As instalacións solares mariñas e flotantes experimentaron un rápido crecemento a medida que os promotores buscan utilizar superficies de auga infrautilizadas e reducir a competencia terrestre. O mercado de enerxía solar fotovoltaica flotante valorouse en 7.700 millóns de dólares en 2024 e proxéctase que creza de forma constante na próxima década, impulsado polos avances tecnolóxicos nos materiais e nos sistemas de amarre, así como polas políticas de apoio en moitas rexións. Neste contexto, os cables fotovoltaicos mariños convértense en compoñentes críticos: deben soportar auga salgada agresiva, exposición aos raios UV, estrés mecánico das ondas e bioincrustacións durante longas vidas útiles. A norma 2PfG 2962 de TÜV Rheinland (que leva á marca TÜV Bauart) aborda especificamente estes desafíos ao definir os requisitos de probas de rendemento e certificación para cables en aplicacións fotovoltaicas mariñas.
Este artigo examina como os fabricantes poden cumprir os requisitos da norma 2PfG 2962 mediante probas de rendemento e prácticas de deseño robustas.
1. Visión xeral da norma 2PfG 2962
A norma 2PfG 2962 é unha especificación de TÜV Rheinland adaptada para cables fotovoltaicos destinados a aplicacións mariñas e flotantes. Basease nas normas xerais de cables fotovoltaicos (por exemplo, IEC 62930 / EN 50618 para fotovoltaica terrestre) pero engade probas rigorosas para auga salgada, raios UV, fatiga mecánica e outros factores de estrés específicos do mar. Os obxectivos da norma inclúen garantir a seguridade eléctrica, a integridade mecánica e a durabilidade a longo prazo en condicións mariñas variables e esixentes. Aplícase a cables de CC con capacidade nominal típica de ata 1500 V utilizados en sistemas fotovoltaicos próximos á costa e flotantes, o que require un control de calidade da produción consistente para que os cables certificados en produción en masa coincidan cos prototipos probados.
2. Desafíos ambientais e operativos para os cables fotovoltaicos mariños
Os ambientes mariños impoñen múltiples factores de tensión simultáneos aos cables:
Corrosión por auga salgada e exposición a produtos químicos: a inmersión continua ou intermitente en auga de mar pode atacar o revestimento dos condutores e degradar as vaíñas de polímero.
Radiación UV e envellecemento inducido pola luz solar: a exposición directa ao sol en matrices flotantes acelera a fragilización dos polímeros e o agrietamento da superficie.
Temperaturas extremas e ciclos térmicos: as variacións diarias e estacionais da temperatura provocan ciclos de expansión/contracción, o que tensa as unións de illamento.
Tensións mecánicas: o movemento das ondas e o movemento impulsado polo vento provocan flexión e flexión dinámicas e posible abrasión contra os flotadores ou os equipos de amarre.
Bioincrustación e organismos mariños: o crecemento de algas, percebes ou colonias microbianas nas superficies dos cables pode alterar a disipación térmica e engadir tensións localizadas.
Factores específicos da instalación: manipulación durante o despregamento (por exemplo, desenrolado do tambor), flexión arredor dos conectores e tensión nos puntos de terminación.
Estes factores combinados difiren notablemente dos conxuntos terrestres, o que require probas personalizadas segundo 2PfG 2962 para simular condicións mariñas realistas.
3. Requisitos das probas de rendemento do núcleo segundo a 2PfG 2962
As probas clave de rendemento obrigatorias segundo 2PfG 2962 adoitan incluír:
Probas de illamento eléctrico e dieléctricas: probas de resistencia a alta tensión (por exemplo, probas de tensión continua) en cámaras de auga ou humidade para confirmar que non hai avarías en condicións de inmersión.
Resistencia de illamento ao longo do tempo: monitorización da resistencia de illamento cando os cables están mergullados en auga salgada ou en ambientes húmidos para detectar a entrada de humidade.
Comprobacións de resistencia á tensión e descargas parciais: garantir que o illamento poida tolerar a tensión de deseño máis a marxe de seguridade sen descargas parciais, mesmo despois do envellecemento.
Ensaios mecánicos: ensaios de resistencia á tracción e alongamento de materiais de illamento e revestimento tras ciclos de exposición; ensaios de fatiga por flexión que simulan a flexión inducida por ondas.
Probas de flexibilidade e flexión repetida: flexión repetida sobre mandriles ou plataformas de probas de flexión dinámica para imitar o movemento ondulatorio.
Resistencia á abrasión: simulación do contacto con flotadores ou elementos estruturais, posiblemente empregando medios abrasivos, para avaliar a durabilidade da vaíña.
4. Probas de envellecemento ambiental
Pulverización salina ou inmersión en auga de mar simulada durante períodos prolongados para avaliar a corrosión e a degradación dos polímeros.
Cámaras de exposición a UV (meteorización acelerada) para avaliar a fragilización superficial, o cambio de cor e a formación de gretas.
Avaliacións da hidrólise e da absorción de humidade, a miúdo mediante remollo prolongado e probas mecánicas posteriores.
Ciclos térmicos: Alternancia entre baixas e altas temperaturas en cámaras controladas para revelar delaminación ou microfissuras do illamento.
Resistencia química: exposición a aceites, combustibles, axentes de limpeza ou compostos antiincrustantes que se atopan habitualmente en entornos mariños.
Resistencia á chama ou comportamento ao lume: para instalacións específicas (por exemplo, módulos pechados), comprobación de que os cables cumpren os límites de propagación da chama (por exemplo, IEC 60332-1).
Envellecemento a longo prazo: probas de vida útil aceleradas que combinan temperatura, raios UV e exposición ao sal para prever a vida útil e establecer intervalos de mantemento.
Estas probas garanten que os cables manteñan o rendemento eléctrico e mecánico durante a vida útil prevista de varias décadas en despregamentos fotovoltaicos mariños.
5. Interpretación dos resultados das probas e identificación dos modos de fallo
Despois da proba:
Patróns de degradación comúns: fendas no illamento por UV ou ciclos térmicos; corrosión ou decoloración do condutor pola entrada de sal; bolsas de auga que indican fallos nos selos.
Análise das tendencias da resistencia ao illamento: un descenso gradual nas probas de absorción pode indicar unha formulación de material subóptima ou capas de barreira insuficientes.
Indicadores de fallo mecánico: a perda de resistencia á tracción despois do envellecemento suxire fragilización do polímero; un alongamento reducido indica un aumento da rixidez.
Avaliación de riscos: comparación das marxes de seguridade restantes coas tensións de funcionamento e as cargas mecánicas previstas; avaliación de se os obxectivos de vida útil (por exemplo, máis de 25 anos) son alcanzables.
Bucle de retroalimentación: Os resultados das probas permiten axustar os materiais (por exemplo, concentracións máis altas de estabilizador UV), modificar o deseño (por exemplo, capas de vaíña máis grosas) ou mellorar os procesos (por exemplo, parámetros de extrusión). Documentar estes axustes é crucial para a repetibilidade da produción.
A interpretación sistemática sustenta a mellora continua e o cumprimento da normativa
6. Selección de materiais e estratexias de deseño para cumprir coa norma 2PfG 2962
Consideracións clave:
Opcións de condutores: os condutores de cobre son estándar; pode preferirse o cobre estañado para unha maior resistencia á corrosión en ambientes de auga salgada.
Compostos illantes: Poliolefinas reticuladas (XLPO) ou polímeros especialmente formulados con estabilizadores UV e aditivos resistentes á hidrólise para manter a flexibilidade durante décadas.
Materiais de revestimento: compostos de revestimento robustos con antioxidantes, absorbentes de UV e recheos para resistir a abrasión, a néboa salina e as temperaturas extremas.
Estruturas en capas: os deseños multicapa poden incluír capas semicondutoras internas, películas de barreira contra a humidade e revestimentos protectores externos para bloquear a entrada de auga e os danos mecánicos.
Aditivos e recheos: uso de retardantes de chama (cando sexa necesario), axentes antifúnxicos ou antimicrobianos para limitar os efectos da bioincrustación e modificadores de impacto para preservar o rendemento mecánico.
Armadura ou reforzo: para sistemas flotantes de augas profundas ou de alta carga, engadir metal trenzado ou reforzo sintético para soportar cargas de tracción sen comprometer a flexibilidade.
Consistencia na fabricación: control preciso das receitas de mestura, as temperaturas de extrusión e as velocidades de arrefriamento para garantir propiedades uniformes do material lote a lote.
A selección de materiais e deseños con rendemento probado en aplicacións mariñas ou industriais análogas axuda a cumprir os requisitos de 2PfG 2962 de forma máis previsible.
7. Control de calidade e consistencia da produción
Mantemento da certificación nas esixencias de produción en volume:
Inspeccións en liña: comprobacións dimensionais regulares (tamaño do condutor, grosor do illamento), inspeccións visuais para detectar defectos superficiais e verificación dos certificados de lote de materiais.
Programa de probas de mostraxe: mostraxe periódica para probas clave (por exemplo, resistencia de illamento, probas de tracción) replicando as condicións de certificación para detectar derivas cedo.
Trazabilidade: Documentación dos números de lote da materia prima, os parámetros de mestura e as condicións de produción para cada lote de cable para permitir análises da causa raíz se xorden problemas.
Cualificación de provedores: garantir que os provedores de polímeros e aditivos cumpran sistematicamente as especificacións (por exemplo, clasificacións de resistencia aos raios UV, contido de antioxidantes).
Preparación para auditorías de terceiros: Mantemento de rexistros de probas exhaustivos, rexistros de calibración e documentos de control de produción para auditorías ou recertificacións de TÜV Rheinland.
Os sistemas robustos de xestión da calidade (por exemplo, a ISO 9001) integrados cos requisitos de certificación axudan aos fabricantes a manter o cumprimento das normas
a longo prazo
Certificación TÜV 2PfG 2962 de Danyang Winpower Wire and Cable Mfg Co., Ltd.
O 11 de xuño de 2025, durante a 18ª (2025) Conferencia e Exposición Internacional de Enerxía Solar Fotovoltaica e Intelixente (SNEC PV+2025), TÜV Rheinland emitiu un certificado de certificación de tipo TÜV Bauart Mark para cables para sistemas fotovoltaicos mariños baseado na norma 2PfG 2962 a Danyang Weihexiang Cable Manufacturing Co., Ltd. (en diante, «Weihexiang»). O Sr. Shi Bing, director xeral de produtos e compoñentes de servizos solares e comerciais de TÜV Rheinland Greater China, e o Sr. Shu Honghe, director xeral de Danyang Weihexiang Cable Manufacturing Co., Ltd., asistiron á cerimonia de entrega de premios e foron testemuñas dos resultados desta cooperación.
Data de publicación: 24 de xuño de 2025