光伏連接器前景怎么樣（未來趨勢及兩份報告）

光伏連接器作為系統(tǒng)的生命線，貫穿項目始終，是確保所發(fā)電量從組件穩(wěn)定傳輸?shù)侥孀兤骱陀脩舳说闹匾d體。直流側(cè)按照應(yīng)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(xiàn)場)以及板端連接器(如逆變器)。

連接器作為關(guān)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(xù)升高的接觸電阻則會大幅提升項目的安全風(fēng)險，嚴(yán)重的可導(dǎo)致火災(zāi)事故。2010-2017年，英國58起光伏火災(zāi)中，27%是由連接器引起;1995-2012年，德國180起光伏火災(zāi)中，24%也歸因于連接器失效*。

本文聚焦在連接器標(biāo)準(zhǔn)更新及產(chǎn)品迭代，旨在讓行業(yè)對連接器歷史有更加宏觀的認(rèn)知，并展望未來發(fā)展趨勢。

標(biāo)準(zhǔn)更新

國際標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)顯然是解決眾多問題的重要工具。從政府到企業(yè)再到公民社會，標(biāo)準(zhǔn)讓世界各地的人們能夠說一種共同的語言，并成為質(zhì)量、安全以及最重要的信任的國際基準(zhǔn)”。

光伏行業(yè)第一部連接器標(biāo)準(zhǔn)是TüV萊茵于2004年推出的2PfG 1161，隨著連接器產(chǎn)品不斷革新以及市場需求的發(fā)展，又主要歷經(jīng)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(yè)適用的標(biāo)準(zhǔn)是IEC 62852:2014+A1(2020年)。國際標(biāo)準(zhǔn)為行業(yè)帶來了規(guī)范，保障了產(chǎn)品在終端應(yīng)用的安全與可靠。

除了國際標(biāo)準(zhǔn)外，各個國家或地區(qū)也有本地認(rèn)可的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，如北美地區(qū)的UL 6703、日本JET、中國《GB/T 33765-2017 地面光伏系統(tǒng)用直流連接器》等。

連接器迭代

在光伏系統(tǒng)生命周期內(nèi)(>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(fā)電量損失。同時，連接器還必須適應(yīng)各種惡劣環(huán)境，如風(fēng)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(jìn)行連接，但這種方式無法滿足環(huán)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(shù)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(xiàn)物理連接。

2002年，史陶比爾推出MC4連接器，真正實現(xiàn)了“即插即用”(plug and play)，絕緣材料使用硬質(zhì)材料(PC/PA)，而且在設(shè)計上更易于組裝和現(xiàn)場安裝。MC4上市后，迅速得到市場廣泛認(rèn)可，逐漸成為行業(yè)標(biāo)桿。為適應(yīng)光伏系統(tǒng)電壓等級的提升，MC4-Evo 2也應(yīng)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(tǒng)及大尺寸組件市場的需求。

同時，經(jīng)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(xiàn)在還是未來，從根本上來說，光伏連接器的開發(fā)都應(yīng)致力于提高產(chǎn)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(xiàn)。

史陶比爾(杭州)電連接器事業(yè)部產(chǎn)品和技術(shù)服務(wù)經(jīng)理沈錢平認(rèn)為，未來的光伏連接器需要緊跟光伏組件的技術(shù)發(fā)展(如更高電壓和更高電流)、光伏系統(tǒng)的技術(shù)升級(如更高的系統(tǒng)電壓和非光伏電纜)、各種特殊環(huán)境場景應(yīng)用(如海面漂浮電站、農(nóng)畜電站、荒漠電站及BiPV)和智能化運維(勤本連接排針排母連接器廠家)。

*注：關(guān)于英國及德國火災(zāi)數(shù)據(jù)參考如下兩份報告

1) Shohei Namikawa. Photovoltaics and Firefighter’s Operations: Best Practices in Selected Countries.

2) Chris Coonick. Fire and Solar PV Systems-Investigations and Evidence. BRE National Solar Centre.