تحلیل فناوری مقاومت در برابر خوردگی در مواد کابل فتوولتائیک سطح دریا: مقابله با چالش‌های دریایی

مقدمه‌ای بر سیستم‌های فتوولتائیک دریایی

افزایش تقاضای جهانی برای انرژی دریایی تجدیدپذیر

همزمان با گذار سریع جهان به سمت بی‌طرفی کربن، منابع انرژی تجدیدپذیر در مرکز توجه قرار گرفته‌اند. در میان این منابع،فتوولتائیک دریایی- که به عنوان پنل‌های خورشیدی شناور یا فتوولتائیک سطح دریا نیز شناخته می‌شوند - به عنوان یک راه حل امیدوارکننده برای کمبود زمین و تنوع‌بخشی به انرژی در حال ظهور هستند. کشورهایی با زمین قابل استفاده محدود اما خطوط ساحلی فراوان، مانند ژاپن، سنگاپور و بخش‌هایی از اروپا، به طور جدی در حال بررسی تاسیسات فتوولتائیک فراساحلی و نزدیک ساحل هستند.

انرژی خورشیدی شناور نه تنها برق پاک فراهم می‌کند، بلکهبهبود استفاده از زمین، کاهش تبخیر آبو از استفاده یکپارچه با سیستم‌های آبزی‌پروری یا تصفیه آب پشتیبانی می‌کند. در حالی که بیشتر نصب‌های اولیه در دریاچه‌ها یا مخازن آب شیرین انجام می‌شد، تغییر بهتأسیسات دریایی و ساحلیمجموعه‌ای منحصر به فرد از چالش‌ها، به ویژه در دوام مواد و طول عمر سیستم، را معرفی می‌کند.

در چنین محیط‌های خشنی، که در آن آب شور، رطوبت، باد و تابش شدید فرابنفش همزمان وجود دارند،کابل‌ها به یکی از آسیب‌پذیرترین و در عین حال حیاتی‌ترین اجزا تبدیل می‌شوندآنها به عنوان ستون فقرات الکتریکی سیستم PV عمل می‌کنند و ماژول‌ها را به اینورترها و نیروگاه‌ها متصل می‌کنند. هرگونه خرابی می‌تواند منجر به قطع برق، از کار افتادن سیستم یا حتی خطرات ایمنی شود.

از این رو، تأکید فزاینده‌ای بر توسعه وجود داردمواد کابل مقاوم در برابر خوردگی و آب و هواکه می‌تواند در برابر عوامل استرس‌زای منحصر به فرد محیط دریایی به مدت بیش از ۲۵ سال مقاومت کند.

مزایای سیستم‌های فتوولتائیک شناور نسبت به سیستم‌های زمینی

سیستم‌های خورشیدی شناور در مقایسه با سیستم‌های فتوولتائیک زمینی مزایای بی‌شماری دارند:

• استفاده کارآمد از زمین: از رقابت با زمین‌های کشاورزی یا شهری جلوگیری می‌کند.

• بهبود راندمان پنلدمای محیط خنک‌تر ناشی از آب اطراف به کاهش تلفات حرارتی کمک می‌کند.

• کاهش تبخیر آبایده‌آل برای استفاده در مخازن یا بدنه‌های آبی در مناطق مستعد خشکسالی.

• مقیاس‌پذیری ماژولار: گسترش آسان بدون نیاز به مهندسی عمران قابل توجه.

• سازگاری با سیستم‌های تجدیدپذیر هیبریدی: می‌تواند با سیستم‌های بادی فراساحلی، جزر و مدی یا هیدروژنی ادغام شود.

با این حال، این مزایا همراه باالزامات عملکرد بالاتر موادبه ویژه برای کابل‌هایی که در معرض هوای دریایی یا غوطه‌وری قرار دارند.

به همین دلیل است که نوآوری در مواد کابل، به ویژه درمقاومت در برابر خوردگی و دوام در برابر اشعه ماوراء بنفش، اکنون به عنوان یک عامل حیاتی در آزادسازی پتانسیل استقرار سیستم‌های فتوولتائیک شناور در مقیاس بزرگ دیده می‌شود.

نقش کابل‌ها در پایداری و طول عمر سیستم

کابل‌های فتوولتائیک فقط اجزای غیرفعال نیستند - آنهاعوامل فعال در افزایش قابلیت اطمینان، کارایی و ایمنی سیستمدر سیستم‌های فتوولتائیک دریایی، کابل‌ها باید تحت تنش مداوم، از جمله موارد زیر، عملکرد خوبی داشته باشند:

• اسپری آب نمک و غوطه‌وری

• قرار گرفتن در معرض آفتاب و چرخه حرارتی

• حرکت مکانیکی ناشی از امواج و باد

• شرایط جوی خورنده

عملکرد نامناسب کابل می‌تواند منجر به موارد زیر شود:

• تخریب عایق

• اتصال کوتاه یا قوس الکتریکی

• خرابی زودرس سیستم

• افزایش هزینه‌های عملیاتی

بنابراین، انتخاب جنس مناسب کابل فقط یک انتخاب فنی نیست - بلکه یک تصمیم استراتژیک است که بر ... تأثیر می‌گذارد.هزینه کل چرخه عمر، زمان کارکرد و بازگشت سرمایه سیستم فتوولتائیک دریایی.

مواد با کارایی بالا مانندپلی‌الفین‌های شبکه‌ای بدون هالوژن (XLPO)به طور فزاینده‌ای در حال تبدیل شدن به استانداردی برای تعادل بین انعطاف‌پذیری مکانیکی، الکتریکی و محیطی خود هستند.

چالش‌های منحصر به فرد محیط زیست دریایی

قرار گرفتن مداوم در معرض آب شور و رطوبت بالا

آب شور یکی از خورنده‌ترین عوامل موجود در طبیعت است. برخلاف آب شیرین، حاوی نمک‌های محلول - عمدتاً کلرید سدیم - است کهتسریع اکسیداسیون و واکنش‌های الکتروشیمیاییروی سطوح فلزی و پلیمری

برای کابل‌ها، این موضوع خطرات متعددی را به همراه دارد:

• خوردگی تسریع‌شده‌ی هادی‌ها(به خصوص در نقاط پایانی)

• تخریب عایق‌ها و روکش‌ها

• نفوذ آب به هسته‌های کابل، که منجر به اتصال کوتاه داخلی می‌شود

علاوه بر این، رطوبت بالای محیط - که اغلب در مناطق ساحلی بالای ۸۰٪ است - می‌تواندمواد کابل نفوذیبه خصوص اگر به دلیل قرار گرفتن در معرض اشعه ماوراء بنفش متخلخل یا ترک خورده باشند.

با گذشت زمان، این اثرات می‌توانند موارد زیر را به خطر بیندازند:

• مقاومت عایق الکتریکی

• قدرت دی الکتریک

• انعطاف‌پذیری مکانیکی

بنابراین، کابل‌های دریایی باید از موادی ساخته شوند که ...خواص استثنایی مانع رطوبتو پوشش‌های مقاوم در برابر خوردگی.

تابش فرابنفش و نوسانات دما

محیط‌های سطح دریا در معرضتابش شدید و طولانی مدت اشعه ماوراء بنفش، که باعث می‌شود:

• اکسیداسیون نوری پوشش‌های پلیمری

• رنگ پریدگی و شکنندگی رنگ

• ترک خوردگی سطحی، که منجر به نفوذ آب می‌شود

در مناطق گرمسیری و نیمه گرمسیری، دمای روز ممکن است روی سطوح کابل از ۵۰ درجه سانتیگراد فراتر رود، در حالی که شب‌ها خنک هستند و باعث ایجاد ...چرخه‌های حرارتی روزانهاین انبساط و انقباض مکرر می‌تواند باعث موارد زیر شود:

• ترک خوردگی ناشی از تنش

• شل شدن کانکتورها

• تخریب آب‌بندی طولانی مدت

بدون مواد تثبیت‌شده با اشعه ماوراء بنفش، روکش‌های کابل می‌توانند تنها در عرض چند سال از بین بروند. به همین دلیل استپلیمرها و پایدارکننده‌های مقاوم در برابر اشعه ماوراء بنفشدر ترکیبات کابل دریایی ضروری هستند.

مواد مبتنی بر XLPO، هنگامی که به درستی فرموله شوند، خواص عالی ارائه می‌دهند.مقاومت در برابر اشعه ماوراء بنفش و پیری حرارتیکه آنها را برای سیستم‌های فتوولتائیک شناور بسیار مناسب می‌کند.

خطرات رسوب بیولوژیکی و رشد کپک

یک خطر دریایی که اغلب نادیده گرفته می‌شود،رسوب زیستی- تجمع موجوداتی مانند جلبک‌ها، کشتی‌چسب‌ها و نرم‌تنان روی سطوح غوطه‌ور. در حالی که بیشتر در مورد بدنه و لنگرها بحث می‌شود، کابل‌های غوطه‌ور یا نیمه‌غوطه‌ور نیز در معرض خطر هستند.

تجمع بیولوژیکی می‌تواند منجر به موارد زیر شود:

• افزایش کشش و کرنش کابل

• نقض عایق در اثر ترشح بیو اسید

• رشد کپک در روکش کابل‌ها، به ویژه در شکاف‌های مرطوب

علاوه بر این، فعالیت بیولوژیکی همراه با قرار گرفتن در معرض نمک باعث ایجادخوردگی ناشی از میکروب (MIC)که می‌تواند هم به فلزات و هم به پلیمرها حمله کند.

برای مقابله با این مشکل، مواد کابل فتوولتائیک دریایی به موارد زیر نیاز دارند:

• مقاومت ضد میکروبی و ضد قارچی

• سطوح صاف و آبگریزکه مانع استعمار می‌شوند

• ترکیبات مقاوم در برابر کپککه مانع رشد ارگانیک می‌شوند

مواد کابل XLPO با کیفیت بالا اغلب با فرمولی ساخته می‌شوندافزودنی‌های بیواستاتیکو دارای ساختار مولکولی بسته‌ای هستند کهدر برابر نفوذ میکروب‌ها مقاومت می‌کند، که یک لایه حفاظتی دیگر اضافه می‌کند.

الزامات کلیدی برای مواد کابل PV سطح دریا

مقاومت حرارتی در دماهای بسیار بالا

کابل‌های فتوولتائیک دریایی در معرضنوسان حرارتی مداوم، که اغلب از دمای زیر صفر در آب و هوای سردتر تا بیش از ۹۰ درجه سانتیگراد در زیر نور مستقیم خورشید روی سطوح آب متغیر است. برای اینکه در چنین شرایطی کارایی خود را حفظ کند، مواد کابل باید:

• حفظ یکپارچگی ساختاریبا وجود انبساط و انقباض حرارتی مکرر

• از ترک خوردن، شکنندگی یا نرم شدن جلوگیری کنید

• عملکرد دی الکتریک و عایق پایدار را تضمین کنید

مواد XLPO (پلی اولفین‌های شبکه‌ای) به ویژه در اینجا مؤثر هستند.ساختار مولکولی متقاطعبه آنها اجازه می‌دهد انعطاف‌پذیری و استحکام مکانیکی را در محدوده‌های دمایی وسیع، معمولاً از-40 درجه سانتیگراد تا +125 درجه سانتیگراد، بسیار فراتر از آنچه جایگزین‌های مبتنی بر PVC یا لاستیک می‌توانند تحمل کنند.

این پایداری حرارتی تضمین می‌کند که حتی پس از سال‌ها چرخه حرارتی روزانه، کابل موارد زیر را حفظ می‌کند:

• ظرفیت حمل جریان ثابت

• مقاومت عایقی بی‌نقص

• انعطاف‌پذیری بدنی برای حرکت و پیچ خوردن

در محیط‌های دریایی که در آنتابش خورشید زیاد است و طول عمر سیستم از دو دهه تجاوز می‌کند، این سطح از مقاومت حرارتی برای قابلیت اطمینان درازمدت ضروری است.

مقاومت عالی در برابر آب و غبار نمک

شاید مهمترین ویژگی برای هر کابل سطح دریا این باشدمصونیت در برابر نفوذ آبوخوردگی ناشی از نمکهوای دریا ذرات ریز نمک را حمل می‌کند که از طریق منافذ کوچک یا عایق‌های آسیب‌دیده نفوذ می‌کنند و منجر به موارد زیر می‌شوند:

• خوردگی هادی

• افت مقاومت عایق

• قوس الکتریکی یا اتصال کوتاه

کابل‌های فتوولتائیک دریایی با کارایی بالا باید آزمایش‌های دقیقی را پشت سر بگذارندآزمایش‌های غبار نمک و غوطه‌وری، مانند:

• کمیسیون مستقل انتخابات ۶۰۰۶۸-۲-۱۱آزمایش خوردگی غبار نمک

• ضد آب با استاندارد IP68برای کاربردهای غوطه‌ور

مواد XLPO ایده‌آل هستند زیرا:

• جذب حداقل رطوبتبه دلیل ساختار شیمیایی غیر قطبی آنها

• حتی پس از قرار گرفتن طولانی مدت در معرض نور، مهر و موم خود را حفظ کنند

• در شرایط مرطوب نرم یا تخریب نشود

علاوه بر این، آنهاپیوند مولکولی محکمبه مقاومت در برابر مهاجرت یون‌های نمک کمک می‌کند و آنها را به گزینه‌ای ترجیحی در استقرار سیستم‌های خورشیدی ساحلی و فراساحلی تبدیل می‌کند.

قابلیت‌های مقاومت در برابر کپک، قارچ و ازن

محیط دریایی فقط نمک تولید نمی‌کند، بلکه آن را تقویت نیز می‌کندرشد بیولوژیکی و اکسیداسیون اتمسفریکابل‌ها اغلب در معرض موارد زیر قرار دارند:

• هاگ‌های قارچی و کلنی‌های کپک

• سطح بالای اوزون (O₃)به دلیل واکنش‌های فتوشیمیایی بر روی سطوح اقیانوس

• آلاینده‌هایی مانند دی‌اکسید گوگرد (SO₂) و اکسیدهای نیتروژن (NOₓ)

این موارد می‌توانند کابل‌های پلیمری استاندارد را خراب کنند و منجر به موارد زیر شوند:

• ترک خوردگی و گچی شدن سطح

• از دست دادن انعطاف‌پذیری

• عایق ضعیف شده

برای جلوگیری از این امر، کابل‌های PV دریایی ساخته شده با XLPO باید با موارد زیر مهندسی شوند:

• افزودنی‌های مقاوم در برابر کپک

• ترکیبات مقاوم در برابر ازن

• سطوح صاف و آبگریز که مانع از چسبندگی قارچ می‌شوند

بهترین ترکیبات کابل دریایی با موارد زیر مطابقت دارندIEC 60068-2-10 (آزمایش رشد کپک)و در برابر تخریب سطح در محیط‌های با غلظت بالای ازن مقاومت می‌کند، و تضمین می‌کندعملکرد و ایمنی طولانی مدت.

مقدمه‌ای بر مواد XLPO در کابل‌های فتوولتائیک دریایی

پلی اولفین شبکه‌ای شده (XLPO) چیست؟

پلی اولفین شبکه‌ای شده (XLPO) یک پلیمر تخصصی است که برای عایق‌بندی و روکش کابل‌های الکتریکی با کارایی بالا استفاده می‌شود. این پلیمر با اتصال عرضی شیمیایی یا فیزیکی زنجیره‌های پلی اولفین (معمولاً پلی‌اتیلن یا پلی‌پروپیلن) ایجاد می‌شود و یک ...شبکه مولکولی سه‌بعدی.

این ساختار به مواد XLPO چندین مزیت عملکردی می‌دهد:

• پایداری حرارتی بالا

• مقاومت شیمیایی و آب عالی

• استحکام مکانیکی برتر

• ویژگی‌های کم دود و بدون هالوژن

در کاربردهای کابل فتوولتائیک دریایی، XLPO به عنوان هر دو عمل می‌کند.عایق داخلی و غلاف خارجی، ارائه یک راه حل تک ماده ای که تولید را ساده می کند و در عین حال عملکرد زیست محیطی را افزایش می دهد.

پیوند عرضی معمولاً از طریق موارد زیر انجام می‌شود:

• پیوند عرضی پرتودهی (الکترونی)

• اتصال عرضی پراکسید شیمیایی

• پیوند سیلان با عمل آوری رطوبتی

هر روش درجات مختلفی از چگالی پیوند عرضی را ارائه می‌دهد و به مهندسان این امکان را می‌دهد که مواد XLPO را برای اهداف عملکردی خاص - مانند انعطاف‌پذیری، استحکام یا مقاومت در برابر خوردگی - تنظیم کنند.

چرا XLPO بدون هالوژن نسبت به مواد سنتی ترجیح داده می‌شود؟

مواد کابل سنتی مانندPVC یا لاستیک‌های کلردارمشکلات متعددی را در محیط‌های دریایی ایجاد می‌کند:

• مقاومت ضعیف در برابر خوردگی UV و نمک

• انتشار گازهای سمی هنگام سوختن

• آلودگی محیط زیست ناشی از محتوای هالوژن

• انعطاف‌پذیری کم پس از چرخه حرارتی

XLPO بدون هالوژن یک جایگزین پایدار و با عملکرد بالا ارائه می‌دهد:

ایمنی زیست‌محیطی XLPO یک نقطه قوت کلیدی در فروش آن است.مناطق حفاظت‌شده دریایی و پروژه‌های انرژی دارای گواهی سبز، جایی که نظارت نظارتی سختگیرانه است.

مزایای زیست‌محیطی و ایمنی XLPO

علاوه بر خواص مکانیکی و شیمیایی، XLPO به طیف وسیع‌تری از خواص کمک می‌کند.پایداری و مشخصات ایمنیاز تاسیسات دریایی فتوولتائیک:

• انتشار دود کمضروری در صورت آتش‌سوزی در سکوهای فراساحلی یا نزدیک خطوط ساحلی.

• انتشار گاز هالوژن صفراز تشکیل گازهای خورنده و سمی مانند HCl در حین احتراق جلوگیری می‌کند.

• پایداری حرارتی: کاهش انتشار آتش، بهبود ایمنی کلی سیستم.

علاوه بر این، بسیاری از فرمولاسیون‌های XLPO اکنون ...مطابق با استانداردهای REACH و RoHS، همسویی با مقررات بین‌المللی زیست‌محیطی و کاهش اثرات زیست‌محیطی چرخه عمر.

این امر XLPO را نه تنها به یک راه حل فنی، بلکه به یک ... نیز تبدیل می‌کند.انتخاب مواد استراتژیکبرای دولت‌ها و شرکت‌های انرژی که در اولویت قرار دارندعملکرد ESG (محیط زیست، اجتماعی، حاکمیت شرکتی)در پروژه‌های انرژی تجدیدپذیر خود.

ویژگی‌های عملکردی XLPO درجه دریایی

ضد حریق و انتشار کم دود

ایمنی در برابر آتش‌سوزی در محیط‌های دریایی یک ملاحظه حیاتی است. برخلاف سیستم‌های فتوولتائیک زمینی، که پراکندگی در هوای آزاد تجمع دود را محدود می‌کند،تاسیسات خورشیدی شناور بر روی آبمی‌تواند تجربه کند:

• دسترسی با تأخیر در واکنش اضطراری

• تهویه محدود (به خصوص در سیستم‌های بسته یا نزدیک ساحل)

• افزایش پتانسیل آسیب به اکوسیستم‌های دریایی مجاور

کابل‌های XLPO درجه دریایی به طور خاص طراحی شده‌اند تاماده ضد حریق کم دود و بدون هالوژن (LSZH)این یعنی آنها:

• مقاومت در برابر احتراقتحت بار حرارتی بالا

• خود خاموش شوندهوقتی منابع شعله حذف می‌شوند

• تولید حداقل دودبهبود دید در مواقع اضطراری

• عدم انتشار گازهای هالوژناجتناب از محصولات جانبی خورنده یا سمی

این ویژگی‌ها از طریق استانداردهایی مانند موارد زیر تأیید می‌شوند:

• IEC 60332-1 و IEC 60332-3آزمایش پخش شعله

• EN 61034-2اندازه‌گیری چگالی دود

• کمیسیون مستقل انتخابات ۶۰۷۵۴میزان و رسانایی گاز اسید هالوژن

استفاده از کابل‌های XLPO با این گواهینامه‌ها به تضمین این امر کمک می‌کنددر حادثه نادر آتش‌سوزیزیرساخت کابلی:

• آسیب‌های ثانویه را به حداقل می‌رساند

• پشتیبانی از واکنش سریع در مواقع اضطراری

• از پرسنل و حیات وحش دریایی در برابر انتشارات مضر محافظت می‌کند

پایداری در برابر اشعه ماوراء بنفش و مقاومت در برابر پیری

تابش اشعه ماوراء بنفش به ویژه بر روی سطوح آب شدید است، به دلیلقرار گرفتن در معرض مستقیم نور خورشید و انعکاس نور از دریا، در نتیجهتخریب نوری شتاب‌یافتهاز موادی که به درستی محافظت نشده‌اند.

XLPO درجه دریایی در این حوزه برتری دارد زیرا:

• شامل مهارکننده‌های UVو تثبیت‌کننده‌ها در ماتریس پلیمری

• حفظ می‌کندرنگ، انعطاف‌پذیری و مقاومت مکانیکیحتی پس از قرار گرفتن در معرض طولانی مدت

• نمایشگاه‌هابدون ترک خوردگی یا شکنندگی سطحیبیش از 20 سال در آزمایش‌های هوازدگی تسریع‌شده

استانداردهای آزمون مورد استفاده برای اعتبارسنجی این مورد عبارتند از:

• ایزو ۴۸۹۲-۲هوازدگی مصنوعی

• ASTM G154شبیه‌سازی تابش فرابنفش

داده‌های میدانی از مزارع خورشیدی ساحلی تأیید می‌کند که غلاف‌های XLPO با فرمول‌بندی مناسب، ...۹۰ تا ۹۵ درصد از خواص فیزیکی و دی‌الکتریک آنهاحتی پس از یک دهه خدمت، از مواد سنتی مانند PVC یا لاستیک‌های استاندارد عملکرد بهتری دارد.

اینمقاومت طولانی مدت در برابر اشعه ماوراء بنفشکلید حفظ عملکرد کابل و زیبایی‌شناسی در سیستم‌های فتوولتائیک شناور واقع در مناطق گرمسیری، بیابانی و ساحلی مرتفع است.

مقاومت مکانیکی تحت تنش طولانی مدت

سیستم‌های فتوولتائیک دریایی با مشکل مداوم مواجه هستندتنش مکانیکیاز:

• حرکت موج

• نوسان ناشی از باد

• حرکت سیستم مهاربندی

• انبساط و انقباض حرارتی

کابل‌های نصب‌شده در سیستم‌های شناور باید در برابر خمش، خمیدگی و نیروهای پیچشی مکرر بدون موارد زیر مقاومت کنند:

• پاره شدن

• ترک خوردن

• شکستگی هادی

• لایه لایه شدن ژاکت

کابل‌های XLPO درجه دریایی موارد زیر را ارائه می‌دهند:

• استحکام کششی و ازدیاد طول بالا

• مقاومت عالی در برابر ضربهحتی در محیط‌های زیر صفر یا گرمای زیاد

• مقاومت سایشی برترمحافظت از کابل در حین نصب و کارکرد طولانی مدت

این ویژگی‌ها با استفاده از موارد زیر آزمایش می‌شوند:

• کمیسیون مستقل انتخابات ۶۰۸۱۱-۵۰۶آزمایش ضربه در دمای پایین

• کمیسیون مستقل انتخابات ۶۰۸۱۱-۵۰۱آزمایش‌های کشش و ازدیاد طول قبل و بعد از پیرسازی

• کمیسیون مستقل انتخابات ۶۰۸۱۱-۵۰۷آزمایش‌های خمش

نتیجه؟ کابلی که نه تنها در شرایط دریایی دوام می‌آورد، بلکه در آنها رشد هم می‌کند.

مهندسان می‌توانند این کابل‌ها را روی ... نصب کنند.سکوهای شناور، مهاربندی‌های زیر آب یا رایزرهای انعطاف‌پذیربا اطمینان، دانستن اینکه روکش و عایق، یکپارچگی را در طول دهه‌ها استفاده حفظ خواهد کرد.

فناوری‌های مه نمک و مقاومت در برابر خوردگی

عملکرد XLPO تحت آزمایش‌های اسپری نمک

آزمایش مه نمک یک روش استاندارد برای شبیه‌سازی استخوردگی اتمسفری دریاییاین دستگاه تأثیر هوای مملو از نمک را در طول زمان شبیه‌سازی می‌کند و مقاومت کابل را در برابر موارد زیر ارزیابی می‌کند:

• اکسیداسیون رسانا

• زوال غلاف

• از دست دادن عملکرد الکتریکی

مواد XLPO با گرید دریایی معمولاً در معرض موارد زیر قرار می‌گیرند:

• کمیسیون مستقل انتخابات ۶۰۰۶۸-۲-۱۱آزمایش پایه غبار نمک

• پیوست E استاندارد IEC 60502-1ارزیابی مقاومت در برابر خوردگی کابل

در این آزمایش‌ها، کابل‌های XLPO:

• نمایشبدون تاول، ترک خوردگی یا علائم خوردگیروی سطح

• حفظمقاومت عایق در محدوده مشخصات اصلی

• نمایشگاهبدون تجزیه الکتروشیمیاییپس از قرار گرفتن در معرض طولانی مدت

این نتایج، XLPO را به یکی از مقاوم‌ترین مواد در برابر خوردگی برای کابل‌های فتوولتائیک مورد استفاده در کاربردهای نزدیک دریا یا فراساحل تبدیل می‌کند.

مقایسه با عایق‌های بر پایه PVC و لاستیک

اگرچه مواد مبتنی بر PVC و لاستیک به طور گسترده در کاربردهای سنتی خورشیدی و صنعتی مورد استفاده قرار گرفته‌اند، اما...تحت شرایط دریایی کوتاه می‌آیند:

PVC در معرض اشعه ماوراء بنفش شکننده می‌شود و به مرور زمان ترک می‌خورد. مواد لاستیکی، در حالی که انعطاف‌پذیر هستند،رطوبت را جذب کرده و متورم می‌شوند، که منجر به تخریب عایق می‌شود.

در مقابل، XLPO یک ... را حفظ می‌کند.سطح پایدار و ضد آبو پیشنهاداتقدرت دی الکتریک طولانی مدت— که آن را برای ترکیب خورنده ایده‌آل می‌کنداشعه ماوراء بنفش + نمک + رطوبت.

پایداری الکتروشیمیایی بلندمدت

معیار واقعی کیفیت مواد کابل در محیط‌های دریایی، عملکرد آنها در آزمایشگاه نیست، بلکه میزان دوام آنها در طول زمان است.۱۰، ۱۵ یا حتی ۲۵ سالتحت استرس مداوم.

پایداری الکتروشیمیایی به توانایی ماده در موارد زیر اشاره دارد:

• جلوگیری از مهاجرت یونی

• رسانایی ثابت را حفظ کنید

• از خوردگی داخلی یا شکست دی الکتریک جلوگیری کنید

XLPO هاساختار متقاطعبه عنوان مانعی در برابر حرکت یونی و جذب رطوبت عمل می‌کند. این ساختار از تشکیلمسیرهای هدایتکه می‌تواند منجر به تخلیه جزئی، قوس الکتریکی یا خرابی شود.

در نتیجه:

• قدرت شکست ولتاژ پایدار می‌ماند

• هادی‌ها دچار خوردگی داخلی نمی‌شوند

• عملکرد محافظ EMI و اتصال به زمین حفظ می‌شود

در سیستم‌های فتوولتائیک شناور، که خرابی کابل پرهزینه و مخرب است، اینتاب‌آوری الکتروشیمیاییارزش قابل توجهی می‌افزاید - کاهش وقفه‌های سرویس، هزینه‌های نگهداری و ادعاهای گارانتی.

مقاومت در برابر آب و قابلیت غوطه‌وری

استانداردهای حفاظت در برابر نفوذ آب (مثلاً IP68)

برای کابل‌های فتوولتائیک که در محیط‌های دریایی کار می‌کنند،مقاومت کامل در برابر آبضروری است. سیستم‌های فتوولتائیک سطح دریا اغلب موارد زیر را تجربه می‌کنند:

• غوطه‌وری جزئی یا کامل در آب

• پاشیدن آب از امواج یا باران

• تراکم ناشی از نوسانات دما

برای مقابله با این خطرات، کابل‌های دریایی باید الزامات بالایی را رعایت کنند.درجه حفاظت در برابر نفوذ (IP)رتبه‌بندی‌ها - به طور خاصاستاندارد IP68که گواهی می‌دهد که کابل:

• کاملاً ضد گرد و غبار است

• می‌تواند مقاومت کندغوطه‌وری مداوم در آبعمق بیش از ۱ متر برای مدت طولانی

کابل‌های عایق XLPO که در سیستم‌های فتوولتائیک شناور استفاده می‌شوند، برای فراتر رفتن از این استاندارد طراحی شده‌اند. ویژگی‌ها عبارتند از:

• روکش دو لایهبرای محافظت مکانیکی و رطوبتی

• پلیمرهای شبکه‌ای با پیوند محکمکه مولکول‌های آب را دفع می‌کنند

• اتصالات انتهایی آب‌بندی شدهکه از عمل مویینگی یا تراوش جلوگیری می‌کنند

با این تمهیدات، کابل دوام می‌آوردخواص دی الکتریک پایدار و مقاومت رساناحتی پس از سال‌ها قرار گرفتن در معرض رطوبت.

تکنیک‌های آب‌بندی کابل و طراحی روکش

مقاومت در برابر آب در کابل‌ها فقط مربوط به جنس بیرونی آنها نیست—نحوه ساخت و خاتمه کابلبه همان اندازه مهم است. ویژگی‌های مهم طراحی عبارتند از:

• اکستروژن صاف و بدون درزاز ژاکت XLPO برای از بین بردن حفره‌های میکروسکوپی

• نوارها یا ژل‌های مسدودکننده آب یکپارچهبرای جلوگیری از مهاجرت آب در امتداد هسته

• قالب‌گیری شده برای کاهش کرنش و آب‌بندی‌هادر اتصالات و محل‌های اتصال

تولیدکنندگان همچنین کابل‌های دریایی را با استفاده از موارد زیر آزمایش می‌کنند:

• آزمایش فشار هیدرواستاتیک

• شبیه‌سازی غوطه‌وری طولانی‌مدت

• آزمایش مقاومت دی‌الکتریک پس از غوطه‌وری

نتیجه، یک سیستم کابلی است که نه تنها در تماس با آب دوام می‌آورد، بلکه در آن نیز رشد می‌کند.محیط‌های غوطه‌ور یا مستعد پاشش آب، تضمین عملکرد قابل اعتماد برای کاربردهای خورشیدی شناور، شناورهای دریایی و فتوولتائیک مستقر در اسکله.

مطالعات موردی عملکرد کابل‌های غوطه‌ور

در کاربردهای دنیای واقعی، کابل‌های XLPO با گرید دریایی ارزش خود را ثابت کرده‌اند. برخی از نمونه‌های قابل توجه عبارتند از:

• سیستم فتوولتائیک شناور ساحلی چین (2022)
  این پروژه که بر فراز یک پهنه آب شور نزدیک ساحل مستقر شد، از کابل‌های عایق XLPO که برای بخشی از سال در آب غوطه‌ور بودند، استفاده کرد. پس از ۱۲ ماه، آزمایش‌ها نشان دادبدون تخریب عایقو مقاومت عایق باقی ماندبالاتر از ۱.۰ × ۱۰¹⁵ اهم·سانتی‌متر.

• بستر آزمایشی خورشیدی فراساحلی هلند (۲۰۲۱)
  کابل‌های XLPO به مدت ۱۸ ماه در برابر اشعه ماوراء بنفش و غوطه‌وری در آب مقاومت کردند. تجزیه و تحلیل پس از پروژه تأیید شد.یکپارچگی مکانیکیو مقاومت عایق بیش از ۳٪ کاهش نیافته بود.

• پروژه فتوولتائیک مخزنی جنوب شرقی آسیا (2023)
  در شرایط گرمسیری با بارندگی روزانه و رطوبت شدید، کابل‌های XLPO باید نگهداری شوند.ورود آب به صفر، نشان دادنمقاومت برتر در برابر رشد میکروبی و تاول زدن پوشش.

این مطالعات موردی نقش XLPO را به عنوان یک ... تقویت می‌کنند.راه حل قابل اعتماد برای محیط های خورشیدی با آب زیادو در جایی که مواد سنتی شکست می‌خورند، پایداری و قابلیت اطمینان بلندمدت را ارائه می‌دهد.

مقاومت چرخه‌ای حرارتی و محیطی

دوام چرخه دمای بالا-پایین

تأسیسات فتوولتائیک دریایی مشمول موارد زیر هستند:نوسانات دمایی ثابتنه فقط روزانه، بلکه فصلی. در مناطق گرمسیری، کابل‌ها ممکن است بین ... نوسان داشته باشند.۳۵ درجه سانتیگراد گرما در روز و ۱۵ درجه سانتیگراد سرما در شبدر مناطق ساحلی معتدل یا کوهستانی، این محدوده می‌تواند حتی وسیع‌تر باشد - از-20 درجه سانتیگراد تا 60 درجه سانتیگرادظرف یک هفته.

چرخه حرارتی می‌تواند باعث موارد زیر شود:

• خستگی ناشی از انبساط و انقباض

• ترک‌های ریز در عایق

• از دست دادن یکپارچگی دی‌الکتریک

• تنش روی رابط‌ها و مفاصل

مواد کابل XLPO با درجه دریایی با ... مهندسی شده‌اند.انعطاف‌پذیری بالا و ضرایب انبساط حرارتی پایین، اطمینان از اینکه آنها:

• مقاومت در برابر ترک خوردگی و لایه لایه شدن روکش

• حفظ پایداری ابعادی

• هم‌ترازی و محافظ هسته-هادی را حفظ کنید

این ویژگی‌ها با استفاده از آزمایش‌هایی مانند موارد زیر اعتبارسنجی می‌شوند:

• IEC 60811-506 (ضربه سرد)

• IEC 60811-507 (ازدیاد طول و انقباض حرارتی)

• محفظه‌های چرخه حرارتی تسریع‌شده (ISO 16750)

پس از بیش از ۳۰۰۰ چرخه حرارتی شبیه‌سازی شده، کابل‌های XLPO رده بالا، مقاومت خود را حفظ می‌کنند.بیش از ۹۵٪ از خواص عایقی و مکانیکی اولیه خود را دارندکه آنها را برای شرایط دریایی ایده‌آل می‌کند.

مقاومت در برابر انبساط، انقباض و ترک خوردگی

فراتر از انبساط حرارتی اولیه، کابل‌ها باید در برابر ... نیز مقاومت کنند.خستگی مکانیکی ناشی از تنش چرخه‌ای- شامل حرکت ناشی از موج، تغییر لنگر و ارتعاش.

روکش‌های کابل XLPO به گونه‌ای طراحی شده‌اند که:

• بدون فشار خم شویددر هزاران چرخه حرکت

• بدون پارگی، تنش را جذب کنید

• از سفید شدن ناشی از استرس و پارگی‌های ریز خودداری کنید

این یکپارچگی مکانیکی به موارد زیر تبدیل می‌شود:

• عمر بیشتر کابل

• خطاها و قطعی‌های کمتر

• هزینه‌های نگهداری پایین‌تر

در تست‌های آزمایشگاهی، کابل‌های XLPO نشان دادندمقاومت برتر در برابر تست‌های تنش دینامیکیحفظ انعطاف‌پذیری پس ازبیش از ۱۰،۰۰۰ چرخه انعطاف‌پذیری- معیاری که کمتر ماده دیگری می‌تواند در کاربردهای دریایی با آن برابری کند.

نتایج آزمایش پیری حرارتی XLPO

پیری حرارتی به این معنی است کهتخریب طولانی مدت مواد کابلتحت دماهای بالا، شبیه‌سازی پیری در شرایط واقعی در طول استفاده میدانی طولانی. برای کابل‌های XLPO درجه دریایی، آزمایش‌های پیری حرارتی شامل موارد زیر است:

• ۲۰۰۰۰ ساعت در دمای ۱۲۰ درجه سانتیگراددر کوره‌های شتاب‌دهنده

• پایش استحکام کششی و ازدیاد طول در نقطه پارگی

• اندازه‌گیری مقاومت عایق در فواصل زمانی

نتایج به طور مداوم نشان می‌دهند که XLPO:

• از دست می‌دهداستحکام کششی کمتر از 10٪بیش از دوره پیری

• حفظ می‌کندمقادیر کشیدگی بالای ۱۵۰٪، تضمین انعطاف‌پذیری

• تجربیاتحداقل محو شدن رنگ یا سخت شدن روکش

این مقاومت در برابر فرسودگی حرارتی تضمین می‌کند که کابل‌ها سالم می‌مانند.ایمن، انعطاف‌پذیر و با عملکرد بالا برای بیش از ۲۵ سال، مطابق یا فراتر از دوره‌های گارانتی برای اکثر پروژه‌های فتوولتائیک دریایی.

پایداری و ایمنی محیط زیست

عدم سمیت در احتراق

یکی از بزرگترین خطرات زیست‌محیطی مرتبط با مواد کابل سنتی - به ویژه آنهایی که بر پایه PVC یا لاستیک‌های هالوژنه هستند - این است کهرفتار سمی هنگام سوختگیدر صورت آتش‌سوزی در کشتی یا ساحل، این مواد می‌توانند موارد زیر را آزاد کنند:

• گاز کلرید هیدروژن (HCl)

• دیوکسین‌ها و فوران‌ها

• اسیدهای خورنده که به تجهیزات اطراف آسیب می‌رسانند

• گازهای سمی مضر برای حیات دریایی و امدادگران

در مقابل، درجه دریاییمواد کابل XLPO بدون هالوژن و کم دود هستندو تضمین می‌کند که حتی در بدترین حالت، احتراق موارد زیر را تولید می‌کند:

• بدون اسیدهای هالوژن

• حداقل دود

• بدون باقیمانده فلزات سنگین

این ویژگی به ویژه در موارد زیر بسیار مهم استمناطق حفاظت‌شده دریایی، تأسیسات ساحلی نزدیک مناطق پرجمعیت، یا سکوهای هیبریدی فراساحلی که در آنها ایمنی و پایداری باید همزمان وجود داشته باشند.

رعایت استانداردهای جهانی مانند:

• EN 50267-2-1(انتشار گاز اسیدی)

• EN 61034-2(کدورت دود)

• IEC 60754-1 و -2(اندازه‌گیری گاز در حین احتراق)

... تضمین می‌کند که کابل‌های XLPOرعایت مقررات زیست محیطیو از اکوسیستم‌ها و اپراتورهای انسانی در تأسیسات دریایی محافظت کنند.

مزایای فرمولاسیون بدون هالوژن

کابل‌های XLPO بدون هالوژن نه تنها در هنگام سوختن ایمن‌تر هستند، بلکه ...در طول چرخه عمر خود، مسئولیت‌پذیر در برابر محیط زیست باشندمزایای کلیدی عبارتند از:

• کاهش خطر خوردگیدر محفظه‌های الکتریکی و اجزای فلزی به دلیل عدم وجود کلر یا برم

• تأثیر زیست‌محیطی کمتردر طول تولید و دفع

• ایمنی کارگران بهبود یافتهدر حین نصب، برش و جابجایی کابل

در محیط‌های دریایی، جایی که کابل‌ها نصب می‌شونداکوسیستم‌های آبی حساسمواد بدون هالوژن از نشت بقایای سمی که می‌توانند بر موارد زیر تأثیر بگذارند، جلوگیری می‌کنند:

• کیفیت آب

• صخره‌های مرجانی یا حیات گیاهی ساحلی

• ماهی‌ها و سخت‌پوستان در مناطق آبزی‌پروری

این امر XLPO را به انتخابی ایده‌آل برای توسعه‌دهندگان، شرکت‌های آب و برق و دولت‌های آگاه به محیط زیست تبدیل می‌کند.زیرساخت‌های انرژی تجدیدپذیر پایدارروی دریا یا نزدیک آن.

سازگاری با اکوسیستم‌های دریایی

با رشد نیروگاه‌های خورشیدی شناور،ادغام با اهداف تنوع زیستی دریاییدر حال افزایش است. برخی از پروژه‌های آینده‌نگر حتی آرایه‌های PV شناور را به کار می‌گیرند که:

• همزیستی با قفس‌های پرورش آبزیان

• ایجاد مناطق سایه‌دار برای رشد جلبک‌ها

• زیستگاه‌هایی برای پرندگان یا ماهی‌ها در زیر سازه‌های پنلی ایجاد کنید

برای پشتیبانی از چنین ادغام زیست‌محیطی، کابل‌ها باید:

• از نشت مواد شیمیایی مضر جلوگیری کنید

• بدون آزاد کردن سموم، در برابر رسوب زیستی میکروبی مقاومت کنید

• حفظ pH خنثی در تعامل با آب شور

کابل‌های XLPO درجه دریایی، با شیمی پلیمری پایدار و بی‌اثر و رفتار غیرسمی خود، ...تناسب طبیعی برای چنین سیستم‌های ترکیبی انرژی-اکولوژی.

مزایای بلندمدت شامل موارد زیر است:

• کاهش تأخیر در صدور مجوزهای زیست‌محیطی

• تعامل مثبت ذینفعان با جوامع ساحلی

• انعطاف‌پذیری بیشتر در مواجهه با قوانین حفاظت از دریا در حال تحول

برنامه‌های کاربردی و سناریوهای استقرار در دنیای واقعی

مطالعات موردی از پروژه‌های فتوولتائیک ساحلی و فراساحلی

۱. پروژه شناور فتوولتائیک - استان شاندونگ، چین (۲۰۲۲)
این پروژه که در یک مرداب شور در نزدیکی دریای زرد واقع شده بود، برای جابجایی به کابل‌های قوی نیاز داشت.شوری بالا و سیلاب‌های فصلیکابل‌های PV مبتنی بر XLPO به دلیل مقاومت در برابر آب و مقاومت در برابر شعله انتخاب شدند. نظارت بر عملکرد پس از 12 ماه نشان دادبدون کاهش مقاومت عایقیو کانکتورها عاری از خوردگی باقی ماندند.

۲. پروژه آزمایشی خورشیدی فراساحلی - هلند (۲۰۲۱)
در یک آزمایش پیشگامانه در دریای شمال، مهندسان کابل‌های XLPO با درجه دریایی را در برابر مواد سنتی آزمایش کردند. فقط کابل‌های XLPO از همه آزمایش‌ها سربلند بیرون آمدند.آزمایش‌های اسپری نمک، غوطه‌وری و مقاومت در برابر اشعه ماوراء بنفشو در محیط‌های باد شدید و موج، بدون هیچ نقصی به کار خود ادامه می‌دهد.

۳. سیستم هیبریدی فتوولتائیک-آبزی‌پروری مبتنی بر مخزن - اندونزی (۲۰۲۳)
کابل‌های XLPO یک مزرعه پرورش ماهی هیبریدی و یک آرایه خورشیدی شناور روی یک مخزن آب گرمسیری را تغذیه می‌کردند.خواص بیواستاتیکتجمع جلبک را به حداقل رساند و باعث کاهش تمیزکاری و نگهداری شد. بازخورد تیم عملیات، موارد زیر را برجسته کرد:سهولت نصب و دوام در آب و هوای مرطوب و گرم.

این مثال‌ها نشان می‌دهند که چگونهفناوری کابل دریایی XLPO که در میدان آزمایش شده است، امکان استقرار پایدار و قابل اعتماد انرژی خورشیدی را فراهم می‌کند.در شرایط دریایی واقعی.

مقایسه طول عمر سیستم با جنس کابل‌های مختلف

هنگام انتخاب جنس کابل، عملکرد بلندمدت سیستم بسیار مهم است. بیایید طول عمر پیش‌بینی‌شده انواع کابل را در تنظیمات PV دریایی مقایسه کنیم:

طول عمر بسیار طولانی‌تر مواد XLPO موارد زیر را کاهش می‌دهد:

• هزینه‌های جایگزینی

• خرابی به دلیل خرابی کابل

• هزینه‌های نیروی کار و لجستیک نگهداری

این طول عمر همچنین به این معنی استهزینه تراز شده برق (LCOE) پایین‌تربرای پروژه‌های فتوولتائیک شناور - که به آنها کمک می‌کند تا به طور مؤثرتری با سیستم‌های زمینی رقابت کنند.

بازگشت سرمایه از بهبود قابلیت اطمینان کابل

در حالی که کابل‌های XLPO درجه دریایی ممکن است حامل ... باشندهزینه اولیه کمی بالاتر، بازگشت سرمایه آنها به دلایل زیر افزایش می‌یابد:

• خطاهای سیستم کمتر

• کاهش ماموریت‌های تعمیر (به‌ویژه در مناطق فراساحلی)

• دوره‌های گارانتی تمدید شده

• شرایط بیمه بهتر به دلیل کاهش خطر آتش‌سوزی/خوردگی

برای سیستم‌های خورشیدی شناور در مقیاس بزرگ (۱۰ مگاوات+)، صرفه‌جویی در بهره‌برداری و نگهداری مربوط به کابل می‌تواند به ...سالانه ده‌ها هزار دلارعلاوه بر این، زمان آماده به کار با انرژی بیشتر افزایش می‌یابد.درآمد حاصل از تعرفه خوراک دام or تضمین تحویل PPA، که سرمایه‌گذاری در کابل‌های XLPO را نه تنها از نظر فنی منطقی می‌کند، بلکهاز نظر مالی استراتژیک.

نوآوری‌ها و مسیرهای آینده

نانوپوشش‌ها برای محافظت بیشتر در برابر خوردگی

در حالی که مواد XLPO در حال حاضر مقاومت بسیار خوبی در برابر خوردگی ارائه می‌دهند، آینده فناوری کابل‌های فتوولتائیک دریایی در ... نهفته است.پوشش‌های سطحی چند منظورهکه لایه‌های حفاظتی بیشتری را فراهم می‌کنند. یکی از هیجان‌انگیزترین نوآوری‌ها در این حوزه، توسعه‌ینانوپوشش‌هاکه از فیلم‌های در مقیاس مولکولی برای بهبود موارد زیر استفاده می‌کنند:

• آبگریزی(دفع آب و نمک)

• خواص ضد میکروبی و ضد رسوب زیستی

• مسدود کردن اشعه ماوراء بنفش در سطح پلیمر

این نانوپوشش‌ها اغلب از مواد زیر ساخته می‌شوند:

• مواد مبتنی بر سیلان

• فلوروپلیمرها

• پلیمرهای تزریق‌شده با گرافن

نانوپوشش‌ها وقتی روی روکش‌های XLPO اعمال می‌شوند، می‌توانند عمر کابل را از طریق موارد زیر افزایش دهند:

• جلوگیری از چسبندگی نمک

• کاهش تخریب سطح

• آسان‌تر کردن نظافت و نگهداری

چندین برنامه تحقیقاتی در اروپا و آسیا در حال آزمایش هستندپوشش‌های خود ترمیم شوندهکه به طور خودکار میکروترک‌ها را قبل از ورود آب دوباره آب‌بندی می‌کنند - که باعث بهبود بیشتر مقاومت کابل‌ها در کاربردهای دریایی می‌شود.

فناوری‌های کابل هوشمند (خود عیب‌یابی، حسگرها)

یکی دیگر از مرزهای تکامل کابل‌های فتوولتائیک دریایی، ادغام ... است.فناوری‌های هوشمنددر زیرساخت کابلی. این شامل موارد زیر است:

• حسگرهای دمای جاسازی‌شده

• مانیتورهای مقاومت عایق

• آشکارسازهای جریان نشتی

• مدل‌سازی دوقلوی دیجیتال برای نگهداری و تعمیرات پیش‌بینی‌کننده

این ویژگی‌ها به اپراتورها این امکان را می‌دهد که:

• سلامت کابل را از راه دور پیگیری کنید

• دریافت هشدار قبل از وقوع خطا

• بهینه سازی توزیع بار برای افزایش طول عمر

• انجام بررسی‌های تعمیر و نگهداری غیرتهاجمی

برای سیستم‌های فتوولتائیک شناور - به ویژه آن‌هایی که دور از ساحل یا در مخازن صعب‌العبور هستند - سیستم‌های کابلی هوشمند می‌توانندسالانه صدها ساعت کار صرفه‌جویی کنیدو ایمنی را به طور قابل توجهی بهبود می بخشد.

این فناوری‌ها در ترکیب با انعطاف‌پذیری فیزیکی XLPO، مزایای زیر را ارائه می‌دهند:راهکار کابل‌کشی هوشمند و قابل اعتمادبرای نسل بعدی زیرساخت‌های خورشیدی دریایی.

ادغام با پلتفرم‌های هوشمند شناور فتوولتائیک

با پیشرفته‌تر شدن سکوهای خورشیدی شناور - که شامل موارد زیر است -

• پنل‌های خودجهت‌گیر

• مقیاس‌پذیری ماژولار

• ذخیره‌سازی انرژی یکپارچه

...نقش کابل‌ها پیچیده‌تر و دشوارتر می‌شود. کابل‌ها نه تنها باید انتقال برق را انجام دهند، بلکه باید:

• پشتیبانیارتباط داده

• ادغام باپلتفرم‌های ماژولار plug-and-play

• اجازه دادن برایمونتاژ/ دمونتاژ سریع

کابل‌های XLPO دریاییِ آماده برای آینده با موارد زیر طراحی می‌شوند:

• معماری چند هسته‌ای

• ادغام فیبر نوری

• کانکتورهای از پیش سربندی شده برای استقرار سریع

این رویکرد یکپارچه، زمان نصب را کاهش می‌دهد، پشتیبانی می‌کندکنترل سیستم دینامیکیو با روندهای جهانی به سمت ... همسو است.سیستم‌های انرژی تجدیدپذیر خودکار و مدیریت‌شده توسط هوش مصنوعی.

مشارکت تولیدکنندگان در نوآوری کابل‌های دریایی

تلاش‌های توسعه‌ای در مهندسی مواد

تولیدکنندگان پیشرو کابل به شدت در حال سرمایه‌گذاری هستندتحقیقات پلیمریبرای توسعه موادی که بتوانند در برابر نیازهای شدید سیستم‌های فتوولتائیک سطح دریا مقاومت کنند. این تلاش‌ها بر موارد زیر متمرکز است:

• اصلاح تکنیک‌های اتصال عرضیبرای انسجام بهتر

• ترکیب پلیمرهای زیستیبرای پایداری

• فرموله کردن سطوح با چسبندگی کمبرای مبارزه با رسوب گذاری

موادی مانند XLPO-UV-M (XLPO با درجه دریایی و محافظت در برابر اشعه ماوراء بنفش افزایش یافته) و XLPO-FR-O (بهینه شده برای مقاومت در برابر شعله و روغن) در حال حاضر در پروژه‌های بزرگ مورد استفاده قرار می‌گیرند.

تولیدکنندگان همچنین در تحقیق و توسعه مشترک با دانشگاه‌ها و آزمایشگاه‌های آزمایش مشارکت می‌کنند تا عملکرد را در شرایط شبیه‌سازی شده پیری دریایی، رسوب زیستی و خوردگی تأیید کنند.

آزمایش و صدور گواهینامه برای عملکرد در سطح دریایی

برای اطمینان از پذیرش جهانی و ایمنی، تولیدکنندگان اکنون پیشنهادات کابل دریایی خود را با موارد زیر هماهنگ می‌کنند:

• طبقه‌بندی دریایی DNV GL و Bureau Veritas

• IEC 62930 (برای کابل‌های فتوولتائیک در شرایط سخت)

• گواهینامه‌های آزمایشگاه معتبر ISO/IEC 17025

برخی حتی برای اثبات این موضوع، تحت ارزیابی‌های زیست‌محیطی شخص ثالث قرار می‌گیرند.سمیت کم و قابلیت بازیافت، کمک به پروژه‌ها برای واجد شرایط بودنتامین مالی سبز یا اعتبارات کربن.

این گواهینامه‌ها اعتماد بین توسعه‌دهندگان و تنظیم‌کنندگان را بهبود می‌بخشند و راه را برایگسترش بین‌المللی فتوولتائیک شناوربا استفاده از کابل‌های استاندارد و با کارایی بالا در صنعت دریایی.

مشارکت با یکپارچه‌سازان سیستم فتوولتائیک شناور

علاوه بر توسعه مواد، تولیدکنندگان کابل به طور فزاینده‌ای با موارد زیر همکاری می‌کنند:

• طراحان پلتفرم

• تولیدکنندگان ماژول

• پیمانکاران EPC

… برای تحویل دادنراهکارهای کابل فتوولتائیک دریایی کلید در دستکه با هندسه‌های خاص سیستم، استراتژی‌های مهاربندی و پیکربندی‌های قدرت مطابقت دارند.

این ادغام عمودی موارد زیر را تضمین می‌کند:

• طرح‌بندی‌های بهینه مسیریابی کابل

• کیت‌های آماده به کار (plug-and-play kits) از پیش تأیید شده

• زمان و هزینه نصب کمتر

چنین مشارکت‌هایی، استقرار انرژی خورشیدی دریایی را تسریع کرده و بهبود می‌بخشند.عملکرد در سطح سیستم، ایجاد کابل‌ها نه تنها به عنوان اجزا، بلکه به عنوانعوامل استراتژیک موفقیت سیستم‌های فتوولتائیک شناور.

نتیجه‌گیری: ساخت زیرساخت‌های بادوام فتوولتائیک در دریا

خلاصه‌ای از مزایای XLPO در کاربردهای دریایی

در محیط دریایی بی‌رحم، جایی که آب شور، خورشید، باد و فعالیت‌های بیولوژیکی با هم تلاقی می‌کنند، تنها سخت‌ترین مواد زنده می‌مانند. XLPO خود را به عنوان ... ثابت کرده است.استاندارد طلایی برای کابل‌های فتوولتائیک مقاوم در برابر خوردگی، ارائه می‌دهد:

• مقاومت عالی در برابر آب و غبار نمک

• پایداری حرارتی و فرابنفش عالی

• ایمنی بدون هالوژن، مقاوم در برابر شعله

• استحکام مکانیکی و قابلیت اطمینان درازمدت

• سازگاری با تاسیسات دریایی حساس به محیط زیست

اهمیت استراتژیک کابل‌های مقاوم در برابر خوردگی

کابل‌ها ممکن است بخش کوچکی از یک منظومه شمسی به نظر برسند، اما در سیستم‌های فتوولتائیک دریایی، ...حلقه حیاتی در زنجیرهخرابی یک کابل می‌تواند منجر به موارد زیر شود:

• اتلاف برق در سطح سیستم

• ماموریت‌های تعمیر و نگهداری پرهزینه

• آسیب به اعتبار در پروژه‌های انرژی سبز

سرمایه‌گذاری روی کابل‌های باکیفیت و مقاوم در برابر خوردگی مانند کابل‌های فتوولتائیک دریایی مبتنی بر XLPO فقط یک مهندسی خوب نیست، بلکه ...کسب و کار هوشمند.

آنها فعال می‌کنند:

• زمان روشن بودن سیستم بالاتر

• دوره‌های گارانتی طولانی‌تر

• هزینه کل مالکیت (TCO) پایین‌تر

... و از همه مهمتر،اعتماد به نفسدر توانایی سیستم برای تحمل سخت‌ترین چالش‌های طبیعت.

چشم‌انداز نهایی در مورد رشد و نوآوری در حوزه فتوولتائیک دریایی

همچنان که ملت‌ها برای دستیابی به اهداف انرژی تجدیدپذیر به دریا روی می‌آورند،فتوولتائیک‌های دریایی نقش تعیین‌کننده‌ای ایفا خواهند کرددر گذار جهانی. با نوآوری در مواد کابل، نظارت هوشمند و طراحی ماژولار، مسیر پیش رو روشن است.

فناوری‌های کابل XLPO درجه دریایی عبارتند ازنه تنها برای آینده آماده‌اند - بلکه آن را شکل می‌دهند.

سوالات متداول

سوال ۱: چه چیزی کابل‌های فتوولتائیک دریایی را از کابل‌های فتوولتائیک استاندارد متمایز می‌کند؟
کابل‌های فتوولتائیک دریایی برای مقاومت در برابر آب شور، اشعه ماوراء بنفش، رطوبت و رسوب بیولوژیکی مهندسی شده‌اند. آن‌ها عایق‌بندی عالی، مقاومت در برابر خوردگی و دوام در محیط‌های خشن را ارائه می‌دهند.

سوال ۲: چرا XLPO در کاربردهای فتوولتائیک سطح دریا نسبت به PVC ارجحیت دارد؟
XLPO عاری از هالوژن است، مقاومت بالاتری در برابر اشعه ماوراء بنفش و آب دارد و پایداری حرارتی و مکانیکی بهتری را فراهم می‌کند. PVC در شرایط دریایی شکننده می‌شود، ترک می‌خورد و دچار خوردگی می‌شود.

س ۳: این کابل‌ها چگونه در معرض آب شور برای مدت طولانی قرار می‌گیرند؟
مواد XLPO به گونه‌ای طراحی شده‌اند که غیر متخلخل باشند و در برابر نفوذ یون‌های نمک مقاوم باشند. با آب‌بندی مناسب ژاکت، از ورود آب و خوردگی هادی به مدت بیش از ۲۵ سال جلوگیری می‌کنند.

Q4: آیا کابل‌های فتوولتائیک دریایی سازگار با محیط زیست هستند؟
بله. XLPO بدون هالوژن، کم دود و غیرسمی در احتراق است. این ماده مطابق با استانداردهای جهانی محیط زیست است و برای اکوسیستم‌های دریایی بی‌خطر است.

سوال ۵: طول عمر مورد انتظار کابل‌های فتوولتائیک دریایی چقدر است؟
با نصب مناسب و مواد با کیفیت (مانند XLPO)، کابل‌های PV دریایی می‌توانند دوام بیاورند.۲۵ تا ۳۰ سال، معادل یا بیشتر از عمر مفید منظومه شمسی.