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是时候,重新认识光伏连接器了(上)

发表于:2016-12-21 08:41:24 来源:智汇光伏
 MC4 对光伏从业者来说,并不陌生,它几乎已经成为光伏连接器的代名词。在组件、汇流箱和逆变器等光伏发电的重要部件上,都可以发现MC4的身影,它们承担起电站成功连接的重任。

截至2015年底,中国光伏累计装机容量43.18GW,位居全球第一。以1MW用量约4200套光伏连接器来计算,中国目前共有约1.8亿套连接器被安装。若以风险的角度看待,意味着有至少1.8亿个风险点需要不同的电站业主去监控。

尽管如此,在电站设计、建设及运维的阶段,这个小部件却还是经常被忽视。究其原因,与大家对MC4的认识有很大关系。

也许是时候,一起重新认识MC4了!

一、光伏连接器小史

对于光伏连接器来说,1996年和2002年是两个十分重要的年份。这两个时间点,也与光伏行业的关键发展节点相吻合。尽管光伏连接器并没有与光伏行业相伴而生,但是它的出现对光伏安装量的快速攀升起到了较大的促进作用。


1996年前 ,光伏电缆采用螺丝端子或者接合连接件(splice connection)进行连接。随着光伏系统安装量的增加,业内对快速、安全和易操作的连接方案需求愈发强烈。

因光伏系统长期暴露在风雨、烈日和极端的温度变化中,连接器必须能够适应这些恶劣环境。它们不仅要可以防水、耐高温和对紫外线具有耐候性,而且要做到触摸保护、高载流能力及高效。同时,低接触电阻也是重要考量指标。所有这一切,还都必须贯穿于整个光伏系统生命周期,至少20年。

1996年,基于这些应用环境及市场需求,一种新型的插入式连接器(plug-in connector)应运而生,这就是全球第一款真正意义上的光伏连接器——MC3。它的发明者是瑞士公司Multi-Contact(2002年,并入史陶比尔集团,作为旗下电连接器品牌),MC即品牌缩写,3则是金属芯直径的尺寸。MC3的主体采用TPE材料(热塑性弹性体),并通过摩擦力配合以实现物理连接。MC3更为重要的是,其连接系统采用MULTILAM技术,以保障连接的持久稳定性。后来,众多连接器厂商均是在模仿MULTILAM技术。

2002年,MC4的诞生再次重新定义光伏连接器,它真正实现了“即插即用”(plug and play)。绝缘材料使用硬质塑料(PC/PA),而且在设计上更易于组装和现场安装。MC4面市后,迅速得到市场认可,逐渐成为光伏连接器的标准。许多厂家将自家连接器称为“××MC4”,如果在阿里巴巴搜索MC4,你可以得到约44000个相关产品,可见MC4强大的市场影响力。

MC4随着市场需求变化,陆续推出了MC4-Evo2和MC4-Evo3系列。MC4系列连接器,已经完全能够满足客户对1500V光伏系统的需求。


二、MC4与“类MC4”

MC4连接器分为线端和板端,通常意义上,大家所说的MC4指的是线端。MC4,由金属件和绝缘件两大部分组成。


如前所述,MC是Multi-Contact的缩写,4则为金属芯直径的尺寸。因此,在光伏连接器市场,对于众多所谓MC4需要重新做一个澄清,它们被称为“类MC4”或许更为合适。

除了一些外观上的差异(如形状/logo等),MC4与“类MC4”核心的不同在于是否使用MULTILAM技术。MULTILAM技术具有长期的稳定性,能够保障连接器在光伏系统整个寿命周期内,保持持续较低的接触电阻。


“类MC4”出于市场原因,宣称可与MC4互插。尽管外形上,看似完成了连接,但是隐形的安全风险已然发生。不同厂家连接器在规格、尺寸和公差等方面并不一致,所以根本无法100%匹配。倘若强行互插,会导致温度升高、接触电阻变化和IP等级无法保证的问题,进而严重影响电阻的发电效率和安全。

更为严重的是,若真得出现问题,则极有可能导致法律纠纷。由于相关法规并不健全,由互插导致的问题,责任很有可能由电站安装商承担。

因此无论TÜV/UL,还是Multi-Contact,都已出具禁止不同厂家连接器互插的声明。


三、连接器的技术风险

在光伏电站的评估、设计、采购、施工、建设及运维等各个阶段,均存在不确定性的风险(政策/技术/自然环境/法律等),若控制不当,则会影响光伏系统收益。

单就光伏连接器来说,其技术风险体现在质量、应用、安装以及运维各方面,如下图所示。


需要指出的是,连接器失效进而引发火灾的根本原因:通流情况下,连接器的接触电阻增大导致温升增加,并超出塑料外壳及金属件所能承受的温度范围。

FR:智汇光伏

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