[发明专利]一种光伏电缆及其制备方法与应用

说明书

技术领域

本发明涉及复合材料领域，特别涉及一种光伏电缆及其制备方法与应用。

背景技术

自2003年起，我国光伏产业年增长速度超过30％，成为世界最大的光伏电池组件生产国，但90％以上的产品销往国外。从2006年起，我国已实施《中华人民共和国可再生能源法》，国家部委、地方政府相继出台财政补助和科技支持等措施以促进光伏产业和光伏应用市场的增长，产业界不断攻克关键材料和关键技术以降低光伏制造成本，我国势将成为光伏发电大国。到2020年，我国光伏发电装机容量极有可能突破3000～5000万千瓦，光伏发电并网电价可望与常规电力持平。随光伏产业的快速发展，用于连接太阳能电池与交直流逆变器间的光伏电缆的市场需求量也快速增长。

太阳能设备的使用寿命应达到20～30年以上。在太阳能设备中必须使用专用的太阳能电缆(即光伏电缆)，否则会影响整个系统的使用寿命。太阳能系统经常处于恶劣的环境条件，如在该种环境下使用普通电缆，则电缆护套容易碎裂并导致绝缘层的降解和失效，从而直接增加电缆系统的损失，引起电缆短路，甚至造成火灾或人员伤害。

由于光伏电缆主要用于户外环境，必须具备耐高低温、抗紫外线、耐潮湿、抗臭氧、抗化学腐蚀等方面的特性。产品使用环境温度从-40℃到90℃、导体最高长期工作温度为120℃，使用寿命不小于25年。同时，为避免发生火灾和对环境造成影响，光伏电缆还必须具有环保阻燃的性能。

光伏电缆迄今尚无国际标准，业界有影响力的标准有两项，分别为美国UL实验室公布的UL4703标准和影响更大的德国技术监督协会发布的标准，文件编号：文件编号为2PfG 1169/08.2007。标准对电缆提出了一系列的结构和性能要求，并需要通过相关测试方法进行检测。

光伏电缆现有技术往往存在生产工艺复杂、成本较高、电缆阻燃性及耐候性无法满足标准的要求等问题和不足：譬如授权公告号为CN101295562B、名称为“太阳能光伏发电设备用电缆制造方法”的国家发明专利提供的电缆为经隔离层绕包、绝缘层挤出、绝缘层辐照交联处理、外护套挤出、外护套辐照交联处理，生产工艺须经两次挤出和两次辐照，生产工艺复杂、成本较高；公开号为CN101845174A、名称为“太阳能光伏电缆护套材料及电缆”的发明专利提供的护套材料为热塑性弹性体、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、纳米级氢氧化镁、硼酸锌、有机硅改性剂、相容剂、硅烷、抗氧剂1010和铜离子折离剂，得到了耐高低温、耐油的电缆，但无法满足耐气候/耐紫外线的要求。

因此开发生产工艺简单、成本较低、性能优异且能完全满足标准的光伏电缆产品很有必要。

发明内容

本发明的首要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种光伏电缆。

本发明的另一发明目的在于提供上述光伏电缆的制备方法。

本发明的再一发明目的在于提供所述的光伏电缆的应用。

本发明的目的通过下述技术方案实现：一种光伏电缆，包含绝缘层和护套层；

绝缘层包含以下按质量份数计的组分：乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)10～20份、线型低密度聚乙烯(LLDPE)40～60份、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物(EMA)20～30份、马来酸酐接枝乙烯-乙酸乙烯酯共聚物5～10份、氢氧化镁50～70份、有机蒙脱土5～20份、交联敏化剂1～2份、润滑剂1～3份、抗氧剂1～2份、光稳定剂0.2～0.5份和抗铜剂0.3～0.5份；

护套层包含以下按质量份数计的组分：乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)20～40份、线型低密度聚乙烯(LLDPE)20～40份、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物(EMA)25～45份、马来酸酐接枝乙烯-乙酸乙烯酯共聚物5～10份、色母粒5～10份、氢氧化镁40～60份、磷系阻燃剂10～30份、三聚氰胺氰尿酸盐15～25份、硼酸锌5～10份、交联敏化剂1～2份、润滑剂2～3份、抗氧剂1～2份、光稳定剂0.5～1份和抗铜剂0.1～0.3份；

所述的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物优选为乙酸乙烯酯的质量含量为14％、熔体指数为3.5g/10min(ASTM D1238)的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物；

所述的线型低密度聚乙烯优选为熔体指数为2g/10min(ASTM D1238)，密度为0.918g/cm³(ASTM D792)的线型低密度聚乙烯；

所述的乙烯-丙烯酸甲酯共聚物优选为丙烯酸甲酯的质量含量为23～26％、熔体指数为0.4～0.6g/10min(ASTM D1238)的乙烯-丙烯酸甲酯共聚物；