Avec le développement rapide du marché photovoltaïque distribué, notamment domestique, ces dernières années, les problèmes de qualité des systèmes photovoltaïques sont devenus de plus en plus importants.Un incendie dans une installation photovoltaïque mettra non seulement en danger la sécurité des personnes, mais aura également un impact négatif sur l'industrie.Selon des rapports de recherche étrangers, l'insertion mutuelle des connecteurs et l'installation irrégulière des connecteurs constituent les première et troisième causes d'incendie.Cet article se concentre sur l'analyse de l'installation irrégulière des connecteurs, notamment le sertissage du câble photovoltaïque et de l'âme métallique du connecteur, afin de fournir aux utilisateurs une certaine référence, d'entretenir le système photovoltaïque et de protéger les bénéfices des utilisateurs.
Situation du marché
Dans un système de production d'énergie photovoltaïque, les connecteurs photovoltaïques sont principalement utilisés dans les composants, les boîtiers de combinaison, les onduleurs et les connexions entre eux, dont la plupart sont installés en usine, et la qualité du sertissage est relativement fiable.Environ 10 % des connecteurs restants doivent être installés manuellement sur le site du projet, se référant principalement à la nécessité d'installer des connecteurs aux deux extrémités du câble photovoltaïque reliant chaque appareil.Selon l'expérience de nombreuses années de visites chez les clients, en raison du manque de formation des installateurs sur site et de l'utilisation d'outils de sertissage professionnels, les irrégularités de sertissage sont courantes, comme indiqué ci-dessous.
[Figure 1 : Cas de sertissage irrégulier]
Types et caractéristiques des noyaux métalliques
Le noyau métallique constitue le corps principal du connecteur et le chemin d'écoulement le plus important.À l’heure actuelle, la grande majorité des connecteurs photovoltaïques du marché utilisent une âme métallique en forme de « U », emboutie et formée à partir d’une feuille de cuivre, également appelée âme métallique emboutie.Grâce au processus d'estampage, le noyau métallique en forme de « U » a non seulement une efficacité de production élevée, mais peut également être disposé en chaîne, ce qui est très approprié pour la production automatisée de faisceaux de câbles.
Certains connecteurs photovoltaïques utilisent un noyau métallique en forme de « O », formé en perçant des trous aux deux extrémités d’une fine tige de cuivre, également appelée noyau métallique usiné.L'âme métallique en forme de « O » ne peut être sertie qu'individuellement, ce qui n'est pas adapté à une utilisation dans des équipements automatisés.
【Image 2 : Type de noyau métallique】
Il existe également une âme métallique extrêmement rare et sans sertissage, qui est reliée au câble par une tôle à ressort.Puisqu’aucun outil de sertissage n’est requis, l’installation est relativement simple et pratique.Cependant, la connexion de la lame à ressort entraînera une résistance de contact importante et la fiabilité à long terme ne peut être garantie.Certains organismes de certification n’approuvent pas non plus ce type de noyau métallique.
[Tableau 1 : Caractéristiques des différents noyaux métalliques]
Connaissance de base en sertissage
Le sertissage est l’une des techniques de connexion les plus élémentaires et les plus courantes.D’innombrables sertissages se produisent chaque jour.Dans le même temps, le sertissage s’est avéré être une technologie de connexion mature et fiable.
Processus de sertissage
La fiabilité du sertissage dépend en grande partie des outils et des opérations, qui déterminent tous deux si l'effet de sertissage final répond aux exigences de la norme.Prenons comme exemple le noyau métallique en forme de « U ».Il s'agit essentiellement d'un matériau en cuivre étamé qui doit être connecté au câble photovoltaïque par sertissage.Le processus de sertissage est le suivant :
【Image 3 : Processus de sertissage】
Il n'est pas difficile de voir que le sertissage d'une âme métallique en forme de « U » est un processus dans lequel, à mesure que la hauteur de sertissage diminue progressivement (tandis que la force de sertissage augmente progressivement), la feuille de cuivre enveloppée avec le fil de cuivre du câble est progressivement comprimée.Dans ce procédé, le contrôle de la hauteur de sertissage détermine directement la qualité du sertissage.Le contrôle de la largeur de sertissage n'est pas très important, car la matrice de sertissage détermine la valeur de la largeur.
Hauteur de sertissage
Beaucoup de gens savent qu'un sertissage trop lâche ou trop serré n'est pas bon, alors à mesure que le sertissage progresse, dans quelle mesure la hauteur de sertissage doit-elle être contrôlée ?De plus, comment deux indicateurs de qualité importants, à savoir la force d'arrachement et la conductivité électrique, évoluent-ils au cours de ce processus ?
[Figure 4 : Force d'arrachement et hauteur de sertissage]
À mesure que la hauteur de sertissage diminue progressivement, la force d'arrachement entre le câble et l'âme métallique augmentera progressivement jusqu'à atteindre le point « X » dans la figure ci-dessus.Si la hauteur de sertissage continue de diminuer, la force d'arrachement continuera de diminuer en raison de la destruction progressive de la structure du fil de cuivre.
[Figure 5 : Conductivité et hauteur de sertissage]
La figure ci-dessus décrit les caractéristiques électriques à long terme du sertissage.Plus la valeur est élevée, meilleure est la conductivité électrique et meilleures sont les caractéristiques électriques de la connexion du câble et de l'âme métallique.« X » représente le meilleur point.
Si les deux courbes ci-dessus se superposent, nous pouvons facilement conclure :
Lela meilleure hauteur de sertissage ne peut être qu'une prise en compte globale de la force d'arrachement et de la conductivité, ainsi qu'une valeur dans la zone située entre les deux meilleurs points, comme indiqué ci-dessous.
[Figure 6 : Hauteur de sertissage, propriétés mécaniques et électriques]
Évaluation de la qualité du sertissage
Les méthodes de jugement couramment utilisées dans l’industrie sont les suivantes :
■ La hauteur/largeur de sertissage peut être mesurée avec un pied à coulisse dans la plage définie ;
■ Force d'arrachement, c'est-à-dire la force nécessaire pour tirer ou casser le fil de cuivre du lieu de sertissage, tel qu'un câble de 4 mm2, la norme CEI 60352-2 nécessite au moins 310 N ;
■ Résistance, en prenant comme exemple le câble de 4 mm2, la norme CEI 60352-2 exige que la résistance au sertissage soit inférieure à 135 microohms ;
■Analyse de section, découpe non destructive de la zone de sertissage, analyse de largeur, hauteur, taux de compression, symétrie, fissures et bavures, etc.
S'il s'agit de sortir un nouvel appareil ou une nouvelle matrice de sertissage, en plus des points ci-dessus, il est également nécessaire de contrôler la stabilité de la résistance dans des conditions de cyclage de température, se référer à la norme CEI 60352-2.
Outil de sertissage
La grande majorité des connecteurs photovoltaïques sont installés en usine via des équipements automatisés et la qualité du sertissage est élevée.Cependant, pour les connecteurs qui doivent être installés sur le site du projet, le sertissage ne peut être effectué qu'avec une pince à sertir.Pour le sertissage, il faut utiliser la pince à sertir professionnelle d'origine.Un étau ordinaire ou une pince à bec effilé ne peuvent pas être utilisés pour le sertissage.D'une part, la qualité du sertissage est faible, et il s'agit également d'une méthode non reconnue par les fabricants de connecteurs et les agences de certification.
【Image 7 : Outil de sertissage】
Risques de sertissage irrégulier
Un mauvais sertissage peut entraîner un non-respect des spécifications, une résistance de contact instable et une défaillance de l'étanchéité.Il s’agit d’un point de risque important qui affecte le fonctionnement global et la rentabilité des centrales photovoltaïques.
Résumé
■ Le connecteur est une petite pièce, mais il affectera l'efficacité opérationnelle du projet photovoltaïque.Un compromis avec la qualité entraîne généralement des pertes et des risques élevés qui auraient pu être évités ;
■ Pour l'installation de connecteurs photovoltaïques, le lien de sertissage est le plus important et il est recommandé d'utiliser des outils de sertissage professionnels.Pour les installateurs en ingénierie, la formation au sertissage est un maillon indispensable.
2021-06-22
