随着光伏建筑一体化(BIPV)的推进，光伏市场迎来新的增值点——“光伏屋顶”。这将对连接器行业提出那些要求呢?


早在5月18日时，欧盟委员会便公布了一项名为“REPowerEU”的能源计划，旨在大力发展以光伏为代表的清洁能源，其中有一项屋顶太阳能计划中提到：到2027年，所有符合条件的现存建筑屋顶必须强制安装光伏。该计划已在6月顺利通过，准备实施。特斯拉此番研发出新型光伏屋顶产品，正赶上欧盟能源计划的“红利”。


其实，国内近两年也在积极推动光伏屋顶的研发与使用，多地省市出台了一系列政策鼓励支持。7月13日住建部、国家发展改革委发布的《城乡建设领域碳达峰实施方案》指出，我国将推进建筑太阳能光伏一体化建设，到2025年新建公共机构建筑、新建厂房屋顶光伏覆盖率力争达到50%。


国内外在建筑上布局户用光伏系统方兴未艾，光伏产业链上下游都正在致力于新的配套产品研发。



光伏连接器跟随市场变化而变化


光伏屋顶的预期市场庞大，将对线缆与连接器行业带来什么产品要求呢?


作为分布式光伏其中的一种形式，光伏屋顶与屋顶光伏存在一定区别。


传统的屋顶光伏作为安装式光伏电站(BAPV)，是通过在屋顶外部通过支架安置光伏发电面板来实现运用，光伏组件的线缆、接线盒一般粘在电池板背面。而光伏屋顶属于光伏建筑一体化电站(BIPV)，是直接将光伏发电面板作为屋顶建筑材料，成为房屋屋面的一部分。那么，这也就意味着，线缆、二极管以及接线盒必须全隐入幕墙结构中，防止悬挂在屋顶外而受阳光暴晒与雨水侵蚀。


光伏屋顶中使用到的太阳能电池片复合层之间分布着多条导线串，如何串联好这些导线串并保证接线盒能具备良好的耐候性、隔热性、高电流高电压承载性，“回答”好这个问题，才能真正使光伏屋顶更好地落地使用。


美国太阳能咨询公司CEA调研发现，光伏连接器是商业屋顶光伏系统第一大风险源。而光伏屋顶在连接器方面的安全隐患主要集中在接线盒与串接器中的直流电弧，这是由光伏组件接头的接点松脱导致的。基于此，国内一些生产光伏连接器的企业探索出具备自动断电能力的接线盒。如近日大火的光伏组件上市公司快可电子便研发出能够智能断电从而阻断BIPV光伏组件火灾的智能接线盒。


光伏屋顶系统中直流侧电压高达1000V，连接器额定电压必须保持在1000-1500v。考虑到耐候性与耐热性，连接器可承受温度范围需稳定在为-40℃ - 85℃。在线缆方面，需选择电线直径偏大的双层交联聚乙烯浸锡铜线，以保证良好的导电性能，防止线缆因承电能力不够导致漏电的隐患。


隆基绿能的BIPV总裁陈鹏飞曾提到，光伏屋顶使用寿命可达25年，比传统的屋顶光伏的生命周期长了十几年。要确保光伏屋顶能够长久地使用，必须重视连接器、线缆以及接线盒的选择。目前来看，国内的光伏屋顶乃至整个BIPV系统仍然缺一套较为完善的连接器标准体系，导致不同品牌不同标准的插口互接，对光伏系统的使用造成了一系列问题。


连接器的作用


连接器就是连接电力、电气信号流动的电子零部件，是电子工程技术人员经常接触的一种部件。在中国也称连接器、插头、插座，一般是指电连接器。即连接两个有源设备以传输电流或信号的装置。连接器的品牌有很多，国内外都有。


连接器不是一成不变的，它随着应用对象、频率、功率、应用环境等不同，其形式和结构也是千变万化的。比如有网络连接器、工业连接器、电子连接器、手机连接器、电脑连接器等，应用在不同的领域。例如，球场上点灯用的连接器和硬盘驱动器的连接器，以及点燃火箭的连接器是大不相同的。但是无论什么样的连接器，都要保证电流顺畅连续和可靠地流动。



连接器的基本性能可分为三大类：即机械性能、电气性能和环境性能。


1、机械性能。就连接功能而言，插拔力是重要的机械性能。另一个重要的机械性能是连接器的机械寿命。


2、电气性能。连接器的主要电气性能包括接触电阻、绝缘电阻和抗电强度，以及其它电器性能。对射频同轴连接器而言，还有特性阻抗、插入损耗、反射系数、电压驻波比等电气指标。除特性阻抗外，还出现了一些新的电气指标，如串扰滞等。


3、环境性能。常见的环境性能包括耐温、耐湿、振动和冲击等。根据使用要求，还有一些其它环境性能，比如密封性、低气压等。


其实，连接器的作用非常地简单：就是在电路内被阻断处或孤立不通的电路之间，架起沟通的桥梁，从而使电流流通，使电路实现预定的功能。因为其易于大规模生产、易于维护、易于升级和提高设计灵活性等特点，目前被广泛应用于各个领域，如航空航天、通信、轨道交通、消费电子、新能源、医疗等。


汽车成为连接器最大应用市场


连接器市场空间广阔，政策驱动+下游需求共同推动国产替代加速：连接器是电子系统设备之间电流或信号传输与交换的电子部件。分国别来看，中国2021年连接器市场规模占全球的比例最大，达到32％。分应用领域来看，汽车是连接器使用的最广泛场景，2020年占比达到23.1％。下游持续增长的市场需求，给国内的连接器企业带来广阔的发展空间。在国家产业政策和下游客户需求的双重驱动下，凭借着优秀的研发能力，满足客户定制化需求的协同开发水平以及背靠国内市场、快速响应的服务优势，国内连接器龙头企业也将迎来重大的发展机遇。


电动化渗透加速，高压连接器需求急速增长。据乘联会统计，2022年2月新能源汽车国内零售渗透率达到21.8％。随着电动化趋势逐步发展，新能源汽车在电驱动单元、电气设备的数量上都有较大的增加，在这些高压部位使用的连接器必须满足：大载流能力、高插拔次数、较好的耐热性、优秀的屏蔽/密封/防水防尘功能、优异的抗震动能力等条件，造成高压连接器的需求量急速增加。高压连接器主要运用于动力电机、配电盒、逆变器、充电系统、AC/DC等电池和电驱动单元。根据我们测算，由于电机数量以及布置的差异，新能源乘用车高压连接器单车价值量约600-1500元，新能源商用车高压连接器单车价值量约8000-10000元。我们预计2025年全国高压连接器市场规模可达到约196亿元，较2021年将增长约2.8倍，复合增长率达到约40％。


智能化浪潮来临，高速连接器发展前景广阔。传统燃油车主要通过CAN/LIN总线进行数据传输，随着汽车智能化、网联化的发展，摄像头、显示器的分辨率不断提高，不同传感器系统共享的信息也更加复杂，这些都需要更快的传输速度。在此趋势下，高速连接器迎来快速发展。高速连接器主要应用于车载网络、信息娱乐、安全三大板块。对于L2/L3及以上车型，高速连接器单车价值约1000元，根据我们测算，高速连接器市场规模将在2025年达到约118亿元，5年平均复合增长率约39％。


全球连接器市场持续增长，中国已成为全球最大市场


全球连接器市场规模持续增长，2017年已超过600亿美元。连接器作为电子电路中连接的桥梁，广泛应用于包括数据通信、电脑及周边、消费电子、汽车、工业、医疗、航空航天及军事等不同领域。根据Bishop&Associates数据显示，连接器的全球市场规模已由2009年的343.90亿美元增长至2017年的601.16亿美元，年复合增长率7.2%。


从区域分布来看，中国已经成为全球最大的连接器市场。全球连接器市场主要分布在北美、欧洲、日本、中国、亚太（不含日本和中国）五大区域，这五大区域占据了全球连接器市场约95%市场份额。2017年我国的连接器市场份额扩张至26.13%，已成为全球最大的连接器市场。



我国连接器市场整体增速远高于全球行业水平，未来仍有巨大发展潜力。中国连接器市场规模从2009年的67.67亿美元迅速增长到2017的190.82亿美元，年复合增长率高达13.8%，远高于全球行业增速。虽然我国连接器行业起步较晚，连接器市场集中度较低，行业技术水平与先进国家技术水平相比仍有一定差距，但我国连接器行业空间广阔，发展潜力巨大，未来有非常大的提升空间。


未来发展趋势：微小型集成化、模块智能化以及定制化


首先，各类信号传输的集成化以及产品体积的小型化微型化


一方面，传统连接器只传输单一信号，例如视频、控制或者数据信号，连接器信号传输集成化（传输多种信号，如电、光、液冷）可以有效节约空间，提高系统可靠性，降低客户成本的同时增加客户粘性。


另一方面，当前电子产品日益轻薄化，也推动连机器产品、接插件产品向小尺寸、低高度、窄间距、多功能、长寿命、表面安装等方向发展。很多产品针对间距和外观大小，高度都有一定的要求，对于连接器的精密化需求也在不断提高。


其次，从无源化向模块化、智能化演变


无源元件是不需要外加电源的条件下就可以显示特性的电子元件，而有源元件是需要外加电源才可以工作的电子元件。连接器正在从一个无源产品变成模块化产品，例如在服务器线缆提供商会把连接器变得智能化，通过增加有源IC把单一线缆变成一条可以监测数据的智能电缆，这样一方面生产厂商可以提高产品的附加值，另一方面可以为客户创造新的需求。


随着智能时代的到来，未来的连接器可能不仅仅只是简单的实现传输功能，除了简单的确保信号传输，还能进行简单的智能判断和保护。


再次，从标准产品向定制化产品演变


随着电子产品多样化发展，连接器厂商需要更多定制化连接器产品以满足客户独特的外形和功能需要，所以连接器厂商要提早参与的客户的设计。


过去，中国连接器企业的定制化产品主要集中在军工领域。这类连接器都为高端小批量，基本按需定制，要求连接器厂商有极强的设计能力。军工定制的连接器中，快速设计、大规模并高质量的生产是其核心竞争力。全球连接器巨头泰科电子（TE）此前推出了全新连接器定制化组合解决方案。此系列解决方案可轻松连接电力、信号和数据（或三者结合）。连接器采用模块化设计，由简易的单体零部件组成，并具有极高的兼容性且适用于多种组合方式。


需要拥有零件库存以及工程和技术支持。拥有海量的零件库存是提供定制化连接器产品的首要条件，工程和技术支持则成为坚实后盾，以适应在短时间内提供数百万个不同组合的连接器要求，通过按单定制而不是预制的连接器来灵活地满足客户的个性化需求。


文章来源： 未来智库，连可连，金融界，金融界