Instalasi surya lepas pantai dan terapung telah mengalami pertumbuhan pesat seiring upaya pengembang untuk memanfaatkan permukaan air yang belum dimanfaatkan secara optimal dan mengurangi persaingan lahan. Pasar PLTS terapung bernilai USD 7,7 miliar pada tahun 2024 dan diproyeksikan akan tumbuh secara stabil dalam dekade mendatang, didorong oleh kemajuan teknologi dalam material dan sistem tambatan serta kebijakan yang mendukung di berbagai wilayah. Dalam konteks ini, kabel fotovoltaik laut menjadi komponen penting: kabel tersebut harus tahan terhadap air asin yang keras, paparan sinar UV, tekanan mekanis dari gelombang, dan biofouling selama masa pakai yang panjang. Standar 2PfG 2962 dari TÜV Rheinland (yang mengarah ke Tanda TÜV Bauart) secara khusus mengatasi tantangan ini dengan mendefinisikan persyaratan pengujian dan sertifikasi kinerja untuk kabel dalam aplikasi PLTS laut.
Artikel ini mengkaji bagaimana produsen dapat memenuhi persyaratan 2PfG 2962 melalui pengujian kinerja dan praktik desain yang tangguh.
1. Tinjauan Umum Standar 2PfG 2962
Standar 2PfG 2962 adalah spesifikasi TÜV Rheinland yang dirancang khusus untuk kabel fotovoltaik yang ditujukan untuk aplikasi kelautan dan terapung. Standar ini didasarkan pada norma-norma umum kabel PV (misalnya, IEC 62930 / EN 50618 untuk PV berbasis darat) tetapi menambahkan pengujian yang ketat untuk air asin, UV, kelelahan mekanis, dan stresor spesifik kelautan lainnya. Tujuan standar ini mencakup memastikan keamanan kelistrikan, integritas mekanis, dan daya tahan jangka panjang dalam kondisi lepas pantai yang bervariasi dan menantang. Standar ini berlaku untuk kabel DC dengan rating hingga 1.500 V yang digunakan dalam sistem PV dekat pantai dan terapung, yang membutuhkan kontrol kualitas produksi yang konsisten agar kabel bersertifikat dalam produksi massal sesuai dengan prototipe yang diuji.
2. Tantangan Lingkungan dan Operasional untuk Kabel PV Laut
Lingkungan laut menimbulkan beberapa tekanan bersamaan pada kabel:
Korosi air garam dan paparan bahan kimia: Perendaman terus-menerus atau terputus-putus dalam air laut dapat merusak pelapisan konduktor dan merusak selubung polimer.
Radiasi UV dan penuaan akibat sinar matahari: Paparan sinar matahari langsung pada susunan terapung mempercepat kerapuhan polimer dan retak permukaan.
Suhu ekstrem dan siklus termal: Variasi suhu harian dan musiman menyebabkan siklus ekspansi/kontraksi, yang menekan ikatan isolasi.
Tekanan mekanis: Gerakan gelombang dan gerakan yang didorong oleh angin menyebabkan pembengkokan dinamis, pelenturan, dan potensi abrasi terhadap pelampung atau perangkat keras tambatan.
Biofouling dan organisme laut: Pertumbuhan alga, teritip, atau koloni mikroba pada permukaan kabel dapat mengubah pembuangan panas dan menambah tekanan lokal.
Faktor khusus pemasangan: Penanganan selama pemasangan (misalnya, melepas drum), pembengkokan di sekitar konektor, dan tegangan pada titik terminasi.
Faktor-faktor gabungan ini sangat berbeda dari susunan berbasis daratan, sehingga memerlukan pengujian khusus berdasarkan 2PfG 2962 untuk mensimulasikan kondisi laut yang realistis.
3. Persyaratan Pengujian Kinerja Inti berdasarkan 2PfG 2962
Pengujian kinerja utama yang diamanatkan oleh 2PfG 2962 biasanya meliputi:
Uji isolasi dan dielektrik listrik: Uji ketahanan tegangan tinggi (misalnya, uji tegangan DC) dalam ruangan air atau kelembapan untuk memastikan tidak ada kerusakan saat terendam.
Resistansi isolasi dari waktu ke waktu: Memantau resistansi isolasi saat kabel terendam dalam air garam atau lingkungan lembab untuk mendeteksi masuknya kelembapan.
Pemeriksaan ketahanan tegangan dan pelepasan sebagian: Memastikan bahwa isolasi dapat mentoleransi tegangan desain ditambah batas keamanan tanpa pelepasan sebagian, bahkan setelah penuaan.
Uji mekanis: Uji kekuatan tarik dan perpanjangan bahan insulasi dan selubung setelah siklus paparan; uji kelelahan lentur yang mensimulasikan pelenturan akibat gelombang.
Fleksibilitas dan uji kelenturan berulang: Pembengkokan berulang kali pada mandrel atau alat uji kelenturan dinamis untuk meniru gerakan gelombang.
Ketahanan abrasi: Simulasi kontak dengan pelampung atau elemen struktural, mungkin menggunakan media abrasif, untuk menilai daya tahan selubung.
4. Uji penuaan lingkungan
Semprotan garam atau perendaman dalam air laut simulasi selama durasi lama untuk mengevaluasi korosi dan degradasi polimer.
Ruang paparan UV (pelapukan yang dipercepat) untuk menilai kerapuhan permukaan, perubahan warna, dan pembentukan retakan.
Evaluasi hidrolisis dan penyerapan air, sering kali melalui perendaman yang lama dan pengujian mekanis sesudahnya.
Siklus termal: Siklus antara suhu rendah dan tinggi dalam ruang terkendali untuk mengungkap delaminasi isolasi atau retakan mikro.
Ketahanan kimia: Paparan terhadap minyak, bahan bakar, bahan pembersih, atau senyawa antifouling yang umum ditemukan di lingkungan laut.
Ketahanan api atau perilaku api: Untuk instalasi tertentu (misalnya, modul tertutup), memeriksa apakah kabel memenuhi batas perambatan api (misalnya, IEC 60332-1).
Penuaan jangka panjang: Uji umur yang dipercepat dengan menggabungkan suhu, sinar UV, dan paparan garam untuk memperkirakan umur pemakaian dan menetapkan interval pemeliharaan.
Pengujian ini memastikan kabel mempertahankan kinerja listrik dan mekanik selama masa pakai beberapa dekade yang diharapkan dalam penerapan PV laut.
5. Menafsirkan Hasil Uji dan Mengidentifikasi Mode Kegagalan
Setelah pengujian:
Pola degradasi umum: Retakan isolasi akibat UV atau siklus termal; korosi atau perubahan warna konduktor akibat masuknya garam; kantong air yang menunjukkan kegagalan segel.
Menganalisis tren resistansi isolasi: Penurunan bertahap saat uji perendaman dapat menandakan formulasi material yang tidak optimal atau lapisan penghalang yang tidak memadai.
Indikator kegagalan mekanis: Hilangnya kekuatan tarik pasca-penuaan menunjukkan kerapuhan polimer; berkurangnya pemanjangan menunjukkan peningkatan kekakuan.
Penilaian risiko: Membandingkan margin keselamatan yang tersisa dengan tegangan operasi dan beban mekanis yang diharapkan; menilai apakah tujuan masa pakai (misalnya, 25+ tahun) dapat dicapai.
Umpan balik: Hasil pengujian menginformasikan penyesuaian material (misalnya, konsentrasi penstabil UV yang lebih tinggi), penyesuaian desain (misalnya, lapisan selubung yang lebih tebal), atau peningkatan proses (misalnya, parameter ekstrusi). Mendokumentasikan penyesuaian ini sangat penting untuk pengulangan produksi.
Interpretasi sistematis mendukung perbaikan dan kepatuhan yang berkelanjutan
6. Pemilihan Material dan Strategi Desain untuk Mematuhi 2PfG 2962
Pertimbangan utama:
Pilihan konduktor: Konduktor tembaga merupakan standar; tembaga kaleng mungkin lebih disukai untuk meningkatkan ketahanan terhadap korosi di lingkungan air asin.
Senyawa isolasi: Poliolefin ikatan silang (XLPO) atau polimer yang diformulasikan secara khusus dengan penstabil UV dan aditif tahan hidrolisis untuk mempertahankan fleksibilitas selama beberapa dekade.
Bahan sarung: Senyawa pelapis kuat dengan antioksidan, penyerap UV, dan pengisi untuk menahan abrasi, semprotan garam, dan suhu ekstrem.
Struktur berlapis: Desain berlapis-lapis dapat mencakup lapisan semikonduktor bagian dalam, film penghalang kelembapan, dan jaket pelindung luar untuk menghalangi masuknya air dan kerusakan mekanis.
Aditif dan pengisi: Penggunaan penghambat api (bila diperlukan), agen antijamur atau antimikroba untuk membatasi efek biofouling, dan pengubah dampak untuk menjaga kinerja mekanis.
Pelindung atau penguat: Untuk sistem terapung di air dalam atau sistem beban tinggi, menambahkan logam jalinan atau penguat sintetis untuk menahan beban tarik tanpa mengurangi fleksibilitas.
Konsistensi produksi: Kontrol yang tepat terhadap resep peracikan, suhu ekstrusi, dan laju pendinginan untuk memastikan sifat material yang seragam dari batch ke batch.
Pemilihan material dan desain dengan kinerja yang terbukti dalam aplikasi kelautan atau industri yang serupa membantu memenuhi persyaratan 2PfG 2962 dengan lebih mudah diprediksi
7. Kontrol Kualitas dan Konsistensi Produksi
Mempertahankan sertifikasi dalam tuntutan produksi volume:
Inspeksi in-line: Pemeriksaan dimensi rutin (ukuran konduktor, ketebalan isolasi), inspeksi visual untuk cacat permukaan, dan verifikasi sertifikat batch material.
Jadwal pengujian sampel: Pengambilan sampel berkala untuk pengujian utama (misalnya, resistansi isolasi, uji tarik) yang mereplikasi kondisi sertifikasi untuk mendeteksi penyimpangan sejak dini.
Ketertelusuran: Mendokumentasikan nomor lot bahan baku, parameter peracikan, dan kondisi produksi untuk setiap kelompok kabel guna memungkinkan analisis akar penyebab jika timbul masalah.
Kualifikasi pemasok: Memastikan pemasok polimer dan aditif secara konsisten memenuhi spesifikasi (misalnya, peringkat ketahanan UV, kandungan antioksidan).
Kesiapan audit pihak ketiga: Memelihara catatan pengujian, log kalibrasi, dan dokumen kontrol produksi yang menyeluruh untuk audit atau sertifikasi ulang TÜV Rheinland.
Sistem manajemen mutu yang kuat (misalnya, ISO 9001) yang terintegrasi dengan persyaratan sertifikasi membantu produsen mempertahankan kepatuhan
jangka panjang
Sertifikasi TÜV 2PfG 2962 dari Danyang Winpower Wire and Cable Mfg Co., Ltd.
Pada tanggal 11 Juni 2025, dalam Konferensi dan Pameran Internasional Energi Surya Fotovoltaik dan Cerdas (SNEC PV+2025) ke-18 (2025), TÜV Rheinland menerbitkan sertifikat sertifikasi tipe TÜV Bauart Mark untuk kabel sistem fotovoltaik lepas pantai berdasarkan standar 2PfG 2962 kepada Danyang Weihexiang Cable Manufacturing Co., Ltd. (selanjutnya disebut "Weihexiang"). Bapak Shi Bing, Manajer Umum Bisnis Komponen Produk dan Layanan Surya dan Komersial TÜV Rheinland Tiongkok Raya, dan Bapak Shu Honghe, Manajer Umum Danyang Weihexiang Cable Manufacturing Co., Ltd., menghadiri upacara penyerahan sertifikat dan menyaksikan hasil kerja sama ini.
Waktu posting: 24-Jun-2025