CN109509800A - 一种叠瓦光伏组件及光伏发电系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种叠瓦光伏组件及光伏发电系统，叠瓦光伏组件从受光面至背光面依次包括具有凹凸结构的前板玻璃、第一胶膜层、电池片层、第二胶膜层、具有与前板玻璃相同凹凸结构的背板，电池片层包括多个相连的叠瓦电池串，每个叠瓦电池串包括多个沿凹凸结构的长边或者短边且通过导电胶相串联的电池条。本申请公开的上述技术方案，将叠瓦光伏组件的前板玻璃和背板均设置为凹凸结构，并将电池条沿凹凸结构的长边或者短边相串联，以构成叠瓦电池串，且将多个叠瓦电池串相连，以构成电池片层，在凹凸结构上铺设电池条可以使单位面积内铺设更多的电池条，从而可以有效地增大叠瓦光伏组件的受光面积，进而则可以提高叠瓦光伏组件的发电功率和发电效率。
Description
技术领域
本发明涉及光伏发电技术领域，更具体地说，涉及一种叠瓦光伏组件及光伏发电系统。
背景技术
随着光伏发电技术的不断发展，各种新型的太阳能电池组件层出不穷。其中，叠瓦光伏组件因串并联结构排列紧密、可以提高电池片可靠性等特性而成为人们关注和研究的重点。
叠瓦光伏组件技术是将普通电池片切割成更小的电池条，电池条与电池条之间采用导电胶进行连接。相比于通过互联条进行电池片之间互联的传统光伏组件，上述连接方式可以减小电池条之间的间隙，并可以消除电池片与互联条之间的应力，因此，可以增大组件的受光面积和可靠性。但是，现有叠瓦光伏组件中的电池条均是以平面形式进行布置，这种布置方式无法尽可能地提高叠瓦光伏组件的受光面积，因此，则无法尽可能地提高叠瓦光伏组件的发电功率和效率。
综上所述，如何增大叠瓦光伏组件的有效受光面积，以提高叠瓦光伏组件的发电功率和效率，是目前本领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种叠瓦光伏组件及光伏发电系统，以增大叠瓦光伏组件的有效受光面积，从而提高叠瓦光伏组件的发电功率和效率。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种叠瓦光伏组件，从受光面至背光面依次包括具有凹凸结构的前板玻璃、第一胶膜层、电池片层、第二胶膜层、具有与所述前板玻璃相同凹凸结构的背板，其中：
所述电池片层包括多个相连的叠瓦电池串，每个所述叠瓦电池串包括多个沿所述凹凸结构的长边或短边且通过导电胶相串联的电池条。
优选的，所述凹凸结构为三角形锯齿结构、五边形结构、半圆形结构中的任意一种。
优选的，所述背板为玻璃。
优选的，所述导电胶为透明导电胶、导电胶带、锡膏、石墨烯导电薄膜中的任意一种。
优选的，所述叠瓦电池串之间相串联或并联。
优选的，所述电池条为单晶电池条、多晶电池条、薄膜电池条、有机电池条、纳米晶电池条中任意一种。
优选的，所述电池条为单面电池条、双面电池条、PERC电池条、HJT电池条、IBC电池条中的任意一种。
优选的，所述第一胶膜层、所述第二胶膜层均为EVA层或PVB层。
一种光伏发电系统，包括如上述任一项所述的叠瓦光伏组件。
优选的，还包括与所述叠瓦光伏组件相连的单轴跟踪系统或双轴跟踪系统。
本发明提供了一种叠瓦光伏组件及光伏发电系统，其中，叠瓦光伏组件从受光面至背光面依次包括具有凹凸结构的前板玻璃、第一胶膜层、电池片层、第二胶膜层、具有与前板玻璃相同凹凸结构的背板，其中：电池片层包括多个相连的叠瓦电池串，每个叠瓦电池串包括多个沿凹凸结构的长边或者短边且通过导电胶相串联的电池条。
本申请公开的上述技术方案，将叠瓦光伏组件的前板玻璃和背板均设置为凹凸结构，并将电池条沿凹凸结构的长边或者短边相串联，以构成叠瓦电池串，且将多个叠瓦电池串相连，以构成电池片层，在凹凸结构上铺设电池条可以使单位面积内铺设更多的电池条，从而可以增大电池片层的面积，增大叠瓦光伏组件的有效受光面积，进而则可以提高叠瓦光伏组件的发电功率和发电效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，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发明的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的叠瓦光伏组件中的电池条沿第一种凹凸结构的长边进行排列的局部放大图；
图2为本发明实施例提供的叠瓦光伏组件中的电池条沿第一种凹凸结构的短边进行排列的局部放大图；
图3为本发明实施例提供的叠瓦光伏组件中的电池条沿第一种凹凸结构的短边进行排列的立体图；
图4为本发明实施例提供的叠瓦光伏组件中的电池条沿第一种凹凸结构的短边进行排列的主视图；
图5为本发明实施例提供的叠瓦光伏组件中的电池条沿第一种凹凸结构的短边进行排列的侧视图；
图6为本发明实施例提供的叠瓦光伏组件中的电池条沿第一种凹凸结构的短边进行排列的俯视图；
图7为本发明实施例提供的叠瓦光伏组件中的电池条沿五边形结构进行排列的立体图；
图8为本发明实施例提供的叠瓦光伏组件中的电池条沿五边形结构进行排列的主视图；
图9为本发明实施例提供的叠瓦光伏组件中的电池条沿五边形结构进行排列的俯视图；
图10为本发明实施例提供的叠瓦光伏组件中的电池条沿五边形结构进行排列的侧视图；
图11为本发明实施例提供的叠瓦光伏组件中的电池条沿半圆形结构进行排列的立体图；
图12为本发明实施例提供的叠瓦光伏组件中的电池条沿半圆形结构进行排列的主视图；
图13为本发明实施例提供的叠瓦光伏组件中的电池条沿半圆形结构进行排列的侧视图；
图14为本发明实施例提供的叠瓦光伏组件中的电池条沿半圆形结构进行排列的俯视图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
参见图1至图6，其中，图1示出了本发明实施例提供的叠瓦光伏组件中的电池条沿第一种凹凸结构的长边进行排列的局部放大图，图2示出了本发明实施例提供的叠瓦光伏组件中的电池条沿第一种凹凸结构的短边进行排列的局部放大图，图3示出了本发明实施例提供的叠瓦光伏组件中的电池条沿第一种凹凸结构的短边进行排列的立体图，图4示出了本发明实施例提供的叠瓦光伏组件中的电池条沿第一种凹凸结构的短边进行排列的主视图，图5示出了本发明实施例提供的叠瓦光伏组件中的电池条沿第一种凹凸结构的短边进行排列的侧视图，图6示出了本发明实施例提供的叠瓦光伏组件中的电池条沿第一种凹凸结构的短边进行排列的俯视图。
本发明实施例提供的一种叠瓦光伏组件，从受光面至背光面依次可以包括具有凹凸结构的前板玻璃1、第一胶膜层2、电池片层、第二胶膜层4、具有与前板玻璃1相同凹凸结构的背板5，其中：
电池片层可以包括多个相连的叠瓦电池串3，每个叠瓦电池串3可以包括多个沿凹凸结构的长边或短边且通过导电胶相串联的电池条31。
叠瓦光伏组件的受光面为具有凹凸结构的前板玻璃1，背光面为具有与前板玻璃1所具有的凹凸结构相同凹凸结构的背板5。前板玻璃1的背面设置有第一胶膜层2，背板5的正面设置有第二胶膜层4，第一胶膜层2与第二胶膜层4之间设置有电池片层，第一胶膜层2与第二胶膜层4用于对电池片层起到封装的作用。
电池片层包括多个相连的叠瓦电池串3，每个叠瓦电池串3包括多个通过导电胶依次相串联的电池条31，其利用导电胶进行连接的方式具体为上一个电池条31的长边与下一个电池条31的长边通过导电胶部分重叠在一起，从而实现电池条31之间的电连接。在电池条31之间进行相串联时，电池条31具体可以沿着凹凸结构的长边或者短边进行相串联，以增大单位面积内(这里的单位面积指的是单位平面面积)电池条31的铺设数量，从而增大叠瓦光伏组件的有效受光面积，进而提高叠瓦光伏组件的发电功率和发电效率。其中，在将叠瓦电池串3沿凹凸结构进行排列时，可以使凹凸结构中的凹结构面向太阳方向，而使凹凸结构中的凸结构背向太阳方向。当然，也可以使凹凸结构中的凸结构面向太阳方向，而使凹凸结构中的凹结构背向太阳方向。
另外，当叠瓦电池串3沿前板玻璃1和背板5的凹凸结构进行排列时，被电池条31反射出来的太阳光可以照射至其他电池条31上而被其再次吸收利用，即将叠瓦电池串3沿凹凸结构进行排列可以减少反射光的损失，因此，可以提高叠瓦光伏组件对太阳光的利用率，从而可以进一步提高叠瓦光伏组件的发电功率和发电效率。
其中，电池条31是对所制备出的常规尺寸的太阳能电池片进行切割得到的，所切割出的电池条31的面积可以相同，也可以不相同，但在相互串联构成叠瓦电池串3时，所用到的电池条31的面积相同。在对太阳能电池片进行切割时，具体可以利用金刚线切割技术、激光切割技术、或者其他切割技术进行切割。在利用导电胶进行电池条31与电池条31之间的连接时，具体可以通过丝网印刷法、喷墨印刷法、掩膜沉积法来在电池条31上施加导电胶，以提高电池条31与电池条31之间的电连接性能，从而提高叠瓦光伏组件的稳定性和工作的可靠性。
本申请公开的上述技术方案，将叠瓦光伏组件的前板玻璃和背板均设置为凹凸结构，并将电池条沿凹凸结构的长边或者短边相串联，以构成叠瓦电池串，且将多个叠瓦电池串相连，以构成电池片层，在凹凸结构上铺设电池条可以使单位面积内铺设更多的电池条，从而可以增大电池片层的面积，增大叠瓦光伏组件的有效受光面积，进而则可以提高叠瓦光伏组件的发电功率和发电效率。
本发明实施例提供的一种叠瓦光伏组件，凹凸结构可以为三角形锯齿结构、五边形结构、半圆形结构中的任意一种。
上述所提及的凹凸结构具体可以为三角形锯齿结构、五边形结构、半圆形结构。
当凹凸结构为三角形锯齿结构时，对应的叠瓦光伏组件中电池片的排列具体可以参见图1至图6。当凹凸结构为五边形结构时，对应的叠瓦光伏组件中电池条的排列具体可以参见图7至图10，其中，图7示出了本发明实施例提供的叠瓦光伏组件中的电池条沿五边形结构进行排列的立体图，图8示出了本发明实施例提供的叠瓦光伏组件中的电池条沿五边形结构进行排列的主视图，图9示出了本发明实施例提供的叠瓦光伏组件中的电池条沿五边形结构进行排列的俯视图，图10示出了本发明实施例提供的叠瓦光伏组件中的电池条沿五边形结构进行排列的侧视图。当凹凸结构为半圆形结构时，对应的叠瓦光伏组件中电池条的排列具体可以参见图11至图14，其中，图11示出了本发明实施例提供的叠瓦光伏组件中的电池条沿半圆形结构进行排列的立体图，图12示出了本发明实施例提供的叠瓦光伏组件中的电池条沿半圆形结构进行排列的主视图，图13示出了本发明实施例提供的叠瓦光伏组件中的电池条沿半圆形结构进行排列的侧视图，图14示出了本发明实施例提供的叠瓦光伏组件中的电池条沿半圆形结构进行排列的俯视图。
需要说明的是，在图7至图10中，电池条31是沿五边形结构的短边进行排列的，当然，电池条31也可以沿五边形结构的长边进行排列，在此不再在附图中示出。而在图11至14中，电池条31则是沿半圆形结构的长边进行排列的。
当电池条31沿着上述三角形锯齿结构、五边形结构、半圆形结构进行排列时，均可以增大单位面积内所铺设的电池条31的数量，从而增大叠瓦光伏组件的有效受光面积。
当然，凹凸结构也可以为其他结构，如四边形结构、六边形结构、七边形结构等多边形结构，或者可以为三分之一圆结构等。
本发明实施例提供的一种叠瓦光伏组件，背板5可以为玻璃。
可以利用具有与前板玻璃1相同凹凸结构的玻璃作为叠瓦光伏组件的背板5，使得光线可以从背面照射进叠瓦光伏组件中而被电池条31吸收、利用，从而提高叠瓦光伏组件的发电效率和发电量。
当然，也可以利用TPT背板、TPE(Thermoplastic Elastomer，热塑性弹性体)背板等作为叠瓦光伏组件的背板5。其中，TPT是聚氟乙烯复合膜，其至少有三层结构；TPE背板是一个总称，通常包括嵌段共聚物(苯乙烯类树脂、共聚多酯、聚氨酯和聚酰胺)、以及热塑性弹性体掺混物及合金(热塑性聚烯烃和热塑性硫化橡胶)。
本发明实施例提供的一种叠瓦光伏组件，导电胶可以为透明导电胶、导电胶带、锡膏、石墨烯导电薄膜中的任意一种。
用于将电池条31串联在一起的导电胶具体可以为透明导电胶、导电胶带、锡膏、石墨烯导电薄膜中的任意一种。
当然，也可以是导电浆料、导电导热粘合剂、导电弹性体、导电薄膜、柔性导电带中的任意一种。
本发明实施例提供的一种叠瓦光伏组件，叠瓦电池串3之间相串联或并联。
在叠瓦光伏组件中，叠瓦电池串3之间可以通过串联或者并联的方式进行连接，并且由叠瓦电池串3相连所构成的电池片层上还连接有接线盒，用于与其他叠瓦光伏组件或者其他设备进行连接。
当然，叠瓦电池串3之间也可以既有串联，又有并联，从而既增大叠瓦光伏组件的输出电压，又增大叠瓦光伏组件的输出电流。
本发明实施例提供的一种叠瓦光伏组件，电池条31可以为单晶电池条、多晶电池条、薄膜电池条、有机电池条、纳米晶电池条中任意一种。
在叠瓦光伏组件中，所用到的电池条31可以为单晶电池条、多晶电池条、薄膜电池条、有机电池条、纳米晶电池条中任意一种。也就是说，可以对所制备出的单晶电池、多晶电池、薄膜电池、有机电池、纳米晶电池进行切割，以得到电池条31，并将其运用到叠瓦光伏组件中。其中，薄膜电池可以为砷化镓电池、碲化镉电池、铜铟镓硒电池等多元化合物薄膜电池中的任意一种。
当然，也可以对所制备出的柔性太阳能电池进行切割，以得到电池条31，并将其运用到叠瓦光伏组件中。
本发明实施例提供的一种叠瓦光伏组件，电池条31可以为单面电池条、双面电池条、PERC电池条、HJT电池条、IBC电池条中的任意一种。
叠瓦光伏组件中所用到的电池条31的类型具体可以为单面电池条、双面电池条、PERC(Passivated Emitter and Rear Cell，钝化发射极和背面电池)电池条、HJT(Heterojunction，异质结)电池条、IBC(Interdigitated Back Contact，交叉背接触)电池条中的任意一种。即可以对单面电池、双面电池、PERC电池、HJT电池、IBC电池进行切割，以得到电池条31，并将其运用到叠瓦光伏组件中。
本发明实施例提供的一种叠瓦光伏组件，第一胶膜层2、第二胶膜层4均可以为EVA层或PVB层。
在叠瓦光伏组件中，用于对电池片层进行封装和固定的第一胶膜层2和第二胶膜层4均可以为EVA(Ethylene-vinyl acetate copolymer，乙烯-醋酸乙烯共聚物)层，或者PVB(Polyvinyl butyral，聚乙烯醇缩丁醛)层，其均具有良好的电绝缘性和优良的气密性。
当然，也可以利用POE(Polyolefin elastomer，聚烯烃弹性体)层作为第一胶膜层2和第二胶膜层4，以对电池片层起到封装和固定的作用。
本发明实施例还提供了一种光伏发电系统，可以包括上述任一种叠瓦光伏组件。
由于上述任一种叠瓦光伏组件均具有较大的受光面积，并具有较高的发电功率和发电效率，因此，在利用上述任一种叠瓦光伏组件构建光伏发电系统时，则可以增大光伏发电系统的受光面积，提高光伏发电系统的发电功率，并提高光伏发电系统的电量输出，从而可以提高光伏发电收益。
本发明实施例提供的一种光伏发电系统，还可以包括与叠瓦光伏组件相连的单轴跟踪系统或双轴跟踪系统。
在利用上述叠瓦光伏组件进行发电时，可以使叠瓦光伏组件与单轴跟踪系统或者双轴跟踪系统相连，使得叠瓦光伏组件可以随时正对太阳光，即使太阳光的光线可以随时垂直照射到叠瓦光伏组件上，从而可以提高叠瓦光伏组件的发电效率和发电功率。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。另外，本发明实施例提供的上述技术方案中与现有技术中对应技术方案实现原理一致的部分并未详细说明，以免过多赘述。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种叠瓦光伏组件，其特征在于，从受光面至背光面依次包括具有凹凸结构的前板玻璃、第一胶膜层、电池片层、第二胶膜层、具有与所述前板玻璃相同凹凸结构的背板，其中：
所述电池片层包括多个相连的叠瓦电池串，每个所述叠瓦电池串包括多个沿所述凹凸结构的长边或短边且通过导电胶相串联的电池条。
2.根据权利要求1所述的叠瓦光伏组件，其特征在于，所述凹凸结构为三角形锯齿结构、五边形结构、半圆形结构中的任意一种。
3.根据权利要求1所述的叠瓦光伏组件，其特征在于，所述背板为玻璃。
4.根据权利要求3所述的叠瓦光伏组件，其特征在于，所述导电胶为透明导电胶、导电胶带、锡膏、石墨烯导电薄膜中的任意一种。
5.根据权利要求3所述的叠瓦光伏组件，其特征在于，所述叠瓦电池串之间相串联或并联。
6.根据权利要求1至5任一项所述的叠瓦光伏组件，其特征在于，所述电池条为单晶电池条、多晶电池条、薄膜电池条、有机电池条、纳米晶电池条中任意一种。
7.根据权利要求6所述的叠瓦光伏组件，其特征在于，所述电池条为单面电池条、双面电池条、PERC电池条、HJT电池条、IBC电池条中的任意一种。
8.根据权利要求6所述的叠瓦光伏组件，其特征在于，所述第一胶膜层、所述第二胶膜层均为EVA层或PVB层。
9.一种光伏发电系统，其特征在于，包括如权利要求1至8任一项所述的叠瓦光伏组件。
10.根据权利要求9所述的光伏发电系统，其特征在于，还包括与所述叠瓦光伏组件相连的单轴跟踪系统或双轴跟踪系统。
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