CN204304914U - 耐热斑光伏组件 - Google Patents
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Abstract
一种耐热斑光伏组件，包括排成阵列的电池片，每列电池片串连成一个电池串，每两串电池串连接一个半导体器件，各半导体器件串连后接入光伏组件背面的接线盒。本实用新型将传统接线盒改为内置的半导体器件，每两串电池片连接一个半导体器件，两端的半导体器件分别有两根连接线接到组件外面，与相邻的组件串联。此半导体器件使半导体芯片在电池片被遮挡时不发生反偏，既不会产生热斑，也不会使遮挡的电池串电压降低过多，同时电流还可以被提升至遮挡前的数值，最终保证较高的功率输出，所以此半导体器件具有优化组件的发电功率和提升系统安全性能的优势。
Description
技术领域
本实用新型涉及太阳能光伏系统，尤其涉及一种耐热斑光伏组件。
背景技术
太阳能光伏系统逐渐推广应用于建筑物屋顶，但是由于屋顶结构和面积所限制，电池片或多或少会被其他建筑物体或云层、灰尘等遮蔽以及自身匹配问题，很容易出现热斑现象，若热斑的温度超过一定极限，将会使电池片上的焊点融化并损坏栅线，从而导致整个光伏阵列发电功率急剧下降甚至系统的损坏。为了保证太阳能系统的高发电量和用户的安全性，需要考虑如何提高发电功率和避免热斑的产生。目前由于光伏组件和接线盒传统设计以及技术的问题，仍然无法彻底解决热斑带来的安全隐患。
传统接线盒中有二极管，每个二极管并联一串电池片，当其中一串电池片出现失配或是遮挡问题时，二极管在一定程度上会旁路掉此串电池，但是最终导致整个组件减少一串电池的发电量，而且被旁路的电池串中，失配电池仍然消耗此串中其他电池的电量，导致自身热量提升，长时间的热量集聚，将导致组件燃烧；另外由于接线盒的设计和技术的问题，在户外环境中，光伏组件的背板温度，可能达到70～80度，再加上接线盒里的二极管工作后，结温可能升至200度，将会迅速提升接线盒内部温度，从而导致盒体材料以及内部结构的变形与损坏，严重时甚至导致组件损坏。
目前全球绝大多数的光伏组件都采用了这种旁路隔离保护技术，这种电池板旁路保护技术的优点是原理简单、制造方便、成本低，缺点是如果个别电池板发生“热斑效应”而二极管旁路隔离保护起作用，在该阵列上的其他光伏板会因为这块电池板而受“牵连”，使整个阵列同其他串发生失配，而大大降低了光伏电站的发电效率。
实用新型内容
本发明的目的：提升光伏系统的光电转化效率，即使是光伏组件在被遮挡或是电池片失的配情况下，仍能够最大化输出功率，消除热斑现象，最终达到提高系统的整体发电量和保证光伏系统安全性的目的。
本发明的另一个目的：能提高系统在屋顶的安装密度，充分利用屋顶的空间，同时减少支架、电缆、逆变器等材料的成本以及施工的人工成本。
为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案是：一种耐热斑光伏组件，包括排成阵列的电池片，每列电池片串连成一个电池串，每两串电池串连接一个半导体器件，各半导体器件串连后接入光伏组件背面的接线盒。
所述电池片包括单晶硅电池片、多晶硅电池片、薄膜电池片或聚光太阳电池片。
所述半导体器件为半导体芯片。
本发明将传统接线盒改为内置的半导体器件，每两串电池片连接一个半导体器件，两端的半导体器件分别有两根连接线接到组件外面，与相邻的组件串联。此半导体器件使半导体芯片在电池片被遮挡时不发生反偏，既不会产生热斑，也不会使遮挡的电池串电压降低过多，同时电流还可以被提升至遮挡前的数值，最终保证较高的功率输出，所以此半导体器件具有优化组件的发电功率和提升系统安全性能的优势。
附图说明
图1为耐热斑组件的正面示意图；
图2为耐热斑组件的背面示意图。
图中所示：1半导体器件；2电池片；3焊带；4玻璃；5汇流条，6接线盒；7背板。
具体实施方式
配合参见图1、图2，本发明的耐热斑光伏组件，包括排成阵列的电池片2，每列电池片串连成一个电池串，每两串电池串连接一个半导体器件1，各半导体器件串连后接入光伏组件背面的接线盒6。
本发明的耐热斑光伏组件的制作方法和操作步骤结合附图说明如下：
(1)首先将半导体器件1使用汇流条5焊接起来，以备与电池串相连。
(2)将电池片2按功率进行测试分档，以保证每一个组件中的电池片是同一功率档，避免电流失配效应。
(3)采用人工焊接的方法，用焊带3将第一片电池的负极与第二片电池片的正极相连，完成6片电池为一串的电池串，共完成10串电池片。10串电池片完成后准备下一步的叠层工序。
(4)叠层前先铺设3.2mm厚的钢化镀膜玻璃4，镀膜面朝下，然后在玻璃上面铺设0.45mm厚度透明的EVA薄膜，再将电池串放在上面，背面朝上，使用汇流条将10串电池片汇流起来，完成60片电池的串联，其中每2串电池连接一个半导体器件，按图1所示连接，共需5个半导体器件，每一个半导体器件可以优化两串电池的功率，两端留出引出线准备连接引线盒，电池片的电路连接完成后，在10个电池串背面放一张EVA薄膜，最后再把0.5mm厚的背板7放在最上面，即完成叠层工序。
(5)将上面的叠层件，进行初步检验和EL测试，确保组件内无杂物和裂片，如果有隐裂和异物，需及时取出和更换。
(6)经过初步检验的叠层件放入层压机内层压，层压温度为145-152℃，层压时间为8-12min，层压过程中，EVA完成交联反应，同时组件中的气泡被抽出，使电池片密闭封装在玻璃和背板之间。
(7)层压完成后，需等层压件温度降下来，装上铝合金边框，边框和层压件之间采用硅胶粘结，目的是为了使组件四周密封不易被水汽侵入，同时达到一定的机械性能，保护组件的四周不易破损。待硅胶固化完成，进行引线盒6的连接，即完成组件的制作。
(8)上述制作完成的光伏组件，进行IV电性能测试，并对组件进行分档包装。
(9)将此方案中的耐热斑光伏组件进行热斑耐久试验，确保组件的耐热斑性能。
(10)将此方案中的耐热斑光伏组件放入环境箱内进行耐候性实验，确保组件中的内置芯片具有抗高低温变化、抗湿、抗紫外等各种环境的影响。
(11)将此方案中的耐热斑光伏组件安装在光伏系统上，与普通光伏组件一起进行发电量的对比，确保组件具有功率优化性能。
Claims (3)
1.一种耐热斑光伏组件，其特征在于，包括排成阵列的电池片，每列电池片串连成一个电池串，每两串电池串连接一个半导体器件，各半导体器件串连后接入光伏组件背面的接线盒。
2.根据权利要求1所述的耐热斑光伏组件，其特征在于，所述电池片包括单晶硅电池片、多晶硅电池片、薄膜电池片或聚光太阳电池片。
3.根据权利要求1所述的耐热斑光伏组件，其特征在于，所述半导体器件为半导体芯片。
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN107395112A (zh) * | 2015-10-16 | 2017-11-24 | 马人欢 | 新洁净光伏板的防止热斑效应方法 |
| CN109244187A (zh) * | 2018-09-21 | 2019-01-18 | 北京恒信卓元科技有限公司 | 一种高可靠光伏组件的制造方法 |
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2014
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Cited By (3)
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|---|---|---|---|---|
| CN107395112A (zh) * | 2015-10-16 | 2017-11-24 | 马人欢 | 新洁净光伏板的防止热斑效应方法 |
| CN107395112B (zh) * | 2015-10-16 | 2019-12-03 | 周盈裕 | 新洁净光伏板的防止热斑效应方法 |
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