能源是整个世界发展和经济增长的最基本的驱动力，是人类赖以生存的基础。自工业革命以来，能源安全问题就开始出现。1913年，英国海军开始用石油取代煤炭作为动力时，时任海军上将的丘吉尔就提出了“绝不能仅仅依赖一种石油、一种工艺、一个国家和一个油田”这一迄今仍未过时的能源多样化原则。随着人类社会对能源需求的增加，能源安全逐渐与政治、经济安全紧密联系在一起。但是，人类在享受能源带来的经济发展、科技进步等利益的同时，也遇到一系列无法避免的能源安全挑战，能源短缺、资源争夺以及过度使用能源造成的环境污染等问题直接威胁着人类的生存和发展。 

       许多国家为了应对温室效应，都积极开发利用新的再生能源，包括风能、太阳能、海洋能、地热、生物质能等。 经济的持续高速发展使我国能源消费呈现快速增长的态势，目前我国已成为世界第二大能源消费大国，调能源结构、开发新的可再生能源已成为缓解能源紧张的主要途径之一。 

       太阳能发电就是利用太阳电池直接将太阳光能转化为电能，而太阳能电池通常是利用半导体器件的光伏效应原理进行光电转换，因此太阳能发电又称为光伏发电。 

       光伏系统中通过电线电缆进行电力传输、信号传输及远程监控设备的连接即通过光伏电缆进行连接。目前国内外所指光伏电缆主要指的是连接电池板到汇流箱、汇流箱到逆变器直流侧的电缆。 直流传输的光伏电缆长期暴露在阳光下，或者长期浸泡在水中，还有环境温度的急剧变化，因此用户对于电缆的寿命问题极为关注。 

       上世纪90年代光伏系统用直流电缆为普通电缆，使用的过程中存在使用时间不长，护套出现环形开裂，特别在连接盒附近开裂更为显著。分析认为是由于电缆质量较差导致的，产生的问题的原因也许是连接盒周围的温度较高，热应力所致。 

       因为针对光伏电缆没有国际标准(如IEC标准或ISO标准)，制造者也觉得缺乏依据，所以光伏电缆在发展过程中，对其质量和寿命问题出现了争论。 由于光伏电站建立地点多变，环境多变的特点对电缆提出了更高的要求。不仅需要电缆护层具有良好的机械性能和机械强度，还要耐高温、耐盐雾、耐臭氧、耐酸碱、耐紫外光照射、耐湿热，同时还要兼顾环保、使用寿命等性能。

       光伏发电系统电缆的选型和应用引起越来越多的关注。根据光伏电站的建设特点并结合工作中的经验总结光伏电缆选型及应用关注点：

       1、环境： 光伏系统我国主要有并网光伏发电系统和独立光伏发电系统，这二种系统的电站所处的环境千变万化，有高温、有底温、有南方、有北方，有平原、有山地、有海洋、有滩涂……，不同的环境对电缆提出了不同的要求，环境因素的不同对电缆的选型和应用提出了更高的要求。

       1.1高低温特性： 

       电缆因绝缘、护层的不同对应材料的温度等级也不同，例如PVCJ70绝缘料的温度等级为70℃，当环境温度高于70℃时，绝缘材料会发生软化现象，影响产品的绝缘电气性能。使产品的绝缘等级下降，产生漏电、绝缘粘连、连电等安全隐患。 同样以PVCH70护套料为例，该护套料低温等级为-15℃，当环境温度低于-15℃时，护层会发生脆化开裂现象，使电缆产品失去保护作用。导体在电流通过时因阻抗的影响会导致电缆本身发热，使电缆的导体工作温度高于所处的环境温度，在选型时不仅要考虑环境温度，同时还要考虑导体的工作温度。 

       光伏电缆应用的环境温度为：-40℃到90℃，根据不同的环境，绝缘护层的温度等级主要有90℃、105℃、120℃、125℃、150℃。因为90℃、105℃、120℃、125℃四个温度等级的材料价格想差不大，从安全角度考虑上述4个温度等级建议采用125℃的电缆。并且材料温度等级高于环境温度等级。

       1.2湿热特性：

       温差的变化对材料的护层老化有直接影响，特别是日温差及年温差较大地区对材料的护层影响更大。另外由于绝缘和护层材料的不同，组成材料的分钟结构也不同，因绝缘和护层材料多为合成材料，导致材料的分子链很长，分子之间的间隙相对要大，自由基相对较多，使水分子很容易渗透，要考虑电缆所处的环境是否是多雨潮湿地区。 

       光伏电缆的适应湿热环境的性能靠湿热试验进行验证，在潮湿多雨或温差变化较大地区建立光伏电站时应要求厂家提供湿热试验报告证明产品能够满足性能要求。 

       1.3耐日光、紫外线：

       光伏电缆特别是从组件到汇流、汇流到逆变之间的直流侧电缆一般采用直接敷设的方式，电缆长时间裸露在为，经过日光长时间的暴晒会加剧电缆护层的老化速度，电缆是否具有耐日光性是直流侧电缆需要关注的重点项目。 

       1.4耐候性、机械性能：

       绝缘和护层材料的好坏是由机械性能决定的，主要包括材料的延展性及强度，只有强度及伸长率达到要求才能起到保护的作用，特别是随着时间的变化，产品发生老化，能否到达要求将影响产品的使用。 

       1.5寿命特性：

       光伏系统整体的预期使用寿命是25年，使用时间越长产生的效益越好，特别是组件、汇流箱、逆变器等相关设备国际、国家标准中明确了25年的使用寿命。电缆作为连接的通路也要满足25年的使用寿命才能减少运营维护成本。 通过获得失效时间与热力学(绝对)温度倒数之间的阿累尼乌斯关系，推导出电缆的热寿命时间。

       2、敷设方式：

       敷设的方式的不同将直接影响施工成本的控制，并决定了施工工作量的大小，和施工个难易程度及施工工期。 

       2.1敷设方式主要有直接敷设、桥架敷设、穿管敷设、埋地敷设等。 

       2.2敷设时要考虑捆扎的方式、捆扎的间距长度及美观，同时要考虑辨识，穿管时要考虑关口内径和电缆的外径，一般管口的内径比电缆的外径大5-10mm，埋地时采用铠装结构增加机械强度，铠装考虑钢带铠装和钢丝铠装的特性，钢丝铠装增加纵向拉力，钢带铠装增加横向冲击。

       3、载流量： 

       载流量是产品规格设计重要参数，决定光伏电缆通过电流的大小和产品截面的选择。通常单芯产品截面选择按最大传输电流选定或增加一个规格。芯数越多单芯载流量越小：2、3、4芯按8、7、6折计算。 

       导线的安全载流量是根据所允许的线芯最高温度、冷却条件、敷设条件来确定的。在交流系统中测算载流量还要考虑集肤效应产生的容抗和感抗，同时考虑交流电阻、绝缘损耗、金属屏蔽损耗、铠装损耗、介质损耗、绝缘热阻T1、金属套铠装间热阻T2、外护层热阻热阻T3、电缆外部热阻T4等相关参数。最好请专业人员进行测算，根据经验公式进行简单的计算：铜导体5-8A/mm2，铝导体3-5A/mm2。 同时考虑温度对载流量的影响因子。

       4.1压降：

       光伏电缆导体因为阻抗的存在会随着传输距离的增加电压会发生减弱，影响终端设备的使用。选型时必须考虑在传输过程中电压降的变化，线路电压降以不超过供电电压的5%为原则。就是400V供电线路的线路压降是‐20V；380V的负载电压最低不得低于361V

       4.2海拔高度：随着海拔高度的增加光伏电缆的绝缘电气强度降低，在GB50797-2012以2000米海拔作为基准点，2000米以下按常规考虑，2000米以上每1000米作为一个基准，从安全性考虑，绝缘厚度增加一个等级。

       4.3阻燃耐火及环保性能：

       不同的场合对阻燃耐火及环保的要求不同，按照标准19666-2005规定进行划分为5类即Z,ZA,ZB,ZC,ZD。还要考虑是否有卤素的存在，材料的电导率及有毒有害物质的含量，光伏电缆燃烧时透光率及烟密度等性能。 

       4.4防鼠防蚁：

       光伏电缆特别是裸露的光伏电缆是否需要进行防鼠防蚁保护，通过材料的配方及铠装进行保护。 

       4.5导体类型：

       不同导体（铜芯/铝芯）电气性能存在很多差异，密度也不相同将影响整体造价及施工和系统的允许。 

       4.6电缆的绝缘性能：

       不同绝缘对产品的绝缘性能影响较大，聚氯乙烯、聚乙烯、交联聚乙烯绝缘、硅橡胶、氟塑料绝缘性能差异较大，按标准查询可以得到需要的材料性能。 

       4.7光伏电缆工作电压不同导致光伏电缆绝缘厚度的不同，我国光伏电缆1kV一下的电压等级主要有：(AC)U0/U:300/300V,300/500V,450/750V,600/1000V，(DC)1800V5、选型的参考数据（重点截面大小的选择） 

       5.1光伏系统中不同的部件连接，因为环境和要求的不同，选用的电缆也不同。以下列出不同连接部分的技术要求。 

       5.2蓄电池到室内设备、交流负载、逆变器连接方阵内部和方阵之间连接的额定电流为计算电缆所得最大连续电流的1.25倍。 

       5.3方阵内部和方阵之间连接的额定电流为计算电缆所得最大连续电流的1.56倍。

       5.4考虑温度对电缆的性能影响。

       5.5考虑电压降不超过2%。 

       5.6光伏系统中不同的部件之间的连接，因为环境和要求的不同，选择的电缆也应区别对待。

       6、适用区域：不同区域对光伏电缆的应用不同，要求也有差异采用的标准也不尽相同。美洲地区采用UL4703标准，欧洲、大洋洲、亚洲采用2PFG1169标准，我国采用CEEIAB218标准。 

       7、光伏电缆主要应用于耐臭氧、耐酸碱、抗盐雾和耐环境气候要求的辐照交联无卤低烟阻燃聚烯烃绝缘及护套光伏发电系统用交/直流电力电缆、控制电缆、计算机及仪表电缆的使用特性、型号、规格、技术要求和检验要求。 

       总结： 

       1选型时应进行充分的沟通，无论是设计单位还是生产企业对项目进行的环境、要求等方面与项目承建商的理解总会有或多或少的差异，只有进行充分的沟通才能统一思路和观念。 

       2设计单位、施工单位、制造商、业主或项目承包商在自己的领域内技术实力、理论水平再强，对于项目的其他领域可能还存在理解的差异，为了保证项目的顺利实施，发挥各自领域的优势就有必要通过不断的沟通进行相关领域的交叉互补。 

       3理论、经验与测试相结合，设计选型与应用涉及到多学科的专业知识，为了更好的进行选型和应用不仅需要扎实的理论知识，丰富的实践经验也是必不可少的，最终的选型与应用依托了大量的测试数据。理论、经验与测试相结合能够更加合理的进行选型和应用。