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光伏組件，它的設(shè)計(jì)使用壽命都在25年以上，相應(yīng)的對(duì)它所配套的電器元件工作壽命也提出了要求，每個(gè)電器元件都有它的機(jī)械壽命，電器壽命涉及到電站的最終利益，因此元器件的壽命及質(zhì)量需要受到眾人關(guān)注。

許多光伏電站在高原地區(qū)使用，也有一部分以分布式發(fā)電的形式出現(xiàn)，分布比較散，這樣的情況維護(hù)起來相對(duì)困難；為了減少維護(hù)成本，有效的途徑是提升系統(tǒng)的可靠性，而系統(tǒng)的可靠性則取決于系統(tǒng)所采用的元器件可靠性。

這里我們關(guān)注的元器件不是平時(shí)大家注意到的主體部分，而是比較小的部分比如連接器、低壓電器、電纜等，往往越細(xì)節(jié)的地方越容易產(chǎn)生問題，今天我們就以連接器展開分析。

無處不在的連接器

光伏電站日常維護(hù)中，主要設(shè)備如組件、直流配電柜、逆變器是主要關(guān)注對(duì)象，這部分是我們必須保持正常穩(wěn)定的，因?yàn)樗麄児收习l(fā)生的概率比較高，而且故障發(fā)生后影響很大。

但是在一些環(huán)節(jié)中，有些故障人們根本不知道，或者因?yàn)楹鲆暥鴽]有察覺，實(shí)際上他已經(jīng)在不知不覺中損失了發(fā)電量，換句話說，這也是我們可以提高發(fā)電量的地方。到底哪些設(shè)備會(huì)影響發(fā)電量呢？

在電站中有很多地方需要接口，組件、接線盒、逆變器、匯流箱等都需要一個(gè)設(shè)備－－連接器。每個(gè)接線盒用一對(duì)連接器，每個(gè)匯流箱用到的數(shù)量和設(shè)計(jì)有關(guān)，一般為8對(duì)到16對(duì)，而逆變器則會(huì)用到2對(duì)到4對(duì)或者更多，同時(shí)，在最后搭建電站的過程中也要用一定數(shù)量的連接器。


隱性故障頻發(fā)點(diǎn)

連接器很小、很多環(huán)節(jié)需要用到、成本占比小，而且生產(chǎn)連接器的公司很多，為此，很少有人關(guān)注連接器這個(gè)產(chǎn)品到底有什么用處，用好了會(huì)如何，用不好又有什么后果。然而隨著記者深入走訪了解，發(fā)現(xiàn)正是因?yàn)檫@些原因，導(dǎo)致這個(gè)環(huán)節(jié)的產(chǎn)品、競爭都很亂。

首先，我們從終端應(yīng)用著手調(diào)查，由于電站中很多環(huán)節(jié)需要用到連接器，為此在現(xiàn)場我們可以看到各種連接器的產(chǎn)品應(yīng)用，比如接線盒、匯流箱、組件、電纜等，連接器形狀大同小異。這幾個(gè)設(shè)備是電站的主要組成部分，有時(shí)候出了事故，原本以為是接線盒或者組件本身出了問題，查來查去發(fā)現(xiàn)原來跟連接器有關(guān)。

比如接頭起火，很多業(yè)主會(huì)投訴到組件這塊，因?yàn)橛幸欢说倪B接器是組件自帶的，但有些時(shí)候其實(shí)是另一端的連接器引起的。根據(jù)統(tǒng)計(jì)，由于連接器引發(fā)相關(guān)聯(lián)的問題有：接觸電阻變大，連接器發(fā)熱、壽命縮短，接頭起火，連接器燒斷、組串的組件斷電、接線盒失效、組件漏電等，可造成系統(tǒng)無法正常操縱、產(chǎn)品召回、電路板損壞、返工和維修，繼而會(huì)造成主部件損失，影響電站發(fā)電效率，最嚴(yán)重
的是起火燃燒。(如圖一、圖二)



比如接觸電阻變大，連接器的接觸電阻直接影響到電站的發(fā)電效率，因此“低的接觸電阻”是光伏連接器的必須要求。另外，過高的接觸電阻還可能造成連接器發(fā)熱，過熱后引起著火，這也是目前很多光伏電站出現(xiàn)的安全問題的起因。

追溯這些問題的源頭，第一層被揭開的是末期的電站安裝，調(diào)查發(fā)現(xiàn)很多電站在趕工期的過程中，對(duì)一些連接器的操作存在問題，直接為電站的后續(xù)運(yùn)營埋下隱患。

西部一些大型地面電站的施工隊(duì)或EPC公司，對(duì)連接器認(rèn)識(shí)不足，出現(xiàn)許多安裝層面的問題。比如螺母式連接器，需要專業(yè)工具進(jìn)行輔助操作，正確的操作下，連接器上的螺母不能被擰到底，在操作中應(yīng)該留有約2mm的間隙(間隙大小取決于電纜外徑大小)，如果螺母擰緊到底，會(huì)破壞連接器的密封性能。

同時(shí)還存在壓接問題，表現(xiàn)最多的是壓接工具不專業(yè)。有些現(xiàn)場工人直接用劣質(zhì)甚至是通用工具做壓接，這樣會(huì)造成壓接不良，比如接合部位電纜銅絲彎折、有些銅絲沒壓接進(jìn)去、誤壓到電纜絕緣層等，壓接不良的后果直接涉及電站安全。

另一個(gè)表現(xiàn)是由于一味追求安裝效率，造成壓接品質(zhì)下降。如果工程現(xiàn)場為了趕工無法保證每一處壓接的品質(zhì)，再加上使用不專業(yè)的工具會(huì)產(chǎn)生更多問題。

安裝工人本身的技術(shù)對(duì)連接器安裝水平有影響，為此業(yè)內(nèi)專業(yè)公司建議，如果使用專業(yè)工具加正確操作流程，會(huì)提高工程質(zhì)量。

第二層披露的是問題的主要源頭，各種連接器產(chǎn)品混淆使用，不同品牌的連接器互插，接線盒、匯流箱、逆變器全部都使用不一樣品牌的連接器，完全沒有考慮連接器的匹配問題。

記者采訪了幾家電站業(yè)主及EPC公司，問及是否了解連接器，以及連接器存在匹配問題時(shí)，他們的回答都很茫然。個(gè)別大型地面電站的運(yùn)維人員表示：“連接器供應(yīng)商聲明可以兼容互插，與MC4互插。

”據(jù)了解，業(yè)主及運(yùn)維人員的反饋的確是事實(shí)，目前基本上所有的光伏連接器供應(yīng)商，都會(huì)跟客戶聲明可以與MC4互插，為什么是MC4？

據(jù)悉，MC4是一款連接器產(chǎn)品型號(hào)，生產(chǎn)廠商是瑞士史陶比爾Multi-Contact公司(業(yè)內(nèi)通常簡稱MC公司)，2010年-2013年市場占有率50%以上，MC4是該公司旗下產(chǎn)品系列中的一個(gè)型號(hào)，因適用面較廣而知名度高。

那么，市場上的其他品牌連接器產(chǎn)品真的可以與MC4互插？

史陶比爾Multi-Contact公司光伏部門經(jīng)理洪衛(wèi)剛在接受采訪時(shí)給予了確切回答：“連接器很大一部分問題來源就是出自互插，我們從不建議不同品牌的連接器進(jìn)行互插互配，而且這也是不允許的，不同品牌的連接器不能互配，如果那樣操作接觸電阻會(huì)增高。認(rèn)證機(jī)構(gòu)也聲明，不允許互配，只允許同一家廠家同一系列的產(chǎn)品進(jìn)行互配。MC產(chǎn)品可以互配互插，兼容。”

就此事筆者咨詢了TÜV萊茵與TÜV南德兩家認(rèn)證公司，得到的答案是，不同品牌之間的連接器產(chǎn)品不能互配，如果一定要使用，最好提前做匹配性測(cè)試。TÜV南德光伏部門經(jīng)理許海亮向記者表示：“有些仿制的連接器設(shè)計(jì)相同，但電性能不同，產(chǎn)品存在本質(zhì)差別，在目前的匹配性測(cè)試中出現(xiàn)了不少問題。通過測(cè)試，可以讓電站業(yè)主更提前深入了解這其中的問題，比如在長期使用后，未來在惡劣的環(huán)境中會(huì)出現(xiàn)失配等情況。”他建議組件及電站業(yè)主需要留意產(chǎn)品的材料及證書說明，再斟酌如何選用連接器。

“最好的情況是在同一個(gè)陣列里使用同一家公司的同一組產(chǎn)品，但大部分電站擁有好幾家連接器供應(yīng)商，這些連接器能否匹配是個(gè)隱患。比如一個(gè)電站同時(shí)有MC、人和、快可公司的連接器，即便三家公司都保證產(chǎn)品質(zhì)量，但也需要考慮互配問題。為了盡可能降低風(fēng)險(xiǎn)，現(xiàn)
在也有許多公司及一些電站投資商，主動(dòng)要求做匹配性測(cè)試。”TÜV南德光伏產(chǎn)品部銷售經(jīng)理朱其楓如是說，對(duì)此TÜV萊茵光伏部門銷售經(jīng)理張家林也表示贊同，他說萊茵做了很多檢測(cè)，因?yàn)榘l(fā)現(xiàn)了問題所以不建議互插互配。

“電阻過大，連接器要起火的，接觸電阻高會(huì)導(dǎo)致連接器燒斷，組串的組件斷電。另外，國內(nèi)不少公司安裝的時(shí)候靠硬連接，導(dǎo)致接口發(fā)熱，電纜線容易出問題，溫度誤差達(dá)到12-20度。”史陶比爾Multi-Contact公司光伏部門產(chǎn)品專家沈錢平指出問題的嚴(yán)重性。

據(jù)悉，MC公司從來沒有公開過自己產(chǎn)品的公差。也就是說，市面上的光伏連接器基本上全部都是通過分析MC4的樣品來制定自己產(chǎn)品的公差。在不考慮生產(chǎn)管控因素的影響下，各家產(chǎn)品的公差上是存在差異的，不同品牌的連接器在互插的情況下，存在很大隱患，尤其是使用連接器比較多的大型電站。

目前對(duì)于互插問題，在業(yè)內(nèi)連接器、接線盒公司中存在較大爭議，國內(nèi)相當(dāng)一部分連接器、接線盒公司表示，不同品牌產(chǎn)品通過了檢測(cè)公司的測(cè)試，沒有影響。

由于沒有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，業(yè)內(nèi)認(rèn)證檢測(cè)公司的標(biāo)準(zhǔn)也不一樣，Intertek公司對(duì)連接器互配問題與TÜV萊茵、南德和UL有些不同，據(jù)Intertek公司光伏組經(jīng)理程萬茂表示，在當(dāng)前的一些匹配性測(cè)試中并未發(fā)現(xiàn)大量問題，但是就技術(shù)層面而言，除了電阻問題還有拉弧問題，連接器互插互配是存在隱患的。

揭示的第三層是連接器制造企業(yè)魚龍混雜，很多小公司甚至作坊企業(yè)參與其中。在調(diào)研中發(fā)現(xiàn)一個(gè)啼笑皆非的現(xiàn)象，不少國內(nèi)連接器廠家稱自己生產(chǎn)的連接器產(chǎn)品為MC4，他們以為這是業(yè)內(nèi)對(duì)連接器的統(tǒng)稱，還有個(gè)別公司則是連山寨都省掉，直接打上MC公司的logo。

“當(dāng)這些山寨的標(biāo)有MC公司logo的連接器被拿回來檢測(cè)時(shí)，我們感到很復(fù)雜，一方面為我們的產(chǎn)品占有率及知名度感到高興，另一方面還要應(yīng)對(duì)各種山寨問題，不僅山寨還低價(jià)。”據(jù)MC公司洪衛(wèi)剛介紹，按照目前MC公司全球30-35GW的產(chǎn)能，已經(jīng)將規(guī)模降本做到了極致，成本控制做的很好了，“但是人家為什么還比我們低？我們從材料選擇、核心技術(shù)投入、制造工藝、制造設(shè)備、質(zhì)量管控等方面進(jìn)行分析，更低價(jià)格的實(shí)現(xiàn)往往犧牲了很多方面，使用二次回料就是目前普遍的錯(cuò)誤的降本行為。低價(jià)競爭往往會(huì)和偷工減料聯(lián)系起來，這是一個(gè)簡單的道理。就光伏行業(yè)而言，降本是一個(gè)持續(xù)而艱巨的任務(wù)，行業(yè)的各個(gè)環(huán)節(jié)都在努力，如提高轉(zhuǎn)化效率，提升系統(tǒng)電壓，顛覆性部件設(shè)計(jì)，提升自動(dòng)化程度等。但是降本的同時(shí)絕不能降低產(chǎn)品質(zhì)量是必須要堅(jiān)持的原則。”

MC公司沈錢平補(bǔ)充道：“山寨也需要技術(shù)，MC擁有Multiam Technology表帶技術(shù)(專利技術(shù))，不僅可以保證連接器接觸電阻很低，并且是持續(xù)的低接觸電阻。而且可計(jì)算可控，多大電流通過、接觸電阻都可以算出。兩個(gè)接觸點(diǎn)的電阻分析出來，可以找出多大空間散熱，根據(jù)客戶的需求選擇適合的連接器產(chǎn)品。表帶技術(shù)需要一些復(fù)雜的工藝技術(shù)，仿制的很容易變形，這是瑞士公司的技術(shù)積累，產(chǎn)品設(shè)計(jì)本
身的投入及價(jià)值沒法比較。”

25年400萬度電

據(jù)了解，連接器保持低接觸電阻是一項(xiàng)基本要求，業(yè)內(nèi)也有不少公司開始做到，但是長期保持穩(wěn)定的、低接觸電阻需要更穩(wěn)定的技術(shù)積累與研發(fā)支撐，連續(xù)長期的穩(wěn)定、低接觸電阻，不僅有效保障電站細(xì)小環(huán)節(jié)的正常運(yùn)行，同時(shí)對(duì)電站會(huì)產(chǎn)生意想不到的收益。

光伏連接器的接觸電阻對(duì)光伏發(fā)電系統(tǒng)的效率影響究竟有多大，洪衛(wèi)剛對(duì)此算了一筆賬，他以一個(gè)100MW的光伏項(xiàng)目為例，將MC光伏連接器接觸電阻(平均0.35mΩ)和國際標(biāo)準(zhǔn)EN50521中規(guī)定的最大接觸電阻5mΩ做比較(如表一)。



從上面的計(jì)算可以看出，相對(duì)于高的接觸電阻，較低的接觸電阻使光伏系統(tǒng)每年多發(fā)了約16萬度電，在25年時(shí)間里共計(jì)多發(fā)了約400萬度電，由此可見，持續(xù)低的接觸電阻所帶來的經(jīng)濟(jì)效益是非?？捎^的。并且考慮到較高的接觸電阻更容易發(fā)生故障，那么需要更多的零件更換和更多的維護(hù)時(shí)間，即意味著更高的維護(hù)成本。


洪衛(wèi)剛表示：“在國內(nèi)連接器企業(yè)中，短期內(nèi)一些選擇買市場上最好的產(chǎn)品解開復(fù)制的公司會(huì)存在于市場中，因?yàn)樗麄冇辛艘徊糠珠L期合作的客戶，有些也會(huì)在連接器可靠性性能方面做些考慮。未來，行業(yè)發(fā)展會(huì)更加專業(yè)化，接線盒制造和連接器制造會(huì)有越來越明顯的區(qū)分，連接器標(biāo)準(zhǔn)及接線盒標(biāo)準(zhǔn)會(huì)在各自領(lǐng)域進(jìn)一步完善，產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)材料的集中度會(huì)增強(qiáng)。當(dāng)然，最后真正想做長久的企業(yè)會(huì)關(guān)注材料本身，工藝過程，制造水平及品牌。以材料本身而言，國外的銅材料和國內(nèi)的銅材料都屬于銅材料，名稱相同，可是其中的元素配比是不一樣的，導(dǎo)致部件的性能存在差異，因此，我們還需要長期的學(xué)習(xí)積累。”

從第一層到第三層的揭露，是相互關(guān)聯(lián)的三個(gè)環(huán)節(jié)，沒有混亂的企業(yè)就沒有混亂的產(chǎn)品，也會(huì)減少互插山寨安裝等問題，問題能夠存在取決于市場的需求。

因?yàn)檫B接器“小”，所以目前電站設(shè)計(jì)者和EPC公司在設(shè)計(jì)和搭建電站時(shí)，很少會(huì)考慮到連接器的匹配問題；組件供應(yīng)商在選擇接線盒時(shí)，對(duì)連接器的考量也非常少，除了早期被培養(yǎng)起來的幾家一線光伏公司(如天合等)；電站業(yè)主及運(yùn)營方更無從了解連接器所帶來的影響，如此，在問題沒有大面積暴露前，一些發(fā)展亂象存在發(fā)展空間。

連接器的問題讓筆者想起了光伏背板、PID太陽電池，這些都是在問題暴露后引起的業(yè)內(nèi)關(guān)注，希望連接器在問題大面積暴露前能引起重視，防患于未然。