CN210866210U - 一种光伏组件 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种光伏组件。所述光伏组件包括至少3个串联连接的电池单元组，所述电池单元组包括并联连接的两个电池单元，所述电池单元包括两个串联连接的电池串组，所述电池串组包括两个并联连接的电池串，所述电池串包括n个串联连接的电池片，9≤n≤12；两个所述电池单元均反向并联同一二极管；其中，所述电池片为由整片电池片切割而成的三分之一片电池片。本实用新型实施例提供的技术方案，达到了增大光伏组件输出功率的有益效果，且同时降低了光伏组件的热斑温度。

Description

一种光伏组件

技术领域

本实用新型实施例涉及光伏发电领域，尤其涉及一种光伏组件。

背景技术

随着光伏发电技术的不断发展，光伏组件逐渐被应用于社会生活的各个领域，备受用户青睐。

现有技术的光伏组件中采用设置二极管的方式减少热斑效应的影响，受限于二极管的反向击穿电压，每个二极管保护的电池片数量最多为24片，光伏组件的二极管数量最多为144片，在维持光伏组件的电池片连接方式以及二极管数量不变的前提下，光伏组件中的电池片数量无法继续增多，进而导致光伏组件的输出功率无法增大。另一方面，现有技术中的光伏组件的热斑温度较高。

实用新型内容

本实用新型提供一种光伏组件，以在保证二极管不会被反向击穿的前提下，提升光伏组件的输出功率，同时减小光伏组件的热斑温度。

本实用新型实施例提供了一种光伏组件，包括至少3个串联连接的电池单元组，所述电池单元组包括并联连接的两个电池单元，所述电池单元包括两个串联连接的两个电池串组，所述电池串组包括两个并联连接的电池串，所述电池串包括n个串联连接的电池片，9≤n≤12；两个所述电池单元均反向并联同一二极管；

其中，所述电池片为由整片电池片切割而成的三分之一片电池片。

本实用新型实施例提供的光伏组件包括至少3个串联连接的电池单元组，电池单元组包括并联连接的两个电池单元，电池单元包括两个串联连接的两个电池串组，电池串组包括两个并联连接的电池串，电池串包括n个串联连接的电池片，9≤n≤12；两个电池单元均反向并联同一二极管，其中，电池片为由整片电池片切割而成的三分之一片电池片，使得光伏组件中电池片的数量大于现有技术中光伏组件可设置的最多电池片数量144片，且相较于现有技术中由整片电池片切割而成的二分之一片电池片，电池片的内部功耗降低，进而达到了增大光伏组件输出功率的有益效果。此外，与任一电池片串联的电池片数量小于23片或等于23片，且电池片为由整片电池片切割而成的三分之一片电池片，相较于现有技术光伏组件中由整片电池片切割而成的二分之一片电池片，单个电池片的输出功率降低，进而在某一电池片被部分遮挡时，与其串联的其他电池片能够提供给该电池片的总输出功率降低，降低了光伏组件的热斑温度。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1是现有技术中光伏组件的电路示意图；

图2是本实用新型实施例提供的一种光伏组件的电路结构示意图；

图3是本实施例中光伏组件安装后的实际方位图；

图4是图2中光伏组件的结构示意图；

图5是本实用新型实施例提供的又一种光伏组件的电路结构示意图；

图6是图5中光伏组件的结构示意图；

图7是沿图6中虚线AB的剖面结构示意图；

图8是图5中光伏组件的又一种结构示意图。

附图标记说明

电池串-1；

串联结构-2；

并联结构-3；

二极管-4；

电池片-5；

电池单元组-100；

电池单元-120；

电池串-101；

电池串组110；

电池片-201；

二极管-300；

中心汇流条-400；

子汇流条-410；

边缘汇流条-500。

具体实施方式

为更进一步阐述本实用新型为达成预定实用新型目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本实用新型提出的一种光伏组件的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。

本实用新型实施例提供了一种光伏组件，包括至少3个串联连接的电池单元组，所述电池单元组包括并联连接的两个电池单元，所述电池单元包括两个串联连接的两个电池串组，所述电池串组包括两个并联连接的电池串，所述电池串包括n个串联连接的电池片，9≤n≤12；两个所述电池单元均反向并联同一二极管；

其中，所述电池片为由整片电池片切割而成的三分之一片电池片。

本实用新型实施例提供的光伏组件包括至少3个串联连接的电池单元组，电池单元组包括并联连接的两个电池单元，电池单元包括两个串联连接的两个电池串组，电池串组包括两个并联连接的电池串，电池串包括n个串联连接的电池片，9≤n≤12；两个电池单元均反向并联同一二极管，其中，电池片为由整片电池片切割而成的三分之一片电池片，使得光伏组件中电池片的数量大于现有技术中光伏组件可设置的最多电池片数量144片，且相较于现有技术中由整片电池片切割而成的二分之一片电池片，电池片的内部功耗降低，进而达到了增大光伏组件输出功率的有益效果。此外，与任一电池片串联的电池片数量小于23片或等于23片，且电池片为由整片电池片切割而成的三分之一片电池片，相较于现有技术光伏组件中由整片电池片切割而成的二分之一片电池片，单个电池片的输出功率降低，进而在某一电池片被部分遮挡时，与其串联的其他电池片能够提供给该电池片的总输出功率降低，降低了光伏组件的热斑温度。

以上是本申请的核心思想，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下，所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的其他实施方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似推广，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。

其次，本实用新型结合示意图进行详细描述，在详述本实用新型实施例时，为便于说明，表示装置器件结构的示意图并非按照一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本实用新型保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度以及高度的三维空间尺寸。

图1是现有技术中光伏组件的电路示意图。如图1所示，现有技术中的光伏组件包括12个电池串1，每两个电池串1构成串联结构2，每两个串联结构2构成并联结构3，各并联结构3之间串联，其中，电池片为由整片电池片切割而成的二分之一片电池片。进一步的，每两个构成并联结构3的串联结构2反向并联同一二极管4，每个二极管4保护的电池片5数量为串联结构2中的电池片5数量，即两个电池串1中的总电池片5数量，因此，电池串1中电池片5的数量受二极管4反向耐压能力限制，导致光伏组件中的总电池片5数量无法增多，影响光伏组件性能的提升。另一方面，在图1所示方位下，图1所示光伏组件最下方的区域易被遮挡，

示例性的，图1所示光伏组件中最下方的一行电池片5被遮挡，此时仅上侧串联结构2有电流通过，而下侧的串联结构2则均无电流通过，此时光伏组件的输出功率为原输出功率的50％左右。可见，部分电池片5的遮挡对光伏组件的输出功率影响较大。且串联的电池片5数量为24片，单片电池片5被部分遮挡时，会有23片电池片5将该被遮挡的电池片5作为负载，为其提供能量，因此，热斑温度较高。

图2是本实用新型实施例提供的一种光伏组件的电路结构示意图。如图2所示，光伏组件包括至少3个串联连接的电池单元组100，电池单元组100包括并联连接的两个电池单元120，电池单元120包括两个串联连接的两个电池串组110，电池串组110包括两个并联连接的电池串101，电池串101包括n个串联连接的电池片201，9≤n≤12；两个电池单元120均反向并联同一二极管300，其中，电池片201为由整片电池片切割而成的三分之一片电池片。

其中，二极管300用于减少光伏组件中热斑效应的影响。此外，将每个电池单元组100中的两个电池单元120并联的原因在于：将所有电池片201串联时，光伏组件两端的输出电压较大，这样的设置能够使得光伏组件的输出电压减小一半。

需要说明的是，图2所示光伏组件中，单个电池串101的电压为n个串联连接的电池片201的总电压V1，两个电池串101并联构成电池串组110，因此单个电池串组110的总电压V2等于单个电池串101的总电压V1，两个电池串组110串联构成电池单元120，使得电池单元120的总电压V3等于单个电池串组110的总电压的2倍，即V3＝2V2，也就是说单个电池单元120的总电压V3等于2n个串联连接的电池片201的总电压，假设单个电池片201的电压为Va,则V3＝2n×Va。另一方面，受常规二极管的反向击穿电压限制，与单个二极管300反向并联的电池片201数量最多为24个，因此，在保证二极管300不被反向击穿的前提下，存在2n×Va≤24×Va，即n≤12。

此外，当n＝6时，光伏组件中电池片201的总数量等于现有技术常规光伏组件中电池片的总数量，由于本实施例中电池片201为由整片电池片切割而成的三分之一片电池片201，相较于现有技术光伏组件中由整片电池片201切割而成的二分之一片电池片，单个电池片201的输出功率降低，且内部功率损耗也降低，能够使得光伏组件的输出功率略有增加，但三分之一片电池片的面积远小于现有技术中二分之一片电池片的面积，导致光伏组件的输出功率明显减小，远大于上述光伏组件功率增加的程度，因此，光伏组件的最终输出功率降低。可以理解的是，随着光伏组件的电池片数量的增多，光伏组件的输出功率增大，实验证明，当n＝9时，光伏组件的输出功率开始大于现有技术中光伏组件的输出功率。

综上所述，为提供光伏组件的输出功率，本实施例较佳的设置9≤n≤12。

本实施例提供的光伏组件包括至少3个串联连接的电池单元组100，电池单元组100包括并联连接的两个电池单元120，电池单元120包括两个串联连接的两个电池串组110，电池串组110包括两个并联连接的电池串101，电池串101包括n个串联连接的电池片201，9≤n≤12，两个电池单元120均反向并联同一二极管300，其中，电池片201为由整片电池片切割而成的三分之一片电池片，使得光伏组件中电池片201的数量大于现有技术中光伏组件可设置的最多电池片数量144片，且相较于现有技术中由整片电池片切割而成的二分之一片电池片，电池片201的内部功耗降低，进而达到了增大光伏组件输出功率的有益效果。此外，与任一电池片201串联的电池片201数量小于23片或等于23片，且电池片201为由整片电池片切割而成的三分之一片电池片，相较于现有技术光伏组件中由整片电池片切割而成的二分之一片电池片，单个电池片201的输出功率降低，进而在某一电池片201被部分遮挡时，与其串联的其他电池片201能够提供给该电池片201的总输出功率降低，降低了光伏组件的热斑温度。

还需要说明的是，与图1对应的，图3是本实施例中光伏组件安装后的实际方位图。此时光伏组件的最下方区域为易被遮挡区域。示例性的，图3所示光伏组件最下方的一行电池片201被完全遮挡时，这些电池片201所属的串联结构中无电流通过，与该电池片201所属电池串101并联的电池串101中还有电流通过，即图3所示光伏组件中除最下方的一行的电池片201构成的电池串101无电流通过，其余电池串101内均有电流通过，此时光伏组件的输出功率为原输出功率的80％左右，相较于现有技术中的50％，本实施例提供的光伏组件中部分电池片201的遮挡对光伏组件的输出功率影响明显减小。

图4是图2中光伏组件的结构示意图。如图4所示，光伏组件中的所有电池片201呈2n行4m列排布，电池片行的延伸方向为第一方向X，电池片列的延伸方向为第二方向Y，其中，m为大于2的正整数。

需要说明的是，这样的设置能够使得光伏组件中电池片201的排列更有序且规整，便于设计和生产。

可选的，继续参见图4，每个电池片列中位于第1行至第n行的n个电池片201，以及位于第n+1行至第2n行的n个电池片201分别串联连接为一个电池串101。沿电池片行的延伸方向，即第一方向X，每相邻两个电池串101并联连接为一个电池串组110，每相邻两个电池串组110串联连接为一个电池单元120，沿电池片列的延伸方向，即第二方向Y，同列两个电池单元120并联连接为电池单元组100。

需要说明的是，这样的设置使得同一电池串组110中各电池片201紧密排布，且便于实现相邻电池片201之间的串联工艺，避免信号线之间交叠。

示例性的，图5是本实用新型实施例提供的又一种光伏组件的电路结构示意图。图6是图5中光伏组件的结构示意图。图6所示光伏组件的结构与图4所示光伏组件的结构相似，不同的是，在图6中，n＝9。

需要说明的是，n＝9时，光伏组件中所有电池片201能够构成的整片电池片的数量与现有技术光伏组件中所有电池片能够构成的整片电池片的数量相等，因此电池片阵列的面积可以相等，光伏组件的面积可以相等。同时考虑到本申请中电池整列的整体尺寸与现有技术电池阵列的整体尺寸相同，因此可以在本实施例中采用与现有技术光伏组件内承载电池片阵列的玻璃基板尺寸相同的玻璃基板。这样的设置能够使得本实施例提供的光伏组件的尺寸与现有技术中光伏组件的尺寸相同，进而能够使用现有技术中光伏组件的包装及运输模式，而无需专门进行相关的设计和投入。

可选的，继续参见图4，n＝11。

需要说明的是，11大于9，因此，n＝11时，光伏组件中所有电池片201能够构成的整片电池片的数量大于现有技术光伏组件中所有电池片能够构成的整片电池片的数量，能够有效提升光伏组件的输出功率，且此时形成的光伏组件的尺寸与现有技术中常规光伏组件的尺寸相近，其包装和运输仅需在现有技术中常规光伏组件的相关参数上进行微调即可，不会明显影响包装和运输。

如图4所示，光伏组件还可以包括沿第一方向X延伸的中心汇流条400，同一电池单元组100中的两个电池单元120并联连接于中心汇流条400上。

需要说明的是，中心汇流条400的设置使得仅需形成一条导线即可同时实现多个电池单元组100中两个电池单元120的并联以及至少三个电池单元组100的串联，有利于简化组件的制备工艺步骤，降低生产难度，且减小了导线的数量，减少了导线在光伏组件中占用的面积，有利于光伏组件整体尺寸的减小。

可选的，图7是沿图6中虚线AB的剖面结构示意图。如图6和图7所示，沿垂直于电池片阵列所在平面的方向Z，同一电池串中相邻设置的两个电池片部分交叠，中心汇流条设置于第n行和第n+1行电池片之间。

需要说明的是，图6和7示意出了电池片201采用叠片方式形成的光伏组件的结构，在本实施例的其他实施方式中，还可以采用拼片方式形成光伏组件，具体的，图8是图5中光伏组件的又一种结构示意图。图8示意出了电池片201采用拼片方式形成的光伏组件的结构，如图8所示，沿垂直于电池片阵列所在平面的方向，同一电池串101中相邻设置的两个电池片201无交叠，中心汇流条400设置于第n行和第n+1行电池片201之间。

参见图6和图8，中心汇流条400包括至少4个沿电池片行的延伸方向排列的子汇流条410，每相邻两个子汇流条410之间分别电连接一个二极管300，以实现同一电池单元组100中两个电池单元120均反向并联同一二极管300，子汇流条410的数量与所述电池单元组100的数量之差为1。

继续参见图6和图8，沿电池片行的延伸方向，二极管300设置于对应电池单元组100中任意串联的两个电池串组110之间。这样的设置方式使得二极管300分布的更均匀，且便于线路布设和二极管300与线路的连接。

继续参见图6，光伏组件还可以包括多个边缘汇流条500，边缘汇流条500与电池单元120一一对应，边缘汇流条500位于对应电池单元120中两个电池串101远离中心汇流条400的一侧，两个电池串101远离中心汇流条400的一侧均与对应边缘汇流条500电连接，以形成电池单元120。

需要说明的是，这样的设置方式使得电池单元120内四个电池串101的连接能够简单的通过位于电池片阵列外的边缘汇流条500实现，减少了在电池片阵列内设置的导线数量，使得电池片阵列中的电池片201排列的更为紧密，减小了导线对电池片阵列尺寸的影响，且边缘汇流条500有较大的空间设置，减小了其生产和设计难度。

示例性的，光伏组件中的所有二极管设置于同一接线盒中。这样的设置能够使得二极管紧密分布，且可通过接线盒的简单连接实现所有二极管与电池片阵列的电连接。

可选的，至少3个电池单元组100的数量为p，光伏组件中每q个相邻二极管设置于同一接线盒中，其中，p为q的整数倍，且p为正整数。示例性的，p为6，q为2，光伏组件包括3个接线盒，每个接线盒中设置2个二极管。这样的设置下，可将已连接有2个二极管的接线盒直接接入电池片阵列中，进而达到简化二极管连接工艺的有益效果。

注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整、相互结合和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (13)

1.一种光伏组件，其特征在于，包括至少3个串联连接的电池单元组，所述电池单元组包括并联连接的两个电池单元，所述电池单元包括两个串联连接的电池串组，所述电池串组包括两个并联连接的电池串，所述电池串包括n个串联连接的电池片，9≤n≤12；两个所述电池单元均反向并联同一二极管；

其中，所述电池片为由整片电池片切割而成的三分之一片电池片。

2.根据权利要求1所述的光伏组件，其特征在于，所述光伏组件中的所有所述电池片呈2n行4m列排布，电池片行的延伸方向为第一方向，电池片列的延伸方向为第二方向，其中，m为大于2的正整数。

3.根据权利要求2所述的光伏组件，其特征在于，每个电池片列中位于第1行至第n行的n个所述电池片，以及位于第n+1行至第2n行的n个所述电池片分别串联连接为一个所述电池串；

沿电池片行的延伸方向，每相邻两个所述电池串并联连接为一个所述电池串组，每相邻两个所述电池串组串联连接为一个所述电池单元；

沿电池片列的延伸方向，同列两个所述电池单元并联连接为所述电池单元组。

4.根据权利要求3所述的光伏组件，其特征在于，n＝9。

5.根据权利要求3所述的光伏组件，其特征在于，n＝11。

6.根据权利要求3所述的光伏组件，其特征在于，所述光伏组件还包括沿所述第一方向延伸的中心汇流条，同一所述电池单元组中的两个所述电池单元并联连接于所述中心汇流条上。

7.根据权利要求6所述的光伏组件，其特征在于，沿垂直于电池片阵列所在平面的方向，同一所述电池串中相邻设置的两个所述电池片无交叠；所述中心汇流条设置于第n行和第n+1行所述电池片之间。

8.根据权利要求6所述的光伏组件，其特征在于，沿垂直于电池片阵列所在平面的方向，同一所述电池串中相邻设置的两个所述电池片部分交叠；所述中心汇流条设置于第n行和第n+1行所述电池片之间。

9.根据权利要求6所述的光伏组件，其特征在于，所述中心汇流条包括至少4个沿电池片行的延伸方向排列的子汇流条，每相邻两个所述子汇流条之间分别电连接一个所述二极管；所述子汇流条的数量与所述电池单元组的数量之差为1。

10.根据权利要求9所述的光伏组件，其特征在于，沿电池片行的延伸方向，所述二极管设置于对应所述电池单元组中任意串联的两个所述电池串组之间。

11.根据权利要求6所述的光伏组件，其特征在于，还包括多个边缘汇流条，所述边缘汇流条与所述电池单元一一对应，所述边缘汇流条位于对应所述电池单元中四个所述电池串远离所述中心汇流条的一侧，四个所述电池串远离所述中心汇流条的一侧均与对应所述边缘汇流条电连接，以形成所述电池单元。

12.根据权利要求1所述的光伏组件，其特征在于，所述光伏组件中的所有所述二极管设置于同一接线盒中。

13.根据权利要求1所述的光伏组件，其特征在于，所述至少3个串联连接的电池单元组的数量为p，所述光伏组件中每q个相邻所述二极管设置于同一接线盒中，其中，p为q的整数倍，且p为正整数。

Images