Por que os testes de tração são importantes para cabos fotovoltaicos em ambientes agressivos

À medida que a energia solar continua a impulsionar a transição global para a eletricidade limpa, a confiabilidade dos componentes do sistema fotovoltaico (FV) tornou-se mais crítica do que nunca, especialmente em ambientes hostis como desertos, telhados, painéis solares flutuantes e plataformas offshore. Entre todos os componentes,Cabos fotovoltaicos são as linhas vitais da transmissão de energia. Para garantir durabilidade e desempenho a longo prazo, um teste mecânico se destaca pela importância:ensaio de tração.

Este artigo explora o que os testes de tração significam para cabos fotovoltaicos, por que eles são essenciais, quais padrões os regem e como os materiais e a estrutura do cabo afetam a resistência à tração.

1. O que é teste de tração em cabos fotovoltaicos?

O teste de tração é um procedimento mecânico usado para medir a capacidade de um material ou componente de resistirforças de traçãoaté a falha. No caso de cabos fotovoltaicos, determina a quantidade de estresse mecânico que os componentes do cabo — como isolamento, revestimento e condutor — podem suportar antes de se romperem ou deformarem.

Em um teste de tração, uma amostra de cabo é fixada em ambas as extremidades e separada usando ummáquina de teste universala uma velocidade controlada. As medições são realizadas para:

• Força de ruptura(medido em Newtons ou MPa),

• Alongamento na ruptura(quanto ele se estica antes da falha) e

• Resistência à tracção(tensão máxima que o material pode suportar).

Os ensaios de tração são realizados emcamadas individuaisdo cabo (isolamento e capa) e, às vezes, do conjunto completo, dependendo dos requisitos padrão.

2. Por que realizar testes de tração em cabos fotovoltaicos?

O teste de tração não é apenas uma formalidade de laboratório; ele está diretamente relacionado ao desempenho real do cabo.

Principais razões pelas quais os cabos fotovoltaicos exigem testes de tração:

• Estresse de instalação:Durante o encordoamento, a tração e a flexão, os cabos são expostos à tensão que pode causar danos internos se a resistência for insuficiente.

• Desafios ambientais:Pressão do vento, cargas de neve, vibração mecânica (por exemplo, de rastreadores) ou erosão da areia podem exercer força ao longo do tempo.

• Garantia de segurança:Cabos sob tensão que racham, se partem ou perdem a condutividade podem causar perda de energia ou até mesmo falhas de arco.

• Conformidade e confiabilidade:Projetos em larga escala, comerciais e ambientes extremos exigem propriedades mecânicas certificadas para atender aos padrões globais.

Em suma, o teste de tração garante que o cabo pode suportarestresse mecânico sem falha, reduzindo riscos e melhorando a estabilidade a longo prazo.

3. Padrões da indústria que regem os testes de tração de cabos fotovoltaicos

Os cabos fotovoltaicos devem obedecer a rigorosos padrões internacionais que definem os requisitos mínimos de tração para diferentes partes do cabo.

Os principais padrões incluem:

• IEC 62930:Especifica a resistência à tração e o alongamento para materiais de isolamento e revestimento antes e depois do envelhecimento.

• EN 50618:O padrão europeu para cabos fotovoltaicos, que exige testes de robustez mecânica, incluindo resistência à tração de revestimentos e isolamento.

• TÜV 2PfG 1169/08.2007:Concentra-se em cabos para sistemas fotovoltaicos com tensões nominais de até 1,8 kV CC, incluindo requisitos detalhados de testes de tração e alongamento.

• UL 4703 (para o mercado dos EUA):Inclui também testes de resistência à tração durante a avaliação do material.

Cada padrão define:

• Resistência mínima à tração(por exemplo, ≥12,5 MPa para isolamento XLPE),

• Alongamento na ruptura(por exemplo, ≥125% ou superior dependendo do material),

• Condições de teste de envelhecimento(por exemplo, envelhecimento em forno a 120°C por 240 horas) e

• Procedimentos de teste(comprimento da amostra, velocidade, condições ambientais).

Esses padrões garantem que os cabos sejam duráveis o suficiente para atender às demandas de instalações solares em todo o mundo.

4. Como os materiais e a estrutura do cabo influenciam o desempenho da tração

Nem todos os cabos fotovoltaicos são criados iguais.composição do materialeprojeto do cabodesempenham um papel importante na determinação da resistência à tração.

Impacto material:

• XLPE (Polietileno Reticulado):Oferece resistência à tração e estabilidade térmica superiores, comumente usado em cabos com classificação EN 50618.

• PVC:Mais acessível, mas com menor resistência mecânica, menos preferido em aplicações fotovoltaicas externas ou em grande escala.

• TPE / LSZH:Opções com baixa emissão de fumaça e sem halogênio que equilibram flexibilidade e desempenho de tração moderado.

Impacto do condutor:

• Cobre estanhado:Aumenta a resistência à corrosão e melhora a ligação mecânica com o isolamento.

• Encalhado vs. Sólido:Condutores trançados melhoram a flexibilidade e reduzem o risco de quebra sob tensão repetida.

Projeto Estrutural:

• Reforço da bainha:Alguns cabos fotovoltaicos incluem fibra de aramida ou designs de revestimento duplo para maior resistência à tração.

• Multi-core vs. Single-core:Cabos multicore geralmente têm comportamento mecânico mais complexo, mas podem se beneficiar de enchimentos reforçados.

A seleção de materiais de alta qualidade e o design de estrutura otimizado aumentam significativamente a capacidade do cabo de passar em testes de tração e ter bom desempenho em condições de campo.

Conclusão

O ensaio de tração é uma referência fundamental para garantir arobustez mecânicade cabos fotovoltaicos. Em ambientes desafiadores — seja sob o sol escaldante, ventos fortes ou respingos vindos do mar —falha no cabo não é uma opção.

Ao compreender os testes de tração, selecionar produtos compatíveis e obter de fabricantes certificados, os EPCs solares, desenvolvedores e equipes de aquisição podem garantirfornecimento de energia seguro, eficiente e duradouro.

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