CN114093982A - 一种全并联光伏百叶窗的制备方法及其光伏百叶窗 - Google Patents

一种全并联光伏百叶窗的制备方法及其光伏百叶窗 Download PDF

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Abstract

一种全并联光伏百叶窗的制备方法，包括如下步骤：S100:根据光伏百叶窗整体电压参数要求设计并制作单个百叶片组件；S200:将数个百叶片组件依次设竖直排布并将其所有正极设置在相同一侧，将其所有负极同侧的设置在另外一侧，两相邻正极电性连接，两相邻负极电性连接；S300:最顶部百叶片组件的正极设置正极端子，最顶部百叶片组件的负极设置负极端子，正极端子与后端外接装置的正极电性连接，负极端子与后端外接装置的负极电性连接。由于并联电路的特点，每一个百叶片就是一条电流通路，当光伏百叶窗的局部百叶帘受到阴影遮挡时，未被遮挡的光伏百叶片任可进行发电，且具有导通通路输送至后端进行储能或使用的优点，其电量损失低，具有较好的抗热斑性能。

Description

一种全并联光伏百叶窗的制备方法及其光伏百叶窗
技术领域
本发明属于太阳能光伏技术领域，具体地说，涉及一种全并联光伏百叶窗的制备方法及其光伏百叶窗。
背景技术
目前，中国的一次能源储量远远低于世界的平均水平，大约只有世界总储量的10％。太阳能是人类取之不尽用之不竭的可再生能源，具有充分的清洁性、绝对的安全性、相对的广泛性、确实的长寿命和免维护性、资源的充足性及潜在的经济性等优点，在长期的能源战略中具有重要地位。在人口聚集的城市中，在新能源日益发展的今天，仍有着大量不具备在屋顶安装太阳能的住户，不能充分利用太阳能资源。
现下现实生活中的百叶窗多数运用在家庭、办公室等场合，一般用于室内室外的遮阳、通风、调节室内的光度，但随着时间的推移，已经开发出了可用于代替传统的窗(或玻璃或天窗等)同时产生电能的光伏百叶窗，最大限度的提高了太阳能的利用效率，科学设计自然通风与采光技术，极大地提高了居住环境的舒适度，显著降低了建筑能耗。
现有技术的缺点：1、由于全串联的电气特点(总电压等于每片电压之和)，导致百叶窗的总电压偏高，从而难以匹配一些低电压的后端储能系统(例如6V、12V储能系统)，而且高电压也存在一些安全隐患；2、全串联的电气特点导致其抗热斑性能差，当一片的局部区域亦或是几片百叶受到阴影遮挡时，其发电量会明显降低，遮挡处的热斑温度会急剧升高，导致烧穿或安全事故的发生；3、当一片百叶不导通时(出现故障或者连接不良)，整个光伏百叶窗处于不发电状态。
有鉴于此特提出本发明。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供种全并联光伏百叶窗的制备方法及其光伏百叶窗。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种全并联光伏百叶窗的制备方法，包括如下步骤：
S100:根据光伏百叶窗整体电压参数要求设计并制作单个百叶片组件；
S200:将数个百叶片组件依次竖直排布并将其所有正极设置在相同一侧，将其所有负极同侧的设置在另外一侧，两相邻正极电性连接，两相邻负极电性连接；
S300:最顶部百叶片组件的正极设置正极端子，最顶部百叶片组件的负极设置负极端子，正极端子与后端外接装置的正极电性连接，负极端子与后端外接装置的负极电性连接。
进一步的，步骤S100包括以下步骤：
S110:确定光伏百叶窗整体的电压参数并选出百叶片组件的尺寸要求；
S120:计算晶硅电池片的排布尺寸及数量；
S130:裁切晶硅电池片；
S140:连接晶硅电池片形成至少一组电池串；
S150:层压并连接接线盒形成单个百叶片组件。
进一步的，步骤S120包括以下步骤：
S121:选择安全电气距离并去除打孔区域，以确定晶硅电池片排布区域；
S122:根据晶硅电池片排布区域及电压参数确定晶硅电池片的数量；
S123:根据百叶片组件的尺寸要求、电气距离和晶硅电池片的数量及排布间距确定晶硅电池片各边的排布尺寸。
进一步的，步骤S140的连接方式为焊带连接或导电胶粘接。
进一步的，导电胶可为采用环氧树脂型导电胶、丙烯酸型导电胶、有机硅型导电胶的任意一种。
进一步的，步骤S130之前还包括选用电池片网板和制作晶硅电池片的步骤，选用的方式为通过确定的目标尺寸进行电池片网板的设计或选用规则电池片网板，其后印刷制作晶硅电池片。
本发明还提供了一种光伏百叶窗，包括百叶片组件，其特征在于，所述百叶片组件两侧分别设置有正极和负极，数个所述百叶片组件依次设竖直排布，其中，所述正极位于同侧，所述负极位于同侧，两相邻的所述正极电性连接，两相邻的所述负极电性连接，以形成光伏百叶窗整体的并联电路。
进一步的，最顶部所述百叶片组件的所述正极设置正极端子，最顶部所述百叶片组件的所述负极设置负极端子，所述正极端子与所述负极端子分别电性连接在后端外接系统的正极和负极上。
进一步的，所述百叶片组件包括数个均匀布置的晶硅电池片，两相邻所述晶硅电池片相互串联。
进一步的，所述百叶片组件靠近所述正极端子及所述负极端子的旁侧设置有提拉绳孔位。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：首先，相较于全串联百叶窗则当局部被遮挡时，因其只有一条电流通路而会导致整个百叶窗停止发电的限制特征，全并联光伏百叶窗具有优秀的抗阴影遮挡发电能力，由于并联电路的特点，每一个百叶片就是一条电流通路，当光伏百叶窗的局部百叶帘受到阴影遮挡时，未被遮挡的光伏百叶片依然可以进行发电，且具有导通通路输送至后端进行储能或使用的优点；其次，全并联光伏百叶窗具有优秀的抗晶硅电池片隐裂、抗故障的发电能力，在实际使用过程中，风雪等外界环境会对百叶片组件造成隐裂、破片等损害，全并联电路的特点，会使隐裂的百叶片组件不会影响其他百叶片的电量输出，即将影响控制到局部，相较于全串联光伏百叶窗、会有更低的电量损失，再次，后期维护、更换方便，本案采用背面上下片接线方式，利于后期排查、更换和维护；进一步的，全并联光伏百叶窗的整体电压范围更广，可以匹配6V、12V等低电压储能系统，且低电压百叶窗更安全、稳定；进一步的，本案具有较好的抗热斑性能，相较于全串联百叶窗、当发生局部阴影遮挡时，其遮挡处的温度较低、降低了烧穿和安全事故发生的概率。
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一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明中光伏百叶窗的背部视图；
图2为本发明中光伏百叶窗的正部视图；
图3为本发明中百叶片组件电气连接示意图；
图4为本发明实施例一中百叶片组件的结构示意图；
图5为本发明实施例二中百叶片组件的结构示意图；
图6为本发明中一种全并联光伏百叶窗的制备方法的流程图；
图7为本发明中步骤S100的流程图；
图8为本发明中步骤S120的流程图。
附图中涉及的附图标记和组成部分说明：
1(1A)-百叶片组件；11(11A)-晶硅电池片；12(12A)-提拉绳孔位；13(13A)-正极；14(14A)-负极；15-焊带；2-正极端子；3-负极端子。
具体实施方式
下面将通过具体实施方式对本发明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作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。
实施例一
参考图1至图4及图6至图8，一种全并联光伏百叶窗的制备方法，其方法包括以下步骤：
S100:根据光伏百叶窗整体电压参数要求设计并制作单个百叶片组件1；
S200:将数个百叶片组件1依次竖直排布并将其正极13设置在一相同侧，将其负极14同侧的设置在另外一侧，两相邻正极13电性连接，两相邻负极14电性连接，以形成整体的并联电路；
S300:最顶部百叶片组件1的正极13设置正极端子2，最顶部百叶片组件1的负极14设置负极端子3，正极端子2与后端外接装置的正极电性连接，负极端子3与后端外接装置的负极电性连接，后端外接装置具体为后端储能系统或者逆变系统，以实现对后端外接装置的蓄能、放电及能量转化。
步骤S100包括以下步骤：
S110:确定光伏百叶窗整体的电压参数并选出百叶片组件1的尺寸要求，具体的是，一个光伏百叶窗整体的电压要求为18V(12V蓄电池系统所需要的组件电压一般为18V)，其百叶片组件1的尺寸要求为：长度650mm，宽度80mm。本申请使用的全并联光伏百叶窗的整体电压范围更广，可以匹配6V、12V等低电压储能系统，且低电压百叶窗更安全、稳定。
S120:计算晶硅电池片11的排布尺寸及数量。步骤S120包括以下步骤：
S121:选择安全电气距离并去除打孔区域，以确定晶硅电池片11排布区域，具体的是：电器安全距离可参照最新的IEC61730实施标准进行选择，留有打孔区域空间，为后续打孔并安装的实施工作做预先计算，防止后期打孔时因打孔区域空间不足而导致打孔边距太小使得安装后安装部位强度过低或安装孔不完整情况的发生，避免钻头钻孔时发生较大摆动甚至钻头断裂等危险情况的发生，通过上述方式最终确定排布晶硅电池片11的排布区域尺寸为：长度520mm，宽度60mm，其排布区域呈矩形。
S122:根据晶硅电池片11排布区域及电压参数确定晶硅电池片11的数量，已知要达到18V电压所需的晶硅电池片11的数量在34-36片之间，本案中选择34片呈矩形的晶硅电池片11进行设计。
S123:根据百叶片组件的尺寸要求、电气距离和晶硅电池片的数量及排布间距确定晶硅电池片各边的排布尺寸，具体的是，显然在排布宽度为60mm的区域内均匀直线地摆放34片晶硅电池片11，晶硅电池片11一边的尺寸需≤60mm，本案选用60mm进行设计。确定另外晶硅电池片11另外一边的尺寸，具体的是，首先选用1.5mm的排布间距，在520mm的长度排布方向上排布34片硅晶电池片11，硅晶电池片11另外一边的尺寸通过公式计算得出为(520-33×1.5)/34＝13.8mm，综上数据得出单个硅晶电池版的平面尺寸为60mm×13.8mm。
S130:裁切晶硅电池片11，步骤S130之前还包括选用电池片网板和制作晶硅电池片11的步骤，选用的方式为通过确定的目标尺寸进行电池片网板的设计或选用规则电池片，其后印刷制作晶硅电池片11，具体的是，裁切平面尺寸为60mm×13.8mm的晶硅电池片11，通过在如125mm2BB、156mm4BB、158.75mm5BB、166mm9BB、182mm9BB等常规尺寸具体规则网板的晶硅片上直接采用激光划片的方式取得目标尺寸的晶硅电池片11并印刷制作硅晶电池片11，亦可通过确定的目标尺寸进行电池片网板的设计并印刷制作晶硅电池片11。
S140:连接晶硅电池片11形成至少一组电池串，其设置数量根据具体电压及其他参数进行选择，硅晶电池片11的连接方式为焊带15连接或导电胶粘接，本实施例选择焊带15连接的制作工艺，将34片晶硅电池片11串焊成电池串，焊带两端设置有正负极即形成电池串的正负极，进一步的，焊带15将晶硅电池片11串焊后，向两侧垂直延伸并弯折以形成对称的焊带分路，方便后续的连接。
S150:层压并连接接线盒形成单个百叶片组件1，具体的是，封装层压电池串并在电池串的正负极上分别电性连接导线，并将导线引至百叶片背部且在正极13引出处设置正极接点，在负极14引出处形成负极接点，正极接点与负极接点分别电性连接接线盒以制作形成单个百叶片组件1。
实施例二
参考图5，与实施例一的区别在于本实施例中采用导电胶粘接的工艺进行连接制作，具体的是，计算晶硅电池片11A的尺寸时根据叠瓦网板中晶硅排布占比最大化的原则进行计算，提高了材料的利用率，最终确定晶硅电池片11A的尺寸为16.8mm×52.9mm，叠片深度为1.8mm，其后裁切上述尺寸晶硅电池片11A；晶硅电池片11A连接时，叠置各晶硅电池片11A并通过导电胶进行固化粘接，导电胶可为采用环氧树脂型导电胶、丙烯酸型导电胶、有机硅型导电胶的任意一种，以进一步制作形成叠瓦串，其后将叠瓦串两侧的正极13A和负极14A分别引出正极导线和负极导线，且正极导线分成两股导线引到百叶片背面，负极导线同样分成两股导线引到百叶片背面即每个百叶片一侧存在两个正极接点，另一侧存在两个负极接点；最后进行晶硅电池片11A的封装及层压并在背面每股导线引出处安装接线盒以制作完成单个完整的百叶片组件1A，本案采用背面上下片接线方式，利于后期排查、更换和维护。
参考图1至图5，本发明还提供了一种光伏百叶窗，包括百叶片组件1，百叶片组件1包括数个均匀布置的晶硅电池片11，两相邻晶硅电池片11相互串联，以满足设计电压的需要，百叶片组件1两侧分别设置有正极13和负极14，数个百叶片组件1依次排布，其中，正极13位于同侧，负极14位于同侧，两相邻的正极13电性连接，两相邻的负极14电性连接，以构成整体的并联电路。相较于全串联百叶窗则当局部被遮挡时，因其只有一条电流通路而会导致整个百叶窗停止发电的限制特征，全并联光伏百叶窗具有优秀的抗阴影遮挡发电能力，由于并联电路的特点，每一个百叶片就是一条电流通路，当光伏百叶窗的局部百叶帘受到阴影遮挡时，未被遮挡的光伏百叶片依然可以进行发电，且具有导通通路输送至后端进行储能或使用的优点，此外，具有较好的抗热斑性能，相较于全串联百叶窗、当发生局部阴影遮挡时，因其遮挡处的温度较低故降低了烧穿和安全事故发生的概率。
承上的是，最顶部百叶片组件1的正极13设置正极端子2，最顶部百叶片组件1的负极14处设置负极端子3，正极端子2与负极端子3分别电性连接在后端外接装置的正极和负极上。百叶片组件1靠近正极端子2及负极端子3的旁侧设置有提拉绳孔位12，方便提拉绳进行穿引连接，后期维护、更换方便，进一步的，在实施一中提拉绳孔位12设置在两焊带分路之间，在实施例二中提拉绳孔位12A位于两股导线之间。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业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的专业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他实施例中实现。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)

1.一种全并联光伏百叶窗的制备方法，包括如下步骤：
S100:根据光伏百叶窗整体电压参数要求设计并制作单个百叶片组件；
S200:将数个百叶片组件依次竖直排布并将其所有正极设置在相同一侧，将其所有负极同侧的设置在另外一侧，两相邻正极电性连接，两相邻负极电性连接；
S300:最顶部百叶片组件的正极设置正极端子，最顶部百叶片组件的负极设置负极端子，正极端子与后端外接装置的正极电性连接，负极端子与后端外接装置的负极电性连接。
2.如权利要求1所述的一种全并联光伏百叶窗的制备方法，其特征在于，步骤S100包括如下步骤：
S110:确定光伏百叶窗整体的电压参数并选出百叶片组件的尺寸要求；
S120:计算晶硅电池片的排布尺寸及数量；
S130:裁切晶硅电池片；
S140:连接晶硅电池片形成至少一组电池串；
S150:层压并连接接线盒形成单个百叶片组件。
3.如权利要求2所述的一种全并联光伏百叶窗的制备方法，其特征在于，步骤S120包括以下步骤：
S121:选择安全电气距离并去除打孔区域，以确定晶硅电池片排布区域；
S122:根据晶硅电池片排布区域及电压参数确定晶硅电池片的数量；
S123:根据百叶片组件的尺寸要求、电气距离和晶硅电池片的数量及排布间距确定晶硅电池片各边的排布尺寸。
4.如权利要求2所述的一种全并联光伏百叶窗的制备方法，其特征在于，步骤S140的连接方式为焊带连接或导电胶粘接。
5.如权利要求4所述的一种全并联光伏百叶的制备方法，其特征在于，导电胶可为采用环氧树脂型导电胶、丙烯酸型导电胶、有机硅型导电胶的任意一种。
6.权利要求2述的一种全并联光伏百叶窗的制备方法，其特征在于，步骤S130之前还包括选用电池片网板和制作晶硅电池片的步骤，选用的方式为通过确定的目标尺寸进行电池片网板的设计或选用规则电池片网板，其后印刷制作晶硅电池片。
7.一种光伏百叶窗，包括百叶片组件，其特征在于，所述百叶片组件两侧分别设置有正极和负极，数个所述百叶片组件依次设竖直排布，其中，所述正极位于同侧，所述负极位于同侧，两相邻的所述正极电性连接，两相邻的所述负极电性连接，以形成光伏百叶窗整体的并联电路。
8.如权利要求7所述的一种光伏百叶窗，其特征在于，最顶部所述百叶片组件的所述正极设置正极端子，最顶部所述百叶片组件的所述负极设置负极端子，所述正极端子与所述负极端子分别电性连接在后端外接系统的正极和负极上。
9.如权利要求8所述的一种光伏百叶窗，其特征在于，所述百叶片组件包括数个均匀布置的晶硅电池片，两相邻所述晶硅电池片相互串联。
10.如权利要求8所述的一种光伏百叶窗，其特征在于，所述百叶片组件靠近所述正极端子及所述负极端子的旁侧设置有提拉绳孔位。
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