前言INTRODUCTION
當(dāng)下，光伏組件的價(jià)格大幅上漲近20%，國(guó)際銅價(jià)近一年來(lái)大漲35%，在人力成本也逐年增加的情況下，國(guó)家光伏補(bǔ)貼卻逐步下降，所以光伏電站的投資成本壓力劇增。而在項(xiàng)目中使用鋁合金電纜，能大幅降低投資方的成本壓力，具有比較大的成本優(yōu)勢(shì)，可有效助力光伏平價(jià)上網(wǎng)。
本節(jié)小課堂將帶大家一起去看看工商業(yè)系統(tǒng)中鋁合金電纜的應(yīng)用。
PART1
光伏系統(tǒng)中的電纜
光伏電站的電纜分為直流電纜與交流電纜。組件與組件，組件與逆變器之間用的是直流電纜，但由于直流電纜多為戶外，因此我們對(duì)電纜的要求也會(huì)比較嚴(yán)格，必須具備耐候性強(qiáng)、抗侵蝕、耐磨損、高絕緣等特性，常用光伏認(rèn)證的專用直流電纜是PV1-F 1*4mm2或PV1-F 1*6mm2。而逆變器與匯流箱，匯流箱與并網(wǎng)柜之間用的是交流電纜，一般項(xiàng)目都采用動(dòng)力電纜銅線或鋁線。
PART2
是銅線更優(yōu)，還是鋁線更勝一籌？
① 從基本性能角度來(lái)看
|
對(duì)比項(xiàng) |
銅芯電纜 |
鋁合金電纜 |
備注 |
結(jié)論 |
|
彎曲半徑 |
15倍電纜外徑 |
7倍電纜外徑 |
使用鋁合金電纜能減小布局空間，更易于敷設(shè)，減少安裝成本 |
優(yōu)于銅 |
|
反彈性能 |
高 |
比銅低40% |
鋁合金電纜易于彎曲成形 |
優(yōu)于銅 |
|
鎧裝保護(hù) |
鋼帶鎧裝 |
帶聯(lián)鎖鎧裝 |
鋁合金電纜采用高強(qiáng)鋁鎂合金帶鎧裝，抗側(cè)壓性能更好，散熱更好 |
優(yōu)于銅 |
|
抗疲勞 |
優(yōu) |
比銅纜高25% |
鋁合金電纜抗疲勞性比銅纜高25% |
優(yōu)于銅 |
|
重量 |
重 |
輕 |
同樣線徑的鋁合金電纜重量只有銅纜的三分之一，節(jié)約配件和運(yùn)輸費(fèi)用 |
優(yōu)于銅 |
|
抗腐蝕性 |
一般 |
優(yōu) |
在相同的外界條件下，鋁合金電纜的金屬流失速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于銅電纜，抗腐蝕性更優(yōu) |
優(yōu)于銅 |
|
延展性 |
30% |
18% |
電工用銅的延展率在30%以上，而鋁合金僅為18% |
劣于銅 |
|
熔點(diǎn) |
1083℃ |
660℃ |
我們國(guó)家消防要求熔點(diǎn)不低于850，故在消防專用電纜不能使用 |
劣于銅 |
|
電導(dǎo)率 |
100% IACS |
62% IACS |
鋁合金電纜截面擴(kuò)大1.5倍,導(dǎo)體電阻相當(dāng) |
劣于銅 |
② 從系統(tǒng)設(shè)計(jì)的角度來(lái)看
從系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方面來(lái)看，電纜的選型滿足需要以下幾個(gè)條件：1） 電纜載流量：一般會(huì)受電纜主體材料截面、敷設(shè)運(yùn)行方式、環(huán)境等因素影響；2） 電纜線損：交流電纜的線損不允許超過(guò)3%，一般要求不超過(guò)2%；3） 電纜壓降：根據(jù)GB/T 50797《光伏發(fā)電站設(shè)計(jì)規(guī)范》，交流電壓降落不宜大于3%，一般要求不超過(guò)2%。從系統(tǒng)設(shè)計(jì)的角度來(lái)看，系統(tǒng)的方案只要滿足載流量，電纜壓降和線損的要求即可，電纜選擇銅材質(zhì)還是鋁材質(zhì)都不受影響。
③ 從經(jīng)濟(jì)的角度來(lái)看以錦浪GCI-110K-5G機(jī)型為例，逆變器最大輸出電流183.8A，采用橋架敷設(shè)。線路電壓降計(jì)算公式如下：
舉例，以一個(gè)1MW電站為例，若采用8臺(tái)錦浪110KW逆變器，逆變器到并網(wǎng)點(diǎn)距離以120米左右進(jìn)行計(jì)算。錦浪110kW逆變器支持無(wú)零線輸出，對(duì)此我們將分別采用銅電纜和鋁電纜進(jìn)行計(jì)算，銅芯電纜需要3×95mm2，鋁芯電纜需要3×150mm2。
根據(jù)國(guó)內(nèi)某電纜廠家集采報(bào)價(jià)：ZRC-YJV22-3×95mm2單價(jià)：170元/m；ZRC-YJHLV22-3×150mm2單價(jià)：65元/m。
| 1MW工商業(yè)光伏電站線纜成本對(duì)比表 | ||||||
| 材質(zhì) | 直流線纜 | ZRC-YJV22-0.6/1kV-3*95mm2 | ZRC-YJHLV22-0.6/1kV-3*150mm2 | 總價(jià)（元） | 價(jià)差（元） | 單瓦價(jià)差（元/瓦） |
| 銅 | 13,000*2.65 | 960*170 | / | 197,650 | 100,800 | 0.1008 |
| 鋁 | 13,000*2.65 | / | 960*65 | 96,850 | ||
如上表所示，選用鋁合金線纜，每安裝1MW光伏電站可節(jié)約線纜總成本約10.08萬(wàn)元，單瓦成本節(jié)約0.1元。
④ 從施工的角度來(lái)看
銅和鋁合金由于金屬材質(zhì)不同，如果直接接觸，存在電位差，在潮濕的空氣中會(huì)發(fā)生電化學(xué)腐蝕，會(huì)增大接觸電阻使接頭處發(fā)熱，是系統(tǒng)安全運(yùn)行的隱患。因此當(dāng)項(xiàng)目采用鋁芯電纜時(shí)需要采用銅鋁轉(zhuǎn)端子，常見(jiàn)的銅鋁轉(zhuǎn)接端子如下圖所示。在電纜頭的制作上，無(wú)論銅電纜還是鋁合金電纜，交流電纜頭的壓接均需要采用液壓鉗壓接，鋁合金電纜相比于銅芯電纜線徑較粗，相對(duì)來(lái)說(shuō)電纜頭施工難度會(huì)略微增加，但是電纜的重量較輕，敷設(shè)的難度相對(duì)也會(huì)有所降低。
小貼士 施工中電纜的彎曲半徑需要引起注意，如果電纜彎曲半徑超過(guò)規(guī)定要求，會(huì)造成電纜絕緣層及絕緣線芯的破壞，長(zhǎng)時(shí)間使用，彎曲背面纜芯護(hù)層容易出現(xiàn)疲勞現(xiàn)象，會(huì)降低電纜的使用壽命。由于一些電纜在進(jìn)入設(shè)備前都要穿過(guò)電纜管或橋架，而電纜管或橋架的彎曲半徑如果大了，施工時(shí)難度也會(huì)增加。
PART3
本堂總結(jié)
電纜載流能力建議為最大通過(guò)電流的1.25~1.5倍之間；
工商業(yè)及地面電站可選用鋁合金線纜優(yōu)化低壓側(cè)交流線纜成本；
戶用光伏電站不建議選用鋁合金線纜；
如現(xiàn)場(chǎng)端子經(jīng)過(guò)銅鋁轉(zhuǎn)換，請(qǐng)務(wù)必做好端子密封、防漏電措施；
注意配電箱里面斷路器的選型，避免鋁合金線纜不能接入。
