Por qué son importantes las pruebas de tracción para cables fotovoltaicos en entornos hostiles

A medida que la energía solar continúa impulsando la transición global hacia la electricidad limpia, la fiabilidad de los componentes de los sistemas fotovoltaicos (FV) se ha vuelto más crucial que nunca, especialmente en entornos hostiles como desiertos, tejados, paneles solares flotantes y plataformas marinas. Entre todos los componentes,Cables fotovoltaicos Son las líneas vitales de la transmisión de energía. Para garantizar la durabilidad y el rendimiento a largo plazo, una prueba mecánica es fundamental:pruebas de tracción.

Este artículo explora qué significan las pruebas de tracción para los cables fotovoltaicos, por qué son esenciales, qué normas las rigen y cómo los materiales y la estructura del cable afectan la resistencia a la tracción.

1. ¿Qué son las pruebas de tracción en cables fotovoltaicos?

La prueba de tracción es un procedimiento mecánico que se utiliza para medir la capacidad de un material o componente para resistirfuerzas de tracciónHasta la falla. En el caso de los cables fotovoltaicos, determina la tensión mecánica que pueden soportar los componentes del cable (como el aislamiento, la cubierta y el conductor) antes de romperse o deformarse.

En una prueba de tracción, se sujeta una muestra de cable en ambos extremos y se separa utilizando unmáquina de pruebas universalA velocidad controlada. Se toman medidas para:

• Fuerza de ruptura(medido en Newtons o MPa),

• Alargamiento de rotura(cuánto se estira antes de fallar), y

• Resistencia a la tracción(máxima tensión que puede soportar el material).

Se realizan pruebas de tracción encapas individualesdel cable (aislamiento y cubierta) y, en ocasiones, del conjunto completo, dependiendo de los requisitos estándar.

2. ¿Por qué realizar pruebas de tracción en cables fotovoltaicos?

Las pruebas de tracción no son una mera formalidad de laboratorio: se correlacionan directamente con el rendimiento del cable en el mundo real.

Razones clave por las que los cables fotovoltaicos requieren pruebas de tracción:

• Estrés de instalación:Durante el encordado, tracción y doblado, los cables están expuestos a tensión que puede provocar daños internos si la resistencia es insuficiente.

• Desafíos ambientales:La presión del viento, las cargas de nieve, la vibración mecánica (por ejemplo, de los rastreadores) o la erosión de la arena pueden ejercer fuerza a lo largo del tiempo.

• Garantía de seguridad:Los cables bajo tensión que se agrietan, se parten o pierden conductividad pueden provocar pérdidas de energía o incluso fallas de arco.

• Cumplimiento y confiabilidad:Los proyectos en entornos de gran escala, comerciales y extremos exigen propiedades mecánicas certificadas para cumplir con los estándares globales.

En resumen, la prueba de tracción garantiza que el cable pueda soportarestrés mecánico sin fallo, reduciendo los riesgos y mejorando la estabilidad a largo plazo.

3. Normas de la industria que rigen las pruebas de tracción de cables fotovoltaicos

Los cables fotovoltaicos deben cumplir con estrictas normas internacionales que describen los requisitos mínimos de tracción para las diferentes partes del cable.

Los estándares clave incluyen:

• IEC 62930:Especifica la resistencia a la tracción y el alargamiento de los materiales de aislamiento y revestimiento antes y después del envejecimiento.

• EN 50618:La norma europea para cables fotovoltaicos, que requiere pruebas de robustez mecánica, incluida la resistencia a la tracción de las cubiertas y el aislamiento.

• TÜV 2PfG 1169/08.2007:Se centra en cables para sistemas fotovoltaicos con tensiones nominales de hasta 1,8 kV CC, incluidos requisitos detallados de pruebas de tracción y alargamiento.

• UL 4703 (para el mercado estadounidense):También incluye pruebas de resistencia a la tracción durante la evaluación del material.

Cada norma define:

• Resistencia mínima a la tracción(por ejemplo, ≥12,5 MPa para aislamiento XLPE),

• Alargamiento de rotura(por ejemplo, ≥125 % o más dependiendo del material),

• Condiciones de prueba de envejecimiento(por ejemplo, envejecimiento en horno a 120 °C durante 240 horas), y

• Procedimientos de prueba(longitud de la muestra, velocidad, condiciones ambientales).

Estas normas garantizan que los cables sean lo suficientemente duraderos para satisfacer las demandas de las instalaciones solares en todo el mundo.

4. Cómo los materiales y la estructura del cable influyen en el rendimiento de tracción

No todos los cables fotovoltaicos son iguales.composición del materialydiseño de cablesjuegan un papel importante en la determinación de la resistencia a la tracción.

Impacto material:

• XLPE (polietileno reticulado):Ofrece una resistencia a la tracción y estabilidad térmica superiores, comúnmente utilizadas en cables con clasificación EN 50618.

• CLORURO DE POLIVINILO:Más asequible, pero con menor resistencia mecánica, por lo que es menos preferido en aplicaciones fotovoltaicas en exteriores o a gran escala.

• TPE/LSZH:Opciones de bajo humo y libres de halógenos que equilibran la flexibilidad y un rendimiento de tracción moderado.

Impacto del conductor:

• Cobre estañado:Agrega resistencia a la corrosión y mejora la unión mecánica con el aislamiento.

• Varado vs. Sólido:Los conductores trenzados mejoran la flexibilidad y reducen el riesgo de rotura bajo tensión repetida.

Diseño estructural:

• Refuerzo de la vaina:Algunos cables fotovoltaicos incluyen diseños de fibra de aramida o de doble revestimiento para una mayor resistencia a la tracción.

• Multinúcleo vs. Núcleo único:Los cables multinúcleo generalmente tienen un comportamiento mecánico más complejo, pero pueden beneficiarse de rellenos reforzados.

La selección de materiales de alta calidad y un diseño de estructura optimizado mejoran significativamente la capacidad de un cable para pasar pruebas de tracción y funcionar en condiciones de campo.

Conclusión

La prueba de tracción es un punto de referencia fundamental para garantizar larobustez mecánicade cables fotovoltaicos. En entornos difíciles, ya sea bajo el sol abrasador, vientos fuertes o la niebla marina,La falla del cable no es una opción.

Al comprender las pruebas de tracción, seleccionar productos compatibles y obtenerlos de fabricantes certificados, los EPC solares, los desarrolladores y los equipos de adquisiciones pueden garantizarSuministro de energía seguro, eficiente y duradero.

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