karşıladığının kontrol edilmesi.
Uzun vadeli yaşlanma: Sıcaklık, UV ve tuz maruziyetini bir araya getiren hızlandırılmış ömür testleri, hizmet ömrünü tahmin etmek ve bakım aralıklarını belirlemek için kullanılır.
Bu testler, kabloların deniz PV dağıtımlarında beklenen onlarca yıllık kullanım ömrü boyunca elektriksel ve mekanik performansını korumasını sağlar
5. Test Sonuçlarının Yorumlanması ve Arıza Modlarının Belirlenmesi
Testten sonra:
Yaygın bozulma desenleri: UV veya termal döngüden kaynaklanan yalıtım çatlakları; tuz girişinden kaynaklanan iletken korozyonu veya renk bozulması; conta arızalarını gösteren su cepleri.
Yalıtım direnci eğilimlerinin analizi: Islatma testlerinde kademeli bir düşüş, optimum olmayan malzeme formülasyonunun veya yetersiz bariyer katmanlarının işareti olabilir.
Mekanik arıza göstergeleri: Yaşlanma sonrası çekme dayanımının kaybı polimerin gevrekleştiğini; uzama azalması ise sertliğin arttığını gösterir.
Risk değerlendirmesi: Kalan güvenlik marjlarının beklenen çalışma voltajları ve mekanik yüklerle karşılaştırılması; hizmet ömrü hedeflerinin (örneğin 25+ yıl) ulaşılabilir olup olmadığının değerlendirilmesi.
Geri bildirim döngüsü: Test sonuçları, malzeme ayarlamalarını (örneğin, daha yüksek UV stabilizatör konsantrasyonları), tasarım ince ayarlarını (örneğin, daha kalın kılıf katmanları) veya proses iyileştirmelerini (örneğin, ekstrüzyon parametreleri) bilgilendirir. Bu ayarlamaların belgelenmesi, üretim tekrarlanabilirliği açısından hayati önem taşır.
Sistematik yorumlama, sürekli iyileştirme ve uyumluluğun temelini oluşturur
6. 2PfG 2962'ye Uygun Malzeme Seçimi ve Tasarım Stratejileri
Önemli hususlar:
İletken seçimleri: Bakır iletkenler standarttır; tuzlu su ortamlarında korozyon direncini artırmak için kalaylı bakır tercih edilebilir.
Yalıtım bileşikleri: Çapraz bağlı poliolefinler (XLPO) veya onlarca yıl esnekliğini korumak için UV stabilizatörleri ve hidrolize dirençli katkı maddeleri içeren özel formüle edilmiş polimerler.
Kılıf malzemeleri: Aşınmaya, tuz püskürtmesine ve aşırı sıcaklıklara karşı dayanıklılık sağlayan antioksidanlar, UV emiciler ve dolgu maddeleri içeren sağlam kılıf bileşikleri.
Katmanlı yapılar: Çok katmanlı tasarımlar, su girişini ve mekanik hasarı engellemek için iç yarı iletken katmanlar, nem bariyeri filmleri ve dış koruyucu ceketler içerebilir.
Katkı maddeleri ve dolgu maddeleri: Gerektiğinde alev geciktiricilerin, biyolojik kirlenme etkilerini sınırlamak için mantar önleyici veya antimikrobiyal maddelerin ve mekanik performansı korumak için darbe değiştiricilerin kullanılması.
Zırh veya takviye: Derin su veya yüksek yük yüzen sistemler için, esneklikten ödün vermeden çekme yüklerine dayanacak şekilde örgülü metal veya sentetik takviye eklenmesi.
Üretim tutarlılığı: Partiden partiye tekdüze malzeme özelliklerinin sağlanması için bileşik tariflerinin, ekstrüzyon sıcaklıklarının ve soğutma hızlarının hassas kontrolü.
Benzer deniz veya endüstriyel uygulamalarda kanıtlanmış performansa sahip malzeme ve tasarımların seçilmesi, 2PfG 2962 gereksinimlerinin daha öngörülebilir bir şekilde karşılanmasına yardımcı olur
7. Kalite Kontrol ve Üretim Tutarlılığı
Hacimli üretimde sertifikasyonun sürdürülmesi şunları gerektirir:
Hat içi denetimler: Düzenli boyut kontrolleri (iletken boyutu, yalıtım kalınlığı), yüzey kusurları için görsel denetimler ve malzeme parti sertifikalarının doğrulanması.
Örnek test programı: Sertifikasyon koşullarını tekrarlayarak kaymaları erken tespit etmek için temel testler (örneğin yalıtım direnci, çekme testleri) için periyodik örnekleme.
İzlenebilirlik: Sorunlar ortaya çıktığında temel neden analizlerinin yapılabilmesini sağlamak için her kablo partisi için hammadde parti numaralarının, bileşik parametrelerinin ve üretim koşullarının belgelenmesi.
Tedarikçi yeterliliği: Polimer ve katkı maddesi tedarikçilerinin sürekli olarak spesifikasyonları (örneğin, UV direnç derecelendirmeleri, antioksidan içeriği) karşılamasını sağlamak.
Üçüncü taraf denetim hazırlığı: TÜV Rheinland denetimleri veya yeniden sertifikasyon için kapsamlı test kayıtları, kalibrasyon kayıtları ve üretim kontrol belgelerinin tutulması.
Sertifikasyon gereklilikleriyle bütünleşik sağlam kalite yönetim sistemleri (örneğin ISO 9001), üreticilerin uyumluluğu sürdürmesine yardımcı olur
uzun vadeli
Danyang Winpower Tel ve Kablo Üretim Şirketi Ltd.'nin TÜV 2PfG 2962 Sertifikası
11 Haziran 2025 tarihinde, 18. (2025) Uluslararası Güneş Fotovoltaik ve Akıllı Enerji Konferansı ve Sergisi (SNEC PV+2025) sırasında, TÜV Rheinland, Danyang Weihexiang Cable Manufacturing Co., Ltd. (bundan böyle "Weihexiang" olarak anılacaktır) şirketine 2PfG 2962 standardına dayalı açık deniz fotovoltaik sistemleri için kablolar için TÜV Bauart Mark tip sertifikasyon sertifikası verdi. TÜV Rheinland Greater China Güneş Enerjisi ve Ticari Ürünler ve Hizmet Bileşenleri İş Birimi Genel Müdürü Sayın Shi Bing ve Danyang Weihexiang Cable Manufacturing Co., Ltd. Genel Müdürü Sayın Shu Honghe, ödül törenine katılarak bu iş birliğinin sonuçlarına tanıklık ettiler.
Gönderi zamanı: 24 Haz 2025