刘良成
上海太阳能科技有限公司
摘要：文章以充分发挥光伏产业中铝合金电缆的优势为目的，以国家针对光伏电缆所制定标准为依据，以光伏电站具有的需求为出发点，首先分析了与光伏电站需求相符的铝合金电缆的生产技术，然后通过理论与实际相结合的方式，围绕着铝合金电缆的实际应用展开了讨论，以期能够在某些方面给从事与光伏铝合金生产、应用相关工作的人员以启发，加快光伏产业在我国的发展速度。
关键词：光伏电站；铝合金电缆；生产技术；实际应用
引言：作为构成光伏电缆的主要材料，高精度铝合金肩负着支撑太阳能电池板的作用，可以说它是太阳能系统不可或缺的一部分，在国家陆续出台并落实支持政策的背景下，铝合金电缆的发展与过去相比趋于完善，无论针对其所展开的生产还是应用工作，均已步入正轨，基于此，改革并推广适用于铝合金电缆的生产流程与应用技术，使其能够最大程度上满足市场的要求就显得很有必要，本文所研究内容具有的现实意义自然不言而喻。
1适用于铝合金电缆的生产技术
作为保证光伏电站正常运行不可或缺的支持部件，铝合金电缆的工作环境往往是在户外，因此，如果想要保证其质量和使用寿命，工作人员首先应提高电缆表面结构质量，使其具备良好的抗腐蚀能力。在组装铝合金电缆的过程中，始终以机械化的处理工序为核心，这是保证太阳能技术所具有作用得到应有发挥的关键。另外，还需要注意一点，作为保证铝合金电缆外形精度的关键，针对模具展开的设计、制造工作的品质，同样需要工作人员引起重视。
在安排整体结构尺寸时，工作人员应当以设计图纸为依据，另外，在展开事后验收工作时，将高精度级标准作为依据同样很有必要。一方面，需要保证结构表面光滑，不存在焊合线或其他痕迹，另一方面，需要保证结构表面韦氏硬度不低于10HW，然后再利用喷砂氧化技术，完成表面的处理工作。在组装结构的过程中，工作人员应避免磕碰，因为无论哪种形式的磕碰，都会给细节部位质量带来影响，对铝合金电缆而言，磕碰往往会导致其具有的作用无法在光伏电站运行的过程中得到充分发挥。与此同时，还应当对压实的过程进行细致观察，杜绝气泡出现，并保证位置分布准确性，只有这样才能从源头处切断导致贴膜脱落的路径[1]。
在设计并制造模具的过程中，工作人员首先应选择先进的制造设备，可以说先进的模具制造设备，是提高模具精度和质量的前提，在对适用于光伏电站的铝合金电缆进行制造时，使用频率较高的制造设备包括三轴加工中心和慢走丝线切割等；接下来需要对模孔进行合理布置，如果想要保证以电缆为代表的铝合金产品具备应有的对称性，在布置模孔的过程中，工作人员应对“中心对称”原则进行严格遵守，在条件允许的前提下，以光伏电站的非装饰面为依托，完成相关设计工作，这样做的目的是避免缺陷出现外露的情况；最后是对模具工作带进行优化设计，之所以开展此项工作，原因是模具工作带对制品的尺寸和质量具有决定性作用，在对工作带长度进行设计时，工作人员应将减少落差作为前提，在保证长度变化平缓的基础上，利用促流角与阻碍角实现对金属流速进行平衡的目标，为改善制品质量、使金属均匀流动等最终目标的实现奠定良好基础[2]。
光伏电站需要应用到的铝合金电缆，在力学性能方面具有更高的要求，因此，在生产铝合金电缆的过程中，工作人员应当通过热化处理的方式，保证部件不仅具有良好的塑性与挤压性，淬火敏感性也更低。一方面，针对铝合金电缆内部化学成分所展开的评估工作，往往涉及多种材质，另一方面，铝合金电缆内部性能的波动幅度相对较大，由此而引发的问题，就是对综合性能进行温度控制的难度极高。基于此，想要保证铝合金电缆满足高精度的要求，工作人员应以光伏电站具有的生产标准为依据，对合金化学成分进行系统规划，从而保证铝合金电缆的质量在经过检验后，可以达到对光能收集效果加以满足的要求。与此同时，工作人员还应当对电缆的刚度效果、稳定性能和抗腐蚀性加以保证，避免在长时间使用的过程中，不确定外部因素影响材质的光滑程度，进而降低能源收集量的稳定性。想要达到上述要求，需要工作人员在电缆生产过程中对现代综合设备进行合理应用，并通过比较分析对其加以改进，在保证生产方案完整性的基础上，提高生产水平。
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2铝合金电缆的实际应用
通过上文的分析可以发现，在控制包括铝合金电缆在内的高精度铝合金产品的尺寸和形状方面，整体模具结构具有无法被替代的重要作用。整体模具结构的构成，主要分为模具设计质量、产品制造质量两部分，只有将其与挤压生产需要应用到的控制手段相结合，才能完成高质量、低耗能的产品生产。适用于光伏电站的铝合金电缆，在精度方面具有较高要求，因此，这就要求工作人员对模具结构设计、改进制造工艺等工作引起重视，在实际生产的过程中，对包括三轴加工中心和慢走丝线切割在内的先进加工技术进行准确应用，以强化铝合金产品所具有对称性效果、保证生产质量和效率提升为目的，在“中心对称”原则的指导下完成布置模孔、优化工作带等环节，通过实践能够发现，这样做还能够取得改善产品质量的效果。
在科学技术发展速度不断提升的当今社会，我国适用于对新型能源进行环保收集和处理的技术，与过去相比愈发完善，无论是收集利用太阳能还是相关LED产业，都处于拓展延伸的过程中。虽然在过去很长一段时间内，具有良好导电和导热性能的铜芯电缆始终作为电缆产品的主流而存在，但是随着社会的发展，铜矿资源稀缺的问题逐渐显露了出来，而自重过重等铜芯电缆普遍存在的问题，也引起了人们的注意，基于此，研发一种能够替代铜芯电缆，在光伏电站中发挥应有作用的电缆就成为了大势所趋，铝合金电缆凭借着成本低廉、自重量不高、导热性良好等优势，在光伏电站中得到了广泛的应用[3]。具体来说，与铜芯电缆相比，铝合金电缆的优势主要体现在以下方面：第一，反弹性低。与铜芯电缆相比，铝合金电缆不仅无记忆效应，其反弹性也要更低，这与光伏电站提出的要求不谋而合；第二，成本低廉。直接采购铝合金电缆所需成本，约为采购铜芯电缆所需成本的60％，当然，铝合金电缆在质量、柔韧性、施工性能和弯曲性能等方面的优势，也使得其所需施工费用相较铜芯电缆而言更加低廉，另外，需要明确一点，随着应用在光伏电站中电缆数量的不断增加，铝合金电缆在降本方面具有的优势，也就体现的更加明显；第三，良好的柔韧性。应用退火工艺进行处理的铝合金导体，延伸率往往能够达到30％左右，而应用退火工艺进行处理的铜导体，延伸率约为25％，由此可以看出，敷设铝合金电缆的过程中需要的拉力，相较于铜芯电缆更小；第四，防腐性能良好。工作人员通过对专用过渡端子加以应用的方式，降低了铝铜连接时出现安全隐患的几率，并对铝合金电缆具有的防腐性能进行了改善；第五，弯曲半径相对较小。在外径相同的前提下，与铜芯电缆弯曲半径的最小值相比，铝合金电缆弯曲半径的最小值显然更小；第六，良好的接续性。铝合金电缆不仅具有比铜芯电缆更好的接触性，在抗蠕变性方面，铝合金电缆的提高也是极为明显的。以在光伏电站中对铝合金电缆加以应用具有的经济可行性为研究对象，以发电1MW为前提，针对铝合金电缆和常规铜芯电缆所需成本展开研究，可得出以下结论：在载流量相同的条件下，与铜芯电缆相比，铝合金电缆需要投入的建设成本更为低廉，换句话说，铝合金电缆所具有经济效益十分显著。由此可以看出，随着电缆使用量的增加，舍弃铜芯电缆转而选用铝合金电缆，往往能够带来超出预期的经济效益。除此之外，能够支持“铝合金电缆适用于光伏电站”这一结论的依据还包括，在载流量相同的背景下，相较于铜芯电缆，铝合金电缆的线径等级往往会高出约两个等级，且线径变化极小；线径相同的铝合金电缆，电阻、损耗等方面基本与铜芯电缆持平，载流量相同的铝合金电缆，电阻、损耗与铜芯电缆相比仍旧相差无几；无论是在低压直流领域还是在高压交流领域，铝合金电缆都具备与铜芯电缆高度重合的功能，正是因为如此，在光伏电站内部，铝合金电缆才得到了十分广泛的应用。
结论：综上所述，在科学技术发展速度极快的当今社会，光伏电站对铝合金电缆具有的需求与过去相比明显增加，基于此，以铝合金产品的发展趋势为立足点，结合材料质量要求和先进的生产技术，对生产流程进行系统、全面的规划，保证结构具备良好的抗腐蚀性与稳定性，使其在长期使用的过程中，不会受到不确定天气因素的影响而出现损坏是很有必要的，只有这样才能满足市场需求，推动光伏、铝合金产业乃至整个社会的发展。
参考文献：
[1]邸娜,陈凌利,郭锦昌,刘亚坤,党晨.铝合金电缆在光伏电站中应用可行性研究[J].光纤与电缆及其应用技术,2016(05):37-40.
[2]周亚东,梁栋,王军.高精度光伏铝合金型材的生产及应用[J].热加工工艺,2014,43(11):228-229.
[3]杨武.铝合金电缆在大型光伏电站的应用[J].电气技术,2014(02):93-96.
论文作者:刘良成
论文发表刊物:《防护工程》2018年第11期
论文发表时间:2018/10/10
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