CN206259375U - 一种晶硅电池光伏组件的电路结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种晶硅电池光伏组件的电路结构，包括两组电池串组，每组电池串组包括多列并排排列的电池串，相邻的两列电池串通过汇流条串联连接；在电池串组中的n列和n+1列电池串通过引出线引出，n为奇数，并在引出的两根引出线之间串联设置旁路二极管，所述旁路二极管的正极连接n列电池串负极，旁路二极管的负极连接n+1列电池串正极；所有旁路二极管串联连接；两组电池串组以串联连接的旁路二极管为中轴线呈完全镜像对称布置。在本电路结构中采用串并联回路能解决高电压、低电流的问题，同时有效的降低电学损失，降低光伏组件的封装损失。

Description

一种晶硅电池光伏组件的电路结构

技术领域

本实用新型涉及一种晶硅电池光伏组件的电路结构，具体地说是一种新型的晶硅电池光伏组件的电池片串并联电路结构。

背景技术

随着全球性能源危机日益严重，人们迫切希望可以找到一种可持续发展的清洁能源。太阳能作为一种取之不尽的天然能源，日益受到世界各国的关注。太阳能光伏发电系统是利用太阳能发展的主要形式之一。而晶硅太阳能光伏组件是太阳能光伏发电系统中非常重要的组成部分，其成本最高，技术难度最大。

在晶硅太阳能电池产业链当中，太阳能电池组件是太阳能电池生产中的关键。太阳能电池组件主要将多晶硅芯片（电池片）进行焊接，封装，将电压很小的电池片经过串并联，形成12V 或24V的直流电源输出。太阳能光伏组件的电气回路结构方式有决定了其主要的关键性能和质量。目前高效、低成本为光伏组件的发展方向，为了提高光伏组件的效率，同时降低光伏组件的成本，通过降低光伏组件内部的电学损失，增加光伏组件的光学增益提高光伏组件的功率，降低光伏组件的单瓦成本及度电成本。现有的晶硅电池光伏组件内部的电池片间的电气连接全部为串联结构（如图1所示），存在电压高，电流低的问题，且由于是串联回路，电学损失较大，导致电池片经组件封装后功率出现损失的现象。同时在光伏电站系统电压目前一般为1000V，由于是串联回路使得电池组件串联数量较少，导致电站的度电成本较高。

实用新型内容

本实用新型的目的是对晶硅电池光伏组件内部的电池片的电气回路进行优化，提供一种晶硅电池光伏组件的电路结构，本电路结构中使用串并联回路代替原有的单纯的串联回路，解决高电压、低电流的问题，同时有效的降低电学损失，降低光伏组件的封装损失。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为，一种晶硅电池光伏组件的电路结构，包括两组电池串组、旁路二极管、正极接线柱和负极接线柱，每组电池串组包括多列并排排列的电池串，每列电池串中的相邻电池片通过互联条串联连接，相邻的两列电池串通过汇流条串联连接；位于两组电池串组最外侧的电池串的正极引出连接正极接线柱，而位于两组电池串组最外侧的电池串的负极引出连接负极接线柱，在电池串组中的n列和n+1列电池串通过引出线引出，n为奇数，并在引出的两根引出线之间串联设置旁路二极管，所述旁路二极管的正极连接n列电池串负极，旁路二极管的负极连接n+1列电池串正极；两组电池串组以串联连接的旁路二极管为中轴线呈完全镜像对称布置。

作为本实用新型的一种改进，每列电池串是由两个以上功率、工作电流相同或相近的电池片按照N-P-N-P…或者P-N-P-N…的顺序间隔排列组成，相邻两个电池片的正面电极栅线与正面电极栅线之间由互联条焊接连接，相邻两个电池片的背面电极栅线与背面电极栅线之间由互联条焊接连接。

作为本实用新型的一种改进， 所述两组电池串组中的电池片均采用行数小于列数的横向排版方式，在n列和n+1列的电池串之间并联设置旁路二极管，n列和n+1列的电池串共用一个旁路二极管，n为奇数，所有并联在相邻两列电池串之间的旁路二极管串联连接。

作为本实用新型的一种改进， 所述两组电池串组的电池片总数量为偶数片，每组电池串组上的电池片数量为两组电池串组的电池片总数量的1/2。

作为本实用新型的一种改进， 所述两组电池串组中呈镜像对称的两列电池串的正极与正极通过引出线串联连接，负极与负极通过引出线串联连接，所述两组电池串组中呈镜像对称的两列电池串共用同一个旁路二极管。

作为本实用新型的一种改进，所述旁路二极管的数量为3个，所述旁路二极管反向串接在正极接线柱和负极接线柱之间。

相对于现有技术，本实用新型的优点如下：本晶硅电池光伏组件的电路结构整体结构设计巧妙，通过对现有光伏组件的内部电气结构的优化，由原有电池片的串联连接结构，变更为串、并联结构，在减少电学损耗的前提下，有效的提高组件的效率，降低组件的输出电压，从而增加光伏发电系统端的组件组串的组件数量，降低组件安装成本，降低光伏发电的度电成本。同时，由于电池片使用了串并联结构，有效减小电池尺寸，有效的减少电流，从而有效的降低了组件内部的电学损失，提升组件的效率；并在组件电池片尺寸变化后经过并联与串联的电气连接，确保输出的电压与电流与原常规电池组件电压保持一致。同时考虑到电气失配等问题，并联的回路是完全镜像对称，从而解决了并联后出现电流失配导致的功率损失。

附图说明

图1为现有晶硅电池光伏组件的电路电气连接图。

图2为本实用新型实施例的电路连接结构示意图。

图中：1-电池片，2-互联条，3-汇流条，4-电池串，5-旁路二极管，6-正极接线柱，7-负极接线柱，8-A组电池串组，9-B组电池串组，10-引出线，11-电池串正极，12-电池串负极。

具体实施方式

为了加深对本实用新型的理解和认识，下面结合附图对本实用新型作进一步描述和介绍。

实施例1：如图2所示，一种晶硅电池光伏组件的电路结构，包括A组电池串组8和B组电池串组9两组电池串组、旁路二极管5、正极接线柱6和负极接线柱7，每组电池串组包括多列并排排列的电池串4，每列电池串4中的相邻电池片1通过互联条2串联连接，相邻的两列电池串4通过汇流条3串联连接；位于两组电池串组最外侧的电池串4的正极11引出连接正极接线柱6，而位于两组电池串组最外侧的电池串4的负极12引出连接负极接线柱7，在电池串组中的n列和n+1列电池串4通过引出线10引出，n为奇数，并在引出的两根引出线10之间串联设置旁路二极管5，所述旁路二极管5的正极连接n列电池串负极12，旁路二极管5的负极连接n+1列电池串正极11；所有旁路二极管5串联连接；A组和B组电池串组以串联连接的旁路二极管5为中轴线呈完全镜像对称布置。以上对常规晶硅组件的电气回路结构进行更改设计后，为了保证组件的电气可靠性的前提下，在电池片或电池串采用并联的回路，电流会成倍的减小，降低电学损耗，从而增加了组件的单位面积的输出功率及组件的效率大幅度提升。采用串、并联的电路设计，解决高电压、低电流的问题，同时有效的降低电学损失，降低组件的封装损失；也可以有效的解决系统端，在不增加系统端成本的前提下，有效的增加发电效率。此外，由于并联回路采用镜像对称结构，因此可使用与常规组件相同的接线盒的方式，无需增加或者重新开发新的接线盒。保证接线盒不会因组件内部电路结构发生变化后影响接线盒的使用寿命。

实施例2：如图2所示，作为本实用新型的一种改进，每列电池串4是由两个以上功率、工作电流相同或相近的电池片1按照N-P-N-P…或者P-N-P-N…的顺序间隔排列组成，相邻两个电池片1的正面电极栅线与正面电极栅线之间由互联条2焊接连接，相邻两个电池片1的背面电极栅线与背面电极栅线之间由互联条2焊接连接。其余结构和优点与实施例1完全相同。

实施例3：如图2所示，作为本实用新型的一种改进，所述两组电池串组中的电池片1均采用行数小于列数的横向排版方式，在n列和n+1列的电池串4之间并联设置旁路二极管5，n列和n+1列的电池串4共用一个旁路二极管5，n为奇数，所有并联在相邻两列电池串4之间的旁路二极管5串联连接。每组电池串组中与旁路二极管并联的电池片的数量减少了一半，电池板尺寸减小，当晶硅电池光伏组件发生局部热斑效应而使得对应的旁路二极管导通时，被短接的电池片的数量减少，从而使得整个晶硅电池光伏组件的输出功率也相应的减少。其余结构和优点与实施例1完全相同。

实施例4：如图2所示，作为本实用新型的一种改进，所述两组电池串组的电池片总数量为偶数片，每组电池串组上的电池片数量为两组电池串组的电池片总数量的1/2。优选的，所述两组电池串组的电池片4数量为60片，每组电池串组上的30片电池片4呈5行6列排布，n=1、3、5，在第一列和第二列电池串之间、第三列和第四列电池串之间、第五列和第六列电池串之间均并联设置有旁路二极管。共需并联3个旁路二极管，3个并联在相邻两列电池串之间的旁路二极管串联连接。每个旁路二极管与两列共10片电池片并联，当晶硅电池光伏组件发生局部热斑效应时，对应的旁路二极管导通，被短接的电池片的数量为10片，相对于现有技术中60片电池片全部串联连接的晶硅电池光伏组件，被短接的电池片的数量为20片，减少了10片，从而使整个组件的输出功率也相应减少了很多。其余结构和优点与实施例3完全相同。

实施例5：如图2所示，作为本实用新型的一种改进，所述两组电池串组中呈镜像对称的两列电池串的正极与正极通过引出线10串联连接，负极与负极也通过引出线10串联连接，所述两组电池串组中呈镜像对称的两列电池串共用同一个旁路二极管5。其余结构和优点与实施例1完全相同。

实施例6：如图2所示，作为本实用新型的一种改进，所述旁路二极管5的数量为3个，所述旁路二极管5反向串接在正极接线柱6和负极接线柱7之间。其余结构和优点与实施例4完全相同。

本实用新型还可以将实施例2、3、4、5、6所述技术特征中的至少一个与实施例1组合形成新的实施方式。

需要说明的是上述实施例，并非用来限定本实用新型的保护范围，在上述技术方案的基础上所作出的等同变换或替代均落入本实用新型权利要求所保护的范围。

本实用新型方案所公开的技术手段不仅限于上述实施方式所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。

Claims (6)

1.一种晶硅电池光伏组件的电路结构，其特征在于：包括两组电池串组、旁路二极管、正极接线柱和负极接线柱，每组电池串组包括多列并排排列的电池串，每列电池串中的相邻电池片通过互联条串联连接，相邻的两列电池串通过汇流条串联连接；位于两组电池串组最外侧的电池串的正极引出并连接正极接线柱，而位于两组电池串组最外侧的电池串的负极引出并连接负极接线柱，在电池串组中的n列和n+1列电池串通过引出线引出，n为奇数，并在引出的两根引出线之间串联设置旁路二极管，所述旁路二极管的正极连接n列电池串负极，旁路二极管的负极连接n+1列电池串正极；两组电池串组以串联连接的旁路二极管为中轴线呈完全镜像对称布置。

2.如权利要求1所述的一种晶硅电池光伏组件的电路结构，其特征在于，每列电池串是由两个以上功率、工作电流相同或相近的电池片按照N-P-N-P…或者P-N-P-N…的顺序间隔排列组成，相邻两个电池片的正面电极栅线与正面电极栅线之间由互联条焊接连接，相邻两个电池片的背面电极栅线与背面电极栅线之间由互联条焊接连接。

3.如权利要求1所述的一种晶硅电池光伏组件的电路结构，其特征在于，所述两组电池串组中的电池片均采用行数小于列数的横向排版方式，在n列和n+1列的电池串之间并联设置旁路二极管，n列和n+1列的电池串共用一个旁路二极管，n为奇数，所有并联在相邻两列电池串之间的旁路二极管串联连接。

4.如权利要求2或3所述的一种晶硅电池光伏组件的电路结构，其特征在于，所述两组电池串组的电池片总数量为偶数片，每组电池串组的电池片数量为两组电池串组的电池片总数量的1/2。

5.如权利要求4所述的一种晶硅电池光伏组件的电路结构，其特征在于，所述两组电池串组中呈镜像对称的两列电池串的正极与正极通过引出线串联连接，负极与负极通过引出线串联连接，所述两组电池串组中呈镜像对称的两列电池串共用同一个旁路二极管。

6.如权利要求5所述的一种晶硅电池光伏组件的电路结构，其特征在于，所述旁路二极管的数量为3个，所述旁路二极管反向串接在正极接线柱和负极接线柱之间。