過酷な環境における太陽光発電ケーブルの引張試験が重要な理由

太陽エネルギーがクリーン電力への世界的な移行を牽引し続ける中、太陽光発電(PV)システムコンポーネントの信頼性は、特に砂漠、屋上、浮体式太陽光発電パネル、洋上プラットフォームといった過酷な環境において、これまで以上に重要になっています。すべてのコンポーネントの中でも、太陽光発電ケーブル エネルギー伝達の生命線です。長期的な耐久性と性能を確保するためには、ある機械試験が特に重要です。引張試験.

この記事では、PV ケーブルにとって引張試験が何を意味するのか、なぜそれが重要なのか、どのような基準で規制されているのか、そして材料とケーブル構造が引張強度にどのように影響するのかについて説明します。

1. PV ケーブルの引張試験とは何ですか?

引張試験は、材料または部品の抵抗力を測定するために使用される機械的手順です。引っ張る力破損するまで。太陽光発電ケーブルの場合、絶縁体、シース、導体などのケーブル構成部品が破損または変形するまでにどれだけの機械的ストレスに耐えられるかを決定します。

引張試験では、ケーブルサンプルの両端をクランプし、万能試験機制御された速度で測定されるもの:

  • 破壊力(ニュートンまたはMPaで測定)

  • 破断時の伸び(破損するまでにどれだけ伸びるか)、そして

  • 抗張力(材料が耐えられる最大の応力)。

引張試験は、個々のレイヤー標準要件に応じて、ケーブル(絶縁体とシース)の一部、場合によっては完全なアセンブリが提供されます。

太陽光発電ケーブルの引張試験

2. 太陽光発電ケーブルの引張試験を実施する理由

引張試験は単なる実験室での形式的な試験ではなく、実際のケーブルの性能と直接相関します。

PVケーブルに引張試験が必要な主な理由:

  • 設置応力:ケーブルは、張力、引っ張り力、曲げ力にさらされるため、強度が不十分だと内部損傷を引き起こす可能性があります。

  • 環境上の課題:風圧、積雪荷重、機械的振動(トラッカーなどから)、砂の浸食などにより、時間の経過とともに力が加わることがあります。

  • 安全保証:張力がかかっているケーブルが割れたり、裂けたり、導電性を失ったりすると、エネルギー損失やアーク障害が発生する場合があります。

  • コンプライアンスと信頼性:実用規模、商業、極限環境におけるプロジェクトでは、世界基準を満たす認定された機械的特性が求められます。

つまり、引張試験はケーブルが耐えられるかどうかを保証するものである。故障のない機械的ストレスリスクを軽減し、長期的な安定性を向上させます。

3. PVケーブル引張試験に関する業界規格

太陽光発電ケーブルは、ケーブルのさまざまな部分に対する最小張力要件を規定した厳格な国際規格に準拠する必要があります。

主な標準は次のとおりです:

  • IEC 62930:絶縁材および被覆材の経年劣化前後の引張強度と伸びを指定します。

  • EN 50618:PV ケーブルの欧州規格。シースと絶縁体の引張強度を含む機械的堅牢性のテストが要求されます。

  • TÜV 2PfG 1169/08.2007:詳細な引張および伸びテストの要件を含む、最大 1.8 kV DC の電圧定格を持つ PV システム用のケーブルに焦点を当てています。

  • UL 4703(米国市場向け):材料評価時の引張強度テストも含まれます。

各規格では以下が定義されています。

  • 最小引張強度(例:XLPE絶縁の場合12.5MPa以上)

  • 破断時の伸び(例えば、材料によっては125%以上)

  • 老化試験条件(例えば、120℃で240時間のオーブン熟成)

  • テスト手順(サンプルの長さ、速度、環境条件)。

これらの規格により、ケーブルは世界中の太陽光発電設備の要求を満たすのに十分な耐久性を備えていることが保証されます。

4. ケーブルの材質と構造が引張性能に与える影響

すべてのPVケーブルが同じ品質というわけではありません。材料構成そしてケーブル設計引張強度を決定する上で重要な役割を果たします。

太陽光発電ケーブルのシース材料

物質的な影響:

  • XLPE(架橋ポリエチレン):優れた引張強度と熱安定性を備え、EN 50618 定格ケーブルでよく使用されます。

  • PVC:より手頃な価格ですが、機械的強度が低いため、屋外または実用規模の PV アプリケーションではあまり好まれません。

  • TPE / LSZH:柔軟性と適度な引張性能のバランスが取れた、低煙、ハロゲンフリーのオプション。

導体の影響:

  • 錫メッキ銅:耐腐食性を高め、絶縁材との機械的結合を改善します。

  • 撚線 vs. ソリッド:撚り線導体は柔軟性を向上させ、繰り返し張力を受けても破損するリスクを軽減します。

構造設計:

  • シース補強:一部の PV ケーブルには、引張抵抗力を高めるためにアラミド繊維または二重シース設計が採用されています。

  • マルチコアとシングルコア:多芯ケーブルは一般に機械的動作がより複雑ですが、強化された充填材を使用することでメリットが得られる場合があります。

高品質の材料の選択と最適化された構造設計により、ケーブルの引張試験合格能力と現場条件下での性能が大幅に向上します。

結論

引張試験は、機械的な堅牢性太陽光発電ケーブルの厳しい環境下、例えば灼熱の太陽、強風、沖合の波しぶきなど、ケーブルの故障は許されない.

引張試験を理解し、適合製品を選択し、認定メーカーから調達することで、太陽光発電EPC、開発者、調達チームは、安全で効率的、そして長持ちする電力供給.

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投稿日時: 2025年7月22日