CN202259380U

CN202259380U - 太阳能电池组件

Info

Publication number: CN202259380U
Application number: CN2011203839829U
Authority: CN
Inventors: 王成
Original assignee: SHANGHAI JINGHENG SOLAR-ELECTIC TECHNOLOGY CO LTD
Current assignee: SHANGHAI JINGHENG SOLAR-ELECTIC TECHNOLOGY CO LTD
Priority date: 2011-10-11
Filing date: 2011-10-11
Publication date: 2012-05-30
Anticipated expiration: 2021-10-11

Abstract

一种太阳能电池组件，其包含电压相同且相互并联的多个电池组；每个电池组包含串联的多个太阳能电池片，以及串联该部分电池片后连接的一个隔离二极管。当受到外界物体遮挡时，影响的仅仅是其中的一部分电池组，未受到遮挡的电池组部分正常工作。优选的，使一个电池组中的多个电池片在同一个安装平面内连接为方形或接近方形的阵列，使被遮挡的机率尽可能地发生在同一电池组中，来保证整个太阳能电池组件最有利的功率输出。相比同样规格的现有结构，本实用新型的整体应用效果不变，通过对各个电池片的布线结构进行改善，使得太阳能电池组件在正常工作时输出功率不降低，而在受到遮挡时能够相对常规太阳能电池组件，极大改善组件的输出效率。

Description

太阳能电池组件

技术领域

本实用新型涉及一种新型结构的太阳能电池组件，用于城区太阳光伏应用。

背景技术

目前，城区用的太阳能光伏产品使用的太阳能发电板，采用的是常规的太阳能电池组件，一个电池组件上通常串联有多个电池片。一旦其中有任意数量的电池片受到树叶或其他物体的阴影等遮挡时，就会使整个回路的输出电流减小为该遮挡部分的电流，因而会很大程度影响整个太阳能电池片的输出功率，并会直接导致整个系统的发电效率降低。

为了解决该问题，现有的做法是加大电池板的面积，以提高整个太阳能电池板的输出功率。但是，这样做一方面会增大成本，另一方面也会影响美观；而且，若太阳能发电板的面积过大，将其悬置于空中，也会出现安全隐患。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种新型结构的太阳能电池组件，在不改变应用系统整体效果的前提下，克服现有太阳能发电板受遮挡而导致发电效率大幅度降低的问题。

为了达到上述目的，本实用新型的技术方案是提供一种太阳能电池组件，其包含电压相同且相互并联的多个电池组；每个电池组包含串联的多个太阳能电池片，以及串联该部分电池片后连接的一个隔离二极管；每一个电池组内的多个电池片连接形成具有若干行和若干列的阵列。

一个所述电池组中，多个电池片在同一个安装平面内串联，并呈方形或接近于方形的形状。

一种实施例中，一个所述的电池组，是串联该电池组中各列电池片形成的，每一列中的多个电池片相互串联；

该阵列中每一列电池片设置有一个正极引线和一个负极引线；所述正极引线和负极引线分别是由该列电池片中位于第一行及最后一行的电池片的相应电极上引出的；

相邻两列电池片的正极引线和负极引线在同一个安装平面的纵向上反向布置，从而使每一列电池片的正极引线与相邻一列电池片上与之同方向的负极引线的位置相互靠近，并且电性连接。

所述电池组件中，相邻的两个电池组是对称布置的，从而使这两个相邻电池组上负极引线的位置相互靠近；

当这两个电池组是横向并排布置时，其中一个电池组上第一列到最后一列电池片各自的引线方向，与另一个电池组上最后一列到第一列电池片各自的引线方向相同；

当这两个电池组是纵向并排布置时，其中一个电池组上第一列到最后一列电池片的引线方向，与另一个电池组上第一列到最后一列电池片的引线方向相反。

另一种实施例中，一个所述的电池组，是串联该电池组中各行电池片形成的，每一行中的多个电池片相互串联；

该阵列中每一行电池片设置有一个正极引线和一个负极引线；所述正极引线和负极引线分别是由该行电池片中位于第一列及最后一列的电池片的相应电极上引出的；

相邻两行电池片的正极引线和负极引线在同一个安装平面的横向上反向布置，使每一行电池片的正极引线与相邻一行电池片上与之同方向的负极引线的位置相互靠近，并且电性连接。

当这两个电池组是纵向并排布置时，其中一个电池组上第一行到最后一行电池片的引线方向，与另一个电池组上最后一行到第一行电池片各自的引线方向相同；

当这两个电池组是横向并排布置时，其中一个电池组上第一行到最后一行电池片的引线方向，与另一个电池组上第一行到最后一行电池片各自的引线方向相反。

各个电池组上串联的电池片部分，固定设置在同一个安装基板内；

该些电池组在所述安装基板的同一平面上铺开，并使每个电池组的引线在安装基板内部走线连接；

所述安装基板的周边设置有封装该电池组件用的一个边框；

所述隔离二极管设置在所述安装基板外的一个接线盒内。

优选的，所述电池组件包含4个呈田字形布置的电池组，其中，第一电池组I与第二电池组II横向排布在安装基板的上半部分，第三电池组III与第四电池组IV横向排布在同一个安装基板的下半部分；

并且，第一、第二电池组I、II，第三、第四电池组III、IV，分别以该安装基板纵向的中心线对称布置；第一、第三电池组I和III，第二、第四电池组IV，分别以该安装基板横向的中心线对称布置。

每个电池组包含的36个电池片布置为四列九行的阵列；每个电池组是使其中每一列电池片对应串联后，再将这四列电池片相互串联形成的；

第一和第四电池组I、IV中，第一列、第三列电池片的正极引线朝下负极引线朝上；第二列、第四列电池片的正极引线朝上负极引线朝下；

第二和第三电池组II、III中，第一列、第三列电池片的正极引线朝上负极引线朝下；第二列、第四列电池片的正极引线朝下负极引线朝上。

第一电池组I上第四列第九行电池片C_I49的负极，第二电池组II上第一列第九行电池片C_II19的负极，第三电池组III上第四列第一行电池片C_III41的负极，第四电池组IV上第一行第一列电池片C_IV11的负极，分别作为其所在电池组的负极在所述安装基板的中间位置集中，并在电性连接后一起引出至接线盒；

第一电池组I上第一行第九列电池片C_I19的正极，第二电池组II上第四列第九行电池片C_II49的正极，第三电池组III上第一行第一列电池片C_III11的正极，第四电池组IV上第四行第一列电池片C_IV41的正极，分别作为其所在电池组的正极，分别引出至所述接线盒并各自与隔离二极管连接。

本实用新型的优点在于：相比现有技术中在同一个电池组件仅设置一个电池组的结构，本实用新型所述新型结构的太阳能电池组件，设置了各自隔离后并联的多个电池组，每个电池组分别引出，独立工作。当受到外界物体遮挡时，影响的仅仅是其中的一部分电池组，未受到遮挡的电池组部分正常工作。

进一步优选的，使每个电池组连接成为方形或接近于方形的阵列，可以使被遮挡的机率尽可能地发生在同一电池组中，来保证整个电池组件有最有利的功率输出。相比同样规格的现有电池组件，本实用新型设置四个并联电池组后，正常工作时输出功率不降低，而当其中一个电池片完全被遮挡时，发电损失仅为正常的25%，而常规的组件会因为该电池片受遮挡，而不发电。因此，本实用新型能够极大地改善太阳能的输出效率。

而且，相比同样规格的现有电池组件，通过加大发电板的面积直至使其输出功率至少增加一倍以上，来解决遮挡问题的方式。本实用新型包含安装基板、边框、接线盒的整体构造没有改变，面积也不需要增加，在材料成本上仅增加了隔离二极管的部分，可以节约近一半的材料成本。同时本实用新型降低了增大组件面积带来的安全隐患。

通过对电池片的电极方向排布进行改进，使电池组相同极性的出线的位置尽可能地靠近，并将出线一起引出至接线盒，从而可以方便布线，并有效节约引线成本。

相比现有技术中，通过设置多个电池组件，每个电池组件为一个电池组，并且每个电池组件的面积，与本实用新型中每个电池组的面积相等的结构来说，本实用新型的优点还在于：

虽然在这种现有结构中，如果所有电池组件的所有电池片的铺开面积，与本实用新型中所有电池组的所有电池片的铺开面积一致的话，两者的输出功率是相同的。但是，由于现有技术中，需要在每个电池组件的电池片周边留出一定的空间，一方面防止水的渗透，另一方面是电气安全方面要求。

因此，如果两者实际的空间面积相同的话，则现有技术中封装边框后每个电池组件实际用以受光发电的面积，会小于本实用新型的每个电池组的发电面积，那么这样现有技术中各个电池组件的有效输出功率就将小于本实用新型各个电池组的有效输出功率。现有技术的整体功率也就会小于本实用新型电池组件的输出功率。

而且，由于现有技术中需要为每个电池组件独立配备安装基板、边框及接线盒等附件；与之相比，本实用新型中电池组件作为一个整体，仅需要设置一个安装基板、边框和接线盒，辅料的硬件成本能够节省近一半。同时，现有技术中由若干个电池组件组合连接的时候，固定支架的复杂性要高于本实用新型电池组件的支架，支架的费用也会相应增加。另外，本实用新型的安装、维护都比现有技术更为方便。

附图说明

图1是本实用新型所述太阳能电池组件的电路原理图；

图2是本实用新型所述太阳能电池组件的一种优选实施例的构造图；

图3是图2中所示优选实施例的第一电池组的结构放大图。

具体实施方式

以下结合附图说明本实用新型的具体实施方式。

配合参见图1、图2所示，本实用新型所述新型结构的太阳能电池组件，包含有相互并联的多个电池组；每个电池组的电压基本相同，包含串联的多个太阳能电池片10，和一个隔离二极管20。

各个电池组的电池片10部分，固定设置在一个安装基板上，并在该安装基板的同一面上（例如是在顶面上）铺开。在所述安装基板的周边设置有封装该电池组件用的边框30。每个电池组的引线在安装基板内走线连接，并且使各个电池组的出线尽量在相近的位置，一起引出至一个长方形的接线盒；各个隔离二级管即放在该接线盒中。

优选的，使得一个电池组内的各个电池片10连接成方形或接近于方形的阵列，以使每个电池组的电池片10铺开后的位置相对集中，因而可以使被遮挡的机率尽可能地发生在同一电池组中，确保整个太阳能发电板有最大的功率输出。

每一个电池组上，任意一列中每一行的各个电池片10通过焊带41与相邻一行电池片10的负极电性连接；每一列上位于两端的电池片10，其电极另外由焊带41引出，分别作为这一列的正极和负极的引线。

并且，相邻两列电池片10的正极和负极的引线反向布置，即，当其中一列电池片10的正极引线是朝该太阳能发电板的安装基板顶面的上方布置的，则相邻一列电池片10的正极朝该安装基板顶面的下方布置，之后以汇流带42将一列电池片10的正极引线与相邻一列电池片10的负极引线相互电性连接。以此连接方法来形成一个电池组内的各个电池片10的串联。

作为本实用新型的一种优选实施例，图2中所示的是一个20W的太阳能发电板，是由4个5W的电池组（以I~IV表示）并接形成的整体；每个电池组中串联了36个电池片；将隔离二极管对应设置在各个串联后电池组的正极，即是说，使各个电池组的负极相互连接，各个电池组的正极与隔离二极管的正极连接，各个隔离二极管的负极再连接在一起。

配合参见图1~图3所示，根据每个电池片的尺寸，将每个电池组中的36个电池片布置为横向4个，纵向9个的方形阵列。为了方便描述，下文将对任意一个电池组（i为I、II、III、IV中的一个）中所述的四列电池对应以C_i10~C_i40表示，所述的九行电池对应以C_i01~C_i09表示，而例如C_i54即表示第五列第四行的电池片，以此对一个电池组的阵列中所有电池片进行标注。

图3中，对第一电池组I的各个电池片进行了标注，其余电池组的标注类似；图中正负符号表示对应的那一列电池片的正极及负极引线的方向；图中阴影部分示出了任意一个电池片的空间面积。

第一电池组I中，第一列C_I10的各个电池片C_I11~C_I19的正极朝下负极朝上，相邻电池的正负极以焊带41对应连接；第二列C_I20的各个电池片C_I21~C_I29的正极朝上负极朝下，相邻电池的正负极以焊带41对应连接；第一列第一行电池片C_I11的负极，与第二列第一行电池片C_I21的正极通过汇流带42连接，形成这两列电池C_I10和C_I20的串联。第三列C_I30、第四列C_I40的连接方式与之类似。

同时，在整个太阳能发电板上，将相邻的电池组对称布置，从而使其正极和负极的引线更为集中。例如图2所示的实施例中，第一至第四电池组I~IV在安装基板上布置为田字形，第一电池组I与第二电池组II排布在安装基板的上半部分，第三电池组III与第四电池组IV排布在安装基板的下半部分；第一、第二电池组I和II，第三、第四电池组III和IV，分别以该安装基板纵向的中心线对称布置；第一、第三电池组I和III，第二、第四电池组IV，分别以该安装基板横向的中心线对称布置。

所述的对称布置，举例来说，即是指，第一电池组I中第一列到第四列C_I10~C_I40的各个电池片的电极方向，对应与第二电池组II中第四列到第一列C_II40~C_II10的各个电池片的电极方向相同；而且，第一电池组I中第一列到第四列C_I10~C_I40的各个电池片的电极方向，对应与第三电池组III中第一列到第四列C_III10~C_III40的各个电池片的电极方向相反。

另外，根据上文描述，可知第一电池组I中第一列第九行电池片C_I19的正极，第四列第九行电池片C_I49的负极，与第一电池组I内其他电池片的电极都没有连接，因而将其作为该电池组的正负极以引线引出。与之类似，将对应作为第二到第四电池组II~IV的正负极的电池片情况列于表1。

	电池组正极	电池组负极
			第一电池组I	电池片C_I19的正极（左下）	电池片C_I49的负极（右下）
第二电池组II	电池片C_II49的正极（右下）	电池片C_II19的负极（左下）
			第三电池组III	电池片C_III11的正极（左上）	电池片C_III41的负极（右上）
第四电池组IV	电池片C_IV41的正极（右上）	电池片C_IV11的负极（左上）

表1

其中，第一电池组I的负极引线（参考表1，该负极引脚为第四列第九行电池片C_I49的负极，其他类推），在该电池组I的右下方引出；与之横向对称，使第二电池组II的负极引线（电池片C_II19的负极）朝该电池组II的左下方引出；与之纵向对称，第三电池组III的负极引线（电池片C_III41的负极）则朝右上方引出。第四电池组IV的负极引线（电池片C_IV11的负极）朝左上方引出。因而，这四个电池组的负极引线在所述安装基板的中间位置集中，以汇流带42电性连接后一起引出至所述的接线盒。

而各个电池组的正极引线，第一电池组I左下方的电池片C_I19正极，第二电池组II右下方的电池片C_II49正极，第三电池组III左上的电池片C_III11正极，第四电池组IV右上方的电池片C_IV41正极，分别引出至所述的接线盒并各自与所述隔离二极管连接。

需要说明的是，例如电池组的设置数量及其排布方式，其中电池片的数量及其形成阵列的排布方式，各行各列中电池片的电极方向等，并不限于上文所描述的。例如，将上述电池组件结构中各个行列的连线关系互换，从而使上述电池组的正负极引线在安装基板的横向中心布置，改变为使电池组的正负极引线在安装基板的纵向中心布置。又例如，将上述结构中所有上下的位置关系替换为左右关系。或者，以其他连接带、连接件等代替所述焊带41、汇流带42等，来实现电极之间的电性连接及向接线盒的引出线。又或者，也可以与本实用新型的电池组件结构配合设置，另外为每个电池组并联设置一旁路二极管来消除太阳能发电板的热斑效应（所述的热斑效应是指任意电池片被覆盖造成其不能发电的同时，还作为负载消耗其他电池片的能量，引起局部发热的问题），等等。这些结构改进都是可以预见的。

综上所述，本实用新型所述新型结构的太阳能电池组件，将各个电池组隔离后并联设置，因而，当外界物体遮挡到该块太阳能发电板的时候，仅有被遮挡的电池组的发电量会受到影响，不受遮挡的电池组的发电效率不受影响。并且，优选地使每个电池组中串联的多个太阳能电池片呈方形阵列，使得遮挡尽可能地发生在一个电池组上，从而保证太阳能发电板最有利的功率输出。

尽管本实用新型的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本实用新型的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本实用新型的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本实用新型的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims

1.一种太阳能电池组件，其特征在于，包含电压相同且相互并联的多个电池组；每个电池组包含串联的多个太阳能电池片（10），以及串联该部分电池片（10）后连接的一个隔离二极管（20）；每一个电池组内的多个电池片（10）连接形成具有若干行和若干列的阵列。

2.如权利要求1所述太阳能电池组件，其特征在于，

一个所述电池组中，多个电池片（10）在同一个安装平面内串联，并呈方形或接近于方形的形状。

3.如权利要求2所述太阳能电池组件，其特征在于，

一个所述的电池组，是串联该电池组中各列电池片（10）形成的，每一列中的多个电池片（10）相互串联；

该阵列中每一列电池片（10）设置有一个正极引线和一个负极引线；所述正极引线和负极引线分别是由该列电池片（10）中位于第一行及最后一行的电池片（10）的相应电极上引出的；

相邻两列电池片（10）的正极引线和负极引线在同一个安装平面的纵向上反向布置，从而使每一列电池片（10）的正极引线与相邻一列电池片（10）上与之同方向的负极引线的位置相互靠近，并且电性连接。

4.如权利要求3所述太阳能电池组件，其特征在于，

当这两个电池组是横向并排布置时，其中一个电池组上第一列到最后一列电池片（10）各自的引线方向，与另一个电池组上最后一列到第一列电池片（10）各自的引线方向相同；

当这两个电池组是纵向并排布置时，其中一个电池组上第一列到最后一列电池片（10）的引线方向，与另一个电池组上第一列到最后一列电池片（10）的引线方向相反。

5.如权利要求2所述太阳能电池组件，其特征在于，

一个所述的电池组，是串联该电池组中各行电池片（10）形成的，每一行中的多个电池片（10）相互串联；

该阵列中每一行电池片（10）设置有一个正极引线和一个负极引线；所述正极引线和负极引线分别是由该行电池片（10）中位于第一列及最后一列的电池片（10）的相应电极上引出的；

相邻两行电池片（10）的正极引线和负极引线在同一个安装平面的横向上反向布置，使每一行电池片（10）的正极引线与相邻一行电池片（10）上与之同方向的负极引线的位置相互靠近，并且电性连接。

6.如权利要求5所述太阳能电池组件，其特征在于，

当这两个电池组是纵向并排布置时，其中一个电池组上第一行到最后一行电池片（10）的引线方向，与另一个电池组上最后一行到第一行电池片（10）各自的引线方向相同；

当这两个电池组是横向并排布置时，其中一个电池组上第一行到最后一行电池片（10）的引线方向，与另一个电池组上第一行到最后一行电池片（10）各自的引线方向相反。

7.如权利要求1或2或4或6所述太阳能电池组件，其特征在于，

所述安装基板的周边设置有封装该电池组件用的一个边框（30）；

所述隔离二极管（20）设置在所述安装基板外的一个接线盒内。

8.如权利要求7所述太阳能电池组件，其特征在于，

所述电池组件包含4个呈田字形布置的电池组，其中，第一电池组（I）与第二电池组（II）横向排布在安装基板的上半部分，第三电池组（III）与第四电池组（IV）横向排布在同一个安装基板的下半部分；

并且，第一、第二电池组（I、II），第三、第四电池组（III、IV），分别以该安装基板纵向的中心线对称布置；第一、第三电池组（I、III），第二、第四电池组（II、IV），分别以该安装基板横向的中心线对称布置。

9.如权利要求8所述太阳能电池组件，其特征在于，

第一和第四电池组（I、IV）中，第一列、第三列电池片的正极引线朝下负极引线朝上；第二列、第四列电池片的正极引线朝上负极引线朝下；

第二和第三电池组（II、III）中，第一列、第三列电池片的正极引线朝上负极引线朝下；第二列、第四列电池片的正极引线朝下负极引线朝上。

10.如权利要求9所述太阳能电池组件，其特征在于，

第一电池组（I）上第四列第九行电池片（C_I49）的负极，第二电池组（II）上第一列第九行电池片（C_II19）的负极，第三电池组（III）上第四列第一行电池片（C_III41）的负极，第四电池组（IV）上第一行第一列电池片（C_IV11）的负极，分别作为其所在电池组的负极在所述安装基板的中间位置集中，并在电性连接后一起引出至接线盒；

第一电池组（I）上第一行第九列电池片（C_I19）的正极，第二电池组（II）上第四列第九行电池片（C_II49）的正极，第三电池组（III）上第一行第一列电池片（C_III11）的正极，第四电池组（IV）上第四行第一列电池片（C_IV41）的正极，分别作为其所在电池组的正极，分别引出至所述接线盒并各自与隔离二极管连接。