CN108666383A - 一种配置有旁路二极管的光伏组件 - Google Patents

一种配置有旁路二极管的光伏组件 Download PDF

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韩培德
任慧雪
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Abstract

本公开提供了一种配置有旁路二极管的光伏组件，包括：电池阵列，其包括串联的多个太阳能电池片，所述多个太阳能电池片排列成M行N列的阵列，相邻的两行电池片串联共形成M/2个电池串，所述M/2个电池串依次串联；一组旁路二极管，包括串联的M/2个旁路二极管，所述M/2个旁路二极管分别与所述M/2个电池串并联；其中，所述M为大于或等于8的偶数，N为小于M的自然数。

Description

一种配置有旁路二极管的光伏组件
技术领域
本公开涉及太阳能发电技术领域，特别是涉及一种配置有旁路二极管的光伏组件。
背景技术
光伏发电已经成为能源领域发展的热点，目前市场上应用最为广泛的是由60片晶体硅电池串联而成的组件，组件内的电池片采用纵向连接，为减弱局部阴影情况下组件的热斑现象及组件的发电功率损失，通过并联3个旁路二极管对组件进行保护，每个旁路二极管保护20片电池，这3个旁路二极管集成在接线盒内。但采用这种电池片连接方式及旁路二极管配置的光伏组件在局部阴影情况下仍然会产生严重的热斑现象和很大的发电功率损失，这是因为组件中处在局部阴影下的电池片反向偏压较高且旁路二极管导通造成了很大的旁路功率损失。比如一片电池处在阴影下，其它电池正常发电，那么这片处在阴影下的电池需要承受超过另外正常发电的19片电池的工作电压与旁路二极管开启电压之和的反向偏压，一般可达12V，这会造成组件严重的热斑现象，给组件带来巨大的安全隐患，且旁路二极管导通之后，受该旁路二极管保护的另外正常发电的19片电池的发电功率被旁路掉，从而造成很大的功率损失。
光伏市场还有一种组件，它含有72片电池，排列成12行6列，依然用3个旁路二极管并联，每个并联24片太阳电池。在阴影下电池所承受的反向电压更高，达到14.4V，对电池的危害更大，浪费的功率也就更多。
公开内容
(一)要解决的技术问题
为了克服上述现有技术的不足，本公开的目的是提供一种能够有效的减弱局部阴影情况下组件的热斑现象及有效减少组件功率损失的光伏组件。
(二)技术方案
本公开提供了一种配置有旁路二极管的光伏组件，包括：电池阵列，其包括串联的多个太阳能电池片，所述多个太阳能电池片排列成M行N列的阵列，相邻的两行电池片串联共形成M/2个电池串，所述M/2个电池串依次串联；一组旁路二极管，包括串联的M/2个旁路二极管，所述M/2个旁路二极管分别与所述M/2个电池串并联；其中，所述M为大于或等于8的偶数，所述N为小于M的自然数。
在本公开的一些实施例中，每行的N个电池片通过焊带串联。
在本公开的一些实施例中，对于相邻的两行电池片，其第N列的电池片连接，以构成相邻两行电池片的串联，在光伏组件内形成M/2个电池串。
在本公开的一些实施例中，对于相邻的两个电池串，其第1列的电池片相互连接，从而已将所述M/2个电池串依次串联。
在本公开的一些实施例中，还包括：组件背面接线盒，所述M/2个旁路二极管集成在所述接线盒中。
在本公开的一些实施例中，所述接线盒内集成有M/2+1个焊盘，每个旁路二极管连接在相邻两条焊盘之间，所述M/2+1个焊盘与电池阵列引出的M/2+1个焊带焊接。
在本公开的一些实施例中，第1行与第2行、第3行与第4行、...、第M-1行与第M行的第N列的电池片彼此连接。
在本公开的一些实施例中，第2行与第3行、第4行与第5行、...、第M-2行与第M-1行的第1列的电池片相互连接。
在本公开的一些实施例中，所述第1行和第M行的第1列的电池片分别引出M/2+1条焊带，所述M/2+1条焊带引入光伏组件背面的接线盒中，与M/2个旁路二极管并联焊接。
(三)有益效果
从上述技术方案可以看出，本公开具有以下有益效果：
(1)通过增加接线盒内旁路二极管的数目，即增加到5个旁路二极管，使每个旁路二极管保护的电池片个数减少为12片，从而减小处在阴影下电池片的反向偏压，能够更为有效地减弱局部阴影条件下组件的热斑现象。
(2)通过采用横向连接的方式将组件内的电池片进行串联，每12片电池串联成一个组串并利用一个旁路二极管进行保护，形成旁路二极管横向保护电池串的形式，减少每个旁路二极管保护的电池片个数及处在横向阴影情况下的电池片个数，从而能够更加有效地减少局部阴影情况下组件的功率损失。
附图说明
图1为本公开实施例配置有旁路二极管的光伏组件的示意图。
图2为体现图1光伏组件的连接关系的示意图。
图3为本公开实施例配置有旁路二极管的光伏组件的接线盒的示意图。
【符号说明】
1-电池片；2-焊带；3-旁路二极管；4、6-焊盘；5-接线盒。
具体实施方式
下面将结合实施例和实施例中的附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本公开中的实施例，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，都属于本公开保护的范围。
本公开一实施例提供了一种配置有旁路二极管的光伏组件，参见图1，包括：太阳能电池片组成的电池阵列以及一组旁路二极管。
在图1中，电池阵列为串联的60片电池片1组成的10行6列的阵列，每行包括6个电池片1，每列包括10个电池片1。
对于电池阵列的每一行，其6个电池片1通过焊带2串联。相邻两行电池片通过焊带2串联，形成1个电池串，即第1、3、5、7、9行的串联电池片分别与第2、4、6、8、10行的串联电池片串联，共形成5个电池串，第1行与第2行串联为第一电池串、第3行与第4行串联为第二电池串、第5行与第6行串联为第三电池串、第7行与第8行串联为第四电池串、第9行与第10行串联为第五电池串。其中通过将每行第6列的电池片连接，已将相邻两行电池片串联，即第1行第6列与第2行第6列的电池片连接、第3行第6列与第4行第6列的电池片连接、第5行第6列与第6行第6列的电池片连接、第7行第6列与第8行第6列的电池片连接、第9行第6列与第10行第6列的电池片连接。5个电池串依次串联，从而将60片电池片串联。其中5个电池串通过首尾相接的形式串联，即第一电池串的第2行第1列的电池片与第二电池串的第3行第1列的电池片连接，第二电池串的第4行第1列的电池片与第三电池串的第5行第1列的电池片连接，第三电池串的第6行第1列的电池片与第四电池串的第7行第1列的电池片连接，第四电池串的第8行第1列的电池片与第五电池串的第9行第1列的电池片连接。
一组旁路二极管共包括5个串联的旁路二极管3：第一旁路二极管、第二旁路二极管、第三旁路二极管、第四旁路二极管和第五旁路二极管。这5个串联的旁路二极管3分别与5个电池串并联，即第一旁路二极管与第一电池串并联，第一旁路二极管一端连接第一电池串的第1行第1列的电池片，另一端连接第一电池串的第2行第1列的电池片；第二旁路二极管与第二电池串并联，第二旁路二极管一端连接第二电池串的第3行第1列的电池片，另一端连接第二电池串的第4行第1列的电池片；第三旁路二极管与第三电池串并联，第三旁路二极管一端连接第三电池串的第5行第1列的电池片，另一端连接第二电池串的第6行第1列的电池片；第四旁路二极管与第四电池串并联，第四旁路二极管一端连接第四电池串的第7行第1列的电池片，另一端连接第四电池串的第8行第1列的电池片；第五旁路二极管与第五电池串并联，第五旁路二极管一端连接第五电池串的第9行第1列的电池片，另一端连接第五电池串的第10行第1列的电池片。
参见图2及图3所示，本实施例配置的5个旁路二极管3集成在图3所示的接线盒5内，该接线盒5内还集成了6条焊盘6，每个旁路二极管3分别连接在两条焊盘6之间，然后将接线盒5的6条焊盘6按照正负极与图2所示的6条焊盘4依次焊接，形成图1所示的完整组件结构。
以上只是对本公开进行了示例性的介绍，但本公开并不限于此，电池阵列串联的电池片1的数量不限于60个，电池阵列行数和列数也不限于10行和6列，电池阵列的行数应是偶数，列数小于10即可，旁路二极管3的数量与电池串的数量对应，即每个旁路二极管3保护的电池片1小于20片。
参照图1，当有任意一片电池片1处在阴影情况下时，比如第一行第6列的电池片处在阴影下，由第1、2行电池串联而成的第一电池串中的另外11片电池片处在正常光照条件下，那么处在阴影下的电池片将承受一反向偏压，该反向偏压等于另外11片电池片的正常工作电压与与其并联的旁路二极管3开启电压之和。
该反向偏压值远小于现有光伏组件在相同情况下电池片1所承受的反向偏压，从而能够更加有效地减弱热斑现象。且当与第一电池串并联的旁路二极管3导通后，第一电池串的发电功率被旁路掉，但本公开中每个旁路二极管3保护12片电池片1，损失掉的最多是12片电池片1的发电功率，而现有光伏组件在相同情况下将会损失掉最多20片电池片的发电功率，可见本公开能够更加有效的减少局部阴影下组件的功率损失。
至此，已经结合附图对本公开进行了详细描述。依据以上描述，本领域技术人员应当对本公开有了清楚的认识。
需要说明的是，在附图或说明书正文中，未绘示或描述的实现方式，均为所属技术领域中普通技术人员所知的形式，并未进行详细说明。此外，上述对各元件的定义并不仅限于实施例中提到的各种具体结构、形状或方式，本领域普通技术人员可对其进行简单地更改或替换，例如：
(1)实施例中提到的方向用语，例如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等，仅是参考附图的方向，并非用来限制本公开的保护范围；
(2)上述实施例可基于设计及可靠度的考虑，彼此混合搭配使用或与其他实施例混合搭配使用，即不同实施例中的技术特征可以自由组合形成更多的实施例。
以上所述的具体实施例，对本公开的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本公开的具体实施例而已，并不用于限制本公开，凡在本公开的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种配置有旁路二极管的光伏组件，包括：
电池阵列，其包括串联的多个太阳能电池片，所述多个太阳能电池片排列成M行N列的阵列，相邻的两行电池片串联共形成M/2个电池串，所述M/2个电池串依次串联；
一组旁路二极管，包括串联的M/2个旁路二极管，所述M/2个旁路二极管分别与所述M/2个电池串并联；
其中，所述M为大于或等于8的偶数，所述N为小于M的自然数。
2.如权利要求1所述的光伏组件，每行的N个电池片通过焊带串联。
3.如权利要求1所述的光伏组件，对于相邻的两行电池片，其第N列的电池片连接，以构成相邻两行电池片的串联，在光伏组件内形成M/2个电池串。
4.如权利要求1所述的光伏组件，对于相邻的两个电池串，其第1列的电池片相互连接，从而已将所述M/2个电池串依次串联。
5.如权利要求1所述的光伏组件，还包括：组件背面接线盒，所述M/2个旁路二极管集成在所述接线盒中。
6.如权利要求1所述的光伏组件，所述接线盒内集成有M/2+1个焊盘，每个旁路二极管连接在相邻两条焊盘之间，所述M/2+1个焊盘与电池阵列引出的M/2+1个焊带焊接。
7.如权利要求3所述的光伏组件，第1行与第2行、第3行与第4行、...、第M-1行与第M行的第N列的电池片彼此连接。
8.如权利要求5所述的光伏组件，第2行与第3行、第4行与第5行、...、第M-2行与第M-1行的第1列的电池片相互连接。
9.如权利要求8所述的光伏组件，所述第1行和第M行的第1列的电池片分别引出M/2+1条焊带，所述M/2+1条焊带引入光伏组件背面的接线盒中，与M/2个旁路二极管并联焊接。
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