【史陶比尔】技术沙龙 | 光伏水上漂，连接很重要

新冠疫情仍在全球肆虐，世界经济出现了大规模的萎缩。随着交通和工业用途的能源需求暴跌，化石能源受到沉重打击，但是可再生能源的发展势头却十分强劲。据EMBER的最新报告《Renewables Beat Fossil Fuels》，2020年上半年，欧盟27国的可再生能源发电量首次超过化石能源，占比总发电量的40%，较上年增长11%，而化石能源则下降18%，仅占比34%。其中，总发电量的21%来自光伏和风电。

在很多国家，光伏发电已成为最具竞争力的电力产品。正如国际可再生能源署（IRENA）在《The Post-COVID Recovery》报告中所说，可再生能源市场同全球经济一起经历疫情考验，但比其他板块更加具有韧性。在经济困难时期，企业尤其关注生产中的能源成本，光伏可以在短期内快速产出，灵活应对不断变化的需求。IRENA指出，在能源转型情境下，2030年，可再生能源在全球发电量中的占比将达到57%，其中1/3将来自光伏和风电。

光伏技术不断发展，在未来将更具吸引力。过去几年，在未开发使用的水域或人工水体上建造的漂浮光伏电站，已成为另一个高效利用太阳能的有趣应用。

什么是漂浮光伏电站

据中国光伏行业协会发布的《水上光伏发电系统设计规范 T/CPIA 0017-2019》，水上光伏系统主要分为两种：桩柱一体结构式和漂浮式（采用浮体安装光伏方阵）。

桩柱一体式

漂浮式

漂浮光伏电站的优势之一就是，即使在土地资源稀缺的情况下，也能够利用其他场地来生产能源。由于采用水冷，再加上阳光在水面上的反射，漂浮电站比传统电站更加高效。如果与水力发电或抽水蓄能电站搭配使用，该应用可以获得进一步的优势。这种水光互补电站，一方面发挥了光伏发电的运行灵活性（如缺水情况），另一方面水电可以有效调节光伏发电的间歇性和波动性。

2008年，首个商业性质的漂浮电站在加利福尼亚建造，装机容量175kWp。截至今年8月底，全球漂浮光伏电站的累计装机量超过2.6GWp，其中大部分应用在中国。

来源：报告《Where Sun Meets Water》/IHS(2019)/Apricum(2020)

在漂浮光伏电站中，对于连接器的使用，应当注意哪些方面呢？

应用要求及挑战

当电气系统不断暴露在潮湿甚至高盐雾（近海或近岸）环境下，如果质量不过关，它们的长期可靠性就会存在风险。而且，相比传统光伏电站（地面及屋顶形式），漂浮光伏电站的运维更加困难，通常需要借助船只进行。因此，工人的人身安全必须得到充分保护。此外，因浮体一直处在运动之中，系统部件需要定期加固甚至更换，以确保系统能够长期可靠和安全运行。

水面电站的电气相关要求，摘自T/CPIA 0017-2019

4.3 水上光伏发电系统设计应考虑风速、水位升降、盐雾、冰雪等自然气象的影响。

8.3.6 水上光伏方阵的所有设备防护等级要求不得低于IP54，汇流箱、组串式逆变器防护等级要求宜不低于IP65。

8.7.9 在方阵之间、方阵与岸之间采用浮体作为漂浮的电缆通道时，电缆敷设时应留足够的裕量，在方阵之间、方阵与岸间距离最远时，水中漂浮的电缆不应绷紧而承受拉力，电缆皮应不开裂，线芯应不折断。

作为光伏系统直流侧连接的关键部件，连接器在漂浮光伏电站的应用中，需要适应更加苛刻的标准。因极其恶劣的应用环境，连接器应具备耐盐雾和耐氨能力；浮体的恒定运动及导致的电缆拉力，对于连接器插合的持久性和稳定性提出考验；应用于水面，防护等级应达到IP68；浮体材质多为高密度聚乙烯，低质量连接器引起的火灾风险更加严峻。

史陶比尔MC4的技术优势 

史陶比尔MC4于2002年面市，迄今已经过18年的实际光伏电站运行使用检验。得益于久经考验的MULTILAM核心电连接技术，史陶比尔MC4能够在整个生命周期内始终保持较低功率损耗，较低的温升和火灾风险。环境温度范围为-40℃到85℃，阻燃等级UL94-V0，防护等级IP68（1h/1m）。史陶比尔MC4具有耐氨性（符合DLG技术规定，1500h，70℃/70%相对湿度，750ppm）和耐盐雾（IEC 60068-2-52，严酷等级6）。嵌入式锁紧系统，连接更加可靠。

史陶比尔MC4@漂浮电站应用案例

作为光伏连接器的市场领导者，史陶比尔的产品早已出现在漂浮电站应用之中。近期在海拔1810米的瑞士图勒湖上安装的一套光伏系统中，就用到了史陶比尔光伏连接器。如果瓦莱州阿尔卑斯山的这个试点项目成功，那么将产生足够的电力为6000多户家庭供电。

该项目的有趣之处在于其独一无二的山区地理位置。在这个高度，由于山上空气更稀薄，紫外线辐射更强，因此可以多产生50%的太阳能。此外，在冬季，阳光还会通过冰雪形成反射。史陶比尔光伏连接器坚固耐用，可确保在图勒湖的恶劣条件下（ -30℃和最高120 km/h的风速）安全和可靠地传输电能。