CN210926043U - 光伏组件 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出了一种光伏组件，该组件包括：串联连接的N个电池组，每个所述电池组包括两个并联连接的电池串，每个所述电池串包括数量相等且串联连接的电池片，N为大于1的奇数；其中，2N个所述电池串平行于组件长边方向设置，且N个所述电池串设置在在第一电池区，另外N个所述电池串设置在第二电池区，所述第一电池区和所述第二电池区沿组件长边方向设置；所述电池片为整个电池片切割出的三分之一片电池片。本实用新型的光伏组件在保证输出功率的情况下，避免电池组件载荷能力下降而增大载荷脱框的风险。

Description

光伏组件

技术领域

本实用新型涉及光伏发电技术领域，尤其是涉及一种光伏组件。

背景技术

随着光伏组件市场需求的迅速增长，光伏组件功率越来越高，为了提高光伏组件的输出功率，组件的尺寸也在逐步变大，例如使用166mm，180mm，210mm尺寸的电池片越来越频繁，当电池片的尺寸达到210mm时，常规的电路设计需要的前板玻璃宽度将超过1300mm。

常规电路设计不仅带来前板玻璃制程的困难，由于210mm尺寸电池片的电流值也远大于156mm电池片的电流值，组件的载荷能力也出现下降，增大了组件载荷脱框的风险。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型的一个目的在于提出一种光伏组件，该光伏组件在基本不增加组件电流的情况下，可以降低前板制程的困难，提高组件输出功率。

为了达到上述目的，本实用新型的第一方面实施例提出了一种光伏组件，该光伏组件包括：串联连接的N个电池组，每个所述电池组包括两个并联连接的电池串，每个所述电池串包括数量相等且串联连接的电池片，N为大于1的奇数；其中，2N个所述电池串平行于组件长边方向设置，且N个所述电池串设置在第一电池区，另外N个所述电池串设置在第二电池区，所述第一电池区和所述第二电池区沿组件长边方向设置；所述电池片为整个电池片切割出的三分之一片电池片。

根据本实用新型实施例的光伏组件，通过采用三分之一电池片，可以减小大尺寸电池例如210mm电池的内部损耗，并且将N个电池组串联连接，每个电池组由两个电池串并联组成，即采用切三并二的电路设计，可以避免采用切片造成组件输出电流降低，在组件电流增大不多的情况下，可以提高组件输出功率，以及，采用奇数N个电池组，N个电池串设置在第一电池区，另外N个电池串设置在第二电池区，电路连接简单，相较于偶数设置的电路，更加利于使用常规尺寸前板，降低玻璃制造上的困难。

在一些实施例中，N＝5。

在一些实施例中，所述整个电池片的尺寸为210mm。

在一些实施例中，每个所述电池组反向并联有旁路二极管，避免增加光伏组件中的电池数量时容易导致二极管被反向击穿的问题，保护光伏组件免收损害。

在一些实施例中，在所述第一电池区远离所述第二电池区的一侧，沿所述组件短边方向设置有第一主汇流条，在所述第一电池区的每个所述电池串的第一端连接至所述第一主汇流条；所述第二电池区靠近所述第二电池区的一侧，沿所述组件短边方向设置有第二主汇流条，所述第二电池区的每个所述电池串的第一端连接至所述第二主汇流条，将第一主汇流条设置于电池片阵列之外，不会与其他电池片阵列相交，不会对光伏组件的正常工作产生影响，且对电池片阵列整体的占用空间无影响，以及，第二主汇流条设置在第二电池区且靠近第二电池区一侧，有利于降低设计和工艺难度，第一主汇流条和第二主汇流条的设置均对光伏组件的正常工作影响较小。

在一些实施例中，五个所述电池组中，第一电池组和第二电池组设置在所述第一电池区，第三电池组包括所述第一电池区的第一电池串和所述第二电池区的第二电池串，第四电池组和第五电池组设置在所述第二电池区。

在一些实施例中，在所述第一电池组和所述第二电池组之间平行于所述组件长边方向设置有第一引线汇流条，所述第一电池组通过所述第一引线汇流条反向并联第一旁路二极管，所述第二电池组通过所述第一引线汇流条反向并联第二旁路二极管。

在一些实施例中，在所述第四电池组与所述第五电池组之间平行于所述组件长边方向设置有第二引线汇流条，所述第四电池组通过所述第二引线汇流条反向并联第三旁路二极管，所述第五电池组通过所述第二引线汇流条反向并联第四旁路二极管。

在一些实施例中，所述第三电池组中，所述第一电池串的第二端连接于第二主汇流条；所述第一电池串的第一端与所述第二电池串的第二端之间设置有第三引线汇流条，所述第三电池组通过所述第三引线汇流条反向并联第五旁路二极管。

在一些实施例中，所述第三引线汇流条设置在所述第三电池组远离所述第二电池组、所述第四电池组的一侧。

在一些实施例中，所述光伏组件还包括：第一接线盒，所述第一接线盒中设置有所述第一旁路二极管和所述第二旁路二极管。

在一些实施例中，所述光伏组件还包括：第二接线盒，所述第二接线盒中设置有所述第三旁路二极管和所述第四旁路二极管。

在一些实施例中，所述光伏组件还包括：第三接线盒，所述第三接线盒设置有所述第五旁路二极管。

在一些实施例中，所述电池串中电池片的数量n的取值范围为10≤n≤20。

在一些实施例中，所述光伏组件的前板的宽度值≤1100mm。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本实用新型一个实施例的光伏组件示意图；

图2是根据本实用新型一个实施例的光伏组件等效电路图。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，参考附图描述的实施例是示例性的，下面详细描述本实用新型的实施例。

下面参考图1-图2描述根据本实用新型实施例的光伏组件。

如图1所示，为根据本实用新型一个实施例的光伏组件的示意图。本实用新型实施例的光伏组件包括串联连接的N个电池组3，每个电池组3包括两个并联连接的电池串110，每个电池串110包括数量相等且串联连接的电池片120，N为大于1的奇数；其中，2N个电池串110平行于组件长边设置，且N个电池串110设置在第一电池区1，另外N个电池串110设置在第二电池区2，第一电池区1和第二电池区2沿组件长边方向设置；电池片120为整个电池片切割出的三分之一片电池片，电池片的长边平行于组件短边方向。

具体地，如图1所示，其中，光伏组件100包括串联连接的5个电池组3，相邻的电池组3串联连接，每个电池组3中包括两个并联连接的电池串110，每个电池串110串联连接有15个三分之一片电池片。由于采用大尺寸例如210mm的电池片组件的电流值很大，而小尺寸的电池片不容易达到组件功率要求，在本实用新型实施例中，采用三分之一片电池片，可以减小大尺寸电池片的内部损耗，利于提高组件输出功率。

以及，将2N＝10个电池串110平行组件长边设置，其中，5个电池串110设置在第一电池区1，另外5个电池串110设置在第二电池区2，相邻的两两电池串并联成电池组3。其中，由于N为奇数例如N＝5，相较于偶数设置，在组件电流值增加不大的情况下，可以减小前板玻璃尺寸的增加。

在一些实施例中，电池串110中电池片120的数量大于等于2，例如每个电池串110中电池片120数量n的取值范围为10≤n≤20。以n＝15为例,采用210mm电池片切割为70mm尺寸的电池片，电池串120由15个电池片串联而成，光伏组件100长度约2232mm，光伏组件100宽度约1098mm，采用本实用新型实施例的电池铺设以及连接方式，相较于166mm尺寸电池片的半片组件，该光伏组件100的短路电流增加6.7％、开路电压增加4.2％以及输出功率增加11.1％，可以看出，本实用新型实施例的光伏组件100的输出电流和电压无特别大的变化，且该组件最高功率可达500W以上，输出功率得到提高，有助于单瓦成本的降低。

采用上面实施例的铺设方式，电路连接更加简单，减少了复杂的铺设过程。并在电池片尺寸达到某一尺寸，例如达到210mm时，采用这样的连接方式，在光伏组件100的输出电压和输出电流无大幅度变化的情况下，保证组件输出功率，不会给组件安装带来设备选型的变更，即采用常规的前板宽度可以实现电池片切三并二的电池排布，减少了前板玻璃制程的困难，且组件的载荷能力不会大幅变化，减小了电池组件载荷脱框的风险，以及使用的电池片120为整个电池片切割的三分之一电池片，相较于使用整片电池片可以减小光伏组件100的内阻，降低组件的内部损耗。

根据本实用新型实施例的光伏组件100，通过采用三分之一电池片，可以减小大尺寸电池例如210mm电池的内部损耗，并且将N个电池组3串联连接，每个电池组3由两个电池串110并联组成，即采用切三并二的电路设计，可以避免采用切片造成组件输出电流降低，在组件电流增大不多的情况下，可以提高组件输出功率，以及，采用奇数N个电池组3，N个电池串110设置在第一电池区1，另外N个电池串110设置在第二电池区2，电路连接简单，相较于偶数设置的电路，更加利于使用常规尺寸前板，降低玻璃制造上的困难，且在保证输出电流和输出电压无大幅增加的情况下，避免电池组载荷能力下降而增大载荷脱框的风险。

进一步地，每个电池组10反向并联有旁路二极管，二极管能够避免与之并联的电池组10被遮挡时产生的热斑效应，以及当二极管反向并联的电池片120数量减少时，与二极管反向并联的电池片总功耗降低，在单个电池片120被遮挡时，其他电池片反作用在该电池片上的功率降低，从而降低光伏组件100的热斑温度，且路旁二极管反向并联可以防止电流回流，保护光伏组件100。

在一些实施例中，如图2所示，为本实用新型一个实施例的光伏组件的等效电路图。在第一电池区1远离第二电池区2的一侧，沿组件短边方向设置有第一主汇流条130，在第一电池区1的每个电池串110的第一端连接至所述第一主汇流条130；在第一电池区1与第二电池区2之间，沿组件短边方向设置有第二主汇流条140，在第二电池区2的每个电池串110的第一端连接至第二主汇流条140。

具体地，沿组件短边方向设置有第一主汇流条130。第一主汇流条130可以实现第一电池区1电池串110之间的并联，第二主汇流条140也沿组件短边方向设置，第二主汇流条140可以实现第二电池区2的电池串110之间的并联。

在一些实施例中，由于N为奇数，因而会有电池组的电池串分布在第一电池区1和第二电池区2，更加利于避免前板玻璃尺寸增加。以五个电池组为例，如图2所示，在五个电池组中，第一电池组10和第二电池组20设置在第一电池区1，第三电池组30包括第一电池区1的第一电池串310和第二电池区2的第二电池串320，第四电池组40和第五电池组50设置在第二电池区2。

具体地，由于当电池片尺寸达到210mm时，采用常规电路设计例如采用包括上下两部分并联且六个电池组设置的电路设计，需要前板玻璃宽度将超过1300mm，造成前板玻璃制程的困难，而本实用新型实施例中，采用五组电池组，其中，两组排布在第一电池区域，两组排布在第二电池区域，一组分割分布在第一电池区1和第二电池区2，可以减小对前板玻璃宽度的需求，采用常规前板玻璃即可，例如可以使得光伏组件100的前板的宽度值≤1100mm，从而可以降低前板制程的困难，对玻璃成本及组件载荷无不良影响，避免电池组载荷能力下降而增大载荷脱框的风险。

由于采用切片的方式，例如电池片120为整个电池片切割的三分之一电池片，相较于使用整片电池片，可以减小光伏组件100的内阻，并降低其内部损耗，在电池片尺寸达到210mm时，相较于电池片尺寸为166mm半片太阳能组件，该组件的短路电流有所增加，例如增加6.7％，组件的开路电压也有所增加，例如增加4.2％，但输出电流和输出电压无大幅度变化，而组件的输出功率增加了11.1％，因此，在保证光伏组件100输出电压和输出电流无大幅度变化的情况下，可以保证输出功率，不会给系统安装带来设备选型的变更，即采用常规的前板宽度可以实现电池片切三并二的电池排布，减少了前板玻璃制成的困难，且组件的载荷能力不会快速下降，减小了光伏组件100的载荷脱框风险，以及，光伏组件100的最高功率可达500W以上，有助于降低单瓦成本。

进一步地，如图2所示，在第一电池组10和第二电池组20之间平行于所述组件长边方向设置有第一引线汇流条160，第一引线汇流条160通常是使用导电材料制成的导体，与其他电池片120组成的阵列存在交叠时，会影响光伏组件100的正常工作，因此，在第一引线汇流条160与电池片120组成的阵列之间设置绝缘层，绝缘层可以设置在第一引线汇流条160与电池片120组成的阵列的交叠区域，或者，还可以设置于周围区域，来保证光伏组件100的正常工作，以及，绝缘层的宽度至少比第一引线汇流条160的宽度大两倍工艺误差的位移长度，例如常规工艺误差设定绝缘层的宽度与第一引线汇流条160的宽度之差等于或等于5mm。第一电池组10通过第一引线汇流条160反向并联第一旁路二极管180，第二电池组20通过第一引线汇流条160反向并联第二旁路二极管190。通过第一旁路二极管180来降低第一电池组10的热斑效应以及起到保护作用，以及，通过第二旁路二极管190来降低第二电池组20的热斑效应和保护作用。

第一主汇流线130用于将两个电池串110与第一路旁二极管180和第二路旁二极管190反向并联，有利于降低设计和工艺难度，且结构简单，对光伏组件100的工作影响小。且第一主汇流条130可以设置在电池片阵列之外，不会与电池片阵列产生交叠，对电池片阵列的整体空间无影响。

在一些实施例中，在第四电池组40与第五电池组50之间平行于所述组件长边方向设置有第二引线汇流条201，在第二引线汇流条201与其他导电结构之间可以设置绝缘层，或者将第二引线汇流条201的结构设置为中心导线外侧包裹绝缘层，来实现第二引线汇流条201与电池片120组成阵列的绝缘方式，且能够实现第二引线汇流条201与电池片120矩阵的绝缘方式均可以在实施例中被保护，第四电池组40通过第二引线汇流条201反向并联第三旁路二极管203，第五电池组50通过第二引线汇流条201反向并联第四旁路二极管204。通过第三旁路二极管203来降低第四电池组40的热斑效应以及起到保护作用，以及，通过第四旁路二极管204来降低第五电池组50的热斑效应和保护作用。

在一些实施例中，在第三电池组30中，第一电池串310的第二端连接于第二主汇流条140，第一电池串310的第一端与第二电池串320的第二端之间设置有第三引线汇流条330，第三电池组30通过第三引线汇流条330反向并联第五旁路二极管360。通过第五旁路二极管360来降低第三电池组30的热斑效应以及起到保护作用。其中，在第三电池组30中，第一电池串310的第一端为远离第二主汇流条140的一端，第一电池串310的第二端为远离第一主汇流条130的一端，第二电池串320的第一端为靠近第二主汇流条140的一端，第二电池串320的第二端为远离第二主汇流条140的一端。

进一步地，第三引线汇流条330可以设置在第三电池组30远离第二电池组20、第四电池组40的一侧，可以减少与主汇流条的交叠，以减小绝缘处理步骤，提高效率、降低成本，以及第三引线汇流条330与其他导电结构之间同样可以设置绝缘层，或者将第二引线汇流条201的结构设置为中心导线外侧包裹绝缘层，来保证组件的正常工作。需要说明的是，第一主汇流条130、第二主汇流条140以及每个引线汇流条均能在同一工艺步骤中形成，进而达到简化工艺步骤的效果。

在一些实施例中，光伏组件100可以采用分体式接线盒。具体地，光伏组件100还包括第一接线盒，例如连接组件正极输出线的接线盒，第一接线盒中设置有第一旁路二极管180和第二旁路二极管190。光伏组件100还包括第二接线盒，例如连接组件负极输出线的接线盒，在第二接线盒中设置有第三旁路二极管203和第四旁路二极管204。将第一电池组10和第二电池组20对应的两个二极管设置在第一接线盒中，以及，将第四电池组40和第五电池组50对应的两个二极管设置在第二接线盒中，然后将第一接线盒和第二接线盒与组件电路连接，连接后每个二极管均与主汇流条反向并联。以及，光伏组件100还包括第三接线盒，第五路旁二极管360设置在该第三接线盒中。在实施例中，组件的正极引出线可以连接第一接线盒，组件的负极引出线可以连接第二接线盒。

概括来说，根据本实用新型实施例的光伏组件100，通过将N个电池组3串联连接，且每个电池组3由两个电池串110并联组成，采用电池串110并联的连接方式可以避免采用三分之一电池片造成组件电流降低，保证组件输出功率，以及，采用奇数N个电池组3，N个电池串110设置在第一电池区1，另外N个电池串110设置在第二电池区2，电路连接简单，相较于偶数设置的电路，更加利于使用常规尺寸前板，降低玻璃制造上的困难，采用常规宽度的前板可以实现电池组切三并二的排列要求，在保证输出电流和输出电压无大幅增加的情况下，避免电池组载荷能力下降而增大载荷脱框的风险。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (15)

1.一种光伏组件，其特征在于，包括：

串联连接的N个电池组，每个所述电池组包括两个并联连接的电池串，每个所述电池串包括数量相等且串联连接的电池片，N为大于1的奇数；

其中，2N个所述电池串平行于组件长边方向设置，且N个所述电池串设置在第一电池区，另外N个所述电池串设置在第二电池区，所述第一电池区和所述第二电池区沿组件长边方向设置；

所述电池片为整个电池片切割出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，N＝5。

3.根据权利要求1或2所述的光伏组件，其特征在于，所述整个电池片的尺寸为210mm。

4.根据权利要求1所述的光伏组件，其特征在于，每个所述电池组反向并联有旁路二极管。

5.根据权利要求4所述的光伏组件，其特征在于，

在所述第一电池区远离所述第二电池区的一侧，沿所述组件短边方向设置有第一主汇流条，所述第一电池区的每个所述电池串的第一端连接至所述第一主汇流条；

在所述第一电池区与所述第二电池区之间，沿所述组件短边方向设置有第二主汇流条，所述第二电池区的每个所述电池串的第一端连接至所述第二主汇流条。

6.根据权利要求2所述的光伏组件，其特征在于，

五个所述电池组中，第一电池组和第二电池组设置在所述第一电池区，第三电池组包括所述第一电池区的第一电池串和所述第二电池区的第二电池串，第四电池组和第五电池组设置在所述第二电池区。

7.根据权利要求6所述的光伏组件，其特征在于，

在所述第一电池组和所述第二电池组之间平行于所述组件长边方向设置有第一引线汇流条，所述第一电池组通过所述第一引线汇流条反向并联第一旁路二极管，所述第二电池组通过所述第一引线汇流条反向并联第二旁路二极管。

8.根据权利要求7所述的光伏组件，其特征在于，

在所述第四电池组与所述第五电池组之间平行于所述组件长边方向设置有第二引线汇流条，所述第四电池组通过所述第二引线汇流条反向并联第三旁路二极管，所述第五电池组通过所述第二引线汇流条反向并联第四旁路二极管。

9.根据权利要求8所述的光伏组件，其特征在于，

所述第三电池组中，所述第一电池串的第二端连接于第二主汇流条，所述第一电池串的第一端与所述第二电池串的第二端之间设置有第三引线汇流条，所述第三电池组通过所述第三引线汇流条反向并联第五旁路二极管。

10.根据权利要求9所述的光伏组件，其特征在于，所述第三引线汇流条设置在所述第三电池组远离所述第二电池组、所述第四电池组的一侧。

11.根据权利要求9所述的光伏组件，其特征在于，所述光伏组件还包括：

第一接线盒，所述第一接线盒中设置有所述第一旁路二极管和所述第二旁路二极管。

12.根据权利要求9所述的光伏组件，其特征在于，所述光伏组件还包括：

第二接线盒，所述第二接线盒中设置有所述第三旁路二极管和所述第四旁路二极管。

13.根据权利要求9所述的光伏组件，其特征在于，所述光伏组件还包括：

第三接线盒，所述第三接线盒设置有所述第五旁路二极管。

14.根据权利要求1所述的光伏组件，其特征在于，所述电池串中电池片的数量n的取值范围为10≤n≤20。

15.根据权利要求1所述的光伏组件，其特征在于，所述光伏组件的前板的宽度值≤1100mm。

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