【光伏技术】光伏连接器MC4接头
MC4对光伏从业者来说，并不陌生，它几乎已经成为光伏连接器的代名词。在组件、汇流箱和逆变器等光伏发电的重要部件上，都可以发现MC4的身影，它们承担起电站成功连接的重任。
截至2021年3月底，中国光伏累计装机容量259GW，位居全球第一。以1MW用量约3000套光伏连接器来计算，中国目前共有约7.77亿套连接器被安装。若以风险的角度看待，意味着有至少7.77亿个风险点需要不同的电站业主去监控。
尽管如此，在电站设计、建设及运维的阶段，这个小部件却还是经常被忽视。究其原因，与大家对MC4的认识有很大关系。
也许是时候，一起重新认识MC4了！
一、光伏连接器小史
对于光伏连接器来说，1996年和2002年是两个十分重要的年份。这两个时间点，也与光伏行业的关键发展节点相吻合。尽管光伏连接器并没有与光伏行业相伴而生，但是它的出现对光伏安装量的快速攀升起到了较大的促进作用。
1996年前，光伏电缆采用螺丝端子或者接合连接件（spliceconnection）进行连接。随着光伏系统安装量的增加，业内对快速、安全和易操作的连接方案需求愈发强烈。
因光伏系统长期暴露在风雨、烈日和极端的温度变化中，连接器必须能够适应这些恶劣环境。它们不仅要可以防水、耐高温和对紫外线具有耐候性，而且要做到触摸保护、高载流能力及高效。同时，低接触电阻也是重要考量指标。所有这一切，还都必须贯穿于整个光伏系统生命周期，至少20年。
1996年，基于这些应用环境及市场需求，一种新型的插入式连接器（plug-inconnector）应运而生，这就是全球第一款真正意义上的光伏连接器——MC3。它的发明者是瑞士公司Multi-Contact（2002年，并入史陶比尔集团，作为旗下电连接器品牌），MC即品牌缩写，3则是金属芯直径的尺寸。MC3的主体采用TPE材料（热塑性弹性体），并通过摩擦力配合以实现物理连接。MC3更为重要的是，其连接系统采用MULTILAM技术，以保障连接的持久稳定性。后来，众多连接器厂商均是在模仿MULTILAM技术。
2002年，MC4的诞生再次重新定义光伏连接器，它真正实现了“即插即用”（plugandplay）。绝缘材料使用硬质塑料（PC/PA），而且在设计上更易于组装和现场安装。MC4面市后，迅速得到市场认可，逐渐成为光伏连接器的标准。许多厂家将自家连接器称为“××MC4”，如果在阿里巴巴搜索MC4，你可以得到约44000个相关产品，可见MC4强大的市场影响力。
MC4随着市场需求变化，陆续推出了MC4-Evo2和MC4-Evo3系列。MC4系列连接器，已经完全能够满足客户对1500V光伏系统的需求。
二、MC4与“类MC4”
MC4连接器分为线端和板端，通常意义上，大家所说的MC4指的是线端。MC4，由金属件和绝缘件两大部分组成。
如前所述，MC是Multi-Contact的缩写，4则为金属芯直径的尺寸。因此，在光伏连接器市场，对于众多所谓MC4需要重新做一个澄清，它们被称为“类MC4”或许更为合适。
除了一些外观上的差异（如形状/logo等），MC4与“类MC4”核心的不同在于是否使用MULTILAM技术。MULTILAM技术具有长期的稳定性，能够保障连接器在光伏系统整个寿命周期内，保持持续较低的接触电阻。
“类MC4”出于市场原因，宣称可与MC4互插。尽管外形上，看似完成了连接，但是隐形的安全风险已然发生。不同厂家连接器在规格、尺寸和公差等方面并不一致，所以根本无法100%匹配。倘若强行互插，会导致温度升高、接触电阻变化和IP等级无法保证的问题，进而严重影响电阻的发电效率和安全。
更为严重的是，若真得出现问题，则极有可能导致法律纠纷。由于相关法规并不健全，由互插导致的问题，责任很有可能由电站安装商承担。
因此无论TUV/UL，还是Multi-Contact，都已出具禁止不同厂家连接器互插的声明。
三、连接器的技术风险
在光伏电站的评估、设计、采购、施工、建设及运维等各个阶段，均存在不确定性的风险（政策/技术/自然环境/法律等），若控制不当，则会影响光伏系统收益。
单就光伏连接器来说，其技术风险体现在质量、应用、安装以及运维各方面，如下图所示。
需要指出的是，连接器失效进而引发火灾的根本原因：通流情况下，连接器的接触电阻增大导致温升增加，并超出塑料外壳及金属件所能承受的温度范围。
四、总结
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