CN103337531A - 一种屋顶太阳能光伏组件 - Google Patents

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曾海燕
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Abstract

本发明公开了一种屋顶太阳能光伏组件，包括矩形框架，矩形框架内设有若干个电池片、若干个汇流条和接线盒，接线盒内设有若干个旁路二极管，两个位于矩形框架长边一侧的汇流条之间设有旁路二极管，若干个电池片构成首行电池片组、若干个中间电池片组和末行电池片组，汇流条包括首汇流条、若干个中间汇流条和尾汇流条，首行电池片组、中间电池片组和末行电池片组内的电池片均为与矩形框架宽度方向平行的横向串联。在使用相同用料的支架安装光伏组件的情况下，本光伏组件收到灰尘或污渍的影响较小，发电效率比现有的光伏组件大幅提高。且本发明只需对现有的光伏组件进行较小的改动，改动的成本较低，易于实现。

Description

一种屋顶太阳能光伏组件
技术领域
本发明涉及太阳能发电技术领域，尤其是指一种屋顶太阳能光伏组件。
背景技术
目前，光伏产业有了很大的发展，主要分为地面电站和屋顶电站两种。地面电站由于受到输电和送电的限制日趋明显，所以分布式屋顶电站逐渐兴起，但屋顶电站比较分散，及周围水源不一定充足，给及时清洗带来一定的困难，如何在相同的清洗频率下，既不增加成本又可以获得较高的发电效率成为了追求的目标。
传统的光伏组件中的电池片都是沿着光伏组件的长度方向竖向串联，在屋顶小角度铺设或平铺后存在问题：
下雨过后，由于屋顶光伏组件倾角很小，雨水冲击后会在组件的下方留下宽窄不一的的灰尘及污渍，受遮挡的电池片因辐射降低，光生伏打效应降低，导致电池片内部的这一小组串的内阻增大，组件产生内耗，当这部分电池片的内阻到一定程度后，由于光伏组件还设有旁路二极管，随着污渍的加重，旁路二极管会导通，由于光伏组件是竖向安装，旁路二极管就会使较多的电池片失去作用，严重影响发电效率。
中国专利公开号CN102790106A，公开日2012年11月21日，名称为“一种太阳能光伏组件中电池的排列结构”发明专利中公开了一种太阳能光伏组件中电池的排列结构，包括：至少为四排的双数电池串，其中每排电池串由若干个电池片相互串联，每排电池串的两端分别设置有正极汇流条和负极汇流条，排列在前的奇数排电池串与紧邻其后的偶数排电池串两端的汇流条两两同极性并排排列、并且两两相互并联为一组，相邻两组电池串的正极汇流条和负极汇流条相互交错设置，并联而成的各组电池串再相互串联。上述的太阳能光伏组件中电池的排列结构，单体的电池片电流为I，光伏组件整体的输出电流为2I，对于独立的光伏系统，能更快地完成对光伏系统中储能蓄电池的充电。但是该排列结构中的电池串仍为沿着光伏组件的长度方向竖向串联，若受到灰尘及污渍的影响，仍会有大范围电池串内的电池片失去作用。
 
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中随着灰尘及污渍的加重，光伏组件中的旁路二极管导通导致光伏组件的发电效率大大降低的缺点，提供一种光伏组件受到灰尘及污渍影响后发电效率降低幅度不大的屋顶太阳能光伏组件。
本发明的目的是通过下述技术方案予以实现：
一种屋顶太阳能光伏组件，包括矩形框架，矩形框架纵向安装在屋顶上，矩形框架内设有若干个电池片、若干个汇流条和接线盒，接线盒内设有若干个旁路二极管，两个位于矩形框架长边一侧的汇流条之间设有旁路二极管，若干个电池片构成首行电池片组、若干个中间电池片组和末行电池片组，汇流条包括首汇流条、若干个中间汇流条和尾汇流条，首行电池片组、中间电池片组和末行电池片组内的电池片均为与矩形框架宽度方向平行的横向串联，首行电池片组通过首汇流条连接到太阳能发电电路正极，末行电池片组通过尾汇流条连接到太阳能发电电路负极，首行电池片组的另一端通过一个中间汇流条连接第一个中间电池片组，末行电池片组的另一端通过另一个中间汇流条连接最后一个中间电池片组，两个中间电池片组之间首尾通过其余中间汇流条相连接。
旁路二极管用于避免当电池片组因为外界原因成为负载消耗其他的电池片组所发电能，此时成为负载的电池片组所对应的旁路二极管导通使该电池片组失效。各电池片组间、电池片组与太阳能发电系统间通过汇流条相连接。
由于矩形框架纵向安装在屋顶上且电池片组由横向串联的电池片构成，相比起传统的方式电池片组为纵向串联的电池片构成方式，电池片组的数量增加且电池片组中的电池片数量减少。当光伏组件收到灰尘或污渍的影响时，灰尘或污渍一般只会影响最下面一排电池片组，使最下面一排电池片组对应的旁路二极管导通，故影响的范围较小，除非灰尘或污渍的范围很大，在最下面一排电池片组上的电池片组才会逐渐失去效果，但这种情况发生的概率较小，且仍比电池片组纵向串联的方式发电的效率高。
作为一种优选方案，汇流条设置在矩形框架内且设置的方向于矩形框架的长度方向平行，所述的接线盒设置在靠近一个矩形框架宽边的一侧。汇流条的设计占用框架内的空间较小，且使电池片间的连接较为容易。接线盒内安装有所有的旁路二极管，使空间布局较为紧凑。
作为一种优选方案，光伏组件通过两个支架与屋顶固定，两个支架均与矩形框架的宽度方向平行。
当矩形框架是横向安装时，根据电池片的串接排布，一般只会影响局部电池片的发电效率，但在相同的灰尘或污渍的影响下发电效率仍低于本发明的设计，且横向安装会增加用于固定光伏组件的支架的使用量：横向安装所需的支架的长度较长。本发明才用两个平行支架固定光伏组件的矩形框架的设计，在设置相同数量的电池片的情况下对比矩形框架横向安装所需要的支架用料较少，施工量较少。
作为一种优选方案，电池片的数量为60个，所述的电池片组的数量为10个，所述的汇流条的数量为11个，所述的旁路二极管的数量为5个。电池片数量符合一般市场上的光伏组件所需的电池片数量，在不大改光伏组件的情况下，通过改变电池片组、汇流条和旁路二极管的数量，达到提升光伏组件发电效率的效果，实用性较强。
本发明的有益效果是，在使用相同用料的支架安装光伏组件的情况下，本光伏组件收到灰尘或污渍的影响较小，发电效率比现有的光伏组件大幅提高。且本专利只需对现有的光伏组件进行较小的改动，改动的成本较低，易于实现。
 
附图说明
图1是现有技术矩形框架纵向安装且电池片纵向串联的结构示意图；
图2是现有技术矩形框架横向安装且电池片纵向串联的结构示意图；
图3是本发明的一种结构示意图；
图4是本发明汇流条与旁路二极管连接的示意图。
图5是本发明电池片与汇流条连接的结构示意图。
其中：1、矩形框架，2、汇流条，3、电池片，4、支架，5、首行电池片组，6、中间电池片组，7、末行电池片组，8、首汇流条，9、中间汇流条，10、尾汇流条，11、接线盒，12、旁路二级管。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步描述。
实施例：一种屋顶太阳能光伏组件，其结构示意图如图3所示，包括矩形框架，矩形框架的规格为1580mm×808mm，矩形框架通过支架纵向安装在屋顶上，矩形框架内设有60个电池片、11个汇流条，60个电池片构成首行电池片组、8个中间电池片组和末行电池片组，每个电池片组包含6个电池片。汇流条包括首汇流条、9个中间汇流条和尾汇流条，首行电池片组、中间电池片组和末行电池片组内的电池片均为与矩形框架宽度方向平行的横向串联，首行电池片组通过首汇流条连接到太阳能发电电路正极，末行电池片组通过尾汇流条连接到太阳能发电电路负极，首行电池片组的另一端通过一个中间汇流条连接第一个中间电池片组，末行电池片组的另一端通过另一个中间汇流条连接最后一个中间电池片组，两个中间电池片组之间首尾通过其余中间汇流条相连接。汇流条与旁路二极管连接的示意图如图4所示，接线盒内设有5个旁路二极管，两个位于矩形框架左侧长边的汇流条之间设有旁路二极管。电池片与汇流条连接的结构示意图如图5所示，电池片每两边之间均为斜角过渡，所述的首汇流条和尾汇流条的长度大于电池片于矩形框架宽度方向平行的一条边的长度，所述的中间汇流条的长度大于电池片于矩形框架宽度方向平行的边的两倍的长度。
现有技术矩形框架纵向安装且电池片纵向串联的结构示意图如1所示，下方设有3个汇流条，每个汇流条对应2列电池片组，当灰尘或污渍使某列电池片组受遮挡后，电池片光生伏打效应降低，导致电池片内部的这一小组串的内阻增大，组件产生内耗，故旁路二极管会被导通，此时三分之一的组件将会失去发电作用，随着回车或污渍的面积增加，旁路二极管都会相继导通，整个光伏组件将失去效果，严重影响发电效率。与现有技术相比，灰尘或污渍一般只会影响最下面一排电池片组，使最下面一排电池片组的旁路二极管导通，故影响的范围较小，除非灰尘或污渍的范围很大，在最下面一排电池片组上的电池片组才会逐渐失去效果，但这种情况发生的概率较小，且仍比电池片组纵向串联的方式发电的效率高。
现有技术矩形框架横向安装且电池片纵向串联的结构示意图如图2所示，两根支架的长度为大于2倍的矩形框架的长度即大于3160mm，而本发明两个支架的长度为大于2倍的矩形框架的宽度即大于1616mm，在设置相同数量的电池片的情况下若矩形框架横向安装的支架的使用量是本发明的使用量的近2倍。因此，本发明既能保证发电效率，支架的使用量也较为节约。

Claims (4)

1. 一种屋顶太阳能光伏组件，包括矩形框架，矩形框架纵向安装在屋顶上，矩形框架内设有若干个电池片、若干个汇流条和接线盒，接线盒内设有若干个旁路二极管，两个位于矩形框架长边一侧的汇流条之间设有旁路二极管，其特征是，若干个电池片构成首行电池片组、若干个中间电池片组和末行电池片组，汇流条包括首汇流条、若干个中间汇流条和尾汇流条，首行电池片组、中间电池片组和末行电池片组内的电池片均为与矩形框架宽度方向平行的横向串联，首行电池片组通过首汇流条连接到太阳能发电电路正极，末行电池片组通过尾汇流条连接到太阳能发电电路负极，首行电池片组的另一端通过一个中间汇流条连接第一个中间电池片组，末行电池片组的另一端通过另一个中间汇流条连接最后一个中间电池片组，两个中间电池片组之间首尾通过其余中间汇流条相连接。
2.根据权利要求1所述的一种太阳能光伏组件，其特征是，所述的汇流条设置在矩形框架内且设置的方向于矩形框架的长度方向平行，所述的接线盒设置在靠近一个矩形框架宽边的一侧。
3.根据权利要求1或2所述的一种太阳能光伏组件，其特征是，光伏组件通过两个支架与屋顶固定，两个支架均与矩形框架的宽度方向平行。
4.根据权利要求1所述的一种太阳能光伏组件，其特征是，所述的电池片的数量为60个，所述的电池片组的数量为10个，所述的汇流条的数量为11个，所述的旁路二极管的数量为5个。
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