Offshore og flydende solcelleinstallationer har oplevet hurtig vækst, da udviklere søger at udnytte underudnyttede vandoverflader og reducere konkurrencen på land. Markedet for flydende solcelleanlæg blev vurderet til 7,7 milliarder USD i 2024 og forventes at vokse støt i det kommende årti, drevet af teknologiske fremskridt inden for materialer og fortøjningssystemer samt støttende politikker i mange regioner. I denne sammenhæng bliver marine solcellekabler kritiske komponenter: de skal modstå barskt saltvand, UV-eksponering, mekanisk belastning fra bølger og biofouling over lange levetider. 2PfG 2962-standarden fra TÜV Rheinland (som fører til TÜV Bauart-mærket) adresserer specifikt disse udfordringer ved at definere krav til ydeevnetestning og certificering af kabler i marine solcelleapplikationer.
Denne artikel undersøger, hvordan producenter kan opfylde kravene i 2PfG 2962 gennem robuste ydeevnetests og designpraksisser.
1. Oversigt over 2PfG 2962-standarden
2PfG 2962-standarden er en TÜV Rheinland-specifikation, der er skræddersyet til solcellekabler beregnet til marine og flydende applikationer. Den bygger på generelle PV-kabelnormer (f.eks. IEC 62930 / EN 50618 for landbaseret PV), men tilføjer strenge test for saltvand, UV, mekanisk træthed og andre marinespecifikke stressfaktorer. Standardens mål omfatter at sikre elektrisk sikkerhed, mekanisk integritet og langvarig holdbarhed under variable, krævende offshoreforhold. Den gælder for DC-kabler, der typisk er klassificeret til op til 1.500 V, og som anvendes i nærkyst- og flydende PV-systemer, hvilket kræver ensartet produktionskvalitetskontrol, så certificerede kabler i masseproduktion matcher de testede prototyper.
2. Miljømæssige og driftsmæssige udfordringer for marine PV-kabler
Marine miljøer påfører kabler flere samtidige stressfaktorer:
Saltvandskorrosion og kemisk eksponering: Kontinuerlig eller intermitterende nedsænkning i havvand kan angribe lederbelægninger og nedbryde polymerkapper.
UV-stråling og sollysdrevet ældning: Direkte soleksponering på flydende paneler accelererer polymerskørhed og overfladerevnedannelse.
Temperaturekstremer og termiske cyklusser: Daglige og sæsonbestemte temperaturvariationer forårsager ekspansions-/kontraktionscyklusser, hvilket belaster isoleringsbindinger.
Mekaniske belastninger: Bølgebevægelse og vinddrevet bevægelse fører til dynamisk bøjning, bøjning og potentiel slid mod flåd eller fortøjningsudstyr.
Biologisk begroning og marine organismer: Vækst af alger, rurer eller mikrobielle kolonier på kabeloverflader kan ændre varmeafledningen og tilføje lokaliseret stress.
Installationsspecifikke faktorer: Håndtering under implementering (f.eks. tromleafvikling), bøjning omkring stik og spænding ved termineringspunkter.
Disse kombinerede faktorer adskiller sig markant fra landbaserede antennesystemer, hvilket nødvendiggør skræddersyet testning i henhold til 2PfG 2962 for at simulere realistiske havforhold.
3. Krav til central ydeevnetestning i henhold til 2PfG 2962
Nøglepræstationstests påbudt af 2PfG 2962 omfatter typisk:
Elektrisk isolering og dielektriske test: Højspændingsbestandighedstest (f.eks. DC-spændingstest) i vand- eller fugtighedskamre for at bekræfte, at der ikke er nedbrud under nedsænkning.
Isolationsmodstand over tid: Overvågning af isolationsmodstand, når kabler gennemvædes i saltvand eller fugtige miljøer, for at detektere fugtindtrængning.
Spændingsmodstandskontrol og delvis afladning: Sikring af, at isoleringen kan tåle designspænding plus sikkerhedsmargin uden delvis afladning, selv efter ældning.
Mekaniske tests: Trækstyrke- og forlængelsestest af isolerings- og kappematerialer efter eksponeringscyklusser; bøjningsudmattelsestests, der simulerer bølgeinduceret bøjning.
Fleksibilitet og gentagne bøjningstest: Gentagen bøjning over dorne eller dynamiske bøjningstestrigge for at efterligne bølgebevægelse.
Slidstyrke: Simulering af kontakt med flydere eller strukturelle elementer, muligvis ved hjælp af slibende medier, for at vurdere kappens holdbarhed.
4. Miljømæssige ældningstests
Saltspray eller nedsænkning i simuleret havvand i længere tid for at evaluere korrosion og polymernedbrydning.
UV-eksponeringskamre (accelereret forvitring) til vurdering af overfladeskørhed, farveændring og revnedannelse.
Evaluering af hydrolyse og fugtoptagelse, ofte via forlænget iblødsætning og efterfølgende mekanisk testning.
Termisk cykling: Cykling mellem lave og høje temperaturer i kontrollerede kamre for at afsløre delaminering eller mikrorevner i isoleringen.
Kemisk resistens: Eksponering for olier, brændstoffer, rengøringsmidler eller antifouling-forbindelser, der almindeligvis findes i marine miljøer.
Flammehæmning eller brandadfærd: For specifikke installationer (f.eks. lukkede moduler) skal det kontrolleres, at kabler overholder flammeudbredelsesgrænserne (f.eks. IEC 60332-1).
Langtidsældning: Accelererede levetidstests, der kombinerer temperatur-, UV- og salteksponering, for at forudsige levetiden og fastsætte vedligeholdelsesintervaller.
Disse tests sikrer, at kabler bevarer elektrisk og mekanisk ydeevne i løbet af den forventede levetid på flere årtier i marine PV-installationer.
5. Fortolkning af testresultater og identifikation af fejltilstande
Efter testning:
Almindelige nedbrydningsmønstre: Revner i isoleringen fra UV- eller termiske cyklusser; korrosion eller misfarvning af ledere fra saltindtrængning; vandlommer, der indikerer tætningsfejl.
Analyse af tendenser i isolationsmodstand: Et gradvist fald under gennemvædningstest kan være tegn på suboptimal materialeformulering eller utilstrækkelige barrierelag.
Indikatorer for mekaniske fejl: Tab af trækstyrke efter ældning tyder på polymersprødhed; reduceret forlængelse indikerer øget stivhed.
Risikovurdering: Sammenligning af resterende sikkerhedsmarginer med forventede driftsspændinger og mekaniske belastninger; vurdering af, om levetidsmål (f.eks. 25+ år) er opnåelige.
Feedback-loop: Testresultater informerer materialejusteringer (f.eks. højere koncentrationer af UV-stabilisator), designjusteringer (f.eks. tykkere kappelag) eller procesforbedringer (f.eks. ekstruderingsparametre). Dokumentation af disse justeringer er afgørende for produktionens repeterbarhed.
Systematisk fortolkning understøtter løbende forbedringer og overholdelse af regler
6. Materialevalg og designstrategier for at overholde 2PfG 2962
Vigtige overvejelser:
Valg af ledere: Kobberledere er standard; fortinnet kobber kan foretrækkes for forbedret korrosionsbestandighed i saltvandsmiljøer.
Isoleringsforbindelser: Tværbundne polyolefiner (XLPO) eller specielt formulerede polymerer med UV-stabilisatorer og hydrolyseresistente tilsætningsstoffer for at opretholde fleksibilitet i årtier.
Kappematerialer: Robuste kappeforbindelser med antioxidanter, UV-absorbere og fyldstoffer, der modstår slid, saltspray og ekstreme temperaturer.
Lagdelte strukturer: Flerlagsdesign kan omfatte indre halvledende lag, fugtbarrierefilm og ydre beskyttelseskapper for at blokere vandindtrængning og mekanisk skade.
Tilsætningsstoffer og fyldstoffer: Brug af flammehæmmere (hvor det er nødvendigt), svampedræbende eller antimikrobielle midler for at begrænse biofouling-effekter og slagmodifikatorer for at bevare mekanisk ydeevne.
Pansring eller forstærkning: Til dybvands- eller flydende systemer med høj belastning, tilføjelse af flettet metal eller syntetisk forstærkning for at modstå trækbelastninger uden at gå på kompromis med fleksibiliteten.
Produktionskonsistens: Præcis kontrol af blandingsopskrifter, ekstruderingstemperaturer og kølehastigheder for at sikre ensartede materialeegenskaber fra batch til batch.
Valg af materialer og design med dokumenteret ydeevne i analoge marine- eller industrielle applikationer hjælper med at opfylde 2PfG 2962-kravene mere forudsigeligt.
7. Kvalitetskontrol og produktionskonsistens
Opretholdelse af certificering i henhold til volumenproduktionskrav:
Inline-inspektioner: Regelmæssige dimensionskontroller (lederstørrelse, isoleringstykkelse), visuelle inspektioner for overfladefejl og verifikation af materialebatchcertifikater.
Tidsplan for stikprøvekontrol: Periodisk prøveudtagning til nøgletests (f.eks. isolationsmodstand, trækprøvning), der gentager certificeringsforhold for at detektere afvigelser tidligt.
Sporbarhed: Dokumentation af råmaterialepartinumre, blandingsparametre og produktionsforhold for hvert kabelparti for at muliggøre rodårsagsanalyser, hvis der opstår problemer.
Leverandørkvalifikation: Sikring af, at leverandører af polymerer og tilsætningsstoffer konsekvent opfylder specifikationerne (f.eks. UV-resistensvurderinger, antioxidantindhold).
Beredskab til tredjepartsrevision: Vedligeholdelse af grundige testregistre, kalibreringslogge og produktionskontroldokumenter til TÜV Rheinland-revisioner eller recertificering.
Robuste kvalitetsstyringssystemer (f.eks. ISO 9001) integreret med certificeringskrav hjælper producenter med at opretholde overholdelse af reglerne
langsigtet
Danyang Winpower Wire and Cable Mfg Co., Ltd.'s TÜV 2PfG 2962-certificering
Den 11. juni 2025, under den 18. (2025) internationale konference og udstilling om solcellefotovoltaik og smart energi (SNEC PV+2025), udstedte TÜV Rheinland et TÜV Bauart-mærketypecertificeringscertifikat for kabler til offshore fotovoltaiske systemer baseret på 2PfG 2962-standarden til Danyang Weihexiang Cable Manufacturing Co., Ltd. (herefter benævnt "Weihexiang"). Hr. Shi Bing, administrerende direktør for Solar and Commercial Products and Services Components Business hos TÜV Rheinland Greater China, og hr. Shu Honghe, administrerende direktør for Danyang Weihexiang Cable Manufacturing Co., Ltd., deltog i prisuddelingsceremonien og var vidne til resultaterne af dette samarbejde.
Opslagstidspunkt: 24. juni 2025