Dlaczego badania wytrzymałości na rozciąganie są ważne w przypadku kabli fotowoltaicznych w trudnych warunkach

W miarę jak energia słoneczna nadal napędza globalny zwrot w kierunku czystej energii elektrycznej, niezawodność komponentów systemów fotowoltaicznych (PV) stała się ważniejsza niż kiedykolwiek – zwłaszcza w trudnych warunkach, takich jak pustynie, dachy, pływające panele słoneczne i platformy morskie. Spośród wszystkich komponentów,Kable fotowoltaiczne Są one podstawą przesyłu energii. Aby zapewnić długotrwałą trwałość i wydajność, jeden test mechaniczny ma szczególne znaczenie:badanie wytrzymałości na rozciąganie.

W tym artykule omówiono znaczenie badania wytrzymałości na rozciąganie kabli fotowoltaicznych, dlaczego jest ono tak ważne, jakie normy je regulują oraz w jaki sposób materiały i struktura kabla wpływają na wytrzymałość na rozciąganie.

1. Na czym polega próba rozciągania kabli fotowoltaicznych?

Badanie wytrzymałości na rozciąganie to procedura mechaniczna służąca do pomiaru zdolności materiału lub komponentu do przeciwstawiania sięsiły ciągnąceaż do awarii. W przypadku kabli fotowoltaicznych określa, jakie naprężenia mechaniczne elementy kabla – takie jak izolacja, osłona i przewodnik – mogą wytrzymać, zanim ulegną pęknięciu lub odkształceniu.

W badaniu rozciągania próbkę kabla zaciska się na obu końcach i rozciąga za pomocąuniwersalna maszyna wytrzymałościowaz kontrolowaną prędkością. Pomiary przeprowadza się dla:

• Siła rozrywająca(mierzone w niutonach lub MPa),

• Wydłużenie przy zerwaniu(jak bardzo się rozciąga przed pęknięciem) i

• Wytrzymałość na rozciąganie(maksymalne obciążenie, jakie może wytrzymać materiał).

Badania wytrzymałości na rozciąganie przeprowadza się naposzczególne warstwykabla (izolacji i osłony), a czasem całego montażu, w zależności od wymagań normy.

2. Dlaczego wykonuje się próbę rozciągania kabli fotowoltaicznych?

Badanie wytrzymałości na rozciąganie nie jest jedynie formalnością laboratoryjną — ma ono bezpośredni związek z rzeczywistą wydajnością kabla.

Główne powody, dla których kable fotowoltaiczne wymagają badania wytrzymałości na rozciąganie:

• Naprężenia instalacyjne:Podczas przeciągania, ciągnięcia i gięcia kable są narażone na naprężenia, które mogą spowodować uszkodzenia wewnętrzne, jeśli wytrzymałość okaże się niewystarczająca.

• Wyzwania środowiskowe:Ciśnienie wiatru, obciążenie śniegiem, wibracje mechaniczne (np. spowodowane przez urządzenia śledzące) lub erozja piaskowa mogą z czasem wywierać siłę.

• Zapewnienie bezpieczeństwa:Kable pod napięciem, które pękają, rozszczepiają się lub tracą przewodność, mogą powodować straty energii, a nawet łuk elektryczny.

• Zgodność i niezawodność:Projekty na skalę przemysłową, komercyjną i w ekstremalnych warunkach wymagają certyfikowanych właściwości mechanicznych, aby spełniać globalne standardy.

Krótko mówiąc, badanie wytrzymałości na rozciąganie zapewnia, że kabel wytrzymanaprężenie mechaniczne bez awarii, zmniejszając ryzyko i poprawiając długoterminową stabilność.

3. Normy branżowe regulujące badanie wytrzymałości kabli fotowoltaicznych

Kable fotowoltaiczne muszą spełniać rygorystyczne normy międzynarodowe, które określają minimalne wymagania dotyczące wytrzymałości na rozciąganie różnych części kabla.

Kluczowe standardy obejmują:

• IEC 62930:Określa wytrzymałość na rozciąganie i wydłużenie materiałów izolacyjnych i osłonowych przed i po starzeniu.

• EN 50618:Europejska norma dotycząca kabli fotowoltaicznych, wymagająca przeprowadzania testów wytrzymałości mechanicznej, w tym wytrzymałości na rozciąganie osłon i izolacji.

• TÜV 2PfG 1169/08.2007:Koncentruje się na kablach do systemów fotowoltaicznych o napięciu znamionowym do 1,8 kV DC, w tym na szczegółowych wymaganiach dotyczących prób rozciągania i wydłużenia.

• UL 4703 (dla rynku amerykańskiego):Obejmuje również testy wytrzymałości na rozciąganie przeprowadzane podczas oceny materiału.

Każda norma definiuje:

• Minimalna wytrzymałość na rozciąganie(np. ≥12,5 MPa dla izolacji XLPE),

• Wydłużenie przy zerwaniu(np. ≥125% lub więcej w zależności od materiału),

• Warunki badania starzenia(np. starzenie w piecu w temperaturze 120°C przez 240 godzin) i

• Procedury testowe(długość próbki, prędkość, warunki środowiskowe).

Normy te gwarantują, że kable są wystarczająco trwałe, aby sprostać wymaganiom instalacji solarnych na całym świecie.

4. Jak materiały i struktura kabli wpływają na wytrzymałość na rozciąganie

Nie wszystkie kable fotowoltaiczne są takie same.skład materiałuIprojekt kablaodgrywają ważną rolę w określaniu wytrzymałości na rozciąganie.

Wpływ materiału:

• XLPE (polietylen usieciowany):Oferuje doskonałą wytrzymałość na rozciąganie i stabilność termiczną, powszechnie stosowane w kablach zgodnych z normą EN 50618.

• PCV:Tańsze, ale o niższej wytrzymałości mechanicznej — mniej preferowane w zastosowaniach fotowoltaicznych na zewnątrz lub na skalę przemysłową.

• TPE / LSZH:Opcje o niskiej emisji dymu i bezhalogenowe, łączące w sobie elastyczność i umiarkowaną wytrzymałość na rozciąganie.

Wpływ przewodnika:

• Miedź cynowana:Zwiększa odporność na korozję i poprawia wiązanie mechaniczne z izolacją.

• Stałe vs. osieciowane:Przewody linkowe zwiększają elastyczność i zmniejszają ryzyko pęknięcia pod wpływem wielokrotnego naprężenia.

Projekt konstrukcyjny:

• Wzmocnienie osłony:Niektóre kable fotowoltaiczne zawierają włókno aramidowe lub mają podwójną osłonę, co zapewnia im większą odporność na rozciąganie.

• Wielordzeniowe kontra jednordzeniowe:Kable wielożyłowe charakteryzują się na ogół bardziej złożonymi właściwościami mechanicznymi, ale mogą zyskać na zastosowaniu wzmocnionych wypełniaczy.

Wysokiej jakości dobór materiałów i zoptymalizowana konstrukcja znacząco zwiększają zdolność kabla do przejścia próby rozciągania i pracy w warunkach terenowych.

Wniosek

Badanie wytrzymałości na rozciąganie jest podstawowym punktem odniesienia zapewniającymwytrzymałość mechanicznakabli fotowoltaicznych. W trudnych warunkach – czy to w palącym słońcu, silnym wietrze, czy przy morskiej bryzie –awaria kabla nie wchodzi w grę.

Dzięki zrozumieniu badań wytrzymałości na rozciąganie, wybieraniu zgodnych produktów i korzystaniu z usług certyfikowanych producentów, zespoły EPC, deweloperzy i zaopatrzeniowcy zajmujący się energią słoneczną mogą zapewnićbezpieczne, wydajne i długotrwałe dostarczanie energii.

Szukasz kabli fotowoltaicznych spełniających normy rozciągania IEC, EN lub TÜV?
Współpracuj zDanyang Winpower Wire and Cable Mfg Co., Ltd.który dostarcza pełne raporty z testów mechanicznych i zapewnia identyfikowalność materiałów, aby zagwarantować, że Twój projekt solarny przetrwa próbę czasu.