EuroWire Sept 2015

Technischer artikel

3.3 Die Spezifikation der PV-Leitungen durch UL 2005 hat UL die erste Ausgabe der Norm 4703 veröffentlicht. So wurde der UL-Typ „PV“ geschafft. Diese Norm basierte auf die UL854 (Service Eingangskabel). Jedoch wurde von der NEC2005 (Artikel 690) im Jahr 2005 Kabel des Typs USE, USE-2, UF und SE gefordert. Erst 2008 wurde der PV-Typ zum ersten Mal in der NEC2008 erwähnt. Die geforderten Leitungen waren in dieser Ausgabe USE-2 oder PV. Nennenswert ist die Annahme von metrischen Abmessungen der Leiter in der Norm UL4703. 2010 veröffentlichte UL die vierte Ausgabe der Norm UL 4703, die bis heute die relevante Fassung ist. In dieser Ausgabe ist die Referenznorm UL 44 „Duroplastische Isolierung von Leitungen und Kabel“. 3.3.1 Die Unterschiede gegenüber TÜV 1169/2007.8 Die wesentlichen Unterschiede zwischen UL und TÜV liegen darin, dass: • Halogenhaltige Mischungen in der UL4703 zugelassen werden • Der geforderte Flammtest UL1581-1060 anspruchsvoller als die IEC60332-1 ist • Kein Unterschied zwischen GS und WS in der UL4703 besteht • 1.000V (oder 2.000V) genehmigt wird, was zukunftsorientierter ist • Aluminiumdrähte in der UL4703 zugelassen werden • Kein Unterschied zwischen U0/U in der UL4703 besteht

Die Dispersion von Ruß ist ein integrierter Teil des Extrusionsverfahrens des Mantels und hat eine große Auswirkung auf die UV-Beständigkeit. Die ordnungsgemäße Verwaltung der Maschinenparameter ist der kritische Schlüsselfaktor, um die besten Ergebnisse zu erzielen. Gemeinsame Regeln für Entwicklung und Konstruktion“) eine zwingende Voraussetzung für Kommunikationskabel, die im Freien eingesetzt werden. 3.2 Grundlegende Punkte der neuen Anforderungen im Jahr 2007 Der wichtigste grundlegende Punkt der neuen Fassung des Pfg1169/2007.8 ist die Prüfung des thermischen Langzeitverhaltens nach IEC60216 „Elektroisolierstoffe – Eigenschaften hinsichtlich des thermischen Langzeitverhaltens” (120°C/20.000 Std.). Beim Einsatz dieses Standards wird davon ausgegangen, dass ein fast lineares Verhältnis zwischen dem Logarithmus der Zeit besteht, die gefordert wird, um eine definierte Eigenschaftsänderung (unter 50 Prozent Bruchdehnung) und den reziproken Wert der entsprechenden absoluten Temperatur zu verursachen. Diese Prüfung wird mit zumindest drei unterschiedlichen Temperaturen durchgeführt. Die höchste Temperatur soll so ausgewählt werden, dass sich ein Endpunkt von mindestens 100 Std. ergibt und die niedrigste Temperatur soll das erwartete Ergebnis nicht unter 5.000 Std. bieten. Eine gerade Linie soll gezeichnet werden, um die verschiedenen erfassten Punkte zu verbinden. Indem die Linie verlängert wird bis sie die 20.000 Std. auf der y-Achse schneidet – (Logarithmus der Zeit) kann der Temperaturnennwert auf der x-Achse – (die reziproke absolute Temperatur) festgelegt werden. Die weiteren grundlegenden Punkte sind, dass: • Die verwendeten Materialien halogenfrei sein sollen • Die verwendeten Leiter die IEC 60228 Klasse 5 erfüllen sollen • Die Kabel und Leitungen die IEC60332-1-2 (vertikaler Brandtest) zu erfüllen haben Das Ergebnis dieser Studie wurde von der VDE veröffentlicht und zwar als: • VDE-AR-E 2283-4 „Anforderungen für Leitungen für PV-Systeme“ und vom TÜV als: • TÜV 2Pfg1169/2007.8 „Anforderungen an Leitungen für Photovoltaik- Systeme“ Ruß ist in der EN50290 („Kommunikationskabel.

Ohne

eine

Zeitanzeige

ist

der Der

Temperaturnennwert

nutzlos.

Standard-Temperaturnennwert der europäischen Kabelindustrie entspricht xxx°C bei 20.000 Std. Die Standard- Gebrauchsdauer in der PV-Industrie für PV-Module entspricht 25 Jahren. Das sind grob 150.000 Stunden. Die angenommene Umgebungstemperatur ist 90°C, d. h. der mindeste Temperaturnennwert sollte 90°C/150.000 Std entsprechen. Auf die industrielle Standardzeit von 20.000 Std normiert, sollte der neue Temperaturnennwert 120°C/20.000 Stunden betragen. 3.1.2 Photooxidation Das Sonnenlicht enthält einen hohen Anteil an UV-Strahlung. Die UV-Strahlung, die von einem Polymerwerkstoff aufgenommen wird, wird in seinem Abbau resultieren. Die Energie könnte ausreichen um die Aufspaltung des unbeständigen Polymers zu verursachen und, nach einem gewissen Zeitraum, seine Komponenten ändern. Polymerwerkstoffe, die über längere Zeiten UV ausgesetzt werden müssen, sollten aus Polymercompounds bestehen, die für derartige Umgebungsbedingungen entsprechend stabilisiert sind. haben eine eingeschränkte Lebensdauer im Freien. Allerdings enthalten heute die meisten hergestellten, gefärbten (nicht-schwarzen) Polyolefine-Solarkabel ein UV-Stabilisierungspaket, das für einen begrenzten Zeitraum von 5 bis 10 Jahren zufriedenstellend ist. Für eine längere Lebensdauer im Freien sollten jedoch Polyolefine zumindest mit 2,5 Prozent feinverteiltem Ruß formuliert werden. Das Einsetzen von Ruß in Polyolefinen bewirkt eine starke Erhöhung der UV-Beständigkeit. Ruß wirkt als UV- Absorptionsmittel und schirmt das Polyolefin gegen die durch UV-Strahlungen verursachten Schäden ab. Bis heute ist keine physikalische oder chemische Wechselbeziehung bekannt, die geeignet ist, eine beschleunigte Witterungsbeständigkeitsprüfung bis zur Lebensdauer der Kabel zu extrapolieren. Die durchgeführte Prüfdauer bei den Standards (UL und TÜV) entspricht 720 Stunden, wobei deren Ergebnisse nicht basierend auf eine mathematische Formel extrapoliert werden können. Die Tests liefern nur vergleichbare Ergebnisse, aber keine echten Aussagen über die tatsächliche Lebensdauer. Wie über vier Jahrzehnte Erfahrung im Freien mit polyethylen-umhüllten Kommunikationskabeln bewiesen, ergibt der Zusatz von 2,5 Prozent feinverteiltem Ruß einen über 25 Jahre langen UV-Schutz. in Die Basis-Polyolefin-Polymere

Masse

▲ ▲ Abb. 2 : Definition von U 0 /U

4 Neue

Herausforderung für die Kabelindustrie 4.1 TÜV- und UL-bescheinigte Kabel 2006–2013 2006 begannen die Modulhersteller global zu denken. Die neue Vermarktungsanforderung lag darin, einen neuen Typ PV-Modul herzustellen mit allen entsprechenden Zustimmungen, der in allen Märkten verkauft werden konnte. Die Herausforderung bestand darin ein Kabel zu erstellen, das die entgegengesetzten Spezifikationen von UL (PV / USE-2) und TÜV 1169 vereinigen konnte. Insbesondere

79

www.read-eurowire.com

September 2015