光伏發電的發展可以說是日新月異,向著碳中和這一目標加速前進。從光伏組件到光伏匯流箱,從光伏匯流箱到逆變器,從逆變器到電網,整個光伏系統需要把大量組件的電量匯集在一起。所有環節都依賴電纜和連接器,光伏連接器不僅要經久耐用,能夠抵御嚴苛的環境,還要滿足日益增長的電氣性能需求。
在所有的連接器品類里,我們都會首先關注可靠性,在光伏連接器更是如此,光伏連接器應該具備和整個光伏系統同樣的生命周期。光伏系統長期暴露在風雨、烈日和極端的溫度變化中,連接器不僅要可以防水、耐高溫還要對紫外線具有耐受性。
直流連接:提高可靠性、降低功率損耗
整個光伏系統中直流端連接都廣泛采用了國際標準的MC4(類MC4)連接器。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。標準對光伏系統中的連接器的絕緣強度、電氣間隙、IP防護等級,安全性能都做了明確的要求,連接器滿足這些標準即可。
TUV/UL/JET三認證代表了光伏直流端連接器最高的可靠性,目前也只有史陶比爾的原版MC4-Evo 2系列能做到DC 1500V的TUV/UL/JET三認證。國內廠商較為出名的快可QC4.10-cds系列是1500V TUV/UL雙認證,TE的SOLARLOK SLK 2.0系列同樣是TUV/UL雙認證,還有一些國內外廠商的TUV單認證也都能體現器件足夠的可靠性。
(MC4-Evo 2系列,史陶比爾)
可靠性同樣體現在端接環節上,光伏直流連接器壓接技術里面有非常多的門道。直流端子要用專業的工具來壓接,壓接的可靠性很大程度上取決于工具和操作。大多數光伏連接器都是在工廠內通過自動化設備完成壓接,這樣質量相對會更有保障。
解決安全可靠性上的風險后,降低接觸電阻,提高能量傳輸效率是光伏直流連接器一直以來的技術發展風向。更低的接觸電阻(<0.35mΩ)能夠保障設備高效的傳輸能力,大幅降低功率損耗,這也有助于長期的可靠運行。持續升高的接觸電阻(比如材料性能缺陷)會明顯降低設備的效率。
總線匯流連接:淘汰匯流箱實現安全的電氣連接
光伏系統的直流匯流箱中排布著密集的線路與電器,在密封的金屬箱體環境下,連接點在箱體內熱量會比較高,長期運行容易出現電器發熱等問題,隱患不小。
總線匯流這種解決方案,使用IPC絕緣穿刺連接器將光伏組件串并連至匯流總線上,直接取代直流匯流箱。旨在淘汰匯流箱的連接方案大大減少了光伏組件跳線,整體成本上也更有優勢。
(光伏絕緣穿刺連接器,TE)
絕緣穿刺技術IPC,可以讓連接器不需要在進行連接前剝離導線絕緣層,因而可為電氣連接提供保護、絕緣和高質量密封。再配合帶熔斷功能的光伏保險線纜,總線匯流連接能夠給光伏組件串提供近端的保護功能。
此外,絕緣穿刺連接器的金屬刀片用密封復合材料包裹,確保了光伏電纜可承受高達1.5 kV 直流的電氣連接。
交流升壓連接:中高壓電纜中間接頭的安全考量
在交流升壓站,35kV的中壓電氣系統和110kV/220kV的高壓升壓系統普遍存在,中高壓產品的電壓等級比較高,電纜附件產品容易發生局放、擊穿問題,中高壓電纜接頭的安全是交流升壓連接中最重要的一環。
通常為了保證電纜的防水等安全功能,光伏系統中電纜盡可能少的使用中間接頭,主要是為了避免電纜接頭處理不當留下安全隱患。如果要使用中間接頭,一定要使用接線盒,還要保證連接無異常。
熱縮電纜接頭利用加熱使絕緣套收縮后緊密包裹住電纜,從而實現對電纜的密封保護。冷縮電纜接頭是利用彈性體材料壓緊電纜實現密封保護。在交流升壓連接中使用時主要考慮其耐壓,按照CENELEC HD 629.1標準,這些接頭的電壓范圍要高達42kV電壓,按照IEEE 404標準,耐壓要能夠達到35kV。
接線盒則最好能夠提供接觸電容測試點以判斷電路是否通電,這種監視和檢測電壓的能力將提高整個光伏連接系統的可靠性與安全性。
小結
光伏系統的安全運行是大家關注的重點,要保證其安全穩定的長期運行,整個連接系統每一個環節都要做到萬無一失。在滿足光伏系統安全性可靠性的要求后,連接器選型再考慮高效傳輸相關的指標,做到防患于未然。
在所有的連接器品類里,我們都會首先關注可靠性,在光伏連接器更是如此,光伏連接器應該具備和整個光伏系統同樣的生命周期。光伏系統長期暴露在風雨、烈日和極端的溫度變化中,連接器不僅要可以防水、耐高溫還要對紫外線具有耐受性。
直流連接:提高可靠性、降低功率損耗
整個光伏系統中直流端連接都廣泛采用了國際標準的MC4(類MC4)連接器。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。標準對光伏系統中的連接器的絕緣強度、電氣間隙、IP防護等級,安全性能都做了明確的要求,連接器滿足這些標準即可。
TUV/UL/JET三認證代表了光伏直流端連接器最高的可靠性,目前也只有史陶比爾的原版MC4-Evo 2系列能做到DC 1500V的TUV/UL/JET三認證。國內廠商較為出名的快可QC4.10-cds系列是1500V TUV/UL雙認證,TE的SOLARLOK SLK 2.0系列同樣是TUV/UL雙認證,還有一些國內外廠商的TUV單認證也都能體現器件足夠的可靠性。
(MC4-Evo 2系列,史陶比爾)
可靠性同樣體現在端接環節上,光伏直流連接器壓接技術里面有非常多的門道。直流端子要用專業的工具來壓接,壓接的可靠性很大程度上取決于工具和操作。大多數光伏連接器都是在工廠內通過自動化設備完成壓接,這樣質量相對會更有保障。
解決安全可靠性上的風險后,降低接觸電阻,提高能量傳輸效率是光伏直流連接器一直以來的技術發展風向。更低的接觸電阻(<0.35mΩ)能夠保障設備高效的傳輸能力,大幅降低功率損耗,這也有助于長期的可靠運行。持續升高的接觸電阻(比如材料性能缺陷)會明顯降低設備的效率。
總線匯流連接:淘汰匯流箱實現安全的電氣連接
光伏系統的直流匯流箱中排布著密集的線路與電器,在密封的金屬箱體環境下,連接點在箱體內熱量會比較高,長期運行容易出現電器發熱等問題,隱患不小。
總線匯流這種解決方案,使用IPC絕緣穿刺連接器將光伏組件串并連至匯流總線上,直接取代直流匯流箱。旨在淘汰匯流箱的連接方案大大減少了光伏組件跳線,整體成本上也更有優勢。
(光伏絕緣穿刺連接器,TE)
絕緣穿刺技術IPC,可以讓連接器不需要在進行連接前剝離導線絕緣層,因而可為電氣連接提供保護、絕緣和高質量密封。再配合帶熔斷功能的光伏保險線纜,總線匯流連接能夠給光伏組件串提供近端的保護功能。
此外,絕緣穿刺連接器的金屬刀片用密封復合材料包裹,確保了光伏電纜可承受高達1.5 kV 直流的電氣連接。
交流升壓連接:中高壓電纜中間接頭的安全考量
在交流升壓站,35kV的中壓電氣系統和110kV/220kV的高壓升壓系統普遍存在,中高壓產品的電壓等級比較高,電纜附件產品容易發生局放、擊穿問題,中高壓電纜接頭的安全是交流升壓連接中最重要的一環。
通常為了保證電纜的防水等安全功能,光伏系統中電纜盡可能少的使用中間接頭,主要是為了避免電纜接頭處理不當留下安全隱患。如果要使用中間接頭,一定要使用接線盒,還要保證連接無異常。
熱縮電纜接頭利用加熱使絕緣套收縮后緊密包裹住電纜,從而實現對電纜的密封保護。冷縮電纜接頭是利用彈性體材料壓緊電纜實現密封保護。在交流升壓連接中使用時主要考慮其耐壓,按照CENELEC HD 629.1標準,這些接頭的電壓范圍要高達42kV電壓,按照IEEE 404標準,耐壓要能夠達到35kV。
接線盒則最好能夠提供接觸電容測試點以判斷電路是否通電,這種監視和檢測電壓的能力將提高整個光伏連接系統的可靠性與安全性。
小結
光伏系統的安全運行是大家關注的重點,要保證其安全穩定的長期運行,整個連接系統每一個環節都要做到萬無一失。在滿足光伏系統安全性可靠性的要求后,連接器選型再考慮高效傳輸相關的指標,做到防患于未然。
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