光伏电缆技术及其标准的发展

发布时间：

2017-11-09

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所有的太阳能电池，均产生直流电并需要转换交流电。具有一定容量的光电源，需要许多千个单元模块组成，并将每一个单元模块有规则的连接起来，可想而知PV电缆结构中包括很多的绝缘细线。初期研究光伏电池，主要精力是对元件及其组合方面，目前对于PV电缆的研究也提到了日程。近十年来，全球光能发电市场高速增长，而光伏电缆仍没有国际标准，因此可借鉴的标准和试验，需加以调整，如寿命循环试验等，尤其应当注意的是电缆长期暴露在强烈紫外线下的老化问题。

光伏电池由大到小，一般居民屋顶的小型PV为几千瓦峰值(kWp-Kilowatt peak)，工业用的中型PV为几兆瓦峰值(MWp)，大型发电场PV达2千兆瓦峰值(2GWp)。2008年全球新安装系统的PV市场为5.6 GW，大多数人预测每年约8～10GW的能力。PV用电缆通常考虑只在系统的直流部分，不包括栅极接线、系统控制电缆及其他连接电线等。PV电缆与PV安装容量的关系大致如下：1 MW约相当配套40～60km PV cable，这与晶体和薄膜组件的排列和数量直接相关，其连接原理见图1，图中未画出变流器。

图1 细线电缆和模块电缆与模块连接原理

PV电缆长期暴露在阳光下，或者长期浸泡在水中，还有环境温度的急剧变化，因此用户对于电缆的寿命问题即为关注。因为没有国际标准(如IEC标准)，制造者也觉得缺乏依据，所以PV电缆在发展过程中，对其质量和寿命问题出现了争论，但大多数专家持赞同意见。由UL出版和发行的《光电伏打电线的调查大纲》UL-4703(及其相关标准和基准)；另外由TüV(德国技术上检验局)印刷的《在光伏系统使用的电缆要求》2Pfg-1169"(及其相关的标准和基准)，成为目前主要的参考文件。将来也许会成为公认的标准。

电缆导体由很细的镀锡组成，符合IEC 60228 class，截面大都为4.00 mm2 and 6.00 mm2，分别由56根单线和84根单线组成；绝缘层护套符合TüV和UL要求，热塑或交联惨了均可使用，这些属于常规规定，绝缘厚度曲0.5 mm。

电缆护套需要有足够的机械强度，以防止敷设时护套受损。另外应对老鼠和白蚁有防范功能，有时不得不增加钢丝编织层(作为铠装)，PV系统的直流部分是不接地的系统，金属编织有些人持反对意见，此外金属编织又产生了防腐问题。

至于光伏电缆的电气性能方面，作者认为不需要多大的要求。上世纪90年代使用电缆，使用时间不长，护套出现环形开裂，在连接盒附近开裂更为显著，认为当时的电缆质量是较差的，也许是连接盒周围的温度较高，可能是热应力所致。

护套液应具有耐各种化学剂的能力，如光伏电池清洗液、润滑油、酸性气体、酸雨、盐雾、霉菌和其他油脂雾烟等。

从投资与回报考虑，PV电缆的使用寿命为25年，应认为是合理要求。用现有试验标准进行考核，也许不一定能得出这样的精确结论。由于PV电缆正在成为家庭日用品，与其他工业专用电缆相比，在质量方面存在一定的不确定因素，至今为止，究竟使用寿命应保证期限有多长，设计和制造两方面的争论并未解决。电缆护套需要有足够的机械强度，以防止敷设时护套受损。另外应对老鼠和白蚁有防范功能，有时不得不增加钢丝编织层(作为铠装)，PV系统的直流部分是不接地的系统，金属编织有些人持反对意见，此外金属编织又产生了防腐问题。

至于光伏电缆的电气性能方面，作者认为不需要多大的要求。上世纪90年代使用电缆，使用时间不长，护套出现环形开裂，在连接盒附近开裂更为显著，认为当时的电缆质量是较差的，也许是连接盒周围的温度较高，可能是热应力所致。护套液应具有耐各种化学剂的能力，如光伏电池清洗液、润滑油、酸性气体、酸雨、盐雾、霉菌和其他油脂雾烟等。从投资与回报考虑，PV电缆的使用寿命为25年，应认为是合理要求。用现有试验标准进行考核，也许不一定能得出这样的精确结论。

由于PV电缆正在成为家庭日用品，与其他工业专用电缆相比，在质量方面存在一定的不确定因素，至今为止，究竟使用寿命应保证期限有多长，设计和制造两方面的争论并未解决。

关键词：

电力电缆，充电桩电缆

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