નવીનીકરણીય ઉર્જા પ્રણાલીઓ માટે કેબલ ઉત્પાદન પ્રક્રિયા

નવીનીકરણીય ઉર્જા પ્રણાલીઓ માટે કેબલ ઉત્પાદન પ્રક્રિયા

નવીનીકરણીય ઊર્જા તરફ સંક્રમણ - જેમ કે સૌર, પવન, જળ, બાયોમાસ અને ઊર્જા સંગ્રહ પ્રણાલીઓ - ફક્ત પેનલ્સ, ટર્બાઇન અને બેટરી પર આધારિત નથી. આ બધા પાછળ એક ઘટક રહેલો છે જેને ઘણીવાર અવગણવામાં આવે છે પરંતુ સિસ્ટમ વિશ્વસનીયતા માટે મહત્વપૂર્ણ છે: કેબલ્સ. કેબલ્સ "રક્તવાહિનીઓ" તરીકે કાર્ય કરે છે જે પાવર સ્ત્રોતથી ઇન્વર્ટર, સબસ્ટેશન, વિતરણ નેટવર્ક અને અંતે વપરાશના બિંદુ સુધી વીજળી વહન કરે છે. નવીનીકરણીય ઊર્જા પ્રણાલીઓમાં, કેબલ્સ વધુ માંગનો સામનો કરે છે, કારણ કે તેમને ભારે હવામાન, યુવી કિરણોત્સર્ગ, ભેજ, કંપન અને તાપમાનના ફેરફારોનો સામનો કરવો પડે છે, જ્યારે શ્રેષ્ઠ સિસ્ટમ કાર્યક્ષમતા જાળવવા માટે ઓછા નુકસાનને પણ જાળવી રાખવું પડે છે. આ લેખ નવીનીકરણીય ઊર્જા એપ્લિકેશનો માટે કેબલ ઉત્પાદન પ્રક્રિયાની ચર્ચા કરે છે, જેમાં અપસ્ટ્રીમથી ડાઉનસ્ટ્રીમ સુધી, ટેકનિકલ તબક્કાઓ અને ગુણવત્તા પરીક્ષણનો સમાવેશ થાય છે.

૧. સ્પષ્ટીકરણોની ડિઝાઇન અને નિર્ધારણ

કેબલ ઉત્પાદન પ્રક્રિયા એક્સટ્રુઝન મશીન ચાલુ થાય તે પહેલાં ઘણા સમય પહેલા શરૂ થાય છે. ઉત્પાદકો સામાન્ય રીતે પ્રોજેક્ટ આવશ્યકતાઓ પ્રાપ્ત કરે છે: ઓપરેટિંગ વોલ્ટેજ, કરંટ, ટ્રાન્સમિશન અંતર, પર્યાવરણીય પરિસ્થિતિઓ (ઇન્ડોર/આઉટડોર, ભૂગર્ભ, પાણીની અંદર, ઔદ્યોગિક વિસ્તારો), અને પૂર્ણ કરવા માટેના ધોરણો. ઉદાહરણ તરીકે, સૌર ઉર્જા પ્લાન્ટ્સ (PV) માટેના કેબલ્સને ઘણીવાર યુવી અને ઓઝોન પ્રતિકાર, ઉચ્ચ લવચીકતા અને ઉચ્ચ ઓપરેટિંગ તાપમાનનો સામનો કરી શકે તેવા ઇન્સ્યુલેશનની જરૂર પડે છે. દરમિયાન, વિન્ડ ટર્બાઇન કેબલ્સને નેસેલ અને રોટરની હિલચાલને કારણે થતા ટોર્સિયન અને કંપન સામે પ્રતિકારની જરૂર પડે છે.

આ તબક્કે તે પણ નક્કી થાય છે:
- વાહક સામગ્રી: તાંબુ અથવા એલ્યુમિનિયમ, ઘન અથવા સ્ટ્રેન્ડેડ.
- ક્રોસ-સેક્શનલ એરિયા: વર્તમાન વહન ક્ષમતા અને વોલ્ટેજ ડ્રોપ નક્કી કરે છે.
- કેબલ સ્ટ્રક્ચર: સિંગલ કોર અથવા મલ્ટી કોર, બખ્તર સાથે અથવા વગર.
– ઇન્સ્યુલેશન અને આવરણ (જેકેટ): XLPE, PVC, EPR, અથવા ખાસ સંયોજનો જેવી સામગ્રી જે UV પ્રતિરોધક અને હેલોજન-મુક્ત હોય છે.
- રક્ષણ: ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક હસ્તક્ષેપ ઘટાડવા અને સલામતી વધારવા માટે.

આ સ્પષ્ટીકરણો "કાર્ય નકશો" બની જાય છે જે સમગ્ર ઉત્પાદન શૃંખલાને માર્ગદર્શન આપે છે.

2. કાચા માલની તૈયારી

આગળનો તબક્કો કાચા માલની ખરીદી અને નિરીક્ષણનો છે. કોપર કંડક્ટર સામાન્ય રીતે સળિયા અથવા કોઇલ સ્વરૂપમાં આવે છે. એલ્યુમિનિયમનો ઉપયોગ સામાન્ય રીતે થાય છે, ખાસ કરીને મધ્યમથી ઉચ્ચ વોલ્ટેજ કેબલ માટે, તેના હળવા વજન અને ખર્ચ-અસરકારકતાને કારણે, જોકે સમસ્યાઓ ટાળવા માટે તેને કાળજીપૂર્વક કનેક્શન ડિઝાઇનની જરૂર પડે છે.

ઇન્સ્યુલેશન અને જેકેટિંગ માટે, ઉત્પાદકો પ્લાસ્ટિક પેલેટ્સ (કમ્પાઉન્ડ્સ) અથવા ખાસ ફોર્મ્યુલેટેડ પોલિમર મટિરિયલ્સનો ઉપયોગ કરે છે. નવીનીકરણીય ઉર્જા એપ્લિકેશન્સમાં, વધુને વધુ પ્રોજેક્ટ્સને આગ સલામતી માટે LSZH (લો સ્મોક ઝીરો હેલોજન) ની જરૂર પડે છે, ખાસ કરીને બિલ્ડિંગ ઇન્સ્ટોલેશન, કેબલ ટનલ અને જાહેર સુવિધાઓમાં. બધી સામગ્રીનું રચના, સ્વચ્છતા, ભેજનું પ્રમાણ અને યાંત્રિક અને વિદ્યુત ગુણધર્મોની સુસંગતતા માટે નિરીક્ષણ કરવું આવશ્યક છે.

3. ડ્રોઇંગ: ડ્રોઇંગ કંડક્ટર વાયર

જો વાહક સામગ્રી સળિયાના સ્વરૂપમાં આવે છે, તો પ્રારંભિક ઉત્પાદન તબક્કો વાયર ડ્રોઇંગ છે. સળિયાને ડાઈની શ્રેણી દ્વારા ખેંચવામાં આવે છે જેથી ધીમે ધીમે તેનો વ્યાસ ઘટાડી શકાય જ્યાં સુધી તે ઇચ્છિત કદ સુધી ન પહોંચે. આ પ્રક્રિયામાં માઇક્રોક્રેકીંગ અથવા યાંત્રિક ગુણધર્મોમાં હાનિકારક ફેરફારોને રોકવા માટે લ્યુબ્રિકેશન અને તાપમાન નિયંત્રણની જરૂર પડે છે.

ચિત્રની ગુણવત્તા અસર કરે છે:
– વિદ્યુત પ્રતિકાર (સપાટી અને માળખું જેટલું સારું, પ્રતિકાર તેટલો સ્થિર).
- તાણ શક્તિ અને સુગમતા.
– વ્યાસની સુસંગતતા, જે એક્સટ્રુઝન તબક્કામાં સમાન ઇન્સ્યુલેશન જાડાઈ માટે મહત્વપૂર્ણ છે.

4. એનલીંગ: લવચીકતા વધારવા માટે નરમ પાડવું

દોર્યા પછી, વાયર સામાન્ય રીતે ઠંડા કામને કારણે સખત બની જાય છે. તેથી, વાયરની નમ્રતા પુનઃસ્થાપિત કરવા માટે એનેલીંગ (ગરમીની સારવાર) કરવામાં આવે છે. આ ખાસ કરીને નવીનીકરણીય ઊર્જા કેબલ માટે મહત્વપૂર્ણ છે જેને વારંવાર લવચીકતાની જરૂર હોય છે, જેમ કે પીવી એરે, સોલાર પેનલ ટ્રેકિંગ સિસ્ટમ્સ અથવા ગતિશીલ પવન ટર્બાઇન પરના સ્થાપનોમાં.

યોગ્ય એનિલિંગ સ્ટ્રેન્ડિંગ પ્રક્રિયા દરમિયાન અને જ્યારે કેબલ ખેતરમાં વળેલી હોય ત્યારે તૂટવાનું જોખમ ઘટાડવામાં મદદ કરે છે.

5. સ્ટ્રેન્ડિંગ: સ્ટ્રેન્ડેડ કંડક્ટરની રચના

મોટાભાગના પાવર કેબલ સ્ટ્રેન્ડેડ કંડક્ટરનો ઉપયોગ કરે છે કારણ કે તે સોલિડ કંડક્ટર કરતાં વધુ લવચીક અને ઇન્સ્ટોલ કરવામાં સરળ હોય છે. સ્ટ્રેન્ડિંગ પ્રક્રિયા ચોક્કસ ટ્વિસ્ટિંગ પેટર્નનો ઉપયોગ કરીને ઘણા નાના વાયરને એક જ કંડક્ટરમાં જોડે છે. ખાસ એપ્લિકેશનો માટે - જેમ કે વિન્ડ ટર્બાઇન કેબલ - સ્ટ્રેન્ડિંગ ડિઝાઇનને વધુ ટ્વિસ્ટ-પ્રતિરોધક બનાવી શકાય છે.

આ તબક્કે તમે આ પણ ઉમેરી શકો છો:
- કેબલના આકારને ગોળાકાર બનાવવા માટે ફિલર.
- એક્સટ્રુઝન દાખલ કરતા પહેલા કંડક્ટર ગોઠવણીને સ્થિર રાખવા માટે બાઈન્ડર ટેપ.

પીચ સુસંગતતા (ટ્વિસ્ટ અંતર) અને ઘનતા ખૂબ જ મહત્વપૂર્ણ છે કારણ કે તે લવચીકતા, ગરમી અને યાંત્રિક સ્થિરતાને અસર કરે છે.

6. એક્સટ્રુઝન: ઇન્સ્યુલેશન પૂરું પાડવું

મુખ્ય ઉત્પાદન તબક્કો ઇન્સ્યુલેશન એક્સટ્રુઝન છે, જેમાં એક્સટ્રુડરનો ઉપયોગ કરીને કંડક્ટરને ઇન્સ્યુલેટીંગ મટિરિયલથી કોટિંગ કરવામાં આવે છે. કંડક્ટર એક્સટ્રુઝન હેડ (ક્રોસહેડ)માંથી પસાર થાય છે, જ્યાં તેની આસપાસ ગરમ, પીગળેલા પોલિમર સમાનરૂપે રચાય છે. એક્સટ્રુડરમાંથી બહાર નીકળ્યા પછી, કેબલ તેના આકાર અને જાડાઈને બંધ કરવા માટે કૂલિંગ બાથમાંથી પસાર થાય છે.

નવીનીકરણીય ઉર્જા કેબલ માટે, ઇન્સ્યુલેશનમાં મુખ્ય મુદ્દાઓ છે:
- તાપમાન પ્રતિકાર (ઉચ્ચ તાપમાને લાંબા સમય સુધી કામગીરી).
- યુવી અને હવામાન પ્રતિકાર (બહાર).
- ઘર્ષણ અને આંસુ પ્રતિકાર.
- વિદ્યુત સ્થિરતા (ડાઇલેક્ટ્રિક શક્તિ, ઇન્સ્યુલેશન પ્રતિકાર).

કેટલાક મધ્યમ/ઉચ્ચ વોલ્ટેજ કેબલ્સમાં, ઇન્સ્યુલેશન સામાન્ય રીતે XLPE હોય છે, જેને ગરમી પ્રતિકાર સુધારવા અને શ્રેષ્ઠ વિદ્યુત ગુણધર્મો પ્રદાન કરવા માટે ક્રોસ-લિંકિંગ પ્રક્રિયાની જરૂર પડે છે. આ પ્રક્રિયા ઉત્પાદકની ટેકનોલોજીના આધારે ખાસ ક્યોરિંગ પ્રક્રિયા દ્વારા પ્રાપ્ત કરી શકાય છે.

૭. સ્ક્રીનીંગ અને મેટાલિક શીલ્ડ (જો જરૂરી હોય તો)

મધ્યમ-વોલ્ટેજ કેબલ માટે, ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્રને નિયંત્રિત કરવા અને વોલ્ટેજ સાંદ્રતાને રોકવા માટે ઘણીવાર અર્ધવાહક સ્ક્રીન ઉમેરવામાં આવે છે જે આંશિક ડિસ્ચાર્જને ઉત્તેજિત કરી શકે છે. વધુમાં, ફોલ્ટ કરંટ માટે માર્ગ પૂરો પાડવા અને દખલગીરી ઘટાડવા માટે મેટલ શિલ્ડિંગ (કોપર ટેપ અથવા વાયર) ઉમેરી શકાય છે.

ઇન્વર્ટર અને પાવર ઇલેક્ટ્રોનિક્સ સાથે જોડાયેલા નવીનીકરણીય ઊર્જા પ્રોજેક્ટ્સમાં, EMI/EMC મેનેજમેન્ટ એક મહત્વપૂર્ણ વિચારણા હોઈ શકે છે. યોગ્ય શિલ્ડિંગ ડિઝાઇનવાળા કેબલ્સ સિગ્નલ હસ્તક્ષેપ ઘટાડવામાં અને સિસ્ટમ સ્થિરતા સુધારવામાં મદદ કરે છે.

8. કેબલિંગ: મલ્ટી-કોર ગોઠવણી

જો કેબલમાં બહુવિધ કોરો (મલ્ટિ-કોર) હોય, તો ઇન્સ્યુલેટેડ કોરોને કેબલિંગ પ્રક્રિયા દ્વારા એકસાથે ટ્વિસ્ટ કરવામાં આવે છે. આ એક સુઘડ, ગોળ ગોઠવણી સુનિશ્ચિત કરે છે જે ઇન્સ્યુલેશનને નુકસાન પહોંચાડી શકે તેવા અતિશય તાણનું કારણ બનતું નથી. બાહ્ય જેકેટ પહેલાં ગાદી સ્તર તરીકે ફિલર અને બેડિંગ ઉમેરી શકાય છે.

9. બખ્તર અને યાંત્રિક સુરક્ષા (વૈકલ્પિક)

ભૂગર્ભ સ્થાપનો, ખડકાળ વિસ્તારો અથવા યાંત્રિક નુકસાનનું જોખમ ધરાવતા વાતાવરણ માટે, કેબલને બખ્તરથી સજ્જ કરી શકાય છે જેમ કે:
– SWA (સ્ટીલ વાયર આર્મર): રક્ષણ માટે સ્ટીલ વાયર.
– STA (સ્ટીલ ટેપ આર્મર): સ્ટીલ ટેપ.
- હળવા વજન અથવા કાટની જરૂરિયાતો માટે ચોક્કસ ડિઝાઇનમાં એલ્યુમિનિયમ બખ્તર.

કઠોર વાતાવરણમાં મોટા પાયે સીધા દફનાવવામાં આવતા સોલાર ફાર્મ અથવા વિન્ડ ટર્બાઇન ઇન્ટરકનેક્શન કેબલ માટેના કેબલ્સ ઘણીવાર લાંબા સેવા જીવન માટે વધારાના રક્ષણનો ઉપયોગ કરે છે.

10. બાહ્ય જેકેટ એક્સટ્રુઝન અને માર્કિંગ

એકવાર મુખ્ય માળખું પૂર્ણ થઈ જાય, પછી કેબલને એક્સટ્રુઝન દ્વારા બાહ્ય જેકેટ (આવરણ) આપવામાં આવે છે. જેકેટ ભેજ, રસાયણો, ઘર્ષણ અને સૂર્યપ્રકાશ સામે પ્રાથમિક રક્ષણ તરીકે કામ કરે છે. નવીનીકરણીય ઊર્જાના ઉપયોગોમાં, જેકેટ સામગ્રી ઘણીવાર પસંદ કરવામાં આવે છે જે:
- યુવી અને ઓઝોન પ્રતિરોધક.
– તેલ અથવા ચોક્કસ રસાયણો સામે પ્રતિરોધક (ખાસ કરીને ઔદ્યોગિક વિસ્તારોમાં).
- જ્યોત પ્રતિરોધક અથવા LSZH ગુણધર્મો ધરાવે છે.

આ તબક્કે પણ માર્કિંગ કરવામાં આવે છે: કેબલને માહિતી (કદ, ધોરણ, વોલ્ટેજ, ઉત્પાદનનું વર્ષ, મીટરમાં લંબાઈ) સાથે ચિહ્નિત કરવું. માર્કિંગ ઇન્સ્ટોલેશન, નિરીક્ષણ અને જાળવણીને સરળ બનાવે છે.

11. ગુણવત્તા નિયંત્રણ

શિપિંગ પહેલાં, કેબલનું નિયમિત પરીક્ષણ અને ચોક્કસ પ્રોજેક્ટ્સ માટે, પ્રકાર પરીક્ષણ કરવું આવશ્યક છે. પરીક્ષણમાં શામેલ હોઈ શકે છે:
- કંડક્ટર પ્રતિકાર પરીક્ષણ: ખાતરી કરે છે કે નુકસાન મર્યાદા કરતાં વધી ન જાય.
- ઇન્સ્યુલેશન અને જેકેટની જાડાઈ પરીક્ષણ: એકરૂપતા સુનિશ્ચિત કરો.
- ઉચ્ચ વોલ્ટેજ પરીક્ષણ (હાઇપોટ પરીક્ષણ): ડાઇલેક્ટ્રિક પ્રતિકાર તપાસે છે.
- ઇન્સ્યુલેશન પ્રતિકાર પરીક્ષણ: ખાતરી કરે છે કે કોઈ વર્તમાન લિકેજ નથી.
- તાણ, વિસ્તરણ અને વૃદ્ધત્વ પરીક્ષણો: યાંત્રિક પ્રતિકાર અને વૃદ્ધત્વનું મૂલ્યાંકન કરો.
- જ્યોત પ્રતિરોધક/LSZH પરીક્ષણ: ખાસ કરીને એવા કેબલ માટે કે જેને આગ સલામતીની જરૂર હોય છે.
- યુવી અને હવામાન પ્રતિકાર પરીક્ષણ: પીવી કેબલ્સ અને આઉટડોર ઇન્સ્ટોલેશન માટે મહત્વપૂર્ણ.

મહત્વપૂર્ણ સિસ્ટમો માટે, કેટલાક ઉત્પાદકો લાંબા ગાળાની કામગીરી સુનિશ્ચિત કરવા માટે આંશિક ડિસ્ચાર્જ (PD) પરીક્ષણ અને થર્મલ સ્થિરતા પરીક્ષણ પણ કરે છે.

૧૨. પેકેજિંગ, લોજિસ્ટિક્સ અને ટ્રેસેબિલિટી

ત્યારબાદ કેબલને લાકડાના/લોખંડના ડ્રમ અથવા કોઇલ પર લંબાઇ અને કેબલના પ્રકાર પર આધાર રાખીને વીંધવામાં આવે છે. પેકેજિંગે કેબલને શિપિંગ દરમિયાન થતા નુકસાન, જેમ કે અસર, પાણી અને વધુ પડતા સૂર્યપ્રકાશથી સુરક્ષિત રાખવું જોઈએ. વધુમાં, આધુનિક કેબલ ઉદ્યોગ ટ્રેસેબિલિટી પર ભાર મૂકે છે - દરેક ડ્રમમાં બેચ નંબર હોય છે જેથી, સમસ્યાના કિસ્સામાં, સામગ્રી અને ઉત્પાદન પરિમાણોનો સ્ત્રોત શોધી શકાય.

પેનટઅપ

નવીનીકરણીય ઉર્જા પ્રણાલીઓ માટે કેબલ ઉત્પાદન પ્રક્રિયા એક લાંબી પ્રક્રિયા છે જે મટીરીયલ એન્જિનિયરિંગ, કડક પ્રક્રિયા નિયંત્રણ અને બહુ-સ્તરીય ગુણવત્તા પરીક્ષણને જોડે છે. સ્પષ્ટીકરણ નિર્ધારણ, વાહક અને ઇન્સ્યુલેશન પસંદગી, ડ્રોઇંગ-એનિલિંગ-સ્ટ્રેન્ડિંગ, ઇન્સ્યુલેશન અને જેકેટ એક્સટ્રુઝનથી લઈને ઉચ્ચ-વોલ્ટેજ અને પર્યાવરણીય પ્રતિકાર પરીક્ષણ સુધી, આ બધું દાયકાઓ સુધી કેબલના સ્થિર પ્રદર્શનને સુનિશ્ચિત કરવામાં ફાળો આપે છે. જેમ જેમ સ્વચ્છ ઉર્જા વિકાસ ઝડપી બને છે, વિશ્વસનીય કેબલ ફક્ત સહાયક ઘટકો જ નહીં પરંતુ એક મહત્વપૂર્ણ પાયો છે જે સમુદાયને નવીનીકરણીય ઉર્જા વીજળી પુરવઠાની કાર્યક્ષમતા, સલામતી અને સાતત્ય સુનિશ્ચિત કરે છે.