CN208093574U - 一种叠瓦双面组件 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种叠瓦双面组件，该组件包括主体，叠瓦双面电池片阵列、焊接汇流条和功率优化器接线盒设置在所述主体上；叠瓦双面电池片阵列以叠瓦状纵向排布，相邻电池片行错位排布叠压，使双面电池片间以网状混联为电路连接方式，即同行的双面电池片先并联，再与上下行的双面电池片行串联；焊接汇流条将叠瓦双面电池片阵列输出电流接入到功率优化器接线盒中，功率优化器接线盒保证其所连接的双面电池片阵列发电时刻处于最大功率点输出状态；本实用新型利用叠瓦技术，叠压方式为错位排布叠压，减少双面电池片之间功率失配问题，利用功率优化器接线盒减少了组件间功率失配问题。

Description

一种叠瓦双面组件

技术领域

本实用新型涉及光伏发电领域，具体而言，涉及一种叠瓦双面组件。

背景技术

双面组件通俗点理解就是正、反面都能发电的组件，组件正面接收太阳光直射光发电，背面通过吸收背景的反射光和周围的散射光来发电。叠瓦技术(也称叠片技术)将光伏电池以串并联结构紧密排布，使得单位面积下可以放置多于常规组件13％以上的电池片，因此叠瓦组件具有输出功率高、内部损耗低、反向电流热斑效应小等特点。光伏组件优化器内部具有升降压电路和传感器，对电池板输出电压、电流进行实时采样，通过先进的MPPT算法控制升降压电路，保持组件工作在最大功率的状态，输出匹配组串电压电流关系，最大限度地提高发电量。

当前双面组件具有以下问题：

1电池串排列优化差：传统双面组件由单片电池串串联焊接而成，造成双面组件内阻较大，同时电池片之间距离较大，空间利用率较小，造成双面组件内部较大的功率损失。

2电池片串联失配：传统组件由电池片串联组成，由于制造、施工等因素造成单片电池片受损不发电，影响该串串联的其他电池片正常发电。

3背面光强失配。双面组件的背面主要吸收反射光和散射光，由于实际环境通常较为复杂，光伏组件背部有接线盒，支架支撑也遮挡部分组件背表面，必然造成照射在组件背面光强变化幅值较大，串并联损失加剧。

4二极管功率优化差。当前双面组件的接线盒中二极管面对这样的失配时，优化效果较差，单片电池片遮挡便可引起整串电池串功率损失，同时造成二极管开启，影响其他电池串的正常功率输出。

当前用双面组件构建的光伏发电***具有以下问题：

1双面组件的固有特性。每一双面组件的输出参数均不相同，经严格分选后承诺的功率偏差约为3％。而电流和电压的偏差将大于3％。因此实际使用中存在功率、电流失配，造成发电量损失。

2双面组件间失配：发生局部遮挡时(包括云彩、周围遮挡物，鸟粪，局部清洗等因素)串并联功率失配损失将加剧。

3、温度不均匀。华能共和光伏电站实测，8月，中等辐照强度，微风条件，每一支架左右两端组件温差约为10摄氏度，功率偏差将达到4％。

4.信息化不够。目前光伏电站监控尚未精确到组件级监控，不能真正实现单个组件25年全周期管理。

针对上述的问题，非常有必要给出更加合理的解决方案

发明内容

为了克服上述现有技术存在的问题，本实用新型提供了一种叠瓦双面组件，消除了失配损耗，提高组件的发电功率。

本实用新型提供一种叠瓦双面组件，该组件包括主体，叠瓦双面电池片阵列、焊接汇流条和功率优化器接线盒设置在所述主体上。

叠瓦双面电池片阵列由多个横向和多个纵向双面电池片以叠瓦状纵向排布，相邻双面电池片行错位排布叠压，使双面电池片间以网状混联为电路连接方式，即同行的双面电池片先并联，再与上下行的双面电池片行串联。错位排布叠压降低内部电阻损耗，提升组件输出功率。

叠瓦双面电池阵列***布设焊接汇流条，所述焊接汇流条包括两条上下横向汇流条和两条右侧纵向汇流条：汇流条将双面电池片阵列输出电流接入到功率优化器接线盒中。

叠瓦双面电池片阵列和焊接汇流条构成电路层。

主体还包括上层玻璃层和下层玻璃层，与所述主体固定，所述电路层夹压在所述两层玻璃层之间。

功率优化器接线盒设置在下层玻璃层之外，用胶固定在玻璃层右上角上。

功率优化器接线盒包含测量模块、处理器模块、功率模块和电力载波通讯模块。测量模块采集高效双面叠瓦组件的电压、电流、功率、对地电容等数据，处理器模块内置最大功率跟踪算法，控制功率模块 dc-dc电路，保证其所连接的叠瓦双面电池片阵列发电时刻处于最大功率点输出状态。电力载波通讯模块将测量的数据以电力载波信号沿电力线输出数据，同时接受上级的控制信号。

本实用新型提供的叠瓦双面组件，集成了双面组件技术、叠瓦技术和功率优化器技术。双面组件技术通过背面吸收背景的反射光和周围的散射光，条件理想时提升30％发电量。叠瓦技术充分利用组件内的间隙，相同面积可放置比传统多6％的电池面积，错位排布叠压使双面电池片之间形成网状混联的电路连接方式，可减少双面电池片之间功率失配造成的损失，同时减少双面组件的内阻，提高发电量。功率优化器接线盒消除双面组件间功率偏差造成的失配损失，同时利用电力载波通讯输出组件信息，实现组件级监控，提高光伏发电***信息化水平。三种技术集成，收益叠加，尤其在屋顶、山地等光照情况复杂条件下叠瓦双面组件比常规组件可提高40％发电量。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1是本实用新型实施例的叠瓦双面组件的结构图。

图2是本实用新型实施例的叠瓦双面组件的分解示意图。

图3是本实用新型实施例的双面电池片错位排布叠压示意图。

图4是本实用新型实施例的双面电池片电路网络示意图。

图5是本实用新型实施例的功率优化器接线盒功能示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。

首先参考图1来说明本实用新型的一个可选的实施例的结构。本实用新型提供一种叠瓦双面组件，包括主体1、叠瓦双面电池片阵列2、焊接汇流条3和功率优化器接线盒4设置在所述主体1上。

参考图2，主体包含上层玻璃层11和下层玻璃层13两块钢化玻璃，主体1可以是各种已知的双面光伏组件的主体结构，例如框架式、栅栏式等。叠瓦双面电池片阵列2和焊接汇流条3构成电路层12。上层玻璃层11和下层玻璃层13利用层压、粘结剂、热压等方式固定连接，将电路层12封在中间。上层玻璃层11和下层玻璃层13之间可填充EVA、聚烯烃、硅胶或者高分子化合物补充缝隙。

参考图1和图3，叠瓦双面电池片阵列2为横向6个、纵向72 个的双面电池片互相叠压形成双面电池片阵列。叠瓦双面电池片阵列 2包含双面电池片奇数行21，双面电池片偶数行22。双面电池片奇数行21包含奇数行左双面电池片211和奇数行右双面电池片212。双面电池片偶数行22包含偶数行左双面电池片221和偶数行右双面电池片222。

相邻双面电池片行的电极叠压相连。双面电池片偶数行22的正极叠压在双面电池片奇数行21的负极上。同理，双面电池片奇数行的正极叠压在双面电池片偶数数行的负极上。相邻电池片行错位排布叠压，使双面电池片奇数行21与双面电池片偶数行22在横向方向上错位，留有部分距离。错位排布叠压导致偶数行上的偶数行左双面电池片221正极即与奇数行上的奇数行左双面电池片211负极相连，又与同奇数行的奇数行右双面电池片212负极相连。同理，奇数行上的奇数行右双面电池片212负极即与偶数行上的偶数行左双面电池片 221正极相连，又与同偶数行的偶数行右双面电池片222正极相连。

参考图4，相邻双面电池片行错位排布叠压使双面电池片间形成网状混联的电路连接方式，即同行的双面电池片先并联，再与上下行的双面电池片行串联。

参考图1，焊接汇流条3包含正极焊接汇流条31和负极焊接汇流条32。正极焊接汇流条31连接功率优化器接线盒4和叠瓦双面电池片阵列2正极，负极焊接汇流条32连接功率优化器接线盒4 和叠瓦双面电池片阵列2负极。焊接汇流条3和功率优化器接线盒4 布置在叠瓦双面电池片阵列2***，不限于图1所给位置。

参考图5，功率优化器接线盒4包含测量模块41、处理器模块 42、功率模块43和电力载波通讯模块44。所述测量模块41通过功率模块43内置的传感器测量叠瓦双面组件的电压、电流、功率数据，同时内置传感器测量对地电容等数据，实现组件级监控。处理器模块42内置最大功率跟踪算法，传出控制信号，控制功率模块43，保证其所连接的叠瓦双面电池片阵列发电时刻处于最大功率点输出状态。处理器模块42同时将测量模块41传来的数据上传到电力载波通讯模块44，同时从电力载波通讯模块44接受上层控制信号。功率模块43 模块接收处理器模块42控制信号，其内置DC-DC电路实现功率转换。电力载波通讯模块44将处理器模块42传来的数据以电力载波信号沿电力线输出数据，同时接受上级的控制信号，回传给处理器模块42。

功率优化器接线盒4具有其他功能。通讯单元通过直流电力载波方式将对地电容数据传输到上层信息采集单元，上层采集单元根据反馈的对地电容大小顺序排列，能够准确判断双面叠瓦组件在该双面叠瓦组件组串中的位置。

下面通过理论比较本实用新型所揭示的错位排布叠压与传统双面组件在功率提升上面的区别。传统双面组件为72片双面电池片串联，当其中一片双面电池片受遮挡导致功率降低，内阻变大时，同串其他所有双面电池片会受较大的功率失配影响。而本实用新型所提供的一种叠瓦双面组件中双面电池片受遮挡内阻变大时，由于同行双面电池片并联，电流会大部分走其他内阻小的双面电池片而流经遮挡的双面电池片电流则很少，从而功率失配影响较少。

下面通过实验比较本实用新型所采用的功率优化器接线盒与传统接线盒在发电量提升上面的区别。使用相同技术的外挂式功率优化器模块构成的5kW光伏发电***，单位功率光伏发电量明显提高，已获得数据中的最大值已超过12％。在北京的光照条件下，平均每天每千瓦增发0.2kWh。

本实用新型提供的一种叠瓦双面组件集成了双面组件技术、叠瓦技术和功率优化器技术，提高光伏组件发电效率，提高单位面积发电量，减少双面组件中双面电池片之间功率适配造成的损失，消除组件间适配造成的损失，同时可以输出组件信息，实现组件级监控，提高光伏发电***信息化水平。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (6)

1.一种叠瓦双面组件，包括主体(1)、叠瓦双面电池片阵列(2)、焊接汇流条(3)和功率优化器接线盒(4)，所述叠瓦双面电池片阵列(2)、焊接汇流条(3)和功率优化器接线盒(4)设置在所述主体(1)上；其特征在于：叠瓦双面电池片阵列(2)由多个横向和多个纵向双面电池片以叠瓦状纵向排布，相邻双面电池片行错位排布叠压；叠瓦双面电池片阵列(2)和焊接汇流条(3)形成电路层(12)。

2.根据权利要求1所述的叠瓦双面组件，其特征在于：所述双面电池片间以网状混联为电路连接方式，即同行的双面电池片先并联，再与上下行的双面电池片行串联。

3.根据权利要求1所述的叠瓦双面组件，其特征在于：所述焊接汇流条(3)包含正极焊接汇流条(31)和负极焊接汇流条(32)，正极焊接汇流条(31)连接功率优化器接线盒(4)和叠瓦双面电池片阵列(2)正极，负极焊接汇流条(32)连接功率优化器接线盒(4)和叠瓦双面电池片阵列(2)负极；焊接汇流条(3)和功率优化器接线盒(4)布置在叠瓦双面电池片阵列(2)***。

4.根据权利要求1所述的叠瓦双面组件，其特征在于：主体(1)还包括上层玻璃层(11)和下层玻璃层(13)，与所述主体(1)固定，所述电路层(12)夹压在上层玻璃层(11)和下层玻璃层(13)之间。

5.根据权利要求3所述的叠瓦双面组件，其特征在于：所述功率优化器接线盒(4)设置在主体(1)的下层玻璃层(13)之外，用胶固定在下层玻璃层(13)右上角上。

6.根据权利要求1所述的叠瓦双面组件，其特征在于：所述功率优化器接线盒(4)包含测量模块(41)、处理器模块(42)、功率模块(43)和电力载波通讯模块(44)。