你不熟悉的光伏电量小偷：是时候，重新认识MC4了

　　大家关注光伏电站安全、系统效率时，更多关注在“光伏组件”、“逆变器”这些大件上，而忽视了小而多的连接设备。

　　在上一篇文章中(是时候，重新认识MC4了(上))介绍了光伏连接器4方面的技术风险，如表1所示：

　　表1：连接器的技术风险

　　这些技术风险究竟会给电站带来多大的损失呢?

　　欧盟Horizon 2020“Solar Bankability”项目对电站的各类风险进行了量化的评估。

　　一、光伏电站风险与损失的量化分析

　　“Solar Bankability”项目组发布的报告《Technical Risk in PV Projects》中，根据追踪的746座电站的各类失效数据。根据电站实际数据，通过理论建模分析，给每个风险都赋予了一个标准值CPN(即Cost Priority Number)，单位为€/(kWp per year)，即每一年每1kWp因各失效风险造成多少欧元的收益损失。这种损失包含风险导致的发电量收益损失以及相应的运维成本。电缆、组件相关的CPN值如图1、图2所示。

　　CPN=发电量收益损失+运维成本

　　图1：Total cabling top 10 risks

　　图2：Modules top 10 risks

　　从图1可以看出，“连接器损坏或烧毁”的 CPN 为 3.47，即每年因此风险将导致每 1kWp 损失 3.47 欧元。

　　而图2中，组件热斑引起的值为2.98，低于“连接器损坏或烧毁”造成的损失。

　　除此以外，考虑到布线涉及连接器安装(图2中的第一项)中连接器的影响值，则图1、图2中由连接器引起的CPN可与大家非常关注的、组件前3位(即PID、蜗牛纹、背板)造成的损失值相当。

　　“Solar Bankability”项目组于2016年7月发布的报告《Review and Gap Analyses of Technical Assumptions in PV Electricity Cost》中指出：在电站Top20风险中，由于“连接器损坏或烧毁”造成的发电量收益损失排在第2位。

　　二、连接器接触电阻造成的电量损失

　　光伏连接器是能量传输的节点，能量通过时这些节点都会发热，这是正常的能量消耗。光伏连接器品质好坏的核心评价指标是“公母连接器对插之后的接触电阻”。优质的连接器必须具有很低的接触电阻，将此部分损耗降到最低，并且能够在整个寿命周期稳定维持在低的接触电阻，即接触电阻平均值低。

　　连接器的初始接触电阻值取决于材料选择、结构设计以及是否拥有电连接核心技术。史陶比尔MC4标称的初始接触电阻为0.35mΩ，这是一个最大值。仅凭这一项， MC4每年每兆瓦就为业主带来上千元的收入增加。

　　案例：1MW典型光伏电站

　　采用265Wp光伏组件，组件的Imp=8.44A，年满发小时数为1500h，则：

　　1MW项目将使用3784块光伏组件，即使用3784套连接器;考虑到每个并联支路还需要链接导线，按总计4000套考虑。

　　从上表可以看出，采用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1071kWh，相当于系统效率提高了0.9‰。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140万kWh。

　　当然，这些值是理论估算，即满发情况下，而实际上目前电站运行中仍存在许多“弃光限电”。

　　三、连接器的运维成本

　　前面探讨接触电阻对电站收益的影响，有一个前提即连接器正常工作。倘若连接器失效，则会带来一系列运维成本，包括发电量损失、备品备件、人力成本以及安全风险。

　　目前分布式光伏市场异常火热，相信此后会有非常多的居民或工商业屋顶装上光伏系统。而如果这些系统上连接器出现故障，其排查及更换对运维人员来说会是一个较大的挑战：一是难度高，二是人身安全风险随之增加。极端情况，如发生火灾，会给业主带来经济和声誉损失。这些都是大家不愿意看到的情况。

　　《韩非子·喻老》有一段话，“千丈之堤，以蝼蚁之穴溃;百尺之室，以突隙之烟焚”。光伏连接器虽小，但若选型得当，仍可做到“小而美”，为业主带来大收益。反之，则会成为电站运行中的一个棘手问题，会在无形中慢慢地偷走业主许多收益。

　　是时候，重新认识MC4了!