無視できない太陽光発電モジュールのコネクタ: 小さな物体が大きな役割を果たします

太陽光発電モジュールの設計耐用年数は 25 年以上です。これに応じて、サポートする電気コンポーネントの耐用年数にも対応する要件が設定されます。各電気部品には機械的寿命があります。電気的寿命は、発電所の最終的な利益に関係します。したがって、コンポーネントの寿命と品質に注意を払う必要があります。

太陽光発電所は高原地域に多く設置されており、分散型発電の形で分散配置されている場合もあります。分布は比較的分散しています。この状況を維持するのは比較的困難です。保守コストを削減するには、システムの信頼性を向上させることが効果的です。システムの信頼性は、システムに使用されているコンポーネントの信頼性に依存します。

ここで注目する部品は、普段目にする主要な部品ではなく、コネクタや低圧電化製品、ケーブル、など、詳細が多ければ多いほど、問題が発生する可能性が高くなります。今日は、コネクタ.

どこにでもあるコネクタ

太陽光発電所の日常メンテナンスでは、コンポーネント、直流配電盤、インバータなどの主要機器が主な関心対象となります。この部分は、失敗する可能性が高く、失敗後の影響が大きいため、正常かつ安定した状態を維持する必要があります。

しかし、一部のリンクには、人々が気づいていない、または無視している欠点がいくつかあります。実は、知らず知らずのうちにすでに発電量を失ってしまっているのです。つまり、ここが発電量を増やすことができるということです。では、どの機器が発電に影響を与えるのでしょうか？

発電所にはインターフェースが必要な場所がたくさんあります。コンポーネント、接続箱、インバーター、結合箱などはすべてデバイス、つまりコネクタを必要とします。各接続箱は 1 対のコネクタを使用します。各結合ボックスの番号は設計に関連しています。一般的には8対～16対が使用されますが、インバータでは2対～4対以上が使用されます。同時に、発電所の最終構造では一定数のコネクタを使用する必要があります。

隠れた障害が多発する

コネクタは小さく、多くのリンクを使用する必要があり、コストは低くなります。そして、コネクタを製造する会社はたくさんあります。このため、コネクタの使用法、それがうまく使用されると何が起こるか、うまく使用されない場合にどのような結果が生じるかに注意を払う人はほとんどいません。しかし、徹底的に訪問して理解した後、まさにこれらの理由により、このリンクの製品と競合は非常に混沌としていることがわかりました。

まずは端末アプリから調査を開始します。発電所内の多くのリンクはコネクタを使用する必要があるため、接続箱、結合箱、コンポーネント、ケーブルなど、コネクタの形状が似ているさまざまなコネクタの製品用途を現場で見ることができます。これらの装置は発電所の主要コンポーネントです。時々事故が発生しますが、当初はジャンクションボックスまたはコンポーネント自体に問題があると考えられていました。調査の結果、コネクタに関係していることが判明しました。

たとえば、コネクタが発火した場合、コネクタの一端がコンポーネント自体であるため、多くの所有者がコンポーネントについて苦情を言いますが、実際にはコネクタが原因である場合もあります。

統計によると、コネクタによって引き起こされる関連問題には、接触抵抗の増加、コネクタの発熱、寿命の短縮、コネクタの火災、コネクタの焼損、ストリングコンポーネントの停電、ジャンクションボックスの故障、および部品の漏洩などによりシステム障害、製品リコール、基板の損傷、手直しや修理が行われると、主要部品の損失や発電所の発電効率への影響が発生し、最も深刻なものは火災による災害です。

例えば、接触抵抗が大きくなり、コネクタの接触抵抗は発電所の発電効率に直接影響します。したがって、太陽電池コネクタには「低い接触抵抗」が求められます。また、接触抵抗が高すぎるとコネクタが発熱し、過熱後に火災が発生する可能性があります。これは、多くの太陽光発電所における安全上の問題の原因でもあります。

こうした問題の根源をたどると、まず最終段階の発電所の設置にあります。調査の結果、多くの発電所で建設期に突入する過程で一部のコネクタの動作に問題が発生し、その後の発電所の運転に直接的な危険が潜んでいたことが判明した。

西部の一部の大規模地上発電所の建設チームやEPC会社はコネクタに対する理解が不十分であり、設置上の問題が多く発生しています。たとえば、ナット タイプのコネクタの場合、補助操作に専門ツールが必要です。正しく操作すると、コネクタのナットを最後までねじ込むことができません。動作中は約 2mm の隙間が必要です (隙間はケーブルの外径によって異なります)。ナットを最後まで締めるとコネクタのシール性能が損なわれます。

同時に、圧着にも問題があります。最も重要なのは、圧着工具が専門的ではないことです。現場の作業員の中には、圧着に低品質の工具や一般的な工具を直接使用する人もいます。これにより、接合部での銅線の曲​​がり、一部の銅線の圧着の失敗、ケーブルの絶縁体への間違った圧着など、圧着不良が発生し、その結果が引き起こされます。圧着不良は発電所の安全に直接関係します。

また、取り付け効率を盲目的に追求した結果、圧着品質が低下するという性能もあります。建設現場が作業を急ぐために各圧着の品質を保証できない場合、専門的でない工具の使用と相まって、さらに多くの問題が発生します。

設置者自身のスキルは、コネクタの設置レベルに影響します。このため、業界のプロフェッショナル企業は、プロフェッショナルなツールと正しい操作手順を使用すれば、プロジェクトの品質が向上すると提案しています。

2 つ目は、さまざまなコネクタ製品が混同されて使用されていることです。異なるブランドのコネクタが相互に接続されています。ジャンクションボックス、コンバイナボックス、インバータはそれぞれ異なるメーカーのコネクタを使用しており、コネクタのマッチングは全く考慮されていません。

記者は数社の発電所オーナーやEPC会社に取材し、コネクタについて知っているかと尋ねたが、コネクタのマッチングに問題があると答えは一様に詰まった。個々の大規模地上発電所の運用保守担当者は、「コネクタの供給元は、相互に接続でき、MC4 にも接続できると宣言している」と述べた。

オーナーや運営・保守担当者からのフィードバックは確かに真実であることがわかります。現在、基本的にすべての太陽光発電コネクタのサプライヤーは、MC4 に接続できることを顧客に宣言しています。なぜMC4なのか？

MC4 はコネクタ製品モデルであると報告されています。メーカーはスイスのストーブリ マルチコンタクト (業界では通常 MC と呼ばれます) で、2010 年から 2013 年までの市場シェアは 50% 以上でした。MC4 は同社の製品シリーズのモデルであり、幅広い用途。

では、市販されている他のブランドのコネクタ製品は本当に MC4 に接続できるのでしょうか?

ストーブリ マルチコンタクトの太陽光発電部門マネージャー、ホン・ウェイガン氏はインタビューで次のように明確に答えました。「コネクタの問題の大部分は相互挿入にあります。異なるブランドのコネクタを相互に挿入して適合させることは決して推奨しません。それも許可されていません。異なるブランドのコネクタは相互に適合させることができず、そのように使用すると接触抵抗が増加します。認証機関はまた、相互嵌合は認められておらず、同じメーカーの同じシリーズの製品のみが相互嵌合を許可されると述べています。MC 製品は相互に適合し、接続して互換性を持たせることができます。」

この問題について、TüV Rheinland と TüV South Germany の 2 つの認証会社に相談したところ、異なるブランドのコネクタ製品を相互に適合させることはできないという答えが得られました。やむを得ず使用する場合には、事前にマッチングテストを行った方が良いでしょう。TüV SÜD 太陽光発電部門マネージャーの Xu Hailiang 氏は次のように述べています。「一部の模造コネクタは同じ設計ですが、電気的性能が異なり、製品は本質的に異なります。現在のマッチングテストでは多くの問題が出てきています。テストを通じて、発電所の所有者は、たとえば長期間使用した後、将来的に過酷な環境で不整合が発生するなどの問題を事前に知ることができます。「彼は、コンポーネントと発電所の所有者が製品の材質と証明書の説明に注意を払い、コネクタの選択方法を検討する必要があると提案しました。

「最良の状況は、同じアレイ内で同じ会社の同じ製品セットを使用することですが、ほとんどの発電所には複数のコネクタ サプライヤーがあります。これらのコネクタを適合させることができるかどうかには、隠れた危険があります。たとえば、発電所には MC、RenHe、Quick Contact のコネクタがあり、3 社が製品の品質を保証していても、相互整合性の問題を考慮する必要があります。リスクを可能な限り軽減するために、多くの企業や一部の発電所投資家はマッチングテストを積極的に依頼しています。TüV SÜD 太陽光発電製品部門の営業マネージャー、Zhu Qifeng 氏によると、TüV Rheinland 太陽光発電部門の営業マネージャー、Zhang Jialin 氏もこれに同意しています。同氏は、ラインラント社が多くのテストを行った結果、問題が見つかったため、相互交配は推奨されないと述べた。

「抵抗値が大きすぎるとコネクターが発火したり、接触抵抗が大きいとコネクターが焼損したり、弦の部品が切れたりします。さらに、多くの国内企業は設置時にハード接続に依存しているため、インターフェイスが発熱し、ケーブルに問題が発生しやすくなります。、温度誤差は12〜20度に達します。ストーブリ・マルチコンタクト社の太陽光発電部門の製品専門家、沈千平氏は問題の深刻さを指摘した。

三菱商事は自社製品の公差を明らかにしたことがないと報じられている。言い換えれば、市場にある太陽光発電コネクタのほとんどは、MC4 サンプルの分析に基づいて独自の製品公差を定式化しています。生産管理要因の影響に関係なく、さまざまな製品の公差は異なります。特に、より多くのコネクタを使用する大規模な発電所では、異なるブランドのコネクタを相互に接続すると、大きな危険が潜んでいます。

現在、業界のコネクタおよびジャンクションボックス会社の間では、相互挿入の問題に関して大きな論争が巻き起こっています。相当数の国内のコネクタおよびジャンクションボックス会社は、異なるブランドの製品は検査会社のテストに合格しており、影響はないと述べています。

統一された基準がないため、業界の認証および試験会社の基準も同じではありません。Intertek は、コネクタの相互整合の問題において、tüV Rhine、Nande、UL といくつかの違いがあります。Intertek の太陽光発電グループのマネージャーである Cheng Wanmao 氏によると、現在の一部のマッチング テストでは多数の問題が見つかっていません。しかし、技術レベルで言えば、抵抗の問題に加えて、アーク放電の問題もあります。したがって、コネクタの相互接続および嵌合には隠れた危険が存在します。

3番目の問題は、コネクタ製造会社が混在しており、多くの中小企業や作業場まで関与していることです。アンケート調査で面白い現象を発見しました。国内コネクタメーカーの多くは自社コネクタ製品をMC4と呼んでいます。彼らは、これが業界におけるコネクタの総称であると考えています。偽物を排除してMC社のロゴを直接印刷する個別企業も存在します。

「MC 社のロゴが付いているこれらの偽造コネクタがテストのために持ち戻されたとき、私たちは非常に複雑な気持ちになりました。一方で、当社の製品シェアと人気には満足しています。その一方で、さまざまな偽造品の問題に対処する必要があり、また低価格でもありました。」MCのHong Weigang氏によると、MCの現在の世界生産能力は30～35GWだが、規模は極限まで縮小されており、コスト管理は非常にうまく行われているという。「しかし、なぜ彼らはまだ私たちよりも低いのですか？材料の選択から始まり、コア技術の投入、製造プロセス、製造設備、品質管理などの側面が分析されます。低価格を実現するには、多くの側面が犠牲になることがよくあります。二次返品資材の使用は、現在、コスト削減行動においてよくある間違いです。低価格競争は傾向が強い これは、手抜きや素材の削減に関連する単純な事実です。太陽光発電産業に関する限り、コスト削減は継続的かつ困難な課題です。変換効率の向上、システム電圧の向上、破壊的なコンポーネント設計など、業界のあらゆる面で懸命に取り組んでいます。自動化の度合いを高めるなどですが、同時にコストを削減し、製品の品質を決して落とさないことが遵守されるべき原則です。」

MC CompanyのShen Qianping氏は次のように付け加えました。「模倣者にもテクノロジーが必要です。MC には Multiam Technology 時計バンド技術 (特許技術) があり、コネクタの接触抵抗が非常に低いことを保証できるだけでなく、継続的に低い接触抵抗を維持することができます。計算して制御することもできます。どのくらいの電流が流れるか、接触抵抗を計算できます。2つの接点の抵抗を分析して、どのくらいのスペースで放熱できるかを調べ、お客様のニーズに応じて適切なコネクタ製品を選択できます。ストラップ技術は複雑なプロセス技術を必要とし、非常に模倣されています。模造品は変形しやすいです。これはスイス企業の技術の蓄積であり、製品設計そのものへの投資や価値は比較できません。」

25年間で400万kWh

コネクタの接触抵抗を低く維持することは基本的な要件であると認識されており、業界の多くの企業がその取り組みを始めていますが、長期安定性と低接触抵抗を実現するには、より安定した技術蓄積と長期継続的な研究開発支援が必要です。期間安定性と低い接触抵抗は、発電所の小さなリンクの正常な動作を効果的に保証するだけでなく、発電所に予期せぬ利益をもたらします。

太陽光発電コネクタの接触抵抗は太陽光発電システムの効率にどの程度影響しますか?ホン・ウェイガン氏はこう計算した。100MW PV プロジェクトを例として、MC PV コネクタの接触抵抗 (平均 0.35m Ω) と国際規格 en50521 で規定されている最大接触抵抗 5m Ω を比較しました。高い接触抵抗と比較して、接触抵抗が低いと、太陽光発電システムの効率が向上します。毎年約 160,000 kWh 多くの電力が生成され、25 年間で約 400 万 kwh 多くの電力が生成されます。継続的に低い接触抵抗によってもたらされる経済的利益は非常に大きいことがわかります。接触抵抗が高くなると故障しやすくなるため、部品交換やメンテナンスの手間が増え、メンテナンスコストが高くなります。

「将来、業界はよりプロフェッショナルになり、ジャンクションボックスの製造とコネクタの製造の間にはますます明らかな違いが現れるでしょう。コネクタ規格とジャンクションボックス規格はそれぞれの分野でさらに改善され、産業チェーンのすべてのリンクにおける材料の集中が強化されるでしょう」とHong WeingGang氏は述べています。もちろん、本当に長期的な企業でありたいと考えている企業は、最終的には素材自体、プロセス、製造レベル、ブランドに注目するでしょう。外国銅材も国産銅材も素材自体は同じ名前の銅材ですが、その元素比率が異なり、部品の性能に違いが生じます。だからこそ、長い時間をかけて学んで蓄積していく必要があるのです。」

コネクタは「小さい」ため、現在の発電所設計者と EPC 会社は、発電所を設計および建設する際にコネクタのマッチングをほとんど考慮しません。コンポーネントのサプライヤーも、ジャンクション ボックスを選択するときにコネクタにはほとんど注意を払いません。発電所の所有者や運営者は、コネクタの影響を理解する方法がありません。したがって、問題が広範囲に露出する前に、多くの隠れた危険が存在します。

太陽光発電バックプレーン、PID 太陽電池も、問題が明らかになったことで業界の注目を集めています。問題が広範囲に露出する前にコネクタに注目を集め、問題を未然に防ぐことが期待されます。