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    工業連接

    光伏連接器的過去、現在和未來

      2022年04月24日  

      光伏連接器作為系統的生命線,貫穿項目始終,是確保所發電量從組件穩定傳輸到逆變器和用戶端的重要載體。直流側按照應用場景不同,主要可分為線端連接器(如組件)、分支連接器(工程現場)以及板端連接器(如逆變器)。

      連接器作為關鍵零部件,其低的接觸電阻和長期可靠性,能夠保障電站高效和安全運行。相反,持續升高的接觸電阻則會大幅提升項目的安全風險,嚴重的可導致火災事故。2010-2017年,英國58起光伏火災中,27%是由連接器引起;1995-2012年,德國180起光伏火災中,24%也歸因于連接器失效。

      本文聚焦在連接器標準更新及產品迭代,旨在讓行業對連接器歷史有更加宏觀的認知,并展望未來發展趨勢。

    標準更新

      國際標準化組織(ISO)主席烏爾麗卡?弗蘭克曾在2022年新年祝詞中說過,“標準顯然是解決眾多問題的重要工具。從政府到企業再到公民社會,標準讓世界各地的人們能夠說一種共同的語言,并成為質量、安全以及最重要的信任的國際基準”。

      光伏行業第一部連接器標準是TüV萊茵于2004年推出的2PfG 1161,隨著連接器產品不斷革新以及市場需求的發展,又主要歷經DIN V VDE V 0126-3(2006年)、EN 50521(2008年)和EN 50521:2008+A1(2012年),最終在2014年形成IEC 62852。目前,行業適用的標準是IEC 62852:2014+A1(2020年)。國際標準為行業帶來了規范,保障了產品在終端應用的安全與可靠。

      除了國際標準外,各個國家或地區也有本地認可的行業標準,如北美地區的UL 6703、日本JET、中國《GB/T 33765-2017 地面光伏系統用直流連接器》等。

    連接器迭代

      在光伏系統生命周期內(>25年),作為能量傳輸者的連接器必須具備恒定低的接觸電阻,以保證低功率損耗,否則無形之中會造成發電量損失。同時,連接器還必須適應各種惡劣環境,如風雨、烈日、鹽霧和極端的溫度變化等。

      1996年前,光伏電纜普遍采用螺絲端子或接合連接件(splice connection)進行連接,但這種方式無法滿足環境及市場需求。1996年,在終端客戶的定制化訴求下,史陶比爾基于電連接核心技術MULTILAM推出一款新型插入式(plug-in)連接器——全球首款光伏連接器MC3。MC3的主體采用TPE材料(熱塑性彈性體),并通過摩擦力配合以實現物理連接。

      2002年,史陶比爾推出MC4連接器,真正實現了“即插即用”(plug and play),絕緣材料使用硬質材料(PC/PA),而且在設計上更易于組裝和現場安裝。MC4上市后,迅速得到市場廣泛認可,逐漸成為行業標桿。為適應光伏系統電壓等級的提升,MC4-Evo 2也應運而生,接觸電阻小于0.2毫歐,最大承載電流70A,完全滿足1500V光伏系統及大尺寸組件市場的需求。

      同時,經TüV萊茵測試通過,MC4系列連接器是首款適用于高溫(IEC TS 63126:2020 level 2)和高海拔(MC4,4000米;MC4-Evo 2,5000米)的光伏連接器。

    未來趨勢

      無論是現在還是未來,從根本上來說,光伏連接器的開發都應致力于提高產品的可靠性和一致性,減少能量損耗,以便為光伏電站全生命周期的度電成本降低做出貢獻。

      史陶比爾(杭州)電連接器事業部產品和技術服務經理沈錢平認為,未來的光伏連接器需要緊跟光伏組件的技術發展(如更高電壓和更高電流)、光伏系統的技術升級(如更高的系統電壓和非光伏電纜)、各種特殊環境場景應用(如海面漂浮電站、農畜電站、荒漠電站及BiPV)和智能化運維。

    (來源:史陶比爾)

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