CN106684188A - 一种智能双玻太阳能组件 - Google Patents

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梁丛武
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Abstract

本发明公布了一种智能双玻太阳能组件，包括第一玻璃层、第一EVA层、太阳能电池层、第二EVA层、第二玻璃层、电缆和连接器，所述的第二玻璃层表面设置有凹槽，凹槽内放置有电路板，所述的电路板集成有若干个旁路二极管和若干个功率优化模块；所述的太阳能电池层包括多个太阳能电池串，每个太阳能电池串的一端连接汇流带，另一端连接电路板；所述的旁路二极管与对应的太阳能电池串反向并联连接，功率优化模块与对应的太阳能电池串连接，跟踪每个太阳能电池串的最大功率点。本发明通过将集成有旁路二极管、功率优化模块的电路板嵌入组件内部，通过跟踪每个太阳能电池串的最大功率点，使得组件的功率输出最大化，同时组件具有更高的可靠性。

Description

一种智能双玻太阳能组件
技术领域
本发明涉及太阳能材料和器件领域，尤其涉及一种智能双玻太阳能组件。
背景技术
太阳能作为一种清洁的可再生新能源受到了越来越多的关注，其应用也越来越广泛，目前太阳能一个最重要的应用就是光伏发电。太阳能光伏发电的最基本单元是太阳能电池，在具体的应用中，通常是将多个太阳能电池片构成太阳能电池组件，然后再将各个太阳能电池组件连接起来构成整体的电流输出。目前广泛使用的太阳能电池组件基本上都是由超白低铁钢化玻璃、两层EVA层（乙烯-醋酸乙烯共聚物）、设置在两层EVA层中的太阳能电池、背板组成，这些部件在真空下加热层压成为一个整体，然后安装铝合金边框和接线盒，成为太阳能电池组件。
尽管目前晶硅组件应用非常广泛，但这种常规结构的组件存在一些不可避免的缺陷。首先，由于组件背面采用的是聚合物背板材料，水汽透过背板易使组件内部的EVA发生水解，而导致组件内部发生电化学腐蚀，增加了出现PID衰减和蜗牛纹发生的概率；此外受背板材料的影响，组件难以承受更高的系统电压，组件的串联数量往往被限制。其次，常规组件配置的接线盒内部的旁路二极管虽然对太阳能电池片具有一定的保护功能，但由于配置的二极管数量有限，这种保护功能相对有限，现实应用中仍有很多组件发生热斑损坏的案例；另外，常规接线盒散热能力较差，使得接线盒内的二极管具有较高的结温，长时间容易造成二极管的失效；同时，接线盒背面的太阳能电池片也会受到影响，由于太阳能电池片温度的不一致导致了它们之间的失配，降低了组件的输出功率。再者，组件在户外使用中经常会碰到诸如烟囱、树荫、灰尘、鸟粪等遮挡因素影响而大大降低了输出功率及发电效率，或者当组件内部太阳能电池片出现较大的失配时，同样也会造成较大的失配损耗，降低组件输出功率。因此，如何提高组件可靠性、降低阴影遮挡影响及最大限度提升组件输出功率是亟待解决的技术问题。
发明内容
针对以上问题，本发明的目的是提供一种智能双玻太阳能组件，通过将集成有旁路二极管、功率优化模块的电路板嵌入组件内部，消除了热斑效应对组件的影响，功率优化模块跟踪每个太阳能电池串的最大功率点，使得组件的功率输出最大化，同时组件具有更高的可靠性。
本发明实现上述目的的技术方案如下：
一种智能双玻太阳能组件，包括第一玻璃层、第一EVA层、太阳能电池层、第二EVA层、第二玻璃层、电缆和连接器，其特征在于：所述的第二玻璃层表面设置有凹槽，凹槽内放置有电路板，所述的电路板集成有若干个旁路二极管和若干个功率优化模块。
所述的太阳能电池层包括多个太阳能电池串，每个太阳能电池串包含若干个使用焊带串联的太阳能电池片，每个太阳能电池串的一端连接汇流带，另一端连接电路板。
所述的电路板设置在组件的上部，汇流带设置在组件的下部。
所述的旁路二极管与对应的太阳能电池串反向并联连接。
所述的旁路二极管为贴片肖特基二极管。
所述的功率优化模块与对应的太阳能电池串连接，跟踪每个太阳能电池串的最大功率点。
所述的电路板设置有内电路，与各太阳能电池串电连接后，最后的正极输出线和负极输出线从电路板背面引出。
所述的第二玻璃层设置有两个通孔，电路板引出的正极输出线和负极输出线经过此通孔与外部电缆连接。
本发明具有如下有益效果：
1）通过在第二玻璃层表面设置凹槽，并将电路板放置于此凹槽，使得在不改变组件厚度的情况电路板能完好的嵌入组件内部，并能与组件内部电路实现很好的连接；
2）由于每个太阳能电池串连接一个功率优化模块，每个功率优化模块可以对每个太阳能电池串的输出进行MPPT跟踪，使得每串电池片工作在最大功率点，而且各太阳能电池串互不影响，消除了太阳能电池串之间的失配，实现组件整体输出最大化；当组件被阴影遮挡时，功率优化模块对被遮挡太阳能电池串的输出进行优化，将阴影造成的功率损失降至最低；
3）与太阳能电池串反向并联的旁路二极管防止了太阳能电池片热斑效应产生的可能性，当功率优化模块发生异常的时候，可以通过旁路二极管直接旁路电流，从而确保整个组件正常工作；
4）通过将旁路二极管集成于组件内部，可以省去组件背面的接线盒，因此不会存在接线盒发热太阳能电池片造成的较大负面影响的这种问题，防止了常规组件中太阳能电池片温度不一致产生的失配损耗，间接提高了组件的整体输出功率；另外组件也不会发生接线盒相关的故障隐患，因而具有更高的可靠性；
5）组件背面设置的第二玻璃层使其具有良好的抗水汽渗透能力及散热能力，不会发生PID衰减和蜗牛纹等问题，组件衰减率更低，具有更高的系统电压。
附图说明
图1为本发明的太阳能组件剖面图。
图2为本发明的太阳能组件正面示意图。
图3为本发明的太阳能组件背面示意图。
图中，1为第一玻璃层，2为第一EVA层，3为太阳能电池片层，4为第二EVA层，5为第二玻璃层，6为电缆，7为连接器，8为凹槽，9为电路板，10为旁路二极管，11为功率优化模块，12为太阳能电池串，13为焊带，14为太阳能电池片，15为汇流带，16为正极输出线，17为负极输出线，18为通孔。
具体实施方式
为进一步了解本发明的技术特征与内容，下面结合附图进行说明。
如图1、图2和图3所示，一种智能双玻太阳能组件，包括第一玻璃层1、第一EVA层2、太阳能电池层3、第二EVA层4、第二玻璃层5、电缆6和连接器7，所述的第二玻璃层表面设置有凹槽8，凹槽内放置有电路板9，所述的电路板集成有若干个旁路二极管10和若干个功率优化模块11。
所述的太阳能电池层3包括多个太阳能电池串12，每个太阳能电池串包含若干个使用焊带13串联的太阳能电池片14，每个太阳能电池串的一端连接汇流带15，另一端连接电路板9。电路板设置在组件的上部，汇流带设置在组件的下部。设置在电路板上的旁路二极管与对应的太阳能电池串反向并联连接，并对其连接的太阳能电池串提供保护，该旁路二极管优选为贴片肖特基二极管，便于集成至电路板；设置在电路板上的功率优化模块与对应的太阳能电池串连接，跟踪每个太阳能电池串的最大功率点，使该太阳能电池串在任何情况下仍能保持最大功率输出。电路板上预设有内电路，在组件生产过程中，各太阳能电池串引出的焊带只需要焊接至对应的区域即可，操作非常方便，最后整个电路的正极输出线和负极输出线从电路板背面引出，并经过第二玻璃层上面的两个通孔与外部电缆连接。
本发明中组件内部的每个太阳能电池串连接一个功率优化模块，每个功率优化模块可以对其连接的太阳能电池串的输出进行MPPT跟踪，确保每串电池片的输出功率最大化；功率优化模块使得每个太阳能电池串成为一个独立单元，互不影响，消除了太阳能电池串之间的失配，实现组件整体输出最大化；当组件被阴影遮挡时，功率优化模块对被遮挡太阳能电池串的输出进行优化，将阴影造成的功率损失降至最低。另外，太阳能电池串反向并联的旁路二极管防止了太阳能电池片热斑效应的发生，当功率优化模块发生异常的时候，可以通过旁路二极管直接旁路电流，从而确保整个组件正常工作。本发明将旁路二极管集成于组件内部，因此可以省去组件背面的接线盒，消除了接线盒对太阳能电池片的影响及与接线盒相关的故障隐患，因而组件具有更高的可靠性。
本发明的实施方式不限于此，根据本发明的上述内容，按照本领域的现有技术和知识，结合本发明的基本思想技术，可以对电路板的组成、结构、功能及与组件的集成方式进行调整，这些改变或改进应该属于本专利保护范围之内。

Claims (8)

1.一种智能双玻太阳能组件，包括第一玻璃层、第一EVA层、太阳能电池层、第二EVA层、第二玻璃层、电缆和连接器，其特征在于：所述的第二玻璃层表面设置有凹槽，凹槽内放置有电路板，所述的电路板集成有若干个旁路二极管和若干个功率优化模块。
2.如权利要求 1所述的智能双玻太阳能组件，其特征在于：所述的太阳能电池层包括多个太阳能电池串，每个太阳能电池串包含若干个使用焊带串联的太阳能电池片，每个太阳能电池串的一端连接汇流带，另一端连接电路板。
3.如权利要求 1所述的智能双玻太阳能组件，其特征在于：所述的电路板设置在组件的上部，汇流带设置在组件的下部。
4.如权利要求 1所述的智能双玻太阳能组件，其特征在于：所述的旁路二极管与对应的太阳能电池串反向并联连接。
5.如权利要求 1所述的智能双玻太阳能组件，其特征在于：所述的旁路二极管为贴片肖特基二极管。
6.如权利要求 1所述的智能双玻太阳能组件，其特征在于：所述的功率优化模块与对应的太阳能电池串连接，跟踪每个太阳能电池串的最大功率点。
7.如权利要求 1所述的智能双玻太阳能组件，其特征在于：所述的电路板设置有内电路，与各太阳能电池串电连接后，最后的正极输出线和负极输出线从电路板背面引出。
8.如权利要求 1所述的智能双玻太阳能组件，其特征在于：所述的第二玻璃层设置有两个通孔，电路板引出的正极输出线和负极输出线经过此通孔与外部电缆连接。
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