Con el rápido desarrollo del mercado fotovoltaico distribuido, especialmente doméstico, en los últimos años, los problemas de calidad de los sistemas fotovoltaicos se han vuelto cada vez más prominentes.Un incendio en un sistema fotovoltaico no sólo pondrá en peligro la seguridad personal, sino que también tendrá un impacto negativo en la industria.Según informes de investigaciones extranjeras, la inserción mutua de conectores y la instalación irregular de conectores ocupan la primera y tercera causa de incendio.Este artículo se centra en el análisis de la instalación irregular de conectores, especialmente el engarzado del cable fotovoltaico y el núcleo metálico del conector, con el fin de brindar a los usuarios una cierta referencia, mantener el sistema fotovoltaico y proteger los beneficios de los usuarios.
Situacion del mercado
En un sistema de generación de energía fotovoltaica, los conectores fotovoltaicos se utilizan principalmente en componentes, cajas combinadoras, inversores y las conexiones entre ellos, la mayoría de los cuales se instalan en fábrica, y la calidad del engarzado es relativamente confiable.Aproximadamente el 10% de los conectores restantes deben instalarse manualmente en el sitio del proyecto, lo que se refiere principalmente a la necesidad de instalar conectores en ambos extremos del cable fotovoltaico que conecta cada dispositivo.Según la experiencia de muchos años de visitas a clientes, debido a la falta de capacitación de los trabajadores de instalación en el sitio y al uso de herramientas de engarzado profesionales, las irregularidades en el engarzado son comunes, como se muestra a continuación.
[Figura 1: Caso de engarce irregular]
Tipos y características de núcleos metálicos.
El núcleo metálico es el cuerpo principal del conector y la vía de flujo más importante.En la actualidad, la gran mayoría de conectores fotovoltaicos del mercado utilizan un núcleo metálico en forma de “U”, que está estampado y formado a partir de una lámina de cobre, también conocido como núcleo metálico estampado.Gracias al proceso de estampado, el núcleo metálico en forma de “U” no solo tiene una alta eficiencia de producción, sino que también puede disponerse en una cadena, lo cual es muy adecuado para la producción automatizada de mazos de cables.
Algunos conectores fotovoltaicos utilizan un núcleo metálico en forma de "O", que se forma perforando agujeros en ambos extremos de una delgada varilla de cobre, que también se denomina núcleo metálico mecanizado.El núcleo metálico en forma de "O" sólo se puede engarzar individualmente, lo que no es adecuado para su uso en equipos automatizados.
【Imagen 2: Tipo de núcleo metálico】
También hay un núcleo metálico extremadamente raro y sin engarces, que está conectado al cable mediante una lámina de resorte.Dado que no se requieren herramientas de engarzado, la instalación es relativamente sencilla y cómoda.Sin embargo, la conexión de la hoja de resorte dará como resultado una gran resistencia de contacto y no se puede garantizar la confiabilidad a largo plazo.Algunos organismos de certificación tampoco aprueban este tipo de núcleo metálico.
[Tabla 1: Características de diferentes núcleos metálicos]
Conocimientos básicos de prensado.
El engarzado es una de las técnicas de conexión más básicas y comunes.Cada día se producen innumerables engarzados.Al mismo tiempo, se ha demostrado que el engarzado es una tecnología de conexión madura y fiable.
Proceso de prensado
La confiabilidad del engarzado depende en gran medida de las herramientas y operaciones, las cuales determinan si el efecto de engarzado final cumple con los requisitos de la norma.Tomemos como ejemplo el núcleo metálico en forma de “U”.Es básicamente un material de cobre estañado y debe conectarse al cable fotovoltaico mediante engarce.El proceso de prensado es el siguiente:
【Imagen 3: Proceso de engarzado】
No es difícil ver que el engarzado con núcleo metálico en forma de "U" es un proceso en el que a medida que la altura de engarzado disminuye gradualmente (mientras la fuerza de engarzado aumenta gradualmente), la lámina de cobre envuelta con el cable de cobre se comprime gradualmente.En este proceso, el control de la altura de engarzado determina directamente la calidad del engarzado.El control del ancho de engarzado no es muy importante, porque el troquel de engarzado determina el valor del ancho.
Altura de engarce
Mucha gente sabe que engarzar demasiado flojo o demasiado apretado no es bueno, así que a medida que avanza el engarzado, ¿cuánto se debe controlar la altura del engarce?Además, ¿cómo cambian durante este proceso dos importantes indicadores de calidad, a saber, la fuerza de tracción y la conductividad eléctrica?
[Figura 4: Fuerza de extracción y altura de engarce]
A medida que la altura de engarzado disminuye gradualmente, la fuerza de tracción entre el cable y el núcleo metálico aumentará gradualmente hasta alcanzar el punto "X" en la figura anterior.Si la altura de engarzado continúa disminuyendo, la fuerza de extracción seguirá disminuyendo debido a la destrucción gradual de la estructura del alambre de cobre.
[Figura 5: Conductividad y altura de engarce]
La figura anterior describe las características eléctricas a largo plazo del engarzado.Cuanto mayor sea el valor, mejor será la conductividad eléctrica y mejores serán las características eléctricas del cable y la conexión del núcleo metálico.“X” representa el mejor punto.
Si las dos curvas anteriores se superponen, podemos llegar fácilmente a una conclusión:
ElLa mejor altura de engarzado solo puede ser una consideración integral de la fuerza de extracción y la conductividad, y un valor en el área entre los dos mejores puntos., Como se muestra abajo.
[Figura 6: Altura de engarzado, propiedades mecánicas y eléctricas]
Evaluación de la calidad del prensado
Los métodos de juicio comúnmente utilizados en la industria son los siguientes:
■ La altura/ancho del engarzado se puede medir con un pie de rey dentro del rango definido;
■ Fuerza de extracción, es decir, la fuerza necesaria para tirar o romper el cable de cobre del lugar de engarzado, como un cable de 4 mm2, IEC 60352-2 requiere al menos 310 N;
■ Resistencia, tomando como ejemplo el cable de 4 mm2, IEC 60352-2 requiere que la resistencia en el engarzado sea inferior a 135 microohmios;
■Análisis de sección transversal, corte no destructivo de la zona de engarzado, análisis de ancho, alto, tasa de compresión, simetría, grietas y rebabas, etc.
Si se va a lanzar un nuevo dispositivo o una nueva matriz de engarce, además de los puntos anteriores, también es necesario monitorear la estabilidad de la resistencia en condiciones de ciclos de temperatura, consulte la norma IEC 60352-2.
Herramienta que prensa
La gran mayoría de los conectores fotovoltaicos se instalan en fábrica mediante equipos automatizados y la calidad del engarzado es alta.Sin embargo, para los conectores que deben instalarse en el sitio del proyecto, el engarzado solo se puede realizar con alicates para engarzar.Para engarzar se deben utilizar los alicates de engarzar profesionales originales.No se pueden utilizar tornillos de banco comunes ni alicates de punta fina para engarzar.Por un lado, la calidad del engarzado es baja y este también es un método no reconocido por los fabricantes de conectores y las agencias de certificación.
【Imagen 7: Herramienta de engarzado】
Peligros de engarzado irregular
Un engarzado deficiente puede provocar el incumplimiento de las especificaciones, una resistencia de contacto inestable y fallos de sellado.Es un gran punto de riesgo que afecta el funcionamiento general y la rentabilidad de las plantas de energía fotovoltaica.
Resumen
■ El conector es una pieza pequeña, pero afectará la eficiencia operativa del proyecto fotovoltaico.El compromiso con la calidad suele significar grandes pérdidas y riesgos posteriores, que podrían haberse evitado;
■ Para la instalación de conectores fotovoltaicos, el eslabón de engarzado es el más importante y se recomienda utilizar herramientas de engarzado profesionales.Para los instaladores de ingeniería, la formación en engarzado es un vínculo indispensable.
2021-06-22
