前言INTRODUCTION
当下，光伏组件的价格大幅上涨近20%，国际铜价近一年来大涨35%，在人力成本也逐年增加的情况下，国家光伏补贴却逐步下降，所以光伏电站的投资成本压力剧增。而在项目中使用铝合金电缆，能大幅降低投资方的成本压力，具有比较大的成本优势，可有效助力光伏平价上网。
本节小课堂将带大家一起去看看工商业系统中铝合金电缆的应用。
PART1
光伏系统中的电缆
光伏电站的电缆分为直流电缆与交流电缆。组件与组件，组件与逆变器之间用的是直流电缆，但由于直流电缆多为户外，因此我们对电缆的要求也会比较严格，必须具备耐候性强、抗侵蚀、耐磨损、高绝缘等特性，常用光伏认证的专用直流电缆是PV1-F 1*4mm²或PV1-F 1*6mm²。而逆变器与汇流箱，汇流箱与并网柜之间用的是交流电缆，一般项目都采用动力电缆铜线或铝线。
PART2
是铜线更优，还是铝线更胜一筹？
① 从基本性能角度来看
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对比项 |
铜芯电缆 |
铝合金电缆 |
备注 |
结论 |
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弯曲半径 |
15倍电缆外径 |
7倍电缆外径 |
使用铝合金电缆能减小布局空间，更易于敷设，减少安装成本 |
优于铜 |
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反弹性能 |
高 |
比铜低40% |
铝合金电缆易于弯曲成形 |
优于铜 |
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铠装保护 |
钢带铠装 |
带联锁铠装 |
铝合金电缆采用高强铝镁合金带铠装，抗侧压性能更好，散热更好 |
优于铜 |
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抗疲劳 |
优 |
比铜缆高25% |
铝合金电缆抗疲劳性比铜缆高25% |
优于铜 |
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重量 |
重 |
轻 |
同样线径的铝合金电缆重量只有铜缆的三分之一，节约配件和运输费用 |
优于铜 |
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抗腐蚀性 |
一般 |
优 |
在相同的外界条件下，铝合金电缆的金属流失速度远远小于铜电缆，抗腐蚀性更优 |
优于铜 |
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延展性 |
30% |
18% |
电工用铜的延展率在30%以上，而铝合金仅为18% |
劣于铜 |
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熔点 |
1083℃ |
660℃ |
我们国家消防要求熔点不低于850，故在消防专用电缆不能使用 |
劣于铜 |
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电导率 |
100% IACS |
62% IACS |
铝合金电缆截面扩大1.5倍,导体电阻相当 |
劣于铜 |
② 从系统设计的角度来看
从系统的设计方面来看，电缆的选型满足需要以下几个条件：1） 电缆载流量：一般会受电缆主体材料截面、敷设运行方式、环境等因素影响；2） 电缆线损：交流电缆的线损不允许超过3%，一般要求不超过2%；3） 电缆压降：根据GB/T 50797《光伏发电站设计规范》，交流电压降落不宜大于3%，一般要求不超过2%。从系统设计的角度来看，系统的方案只要满足载流量，电缆压降和线损的要求即可，电缆选择铜材质还是铝材质都不受影响。
③ 从经济的角度来看以锦浪GCI-110K-5G机型为例，逆变器最大输出电流183.8A，采用桥架敷设。线路电压降计算公式如下：
举例，以一个1MW电站为例，若采用8台锦浪110KW逆变器，逆变器到并网点距离以120米左右进行计算。锦浪110kW逆变器支持无零线输出，对此我们将分别采用铜电缆和铝电缆进行计算，铜芯电缆需要3×95mm2，铝芯电缆需要3×150mm2。
根据国内某电缆厂家集采报价：ZRC-YJV22-3×95mm2单价：170元/m；ZRC-YJHLV22-3×150mm2单价：65元/m。
| 1MW工商业光伏电站线缆成本对比表 | ||||||
| 材质 | 直流线缆 | ZRC-YJV22-0.6/1kV-3*95mm² | ZRC-YJHLV22-0.6/1kV-3*150mm² | 总价（元） | 价差（元） | 单瓦价差（元/瓦） |
| 铜 | 13,000*2.65 | 960*170 | / | 197,650 | 100,800 | 0.1008 |
| 铝 | 13,000*2.65 | / | 960*65 | 96,850 | ||
如上表所示，选用铝合金线缆，每安装1MW光伏电站可节约线缆总成本约10.08万元，单瓦成本节约0.1元。
④ 从施工的角度来看
铜和铝合金由于金属材质不同，如果直接接触，存在电位差，在潮湿的空气中会发生电化学腐蚀，会增大接触电阻使接头处发热，是系统安全运行的隐患。因此当项目采用铝芯电缆时需要采用铜铝转端子，常见的铜铝转接端子如下图所示。在电缆头的制作上，无论铜电缆还是铝合金电缆，交流电缆头的压接均需要采用液压钳压接，铝合金电缆相比于铜芯电缆线径较粗，相对来说电缆头施工难度会略微增加，但是电缆的重量较轻，敷设的难度相对也会有所降低。
小贴士 施工中电缆的弯曲半径需要引起注意，如果电缆弯曲半径超过规定要求，会造成电缆绝缘层及绝缘线芯的破坏，长时间使用，弯曲背面缆芯护层容易出现疲劳现象，会降低电缆的使用寿命。由于一些电缆在进入设备前都要穿过电缆管或桥架，而电缆管或桥架的弯曲半径如果大了，施工时难度也会增加。
PART3
本堂总结
电缆载流能力建议为最大通过电流的1.25~1.5倍之间；
工商业及地面电站可选用铝合金线缆优化低压侧交流线缆成本；
户用光伏电站不建议选用铝合金线缆；
如现场端子经过铜铝转换，请务必做好端子密封、防漏电措施；
注意配电箱里面断路器的选型，避免铝合金线缆不能接入。
