מדוע בדיקות מתיחה חשובות עבור כבלים פוטו-וולטאיים בסביבות קשות

ככל שאנרגיה סולארית ממשיכה להניע את המעבר העולמי לחשמל נקי, אמינותם של רכיבי מערכת פוטו-וולטאית (PV) הפכה קריטית מתמיד - במיוחד בסביבות קשות כמו מדבריות, גגות, מערכי שמש צפים ופלטפורמות ימיות. בין כל הרכיבים,כבלי PV הם גלגלי החיים של העברת אנרגיה. כדי להבטיח עמידות וביצועים לטווח ארוך, בדיקה מכנית אחת בולטת בחשיבותה:בדיקות מתיחה.

מאמר זה בוחן את המשמעות של בדיקת מתיחה עבור כבלי PV, מדוע היא חיונית, אילו תקנים מסדירים אותה, וכיצד חומרים ומבנה הכבל משפיעים על חוזק המתיחה.

1. מהי בדיקת מתיחה בכבלים PV?

בדיקת מתיחה היא הליך מכני המשמש למדידת יכולתו של חומר או רכיב להתנגדכוחות משיכהעד לכשל. במקרה של כבלים פוטו-וולטאיים, זה קובע כמה לחץ מכני רכיבי הכבל - כגון בידוד, מעטפת ומוליך - יכולים לעמוד בו לפני שבירה או עיוות.

בבדיקת מתיחה, דוגמית כבל מהודקת בשני קצותיה ונמשכת זה מזה באמצעותמכונת בדיקה אוניברסליתבמהירות מבוקרת. מדידות נלקחות עבור:

• כוח שבירה(נמדד בניוטונים או MPa),

• התארכות בשבירה(כמה הוא נמתח לפני כשל), ו

• חוזק מתיחה(הלחץ המקסימלי שהחומר יכול לעמוד בו).

בדיקות מתיחה מבוצעות עלשכבות בודדותשל הכבל (בידוד וכיסוי) ולפעמים ההרכבה המלאה, בהתאם לדרישות התקן.

2. מדוע לבצע בדיקות מתיחה על כבלים פוטו-וולטאיים?

בדיקות מתיחה אינן רק תהליך מעבדתי - הן קשורות ישירות לביצועי כבלים בעולם האמיתי.

סיבות עיקריות לכך שכבלים פוטו-וולטאיים דורשים בדיקת מתיחה:

• לחץ התקנה:במהלך קשירה, משיכה וכיפוף, כבלים חשופים למתח שעלול לגרום נזק פנימי אם החוזק אינו מספיק.

• אתגרים סביבתיים:לחץ רוח, עומסי שלג, רעידות מכניות (למשל, מגששים) או סחף חול יכולים להפעיל כוח לאורך זמן.

• אבטחת בטיחות:כבלים תחת מתח שנסדקים, מתפצלים או מאבדים מוליכות עלולים לגרום לאובדן אנרגיה או אפילו לתקלות קשת.

• תאימות ואמינות:פרויקטים בסביבות שירות, מסחריות וקיצוניות דורשים תכונות מכניות מאושרות כדי לעמוד בתקנים גלובליים.

בקיצור, בדיקות מתיחה מבטיחות שהכבל יכול לעמודמאמץ מכני ללא כשל, צמצום סיכונים ושיפור היציבות לטווח ארוך.

3. תקני תעשייה המסדירים בדיקות מתיחה של כבלי PV

כבלים פוטו-וולטאיים חייבים לעמוד בתקנים בינלאומיים מחמירים המתווים דרישות מתיחה מינימליות עבור חלקים שונים של הכבל.

סטנדרטים מרכזיים כוללים:

• חברת החשמל 62930:מציין חוזק מתיחה והתארכות של חומרי בידוד וציפוי לפני ואחרי הזדקנות.

• EN 50618:התקן האירופי לכבלים פוטו-וולטאיים, הדורש בדיקות לחוסן מכני כולל חוזק מתיחה של מעטפות ובידוד.

• TÜV 2PfG 1169/08.2007:מתמקד בכבלים למערכות פוטו-וולטאיות עם דירוגי מתח של עד 1.8 קילו-וולט DC, כולל דרישות מפורטות לבדיקות מתיחה והתארכות.

• UL 4703 (לשוק האמריקאי):כולל גם בדיקות חוזק מתיחה במהלך הערכת החומר.

כל תקן מגדיר:

• חוזק מתיחה מינימלי(לדוגמה, ≥12.5 MPa עבור בידוד XLPE),

• התארכות בשבירה(למשל, ≥125% או יותר בהתאם לחומר),

• תנאי בדיקת הזדקנות(למשל, יישון בתנור ב-120 מעלות צלזיוס למשך 240 שעות), ו-

• נהלי בדיקה(אורך הדגימה, מהירות, תנאי סביבה).

תקנים אלה מבטיחים כי כבלים עמידים מספיק כדי לעמוד בדרישות של מתקנים סולאריים ברחבי העולם.

4. כיצד חומרי ומבנה כבלים משפיעים על ביצועי מתיחה

לא כל כבלי ה-PV נוצרו שווים.הרכב החומרועיצוב כבליםמשחקים תפקיד מרכזי בקביעת חוזק המתיחה.

השפעה מהותית:

• XLPE (פוליאתילן צולב):מציע חוזק מתיחה ויציבות תרמית מעולים, נפוץ בשימוש בכבלים בעלי דירוג EN 50618.

• PVC:זול יותר, אך בעל חוזק מכני נמוך יותר - פחות מועדף ביישומי פוטו-וולטאיים חיצוניים או בקנה מידה גדול של שירות.

• TPE / LSZH:אפשרויות דלות עשן וללא הלוגן המאזנות גמישות וביצועי מתיחה מתונים.

השפעה של מנצח:

• נחושת משומרת:מוסיף עמידות בפני קורוזיה ומשפר את הקשר המכני עם בידוד.

• גדילי לעומת מוצק:מוליכים תקועים משפרים את הגמישות ומפחיתים את הסיכון לשבירה תחת מתח חוזר ונשנה.

תכנון מבני:

• חיזוק נדן:חלק מכבלי ה-PV כוללים סיבי ארמיד או עיצובים בעלי מעטפת כפולה לעמידות מתיחה נוספת.

• ליבה מרובת ליבות לעומת ליבה בודדת:כבלים מרובי ליבות בדרך כלל בעלי התנהגות מכנית מורכבת יותר, אך עשויים להפיק תועלת מחומרי מילוי מחוזקים.

בחירת חומרים איכותית ותכנון מבנה אופטימלי משפרים משמעותית את יכולתו של הכבל לעבור בדיקות מתיחה ולפעול בתנאי שטח.

מַסְקָנָה

בדיקות מתיחה הן אמת מידה בסיסית להבטחתחוסן מכנישל כבלים פוטו-וולטאיים. בסביבות מאתגרות - בין אם תחת שמש קופחת, רוחות חזקות או רסס מהחוף -כשל בכבל אינו אופציה.

על ידי הבנת בדיקות מתיחה, בחירת מוצרים תואמים וקבלת מוצרים מיצרנים מוסמכים, צוותי רכש ומערכות חשמל סולאריות (EPC) יכולים להבטיחאספקת חשמל בטוחה, יעילה וארוכת טווח.

מחפשים כבלי PV העומדים בתקני המתיחה של IEC, EN או TÜV?
שותף עםחברת דניאנג ווינפאוור לייצור חוטים וכבלים בע"מאשר מספק דוחות בדיקה מכניים מלאים ומעקב אחר חומרים כדי להבטיח שהפרויקט הסולארי שלכם יעמוד במבחן הזמן.