CN212062448U - 光伏组件 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种光伏组件，属于光伏发电技术领域，包括电池基板，所述电池基板包括：串联连接的第一电池单元、第二电池单元和第三电池单元、与所述第一电池单元并联连接的第一旁路二极管、与所述第二电池单元和所述第三电池单元并联连接的第二旁路二极管。本实用新型提供的光伏组件，仅设置两个旁路二极管，简化了电路连接结构，降低了光伏组件制作的流程，提高了工作效率，同时通过旁路二极管消除热斑效应，减少了输出功率损失，提高了光伏组件的输出功率。
Description
技术领域
本实用新型属于光伏发电技术领域，更具体地说，是涉及一种光伏组件。
背景技术
现有的光伏组件都是使用整片电池进行串并联连接，电池片规格尺寸比较固定，不能满足不同光伏***对电池片尺寸及输出电流电压的要求，且电池片通过的工作电流较大，焊带及汇流带的电阻损失也较大，进而光伏组件内部功率损失较大。而电池片划片技术是一种很好的提高组件功率的方式，通过将大尺寸电池片进行划片，并将划片后的小电池片进行串并联，可有效降低组件内部损失，并满足高功率输出及不同光伏***对组件电流电压要求。
目前，大尺寸电池片成为主流，166-210尺寸电池片虽然对组件功率提升较大，但是组件电路设计需要满足常规***需求，同时满足组件对于集装箱的要求。
提高组件功率的方法为加大电池尺寸和划片设计，分别从电学和光学方面提高组件功率，现有这种大尺寸电池片光伏组件电路设计，通过连接二极管消除热斑效应，减少输出功率损失，但是由于连接的二极管较多，造成电路连接复杂，接线盒安装不方便的问题。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种光伏组件，通过合理的连接电路，减少二极管的数量，解决由于二极管的数量多而造成操作复杂的问题。
为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：提供一种光伏组件，包括电池基板，所述电池基板包括：串联连接的第一电池单元、第二电池单元和第三电池单元、与所述第一电池单元并联连接的第一旁路二极管、与所述第二电池单元和所述第三电池单元并联连接的第二旁路二极管。
作为本申请另一实施例，所述第一电池单元包括四个电池串，四个所述电池串两两串联为两组电池组，所述两组电池组并联构成所述第一电池单元，所述第二电池单元的结构与所述第一电池单元的结构相同，所述第三电池单元包括两个并联的电池串。
作为本申请另一实施例，所述第一旁路二极管的负极端与所述第一电池单元的正极连接，正极端与第一电池单元的负极连接；
所述第二旁路二极管的负极端与所述第二电池单元的正极连接，正极端与所述第三电池单元的负极端连接。
作为本申请另一实施例，所述第一电池单元包括四个电池串，四个所述电池串两两并联为两组电池组，所述两组电池组串联构成所述第一电池单元，所述第二电池单元的结构与所述第一电池单元的结构相同，所述第三电池单元包括两个并联的电池串。
作为本申请另一实施例，所述第一旁路二极管的负极端与所述第一电池单元的正极连接，正极端与所述第一电池单元的负极连接；
所述第二旁路二极管的负极端与所述第三电池单元的正极连接，正极端与所述第二电池单元的负极端连接。
作为本申请另一实施例，所述电池串包括若干串联相连的小电池片，相邻的两个所述小电池片之间通过焊带连接。
作为本申请另一实施例，所述第一旁路二极管和所述第二旁路二极管外侧分别设有分体式接线盒。
作为本申请另一实施例，所述光伏组件还包括用于封装所述电池基板的上盖玻璃、封装材料和下盖玻璃。
作为本申请另一实施例，所述上盖玻璃和所述下盖玻璃的表面设有反光层。
作为本申请另一实施例，所述反光层为反光贴膜或镀釉层。
本实用新型提供的光伏组件的有益效果在于：与现有技术相比，本实用新型光伏组件，将电池基板上分为三个串联的电池单元，其中一个电池单元并联一个旁路二极管，剩余的两个电池单元并联一个旁路二极管，整个电池基板仅设置两个旁路二极管，大大简化了电路连接结构，降低了光伏组件制作的流程，提高了工作效率，同时通过旁路二极管消除热斑效应，减少了输出功率损失，提高了光伏组件的输出功率。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型实施例提供的光伏组件的结构示意图一；
图2为图1提供的光伏组件的电路连接结构示意图；
图3为本实用新型实施例提供的光伏组件的结构示意图二；
图4为图3所示的光伏组件的电路连接结构示意图；
图5为本实用新型实施例所采用光伏组件封装的结构示意图。
图中：1、电池串；2、第一旁路二极管；3、第二旁路二极管；4、上盖玻璃；5、封装材料；6、电池基板；7、下盖玻璃；8、第一电池单元；9、第二电池单元；10、第三电池单元。
具体实施方式
为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
请一并参阅图1至图4，现对本实用新型提供的光伏组件进行说明。所述光伏组件，包括电池基板6，所述电池基板6包括：串联连接的第一电池单元8、第二电池单元9和第三电池单元10、与所述第一电池单元8并联连接的第一旁路二极管2、与所述第二电池单元9和所述第三电池单元10并联连接的第二旁路二极管3。
本实用新型提供的光伏组件，与现有技术相比，将电池基板6上分为三个串联的电池单元，其中一个电池单元并联一个旁路二极管，剩余的两个电池单元并联一个旁路二极管，整个电池基板6仅设置两个旁路二极管，大大简化了电路连接结构，降低了光伏组件制作的流程，提高了工作效率，同时通过旁路二极管消除热斑效应，减少了输出功率损失，提高了光伏组件的输出功率。
作为本实用新型提供的光伏组件的一种具体实施方式，请参阅图1至图2所述第一电池单元8包括四个电池串1，四个所述电池串1两两串联为两组电池组，所述两组电池组并联构成所述第一电池单元8，所述第二电池单元9的结构与所述第一电池单元8的结构相同，所述第三电池单元10包括两个并联的电池串1。
本实施例中，电池串1包括若干并联的划片电池片，划片电池片是通过激光切割工艺将传统标准规格晶体硅大尺寸电池片切割为尺寸1/2、1/3或者1/4等多种规格的小电池片，然后将小电池片互联成电池串1，再将电池串1进行串并联。这种光伏组件具有以下优势：(1)可以有效降低组件内部串阻损失，同时配合异形焊带、反光材料使用，提高组件功率；(2)更好的适合大尺寸电池片的高电流高电压的特点，适用于常规***；(3)常规的光伏组件由三个或三个以上的二极管，本实施例设计为两个二极管，减少了操作工序，组件制作方法同时适用于单面和双面发电组件。
作为本实用新型实施例的一种具体实施方式，请参阅图2，所述第一旁路二极管2的负极端与所述第一电池单元8的正极连接，正极端与第一电池单元8的负极连接；所述第二旁路二极管3的负极端与所述第二电池单元9的正极连接，正极端与所述第三电池单元10的负极端连接。
作为本实用新型实施例的一种具体实施方式，参阅图3及图4，所述第一电池单元8包括四个电池串1，四个所述电池串1两两并联为两组电池组，所述两组电池组串联构成所述第一电池单元8，所述第二电池单元9的结构与所述第一电池单元8的结构相同，所述第三电池单元10包括两个并联的电池串1。
作为本实用新型实施例的一种具体实施方式，请参阅图3至图4，所述第一旁路二极管2的负极端与所述第一电池单元8的正极连接，正极端与所述第一电池单元8的负极连接；所述第二旁路二极管3的负极端与所述第三电池单元10的正极连接，正极端与所述第二电池单元9的负极端连接。
作为本实用新型实施例的一种具体实施方式，所述电池串1包括若干串联相连的小电池片，相邻的两个所述小电池片之间通过焊带连接。圆形焊带、三角焊带、半圆形焊带，提高电池片吸收光面积和吸光性能。
作为本实用新型实施例的一种具体实施方式，所述第一旁路二极管2和所述第二旁路二极管3外侧分别设有分体式接线盒。本实施例仅仅设置两个接线盒即可，降低操作的复杂性，同时避免了接线盒及旁路二极管数量太多而空间难以布局的问题。
作为本实用新型实施例的一种具体实施方式，请参阅图5，所述光伏组件还包括用于封装所述电池基板6的上盖玻璃4、封装材料5和下盖玻璃7。
作为本实用新型实施例的一种具体实施方式，所述上盖玻璃4和所述下盖玻璃7的表面设有反光层。可以通过增加组件电池串1的间距来增加电池对光的吸收，从而增加组件功率，或者通过反光膜粘贴在背板、玻璃上，也可以通过镀釉玻璃增加组件光吸收能力。
作为本实用新型实施例的一种具体实施方式，所述反光层为反光贴膜或镀釉层。
本实施例的制作过程如下：
步骤一：将单面或双面发电的大电池片采用激光划片的方式切割成多个小尺寸电池片。切割后的小电池片边长尺寸为大电池片的1/n(n为2、3、4等)，使得电池片规格型号满足不同输出电压和尺寸的需求。其中，双面太阳能电池片为具有可双面吸收太阳光的电池，包括但不限于p型双面发电太阳能电池和n型双面发电太阳能电池。
将划片的小尺寸电池片之间串联形成电池串，再将相邻两电池串进行串联或者并联，形成图1、图3中所示结构。
步骤二：将切割后的划片电池互相串联，形成电池串，然后再进行电路设计。主要有二种电路连接方式，方案一：参见图1，可以将电池串先串联后并联；方案二：参见图3，将电池串先并联后串联。这两种连接方式可保证单面或双面发电组件输出电压电流与常规组件输出端电压和电流接近，便于***端组件的使用。互联材料可以为金属焊带、导电胶带。若为金属焊带，金属焊带可为圆形焊带、三角焊带、半圆形焊带，这样可以使电池片得到更多的吸收光。结合大尺寸电池片的电流较高问题，采用若干小片电池片进行焊接设计，使得组件参数输出适合现有***使用，电路设计可以分为竖板和横版设计，采用2个旁路二极管，防止组件热斑产生，同时适用于单面发电组件和双面发电组件使用。
具体的连接方式可有以下几种：
方案一：电池串先串联后并联，接线盒采用两个小分体式接线盒或一个接线盒。每个电池单元的电池片数量及电池串的数量根据大尺寸电池片进行设计，例如，210尺寸电池片经过1/3划片，分为三片70×210mm的小电池片，每一个电池串为15个小电池片，共150小片电池片组成，如图1所示。
图1为版型组件电路排布示意图，电路连接如图2所示，通过激光划片将大尺寸电池片切割为1/3小电池片，小电池片通过焊带进行焊接，其中15个小电池片焊接成小串电池串，上半部分共计5个电池串，共计75小片电池片，上半部的5小串电池串进行串联，同样下半部分的5小串电池串进行串联，最后上半部分和下半部分电池串进行并联，输出功率，光伏组件一共设置2个旁路二极管，其中左边三列对称的电池串，通过引线并联一个旁路二极管，旁路二极管保护上下六小串电池串，右侧两串小电池串通过并联连接一个旁路二极管，旁路二极管保护上下共四小串电池串，旁路二极管起到保护电池串在热斑情况下功率输出，两个旁路二极管只需要安装两个小的分体式接线盒，在后续操作过程中，只需工作人员安装两个盒体，避免三分体接线盒在安装过程中，中间接线盒不便于操作的问题。
方案二：电池串每两小串先并联最后所有两串再串联，接线盒采用两个小的分体式接线盒或一个接线盒。单独每一串的电池片数及电池串数根据大尺寸电池片进行设计，例如，210尺寸电池片经过1/3划片，分为三片70×210mm的小电池片，每一个电池串为15个小电池片，共150小片电池片组成，如图3所示。
图3为版型组件电路排布示意图，电路连接如图4所示，大尺寸电池片通过激光划片切割为的1/3小电池片，小电池片的尺寸为70×210mm，小电池片通过焊带进行焊接，其中15小片电池片焊接成电池串，每两串电池串通过互联条进行并联焊接，共连接成5个并联小板块，5个并联小板块之间依次串联连接，最终通过第1个并联小板块和第5个并联小板块进行功率输出，左侧两个并联小板块并联一个旁路二极管，右侧三个并联小板块通过引线并联一个旁路二极管，共设置2个旁路二极管，两个旁路二极管只需要安装两个小的分体式接线盒，在后续操作过程中，只需工作人员安装两个盒体，避免三分体接线盒在安装过程中，中间接线盒不便于操作的问题。
步骤三:参见图5，将上盖玻璃4、封装材料5、电池基板6、封装材料5、下盖玻璃7或背板依次铺好。组件在制作过程中敷设工艺需要注意的是，可以通过增加组件电池串的间距来增加电池对光的吸收，从而增加组件功率，或者通过反光膜粘贴在背板、玻璃上，也可以通过镀釉玻璃增加组件光吸收能力。通过优化后的组件材料匹配，按照焊接、敷设、层压、装框工序工艺制作完成以后，根据模拟数据显示，22.8％光电转换效率的210mm尺寸电池片经过1/3划片，形成尺寸为70×210mm的小电池片，小电池片通过竖版或者横版型排列后，光伏组件功率达到500W，组件封装损失低。
其中，一般组件封装过程中的光学损失中玻璃的损失在4％左右，所以在电池串间距中使用反光材料对提高CTM有提高的作用。实验表明，采用镀釉玻璃的组件或者反光膜等材料，功率增加3-5W，CTM提高了短路电流与光强成正比，光强的增益转化为短路电流，从而提高了功率。封装材料5可为EVA、POE等。其中，EVA是乙烯－乙酸乙烯(醋酸乙烯)酯共聚物，它是由乙烯(E)和乙酸乙烯(VA)共聚而制得，英文名称为：EthyleneVinylAcetate，简称为EVA；POE(Polyolyaltha Olfin):聚乙烯辛烯共弹性体。
CTM值(Cell To Module)是组件输出功率与电池片功率总和的百分比表示组件功率损失的程度，CTM值越高表示组件封装功率损失的程度越小。
步骤四：敷设好后经过EL测试进入层压机进行层压，制成单面或者双面太阳能电池组件层压件。
其中，EL测试仪全称为电致发光(英文Electroluminescent)测试仪，是一种太阳能电池或电池组件的内部缺陷检测设备。常用于检测太阳能电池组件的内部缺陷、隐裂、碎片、虚焊、断栅以及不同转换效率单片电池异常现象。
步骤五：安装接线盒，根据需求，可安装边框，铝材的主要作用是增加组件的抗机械性能，避免光伏组件运输安装过程中隐裂。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.光伏组件，其特征在于，包括电池基板，所述电池基板包括：
串联连接的第一电池单元、第二电池单元和第三电池单元；
第一旁路二极管，所述第一旁路二极管与所述第一电池单元并联连接；
第二旁路二极管，所述第二旁路二极管与所述第二电池单元和所述第三电池单元并联连接。
2.如权利要求1所述的光伏组件，其特征在于，所述第一电池单元包括四个电池串，四个所述电池串两两串联为两组电池组，所述两组电池组并联构成所述第一电池单元，所述第二电池单元的结构与所述第一电池单元的结构相同，所述第三电池单元包括两个并联的电池串。
3.如权利要求2所述的光伏组件，其特征在于，所述第一旁路二极管的负极端与所述第一电池单元的正极连接，正极端与第一电池单元的负极连接；
所述第二旁路二极管的负极端与所述第二电池单元的正极连接，正极端与所述第三电池单元的负极端连接。
4.如权利要求1所述的光伏组件，其特征在于，所述第一电池单元包括四个电池串，四个所述电池串两两并联为两组电池组，所述两组电池组串联构成所述第一电池单元，所述第二电池单元的结构与所述第一电池单元的结构相同，所述第三电池单元包括两个并联的电池串。
5.如权利要求4所述的光伏组件，其特征在于，所述第一旁路二极管的负极端与所述第一电池单元的正极连接，正极端与所述第一电池单元的负极连接；
所述第二旁路二极管的负极端与所述第三电池单元的正极连接，正极端与所述第二电池单元的负极端连接。
6.如权利要求2-5任一项所述的光伏组件，其特征在于，所述电池串包括若干串联相连的小电池片，相邻的两个所述小电池片之间通过焊带连接。
7.如权利要求1所述的光伏组件，其特征在于，所述第一旁路二极管和所述第二旁路二极管外侧分别设有分体式接线盒。
8.如权利要求1所述的光伏组件，其特征在于，所述光伏组件还包括用于封装所述电池基板的上盖玻璃、封装材料和下盖玻璃。
9.如权利要求8所述的光伏组件，其特征在于，所述上盖玻璃和所述下盖玻璃的表面设有反光层。
10.如权利要求9所述的光伏组件，其特征在于，所述反光层为反光贴膜或镀釉层。
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