CN206401330U - 一种双面发电光伏组件及光伏发电系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种双面发电光伏组件及光伏发电系统，该双面发电光伏组件包括：前板、太阳能电池组、背板以及边框，边框包围前板、太阳能电池组以及背板构成的层结构；其中，太阳能电池组包括：至少一条由多个双面发电太阳能电池串联连接构成的双面电池串，以及至少一条由多个单面发电太阳能电池串联连接构成的单面电池串；双面电池串设置在未被边框遮挡的位置，单面电池串设置在边框的边缘处。本实用新型实施例提供的双面发电光伏组件，避免了由边框遮挡背面的双面发电太阳能电池导致的电流短板效应，从而大幅提高双面发电光伏组件的发电能力，并且在边框边缘处设置单面发电太阳能电池，节约了成本。

Description

一种双面发电光伏组件及光伏发电系统

技术领域

本实用新型涉及太阳能电池技术领域，尤指一种双面发电光伏组件及光伏发电系统。

背景技术

近年来众多公司推出了双面发电太阳能电池，这种新型的太阳能电池两面可以同时发电，从而有效提高发电功率。这种新型的双面发电太阳能电池可以比相同标称功率的常规组件多发高达25％以上的电力。双面太阳电池通常采用双面玻璃封装成双玻光伏组件，即由两片玻璃把太阳电池片组成夹层，太阳能电池片之间由焊带串、并联汇集到引线端所形成的光伏电池组件。由于与背面高分子材料相比，玻璃透水率极低，双玻光伏组件解决了很多实际光伏电站中出现的可靠性问题：如封装胶(EVA)树脂遇水即开始分解，其分解产物与不合理添加剂腐蚀光伏电池上的银栅线、汇流带等，使组件发生电位诱发衰减(PID)现象、以及蜗牛纹问题、进而导致发电效率逐年下降。双玻组件为一些近水的光伏发电项目，比如鱼光互补、滩涂电站、农业温室等提供了很好的解决方案。

双面发电光伏组件采用双层玻璃封装，正反两面都可以接收太阳光转化成电能。如图1所示，为了便于安装以及增加组件的承载能力，双面发电光伏组件需要在边缘安装边框20，边框20的材质一般采用铝型材。但是，双面发电光伏组件不同于常规单面光伏组件，在实际使用过程中，会出现铝型材遮挡背面的边缘电池，图1中平行箭头表示太阳光入射的方向，光伏组件背面的太阳能电池利用太阳光的反射光进行发电，为了保证光伏组件的承重能力，边框20的厚度H一般在35mm～40mm之间，并且边框20的背面边缘宽度L₂要大于正面边缘宽度L₁，因而导致位于边框20背面边缘处的光线被遮挡。而被遮挡的太阳能电池片产生的发电电流会小于正常工作的太阳能电池片，而在组件内部所有太阳能电池片是串联在一起的，这样就会产生电池匹配的短板效应，使得组件的发电电流等同于最低电池片电流，从而组件的输出功率降低，导致整个光伏组件的发电能力受到边框的遮挡而有所下降。

实用新型内容

本实用新型实施例提供一种双面发电光伏组件及光伏发电系统，用以解决现有技术中存在的由于边框遮挡背面的双面发电太阳能电池，导致整个光伏组件的发电能力下降的问题。

本实用新型实施例提供了一种双面发电光伏组件，包括：前板、太阳能电池组、背板以及边框，所述边框包围所述前板、所述太阳能电池组以及所述背板构成的层结构；其中，

所述太阳能电池组包括：至少一条由多个双面发电太阳能电池串联连接构成的双面电池串，以及至少一条由多个单面发电太阳能电池串联连接构成的单面电池串；所述双面电池串设置在未被所述边框遮挡的位置，所述单面电池串设置在所述边框的边缘处。

在一种可能的实现方式中，在本实用新型实施例提供的上述双面发电光伏组件中，所述单面电池串中，各所述单面发电太阳能电池面向所述前板的一面为入光面。

在一种可能的实现方式中，在本实用新型实施例提供的上述双面发电光伏组件中，所述单面电池串中的所述单面发电太阳能电池沿着平行于所述边框的方向依次设置；所述双面电池串中的所述双面发电太阳能电池沿着与所述单面电池串延伸方向平行的方向依次设置。

在一种可能的实现方式中，在本实用新型实施例提供的上述双面发电光伏组件中，各所述双面电池串通过串联或并联的方式输出电量，且任意串联电路上的电流均匹配；各所述单面电池串通过串联或并联的方式输出电量，且任意串联电路上的电流均匹配。

在一种可能的实现方式中，在本实用新型实施例提供的上述双面发电光伏组件中，每条双面电池串中，各所述双面发电太阳能电池发电产生的电流相同；

每条单面电池串中，各所述单面发电太阳能电池发电产生的电流相同。

在一种可能的实现方式中，在本实用新型实施例提供的上述双面发电光伏组件中，每条双面电池串中，各所述双面发电太阳能电池单位面积的发电量相同，且发电面积相同；

每条单面电池串中，各所述单面发电太阳能电池单位面积的发电量相同，且发电面积相同。

在一种可能的实现方式中，在本实用新型实施例提供的上述双面发电光伏组件中，所述太阳能电池组包括两条串联连接的单面电池串；

两条所述单面电池串位于所述边框相对的两侧。

在一种可能的实现方式中，在本实用新型实施例提供的上述双面发电光伏组件中，各所述双面电池串以及各所述单面电池串分别连接至不同的接线盒。

在一种可能的实现方式中，在本实用新型实施例提供的上述双面发电光伏组件中，串联后的各所述双面电池串与串联后的各所述单面电池串并联后，连接至同一个接线盒。

在一种可能的实现方式中，在本实用新型实施例提供的上述双面发电光伏组件中，所述双面发电太阳能电池为P型或N型晶硅电池片；所述单面发电太阳能电池为P型或N型晶硅电池片。

本实用新型实施例还提供了一种光伏发电系统，包括上述双面发电光伏组件。

本实用新型有益效果如下：

本实用新型实施例提供了一种双面发电光伏组件及光伏发电系统，该双面发电光伏组件包括：前板、太阳能电池组、背板以及边框，边框包围前板、太阳能电池组以及背板构成的层结构；其中，太阳能电池组包括：至少一条由多个双面发电太阳能电池串联连接构成的双面电池串，以及至少一条由多个单面发电太阳能电池串联连接构成的单面电池串；双面电池串设置在未被边框遮挡的位置，单面电池串设置在边框的边缘处。本实用新型实施例提供的双面发电光伏组件，通过改变太阳能电池组中电池片的布局方式，将双面电池串设置在未被边框遮挡的位置，将单面电池串设置在边框的边缘处，即使位于边框边缘处的单面电池串被边框遮挡，也不会影响单面电池串的发电量，避免了由边框遮挡背面的双面发电太阳能电池导致的电流短板效应，从而大幅提高双面发电光伏组件的发电能力，并且在边框边缘处设置单面发电太阳能电池，相比于现有技术中所有的电池片都是双面发电太阳能电池，节约了成本。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的双面发电光伏组件的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的双面发电光伏组件的平面图之一；

图3为本实用新型实施例提供的双面发电光伏组件的平面图之二。

具体实施方式

针对现有技术中存在的由于边框遮挡背面的双面发电太阳能电池，导致整个光伏组件的发电能力下降的问题，本实用新型实施例提供了一种双面发电光伏组件及光伏发电系统。

下面结合附图，对本实用新型实施例提供的双面发电光伏组件及光伏发电系统的具体实施方式进行详细地说明。附图中各部分的大小和形状不反映真实比例，目的只是示意说明本实用新型内容。

本实用新型提供了一种双面发电光伏组件，如图1、图2和图3所示，包括：前板11、太阳能电池组13、背板12以及边框20，边框20包围前板11、太阳能电池组13以及背板12构成的层结构；其中，

太阳能电池组13包括：至少一条由多个双面发电太阳能电池1311串联连接构成的双面电池串131，以及至少一条由多个单面发电太阳能电池1321串联连接构成的单面电池串132；双面电池串131设置在未被边框20遮挡的位置，单面池串132设置在边框20的边缘处。

本实用新型实施例提供的双面发电光伏组件，通过改变太阳能电池组13中电池片的布局方式，将双面电池串131设置在未被边框20遮挡的位置，将单面电池串132设置在边框20的边缘处，即使位于边框20边缘处的单面电池串132被边框20遮挡，也不会影响单面电池串132的发电量，避免了由边框遮挡背面的双面发电太阳能电池导致的电流短板效应，从而大幅提高双面发电光伏组件的发电能力，并且在边框20边缘处设置单面发电太阳能电池1321，相比于现有技术中所有的电池片都是双面发电太阳能电池1311，节约了成本。

上述电流短板效应，指的是一个串联电路中的各个太阳能电池产生的电流不同时，该串联电路的总电流为其中最低的电流。

在实际应用中，将单面电池串132设置在边框20的边缘处，存在两种情况：一种情况为，单面电池串132面向前板11的一面为入光面，则一般入光面不会被边框20遮挡，即使背面有可能被边框20遮挡，也不会影响单面电池串132发电；另一种情况为，单面电池串面132向背板12的一面为入光面，则入光面有可能被边框20遮挡，这样会导致被遮挡的该条单面电池串132的发电电路减小，但不会影响双面电池串131的发电电流。

在实际应用中，在上述太阳能电池组与前板之间，以及太阳能电池组与背板之间，还设置封装胶，封装胶用于将太阳能电池组与前板或背板进行粘合。

具体地，本实用新型提供的上述双面发电光伏组件中，单面电池串132中，各单面发电太阳能电池1321面向前板11的一面为入光面。

单面电池串132中，将各单面发电太阳能电池1321面向前板11的一面作为入光面，相比于将各单面发电太阳能电池1321面向背板13的一面作为入光面，入光量更大，从而进一步增强了双面发电光伏组件的发电能力。

参照图2和图3，本实用新型提供的上述双面发电光伏组件中，单面电池串132中的单面发电太阳能电池1321沿着平行于边框20的方向依次设置；双面电池串131中的双面发电太阳能电池1311沿着与单面电池串132延伸方向平行的方向依次设置。该布局方式，是本实用新型实施例的优选实施方式，在实际应用时，也可以采用其他布局方式，此处不做限定。

进一步地，本实用新型提供的上述双面发电光伏组件中，各双面电池串131通过串联或并联的方式输出电量，且任意串联电路上的电流均匹配；各单面电池串132通过串联或并联的方式输出电量，且任意串联电路上的电流均匹配。

上述任意串联电路上的电流均匹配，指的是在任意双面(或单面)电池串中每个双面(或单面)发电太阳能电池发电产生的电流相同，例如双面电池串中每个双面发电太阳能电池产生的电流相同，则该双面电池串上的电流匹配。在实际应用中，若一个双面(或单面)电池串中的每个双面(或单面)发电太阳能电池的发电面积相同，且单位面积的发电量相同，则认为该双面(或单面)电池串中每个双面(或单面)发电太阳能电池发电产生的电流相同。

各双面(或单面)电池串通过串联或并联的方式输出电量，且任意串联电路上的电流均匹配，保证了输出电量不会产生电流短板效应，提高了双面光伏组件的发电效率。

更进一步地，本实用新型提供的上述双面发电光伏组件中，每条双面电池串131中，各双面发电太阳能电池1311发电产生的电流相同；

每条单面电池串132中，各单面发电太阳能电池1321发电产生的电流相同。

在每条双面电池串131中，设置各双面发电太阳能电池1311发电产生的电流相同，保证了每条双面电池串131的电流匹配，避免由于其中个别的双面发电太阳能电池1311发电产生的电流较小，而产生电流短板效应，导致整条双面电池串131的电流降低。同样的道理，在每条单面电池串132中，设置各单面发电太阳能电池1321发电产生的电流相同，也可以避免产生电流短板效应。

更进一步地，为了使每条电池串中，各太阳能电池产生的电流相同，可以按以下方式设置：

每条双面电池串131中，各双面发电太阳能电池1311单位面积的发电量相同，且发电面积相同；

每条单面电池串132中，各单面发电太阳能电池1321单位面积的发电量相同，且发电面积相同。

在每条双面电池串131中，如果各双面发电太阳能电池1311单位面积的发电量相同，则可以设置各双面发电太阳能电池1311的发电面积相同，就可以保证每个双面发电太阳能电池1311产生的电流相同。同样的道理，在每条单面电池串132中，若干各单面发电太阳能电池1321单位面积的发电量相同，则可以设置各单面发电太阳能电池1321的发电面积相同，以保证各单面发电太阳能电池1321产生的电流相同。

在实际应用时，为了方便生产，也可以直接设置太阳能电池组中所有双面发电太阳能电池发电产生的电流相同，所有单面发电太阳能电池产生的电流相同。进一步地，也可以设置所有双面发电太阳能电池单位面积的发电量相同，且发电面积相同，所有单面发电太阳能电池单位面积的发电量相同，且发电面积相同。在实际应用中，为了使每条双面(或单面)电池串中，各双面(或单面)发电太阳能电池产生的电流相同，每条双面(或单面)电池串中的各双面(或单面)发电太阳能电池的发电面积也可以设置为不同，可以通过改变各个双面(或单面)发电太阳能电池单位面积的发电量来调节，上述将双面(或单面)发电太阳能电池设置为发电面积相同，是本实用新型的优选实施方式，此处并不对双面(或单面)发电太阳能电池的发电面积进行限定。

具体地，本实用新型实施例提供的上述双面发电光伏组件中，如图2所示，太阳能电池组13包括两条串联连接的单面电池串132；

两条单面电池串132位于边框20相对的两侧。

参照图2，一般边框20具有四个侧边，可以在四个侧边的边缘处均设置单面发电太阳能电池1321，以使光伏组件的利用率较高，但在实际应用中，通常将边框20的边长较短的两个侧边(即图2中边框20的上侧和下侧)预留出来，用于设置用于将各个太阳能电池片产生的电量进行输出的汇流条。图2和图3中的虚线框A表示边框20的背面边缘，一般被边框20遮挡的区域除了图中虚线框A至边框20侧边的区域外，还包括虚线框A向内延伸的部分区域，这是因为光伏组件背面的入射光线一般来自地面反射的光线，这些光线与背面的入光面存在一定的夹角，所以被边框20遮挡的区域会大于虚线框A至边框侧边的区域。一般单面电池串132可以设置在被边框20部分遮挡的位置，虽然单面电池串132背面被遮挡，但是并不影响单面电池串132的发电量，相比于在边框20的边缘设置双面电池串131，一方面避免了对发电量的影响，另一方面节约了成本。

在实际应用中，如图3所示，上述太阳能电池组13中也可以只包含一条单面电池串132，该单面电池串132可以设置在边框20的任意一侧，图3中以该单面电池串132设置在边框20的右侧进行示意，当然，也可以将该单面电池串132设置在边框20的左侧、上侧或下侧，此处并不对单面电池串132的数量及位置进行限定。

参照图2和图3，在具体实施时，一般将双面电池串131设置在未被边框20遮挡的位置，即远离边框20边缘的位置，并且可以将各双面电池串131并排设置，在整体上所有的双面发电太阳能电池1311呈阵列排布，图2和图3中以四条双面电池串131为例进行示意，是本实用新型的优选实施方式，并不对双面电池串131的数量进行限定。将双面电池串131设置在不被边框20遮挡的位置，使得双面电池串131不会因光照不均匀出现不同位置的双面发电太阳能电池1311之间产生电流不一致的现象，从而使双面发电光伏组件整体的发电功率提高。

在具体实施时，各双面电池串131与各单面电池串132之间可以通过多种连接方式将产生的发电电流输出，具体包括：

方式一：各双面电池串131以及各单面电池串132分别连接至不同的接线盒。

方式二：各双面电池串131串联后连接至第一接线盒；

各单面电池串132串联后连接至第二接线盒。

如图2所示，方式二中，将所有的双面电池串131串联到一起，以及将所有的单面电池串132串联到一起，从而防止单面发电太阳能电池1321与双面发电太阳能电池1311的电流不一致，而影响整个双面发电光伏组件的发电量，最大程度的保证了任意串联电路上的电流匹配，提高了双面发电光伏组件的发电功率。

方式三：串联后的各双面电池串131与串联后的各单面电池串132并联后，连接至同一个接线盒。

方式三的设置，将串联后的各双面电池串131与串联后的各单面电池串132并联，虽然双面电池串131和单面电池串132发电产生的电流有可能会不匹配，但由于是并联的连接方式，不会产生电流短板效应，从而不会影响整个双面发电光伏组件的发电量。具体的连接方式为：各单面电池串132通过汇流条串联后引出，正极输出端子与双面电池串131的正极输出端子并联，单面电池串132的负极输出端子与双面电池串131的负极输出端子并联，并联后与同一个接线盒连接。

方式四：单面发电太阳能电池1321与双面发电太阳能电池1311产生的电流相同，各双面电池串131与各单面电池串132串联后，连接至同一个接线盒。

具体地，上述方式四中，通过改变双面(或单面)太阳能电池的面积，使单面发电太阳能电池1321与双面发电太阳能电池1311产生的电流相同。具体可以按如下设置：

双面发电太阳能电池1311单位面积的发电量为单面发电太阳能电池1321单位面积的发电量的n倍，单面发电太阳能电池1321的发电面积为双面发电太阳能电池1311的发电面积的1/n倍。

双面发电太阳能电池1311是一种正面和反面都可以接受光照而产生电流的器件，双面发电太阳能电池1311由于背面也可以发电，通常比相同标称功率的单面发电太阳能电池1321的发电量多25％以上，也就是说，双面发电太阳能电池1311单位面积的发电量大约为单面发电太阳能电池1321单位面积的发电量的1.25倍以上。

方式四中，通过设置单面发电太阳能电池1321与双面发电太阳能电池1311产生的电流相同，可以设置所有的双面电池串131与所有的单面电池串132串联，连接方式简单，并且不会发生电流短板效应，也不会影响整个双面发电光伏组件的发电量。

在具体实施时，本实用新型提供的，双面发电太阳能电池1311为P型或N型晶硅电池片；单面发电太阳能电池1321为P型或N型晶硅电池片。

基于同一发明构思，本实用新型实施例还提供了一种光伏发电系统，包括上述双面发电光伏组件。由于该光伏发电系统解决问题的原理与上述双面发电光伏组件相似，因此该光伏发电系统的实施可以参见上述双面发电光伏组件的实施，重复之处不再赘述。

本实用新型实施例提供的双面发电光伏组件及光伏发电系统，通过改变太阳能电池组中电池片的布局方式，将双面电池串设置在未被边框遮挡的位置，将单面电池串设置在边框的边缘处，即使位于边框边缘处的单面电池串被边框遮挡，也不会影响单面电池串的发电量，避免了由于边框遮挡背面的双面发电太阳能电池导致的电流短板效应，从而大幅提高双面发电光伏组件的发电能力，并且在边框边缘处设置单面发电太阳能电池，相比于现有技术中所有的电池片都是双面发电太阳能电池，节约了成本。

显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (11)

1.一种双面发电光伏组件，其特征在于，包括：前板、太阳能电池组、背板以及边框，所述边框包围所述前板、所述太阳能电池组以及所述背板构成的层结构；其中，

所述太阳能电池组包括：至少一条由多个双面发电太阳能电池串联连接构成的双面电池串，以及至少一条由多个单面发电太阳能电池串联连接构成的单面电池串；所述双面电池串设置在未被所述边框遮挡的位置，所述单面电池串设置在所述边框的边缘处。

2.如权利要求1所述的双面发电光伏组件，其特征在于，所述单面电池串中，各所述单面发电太阳能电池面向所述前板的一面为入光面。

3.如权利要求1所述的双面发电光伏组件，其特征在于，所述单面电池串中的所述单面发电太阳能电池沿着平行于所述边框的方向依次设置；所述双面电池串中的所述双面发电太阳能电池沿着与所述单面电池串延伸方向平行的方向依次设置。

4.如权利要求1所述的双面发电光伏组件，其特征在于，各所述双面电池串通过串联或并联的方式输出电量，且任意串联电路上的电流均匹配；各所述单面电池串通过串联或并联的方式输出电量，且任意串联电路上的电流均匹配。

5.如权利要求4所述的双面发电光伏组件，其特征在于，每条双面电池串中，各所述双面发电太阳能电池发电产生的电流相同；

每条单面电池串中，各所述单面发电太阳能电池发电产生的电流相同。

6.如权利要求5所述的双面发电光伏组件，其特征在于，每条双面电池串中，各所述双面发电太阳能电池单位面积的发电量相同，且发电面积相同；

每条单面电池串中，各所述单面发电太阳能电池单位面积的发电量相同，且发电面积相同。

7.如权利要求1所述的双面发电光伏组件，其特征在于，所述太阳能电池组包括两条串联连接的单面电池串；

两条所述单面电池串位于所述边框相对的两侧。

8.如权利要求1所述的双面发电光伏组件，其特征在于，各所述双面电池串以及各所述单面电池串分别连接至不同的接线盒。

9.如权利要求1所述的双面发电光伏组件，其特征在于，串联后的各所述双面电池串与串联后的各所述单面电池串并联后，连接至同一个接线盒。

10.如权利要求1-9任一项所述的双面发电光伏组件，其特征在于，所述双面发电太阳能电池为P型或N型晶硅电池片；所述单面发电太阳能电池为P型或N型晶硅电池片。

11.一种光伏发电系统，其特征在于，包括如权利要求1-10任一项所述的双面发电光伏组件。