方宇明 连接器与光伏电站收益.pdf

Left Right Title Bottom Title Top Content Bottom Content Top 中国 | 2017 | 史陶比尔 连接器与光伏电站收益 Left Right Content Top Title Top Footer Kicker Top Title Bottom 1 什么是光伏连接器 2 连接在光伏系统中的重要性 3 光伏连接器的评判指标 4 光伏连接器的技术风险 5 光伏连接器的投资回报 6 应用案例 内容 连接器与光伏电站收益 2017 史陶比尔集团版权所有。 2 Left Right Footer Title Top Kicker Top Title Bottom 什么是光伏连接器 连接器与光伏电站收益 3 2017 史陶比尔集团版权所有。 Left Right Content Top Title Top Footer Kicker Top Title Bottom 光 伏连接器的构成 什么是光伏连接器 4 光 伏连接器由金属件和绝缘件构成。 金属 件是连接器组成的主体，也是最主要的通流路径。在各种环境条件下运行时，稳定的电阻是保障连接器正常工作的前提条件。 绝缘材料的选择直接决定了连接器的质量。好的连接器需要选择合适的绝缘材料，而是否合适主要是通过连接器使用要求来确定的，例如材料的耐候、耐热、阻燃、机械和绝缘性能等。 2017 史陶比尔集团版权所有。 Left Right Content Top Title Top Footer Kicker Top Title Bottom 光 伏连接器的分类及用量 什么是光伏连接器 5 光 伏连接器是光伏系统内组件、汇流箱和逆变器等各个部件之间相互连接的关键零部件。根据应用点不同，可分为线端、板端和分支连接器。 1MW光伏系统大约需要 3500 4200套光伏连接器。 2017 史陶比尔集团版权所有。 video Left Right Footer Title Top Kicker Top Title Bottom 连接在光伏系统中的重要性 连接器与光伏电站收益 6 2017 史陶比尔集团版权所有。 Left Right Content Top Title Top Footer Kicker Top Title Bottom 光伏投资之痛：火灾 连接在光伏系统中的重要性 7 2017 史陶比尔集团版权所有。 德国某屋顶电站 中国东部某厂房屋顶电站 Left Right Content Top Title Top Footer Kicker Top Title Bottom 火灾与连接器 连接在光伏系统中的重要性 8 国外知名机构 Fraunhofer ISE和 TV联合对光伏系统火灾原因调查后发现： 排 在 第 1位 和 第 3位 的火灾原因都与连接器 有关 2017 史陶比尔集团版权所有。 Left Right Content Top Title Top Footer Kicker Top Title Bottom 中国西部电站连接器烧毁图片 连接在光伏系统中的重要性 9 2017 史陶比尔集团版权所有。 Left Right Footer Title Top Kicker Top Title Bottom 光伏连接器的评判指标 连接器与光伏电站收益 10 2017 史陶比尔集团版权所有。 Left Right Content Top Title Top Footer Kicker Top Title Bottom 连接器的选型 光伏连接器的评判指标 11 2017 史陶比尔集团版权所有。 额定电流 IEC(90 85 ) 额定电压 环境温度范围 温度上限 接触电阻 接触系统 连接方式 耐氨性 盐雾试验 国际认证 TV/UL/CSA等 触点材质 绝缘材料 阻燃等级 防护等级 IP 68 过压类型 CAT III 安全等级 Left Right Content Top Title Top Footer Kicker Top Title Bottom 光伏连接器的国际标准 光伏连接器的评判指标 12 2017 史陶比尔集团版权所有。 目前，光伏连接器国际标准有 EN 50521:2008+A1:2012和 IEC 62852。 标准 日期 措施 EN 50521:2008 2015.6.25 失效 EN 50521:2008+A1:2012 2015.6.25 强制使用该标准 （或 IEC 62852） 2017.12.11 将被 IEC 62852替代 IEC 62852 2017.12.11 强制使用该标准 Left Right Content Top Title Top Footer Kicker Top Title Bottom 连接器的认证证书 光伏连接器的评判指标 13 2017 史陶比尔集团版权所有。 光伏连接器认证主要有 TV/UL/JET/CQC等。 针对特殊应用环境，耐氨和防盐雾证书也是必须。 Left Right Content Top Title Top Footer Kicker Top Title Bottom MC4 VS 类 MC4 光伏连接器的评判指标 14 2017 史陶比尔集团版权所有。 MC4 类 MC4 备注 初始接触电阻 0.25m 5m 1m 0.5m 接触电阻是否长期稳定 是 否 长期稳定对电站极其重要，影响投资回报 防护等级 IP68 IP67 额定电流 39A 30A 85,4mm电缆 是否通过耐氨性测试 是 否 农光和渔光互补重要技术参数 是否通过盐雾测试 是 否 沿海建电站重要参数 是否使用回料 否 不详 材料成本相差大 * Left Right Footer Title Top Kicker Top Title Bottom 光伏连接器的技术风险 连接器与光伏电站收益 15 2017 史陶比尔集团版权所有。 Left Right Content Top Title Top Footer Kicker Top Title Bottom 风险分类及影响等级 光伏连接器的技术风险 16 连接器的技术风险体现在质量、应用、安装以及运维各方面。 连接器失效并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度增加，并超出塑料外壳及金属件所能承受的温度范围。 2017 史陶比尔集团版权所有。 影响因素 风险 风险等级 质量 电连接核心技术 是否使用回料 工艺流程管控 电阻长期稳定性 材料性能降低 火灾 高 应用 连接器互插 温度升高 接触电阻增大且不稳定 密封性不够 火灾 高 安装 安装人员专业度 是否使用专业工具 接触电阻增大 火灾 高 运维 运维难度 运维人员专业度 人身安全 火灾 高 Left Right Content Top Title Top Footer Kicker Top Title Bottom 连接器的质量风险 光伏连接器的技术风险 17 金属件是连接器组成的主体，也是最主要的通流路径。在各种环境下运行时，稳定的电阻是保障连接器正常工作的前提条件。若接触电阻不正常增大，就会导致温度升高 。 在金属芯体对插区域，一般会采用导电介质，其设计和制造水平决定了光伏连接器的品质。史陶比尔的 MULTILAM专利技术，具备 50多年电力输配经验 。 2017 史陶比尔集团版权所有。 史陶比尔 MC4 类 MC4 热成像分析 参考 EN50521和 IEC 60512-5-1 No Hotspot! Hotspot! Left Right Content Top Title Top Footer Kicker Top Title Bottom 连接器的质量风险 光伏连接器的技术风险 18 2017 史陶比尔集团版权所有。 电压降小 载流能力高 功率损耗最小 接触电阻最小 耐用性强，高达百万次插拔设计 工作温度可达 350 ，短时间内允许更高的温度 耐油性好 抗震和抗冲击性好 抗腐蚀性好 MULTILAM的优势 MULTILAM Technology Left Right Content Top Title Top Footer Kicker Top Title Bottom 连接器的质量风险 光伏连接器的技术风险 19 史陶比尔拥有近 20年光伏电站应用经验，其产品经受残酷环境的考验，材料安全可靠，声明 绝不使用回料 。 2017 史陶比尔集团版权所有。 明显降低耐化学腐蚀能力 容易增加应力裂纹 材料力学，热学和化学性能的恶化 在长期运行中表现出低性能 耐久性无法保证 使用回料的负面影响 Left Right Content Top Title Top Footer Kicker Top Title Bottom 连接器的应用风险 ： 互插 光伏连接器的技术风险 20 光伏电站中不同厂商连接器互插现象普遍，电站业主没有意识 到互 插的 风险。 TV和 UL都出过书面声明，不支持不同厂家连接器互插应用 。 标准 TV EN50548要求，连接器绝缘电阻不能小于 400M。比标准要求低的绝缘电阻会导致漏电流升高，爬电距离降低，进而引发电击风险。互插失效 案例： 2017 史陶比尔集团版权所有。 安装时间： 2009 装机容量： 1000KWp 绝缘电阻： 9.6M 安装时间： 2010 装机容量： 1500KWp 绝缘电阻： 10.4M 安装时间： 2011 装机容量： 1000KWp 绝缘电阻： 4.8M Left Right Content Top Title Top Footer Kicker Top Title Bottom 连接器的应用风险 ： 互插 光伏连接器的技术风险 21 TV & UL are not allow to do a crossmating combination: (mentioned in certificates) IEC Installation standard (IEC 62548) 7.3.8 Plugs, sockets and connectors “Plugs and socket connectors mated together in a PV system shall be of the same type from the same manufacturer. I.e. a plug from one manufacturer and a socket from another manufacturer or vice versa shall not be used to make a connection.” 2017 史陶比尔集团版权所有。 Left Right Content Top Title Top Footer Kicker Top Title Bottom 连接器的应用风险 ： 互插 光伏连接器的技术风险 22 2017 史陶比尔集团版权所有。 Left Right Content Top Title Top Footer Kicker Top Title Bottom 连接器的安装风险 光伏连接器的技术风险 23 不规范安装集中体现在安装工人对连接器认知不足和压接工具不专业。 现场工人有时直接用劣质甚至通用工具压接，如此很难保证压接品质，造成压接不良，比如接合部位电缆铜丝弯折、部分铜丝未压进去等问题。 2017 史陶比尔集团版权所有。 螺母拧紧程度不一致 电缆与连接器失配 压接端铜丝断裂 正 负极插合不到位 Left Right Content Top Title Top Footer Kicker Top Title Bottom 小结 光伏连接器的技术风险 24 2017 史陶比尔集团版权所有。 连接器不仅要求低的接触电阻，更要求有长期稳定的低 接触电阻！ 禁止使用添加回料的零部件！ 使用 专业安装工具并严格按 照 规 范操作！ 互插存在很高风险，严禁互 插！ 认准原版 MC4！ Left Right Footer Title Top Kicker Top Title Bottom 光伏连接器的投资回报：小部件，大收益 连接器与光伏电站收益 25 2017 史陶比尔集团版权所有。 Left Right Content Top Title Top Footer Kicker Top Title Bottom 连接器在光伏系统中的投资占比 光伏连接器的投资回报 26 光 伏电站投资占比最大的是设备及安装费用，约为 81%。 光伏连接器在整个光伏系统投资的占比不足 0.5%，连接器虽小，却是影响光伏电站收益的重要零部件。 2017 史陶比尔集团版权所有。 设备及安装费用 81% 建筑工程 /基本预备费 /其他 19% 升 压变电 4% 支架 8.5% 光伏组件 51.5% 其他电气设备 (汇流箱 /逆变器 /配电柜 /箱变等 ) 13.9% 电缆及辅材 3.1% 连接器 0.5% Left Right Content Top Title Top Footer Kicker Top Title Bottom 连接器的风险成本 光伏连接器的投资回报 27 2016年 3月，欧盟 Horizon 2020 “Solar bankability”项目组发布的 Technical Risks in PV Projects 报告显示，在追踪的 746座电站（总装机容量 422MW，平均并网时间 2.3年）中，共有 45座电站 累计发生了 5244件连接器损坏或烧毁 案例。 依据此 746座电站各类失效数据，通过对失效造成的发电量收益损失以及运维成本计算，每个技术风险都被赋予一个标准值： CPN（ Cost Priority Number），单位为 /kWp per year。连接器损坏或烧毁的 CPN为 3.47，这个值超出了组件热斑引起的值 2.98，再考虑到布线涉及连接器安装，因此，由连接器引起的 CPN可与 组件风险的 PID、蜗牛 纹和背板 引起的值相当 。 2017 史陶比尔集团版权所有。 Left Right Content Top Title Top Footer Kicker Top Title Bottom 连接器的风险成本 光伏连接器的投资回报 28 2016年 7月，欧盟 Horizon 2020 “Solar bankability”项目组最新报告 Review and Gap Analyses of Technical Assumptions in PV Electricity Cost 显示，在电站Top20风险中，连接器损坏或烧毁所造成的发电量收益损失排在 第 2位 。 2017 史陶比尔集团版权所有。 Left Right Content Top Title Top Footer Kicker Top Title Bottom 接触电阻对系统效率的影响 光伏连接器与系统收益 29 1MW电站在运行的头一年， MC4可以为业主多发（少损失）的电量为 1175kWh，相当于系统效率提高了 0.78 ；一个典型的 50MW电站， 25年运营期内， MC4可为业主多发（少损失）的电量约为 146万 kWh。 2017 史陶比尔集团版权所有。 接触电阻 m/套 总电阻 电量损失 （ kWh/年） 史陶比尔 MC4 0.25 1 8.44*8.44*1.4*1500=106.8 类 MC4 3 12 8.44*8.44*12*1500=1282.2 电站装机容量： 1MW 组件： 265Wp Imp： 8.44A 年满发小时数： 1500h 1MW连接器用量：约 4000套 Left Right Content Top Title Top Footer Kicker Top Title Bottom 连接器失效与运维成本 光伏连接器的投资回报 30 2017 史陶比尔集团版权所有。 发电量损失 整串组件无法发电，若每日有效光照时间 5-6小时，则每日功率损失约 25 30度 备品备件 采购量因电站而异，连接器质量水平与备品备件使用时间成正比 人力成本 连接器故障不易排查，一旦失效连接器增多，运维人员的工作量会成倍增加 风险 运维人员的安全风险，若发生火灾，会造成业主的经济和声誉损失 运维成本 Left Right Footer Title Top Kicker Top Title Bottom 应用案例 连接器与光伏电站收益 31 2017 史陶比尔集团版权所有。 Left Right Content Top Title Top Footer Kicker Top Title Bottom 国外 应用案例 32 2017 史陶比尔集团版权所有。 葡萄牙 Serpa 11MW项目， 2007 瑞士 Hospital Waid 525kWp项目， 2004 2003年全球最大光伏电站 德国 Solarpark 4MW项目 瑞士 Piz Nair Talstation 97kWp 项目， 2003 Left Right Content Top Title Top Footer Kicker Top Title Bottom 国内 应用案例 33 2017 史陶比尔集团版权所有。 浙江能源集团 35MW项目 三峡新能源 20MW项目 国电 投 BIPV 130kW项目 上海汽车厂南京 车棚 项目 Left Right Content Top Title Top Footer Kicker Top Title Bottom 史陶比尔 应用案例 34 2017 史陶比尔集团版权所有。 公司介绍 125年历史， 50余年电连接专业经验 全球已成功连接超 150GW光伏系统 光 伏连接器领域的 先驱和 领跑 者 1892年 史陶比尔公司成立 1962年 MC品牌 (电连接器 )创建 1996年 全球第一款光伏连接器 MC3 2002年 MC加入史陶比尔，同时推出 MC4 Left Right Content Bottom Content Top Title Bottom Title Top staubli/electrical Thank you for your attention!