CN102779883B - 一种基于电池片单元的太阳光伏能组件 - Google Patents

一种基于电池片单元的太阳光伏能组件 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于电池片单元的太阳光伏能组件，包括背板，背板上设有印刷电路板和多个平行排列的太阳能电池片串，太阳能电池片串上覆盖有玻璃；太阳能电池片串在印刷电路板的两侧对称排列。通过电池片的串并联结构形成两个对称的单元，这种结构能够有效的增加输出电流，降低组件自身的内阻，从而增加输出功率，使得功率提升在2%左右。本发明提供的基于电池片单元的太阳光伏能组件，将常规太阳能光伏组件采用一个接线盒的方式，转变为采用两个接线盒的方式，一个引出正极，一个引出负极，将两个接线盒只有接通后才是一个完整的电路；从而有效的降低接线盒内部温度，降低二极管的热损伤，保障二极管的工作寿命。

Description

一种基于电池片单元的太阳光伏能组件
技术领域
本发明属于太阳能光伏组件技术领域，涉及一种基于电池片单元的太阳光伏能组件。
背景技术
随着全球性能源危机日益严重，人们迫切希望可以找到一种可持续发展的清洁能源。太阳能作为一种取之不尽的天然能源，日益受到世界各国的关注。太阳能光伏发电系统是利用太阳能发展的主要形式之一。而晶硅太阳能光伏组件是太阳能光伏发电系统中非常重要的组成部分，其成本最高，技术难度最大。
在晶硅太阳能电池产业链当中，太阳能电池组件是太阳能电池生产中的关键。太阳能电池组件主要将多晶硅芯片（电池片）进行焊接，封装，将电压很小的电池片经过串并联，形成12V或24V的直流电源输出。太阳能光伏组件电气结构方式有决定了其主要的关键性能和质量。好的太阳能光伏组件不仅可以使电池的寿命得到保证，而且还增强了电池的抗击强度。
当前的太阳能电池组件电池片面积较大，采用全部电池片串联的方式，采用汇流带引出正负极，由一个接线盒引出。其主要的缺陷在于电池片电流密度不均匀，电池片在封装过程中容易的移位，造成电池片的短路，封装工作效率不高。
发明内容
本发明解决的技术问题在于提供一种基于电池片单元的太阳光伏能组件，能够有效的增加输出电流，降低组件自身的内阻，从而增加输出功率。
本发明是通过以下技术方案来实现：
一种基于电池片单元的太阳光伏能组件，包括背板，背板上设有印刷电路板和多个平行排列的太阳能电池片串，太阳能电池片串串并联之后与印刷电路板的连接柱相连接，正极接线盒、负极接线盒分别与连接柱中的正极连接柱、负极连接柱相连接，正极接线盒、负极接线盒在连接柱之间还设有二极管；
太阳能电池片串在印刷电路板的两侧对称排列，印刷电路板左侧的电池片串串联形成左单元，右侧的电池片串串联形成右单元，左单元和右单元分成上下两部分来并联：左单元的上部分与右单元的上部分通过印刷电路板形成并联，左单元的下部分与右单元的下部分通过印刷电路板形成并联。
所述的左单元、右单元均包括六串电池片串，左单元的上边两串与右单元上边四串之间通过印刷电路板形成并联，左单元的下边四串与右单元下边两串之间通过印刷电路板形成并联。
所述的正极接线盒、负极接线盒内均设有三个二极管，其中第一、第二二极管串联后与第三二极管相并联；
正极接线盒、负极接线盒通过印刷电路板连通后，正极的第一、第二二极管与负极的第三二极管相串联；负极的第一、第二二极管与正极的第三二极管相串联。
所述的一个二极管负责保护两串电池片。
所述的每个单元共36张电池片，分成6串，每串6张电池片，每个二极管保护12张电池片。
所述的左单元与右单元分别与印刷电路板的正、负两极之一相连接，通过印刷电路板电路相连通。
所述的太阳能电池片串与背板通过EVA膜黏连连接。
所述的太阳能电池片串是由多个半片的太阳能电池片分别串联成的正面片和反面片焊接而成。
所述的太阳能电池片串由6～12个太阳能电池片串联连接而成，印刷电路板的两侧分别并联有6～12个太阳能电池片串。
所述的太阳能电池片串上覆盖有玻璃，玻璃周围还设有边框。
与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
本发明提供的基于电池片单元的太阳光伏能组件，通过电池片的串并联结构形成两个对称的单元，将这两个单元分成上下两部分分别并联；这种结构能够有效的增加输出电流，降低组件自身的内阻，减少内部损耗，从而使电流提升，增加输出功率，使用相同效率的电池片情况下，使得组件的输出功率提升在2%左右。
串并联结构的设计，有效降低了组件中电池串间电流，改善了组件输出电流的稳定性，减少了因组件中电池片被遮挡，或电池片破损对整体功率输出的影响；改善了接线盒内及旁路二极管的工作寿命，提高了系统应用的可靠性。
本发明提供的基于电池片单元的太阳光伏能组件，将常规太阳能光伏组件采用一个接线盒的方式，转变为采用两个接线盒的方式，左单元与右单元分别于印刷电路板的正、负两极之一相连接，一个引出正极，一个引出负极，将两个接线盒只有接通后才是一个完整的电路；从而有效的降低接线盒内部温度，降低二极管的热损伤，保障二极管的工作寿命；
进一步，两个接线盒中设置的二极管与电池片的连接相对应，第一、第二二极管串联后与第三二极管相并联，减少现有二极管串联的阻值，减少二极管的热损伤，提高二极管的工作寿命。
本发明提供的基于电池片单元的太阳光伏能组件，通过保证每个二极管保护12张电池片。其串并结合的电路设计，因组件串电流的减少，降低接线盒内热量地产生，并减少了旁路二极管失效的可能性。
附图说明
图1为本发明的正面结构示意图；
图2为本发明的背面结构图；
图3为本发明的电池片电路结构示意图。
图4为印刷电路板的接线柱分布及连接示意图；
图5-1、图5-2为接线盒及二极管的电路示意图。
其中：1为背板；2为太阳能电池片串；3为印刷电路板；4为正极接线盒；5为负极接线盒；A、B、C、D、E、F、G、H均为接线柱。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细描述，所述是对本发明的解释而不是限定。
参见图1、图2，一种基于电池片单元的太阳光伏能组件，包括背板1，背板1上设有印刷电路板3和多个平行排列的太阳能电池片串2，太阳能电池片串2串并联之后与印刷电路板3的连接柱相连接，正极接线盒3、负极接线盒4分别与正极连接柱、负极连接柱相连接，正极接线盒3、负极接线盒4在连接柱之间还设有二极管；
具体的所述的太阳能电池片串是由多个半片的太阳能电池片分别串联成的正面片和反面片焊接而成，太阳能电池片串与背板通过EVA膜黏连连接；而背板上的太阳能电池片串可由6～12个太阳能电池片串联连接而成，印刷电路板的两侧可分别并联有6～12个太阳能电池片串；出于对太阳能电池片的保护，太阳能电池片串上覆盖有玻璃，玻璃周围还设有边框。
如图3所示，太阳能电池片串在印刷电路板的两侧对称排列，印刷电路板（PCB）左侧的电池片串串联形成左单元，右侧的电池片串串联形成右单元，左单元和右单元相并联，具体的左单元和右单元分成上下两部分来并联：左单元的上部分与右单元的上部分通过印刷电路板形成并联，左单元的下部分与右单元的下部分通过印刷电路板形成并联。
这样将现有的电池片串联的方式，转成成串并联相结合，具体通过72张电池片来具体说明：
将整个组件的72张电池片分成两个单元，每个单元各36张电池片，分成6串，每串6张电池片，两个单元内的电池片之间进行串联，两组之间为并联；具体的两个单元的连接是通过PCB完成，如图3所示，其中的A、B、C、D、E、F、G、H均为PCB的接线柱，左单元的上边两串和右单元上边四串之间通过PCB形成并联，而左单元的下边四串和右单元下边两串之间通过PCB形成并联，两个单元各自只有一极，而两个单元通过PCB正极之间联通，负极之间联通，形成一个完整的电路，整个电路的示意图如图4所示。
由于左单元与右单元分别于印刷电路板的正、负两极之一相连接，通过印刷电路板电路相连通。这样就将现有采用一个接线盒的方式，转变为采用两个接线盒的方式，一个引出正极，一个引出负极。每个接线盒内部的电路与组件和PCB之间的电路连接设计是一致的，每个接线盒只有一个极性的输出，而两个接线盒之间是靠PCB实现电路完整的。
如图5-1、5-2所示：所述的正极接线盒、负极接线盒内均设有三个二极管，其中第一、第二二极管串联后与第三二极管相并联；
正极接线盒、负极接线盒通过印刷电路板连通后，正极的第一、第二二极管与负极的第三二极管相串联；负极的第一、第二二极管与正极的第三二极管相串联。
所述的一个二极管负责保护两串电池片，具体的如图3中的椭圆形所框的两个电池片串为一个二极管所保护；两个接线盒中共有六个二极管。与传统的串联组件相比，该设计因串联电流的减少，从而有效的降低接线盒内部温度，降低二极管的热损伤，保障二极管的工作寿命。
上述太阳能光伏组件电气结构方法的具体装配为：
1、电池检测切割：将156×156mm的单晶硅电池片，平均切割成两片；
2、正面片焊接：将半边的电池片安装进行正面焊接，
3、背面串接：将12片半片电池片焊接在一起形成电池串；
4、叠层：PCB放在中间，将电池串排成12串，PCB两边各六串，使电池串实现串并联排列；
5、层压：通过压力和温度控制将组件的各种材料通过EVA粘接到一起，其中的EVA为热敏胶；
6、去毛边（去边、清洗）：去除延伸出玻璃边框的各种材料，清洗玻璃上的层压残留物
7、装边框（涂胶、装框）：将铝边框涂上密封胶，安装在玻璃四周，提高光伏组件的机械强度。
8、焊接接线盒，将接线盒焊接到PCB（印刷电路板）上，将接线盒与PCB对应接线柱的进行连接，引出正负极导线；
9、测试：高压测试检测电路耐压特性，组件功率测试，确定太阳能光伏组件的最大发电功率；
10、包装入库：外观检验合格后，包装入库。

Claims (9)

1.一种基于电池片单元的太阳光伏能组件，其特征在于，包括背板，背板上设有印刷电路板和多个平行排列的太阳能电池片串，太阳能电池片串串并联之后与印刷电路板的连接柱相连接，正极接线盒、负极接线盒分别与连接柱中的正极连接柱、负极连接柱相连接，正极接线盒、负极接线盒在连接柱之间还设有二极管；
太阳能电池片串在印刷电路板的两侧对称排列，印刷电路板左侧的电池片串串联形成左单元，右侧的电池片串串联形成右单元，左单元和右单元分成上下两部分来并联：左单元的上部分与右单元的上部分通过印刷电路板形成并联，左单元的下部分与右单元的下部分通过印刷电路板形成并联；
所述的正极接线盒、负极接线盒内均设有三个二极管，其中第一、第二二极管串联后与第三二极管相并联；
正极接线盒、负极接线盒通过印刷电路板连通后，正极的第一、第二二极管与负极的第三二极管相串联；负极的第一、第二二极管与正极的第三二极管相串联；
左单元的两端分别连接于印刷电路板的正、负两极之一，右单元的两端以与左单元相同的方式连接于印刷电路板的正、负两极之一，左单元和右单元通过印刷电路板电路相连通。
2.如权利要求1所述的基于电池片单元的太阳光伏能组件，其特征在于，所述的左单元、右单元均包括六串电池片串，左单元的上边两串与右单元上边四串之间通过印刷电路板形成并联，左单元的下边四串与右单元下边两串之间通过印刷电路板形成并联。
3.如权利要求1所述的基于电池片单元的太阳光伏能组件，其特征在于，一个所述的二极管负责保护两串电池片。
4.如权利要求1～3任何一项所述的基于电池片单元的太阳光伏能组件，其特征在于，每个所述的单元共36张电池片，分成6串，每串6张电池片，每个二极管保护12张电池片。
5.如权利要求1所述的基于电池片单元的太阳光伏能组件，其特征在于，所述的左单元与右单元分别与印刷电路板的正、负两极之一相连接，通过印刷电路板电路相连通。
6.如权利要求1所述的基于电池片单元的太阳光伏能组件，其特征在于，所述的太阳能电池片串与背板通过EVA膜黏连连接。
7.如权利要求1所述的基于电池片单元的太阳光伏能组件，其特征在于，所述的太阳能电池片串是由多个半片的太阳能电池片分别串联成的正面片和反面片焊接而成。
8.如权利要求1所述的基于电池片单元的太阳光伏能组件，其特征在于，所述的太阳能电池片串由6～12个太阳能电池片串联连接而成，印刷电路板的两侧分别并联有6～12个太阳能电池片串。
9.如权利要求1所述的基于电池片单元的太阳光伏能组件，其特征在于，所述的太阳能电池片串上覆盖有玻璃，玻璃周围还设有边框。
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