CN211480063U - 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：至少一个第一电池串组单元和第二电池串组单元，其中，两个第一电池串并联构成第一电池串组，两个第二电池串并联构成第二电池串组，两个第一电池串组串联构成第一电池串组子单元，两个第二电池串组串联构成第二电池串组子单元，第一电池串组子单元和第二电池串组子单元并联构成第一电池串组单元，两个第三电池串并联构成第三电池串组，两个第四电池串并联构成第四电池串组，第三电池串组和第四电池串组并联构成第二电池串组单元，其中，电池片为由整片电池片切割而成的四分之一片电池片。该组件电路可以采用常规宽度玻璃，实现大尺寸电池片连接排布，且降低组件内部损耗，提高组件输出功率。

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，且组件的载荷能力也出现下降，增大了组件载荷脱框的风险，同时，210mm尺寸电池片面积相对增加80％，即使采用将电池片切半处理方式，组件电流仍较大。

发明内容

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，该组件的电路连接形式可以采用常规宽度玻璃，实现大尺寸电池片连接排布，且降低组件内部损耗，提高组件输出功率。

为了解决上述问题，本实用新型实施例的光伏组件，包括，至少一个第一电池串组单元，所述第一电池串组单元包括并联连接的第一电池串组子单元和第二电池串组子单元，所述第一电池串组子单元包括两个串联连接的第一电池串组，每个所述第一电池串组包括两个并联连接的第一电池串，所述第二电池串组子单元包括两个串联连接的第二电池串组，每个所述第二电池串组包括两个并联连接的第二电池串，所述第一电池串和所述第二电池串均包括N个串联连接的电池片；第二电池串组单元，所述第二电池串组单元包括并联连接的第三电池串组和第四电池串组，所述第三电池串组包括两个并联连接的第三电池串，所述第四电池串组包括两个并联连接的第四电池串，所述第三电池串和所述第四电池串均包括N个串联连接的所述电池片；其中，所有电池串平行于组件短边方向设置，至少一个所述第一电池串组单元和所述第二电池串组单元串联连接，且沿组件长边方向排列；所述电池片为由整片电池片切割而成的四分之一片电池片。

根据本实用新型的光伏组件，通过采用四分之一片电池片，相较于整片电池片，可以减小大尺寸电池片组件的内部损耗，提升组件的输出功率，并且将两个第一电池串并联构成第一电池串组，两个第二电池串并联构成第二电池串组，两个第一电池串组串联构成第一电池串组子单元，两个第二电池串组串联构成第二电池串组子单元，第一电池串组子单元和第二电池串组子单元并联构成第一电池串组单元，以及两个第三电池串并联构成第三电池串组，两个第四电池串并联构成第四电池串组，第三电池串组和第四电池串组并联构成第二电池串组单元，该电路排布方式使得组件电路连接更加简单，且玻璃宽度变化较小，从而可以采用常规宽度玻璃，实现大尺寸电池片连接排布，对玻璃成本及组件载荷无不良影响。

在一些实施例中，所述至少一个所述第一电池串组单元的数量为两个，两个所述第一电池串组单元串联连接。

在一些实施例中，每个电池串中所述电池片的数量大于等于4片。

在一些实施例中，所述光伏组件中的所有所述电池片呈P行Q列排布，电池片行的延伸方向为所述组件长边方向，电池片列的延伸方向为所述组件短边方向，其中，P和 Q均为偶数。

在一些实施例中，在第1列至第Q-2列的所述电池片，每个所述电池片列中分别位于第1行至第P/2行的P/2个所述电池片依次串联为所述第一电池串，分别位于第P/2+1 行至第P行的P/2个所述电池片依次串联为所述第二电池串，分别位于第n列和第n+1 列的两个所述第一电池串并联为所述第一电池串组，相邻的两个所述第一电池串组串联为所述第一电池串组子单元，分别位于第n列和第n+1列的两个所述第二电池串并联为所述第二电池串组，相邻的两个所述第二电池串组串联为所述第二电池串组子单元，沿所述组件短边方向的所述第一电池串组子单元和所述第二电池串组子单元并联为所述第一电池串组单元，其中，n＝2p+1，p为非负整数，且n小于Q-2；在第Q-1列和第Q 列的所述电池片，每个所述电池片列中分别位于第1行至第P/2行的P/2个所述电池片依次串联为所述第三电池串，分别位于第P/2+1行至第P行的P/2个所述电池片依次串联为所述第四电池串，位于所述第Q-1列和第Q列的所述第三电池串并联为所述第三电池串组，位于所述第Q-1列和第Q列的所述第四电池串并联为所述第四电池串组，所述第三电池串组和所述第四电池串组并联为所述第二电池串组单元。

在一些实施例中，所述光伏组件还包括沿所述组件长边方向延伸的中心汇流条，所述中心汇流条设置于第P/2行和第P/2+1行电池片之间的间隙内，沿所述组件短边方向排列的所述第一电池串组子单元和所述第二电池串组子单元并联于所述中心汇流条上，以及沿所述组件短边方向排列的所述第三电池串组和所述第四电池串组并联于所述中心汇流条上，以便于并联旁路二极管。

在一些实施例中，每个所述第一电池串组单元中，所述第一电池串组和所述第二电池串组通过所述中心汇流条反向并联第一旁路二极管，能够有效起到旁路作用，保护组件。

在一些实施例中，在所述第二电池串组单元中，所述第三电池串组远离所述第四电池串组的一端与所述第四电池串组远离所述第三电池串组的一端之间设置有边缘汇流条，所述第三电池串组和所述第四电池串组通过所述边缘汇流条连接第二旁路二极管，能够有效起到旁路作用，保护组件。

在一些实施例中，所述边缘汇流条设置在所述第二电池串组单元远离相邻的所述第一电池串组单元的一侧。

在一些实施例中，两个所述第一电池串组单元和所述第二电池串组单元分别反向并联一个旁路二极管，三个所述旁路二极管分别设置在一个接线盒中。

在一些实施例中，每个所述电池串中所述电池片数量N的取值范围为4≤N≤10，避免旁路二极管反向击穿的问题。

在一些实施例中，所述第二旁路二极管为耐压等级小于所述第一旁路二极管耐压等级的二极管，降低成本。

在一些实施例中，所述整片电池片尺寸为210mm。

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的排版示意图；

图2是根据本实用新型一个实施例的光伏组件的等效电路图；

图3是根据本实用新型另一个实施例的光伏组件的等效电路图。

附图标记：

第一电池串组单元10；第二电池串组单元20；

电池片1；第一电池串2；第二电池串3；第三电池串4；第四电池串5；第一电池串组6；第二电池串组7；第三电池串组8；第四电池串组9；第一电池串组子单元11；第二电池串组子单元12；第一旁路二极管13；第二旁路二极管14，边缘汇流条15。

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。

为了解决上述问题，下面参考附图描述根据本实用新型实施例的光伏组件，该组件的电路连接形式可以采用常规宽度玻璃，实现大尺寸电池片连接排布，且降低组件内部损耗，提高组件输出功率。

下面参照图1-图3描述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的一个实施例的光伏组件电池片的排版示意图，其中，本发明实施例的光伏组件包括前板、电池板、背板30以及框体等。电池板由多个电池片1串并联连接并按照图1所示的排布形成。

具体地，如图2所示为本实用新型实施例提供的光伏组件的等效电路图，其中，电池板包括至少一个第一电池串组单元10和第二电池串组单元20。

具体地，第一电池串组单元10包括并联连接的第一电池串组子单元11和第二电池串组子单元12，第一电池串组子单元11包括两个串联连接的第一电池串组6，每个第一电池串组6包括两个并联连接的第一电池串2，第二电池串组子单元12包括两个串联连接的第二电池串组7，每个第二电池串组7包括两个并联连接的第二电池串3，第一电池串2和第二电池串3均包括N个串联连接的电池片1。

以及，第二电池串组单元20包括并联连接的第三电池串组8和第四电池串组9，第三电池串组8包括两个并联连接的第三电池串4，第四电池串组9包括两个并联连接的第四电池串5，第三电池串4和第四电池串5均包括N个串联连接的电池片1。

其中，本实用新型实施例的光伏组件采用四分之一片电池片1，相较于采用整片电池片，可以减小光伏组件的内部损耗，使得每个电池串的电流减小，再通过电池串并联连接，避免了因采用四分之一片电池片1而造成的输出电流降低，使光伏组件的输出电流恢复至与采用整片电池片组件的输出电流相当，同时由于四分之一电池片1电流降低可减少内损，从而提高光伏组件的输出功率，有助于降低单瓦成本。

进一步地，所有电池串平行于组件短边方向设置，至少一个第一电池串组单元10和第二电池串组单元20串联连接，且沿组件长边方向排列，因此，光伏组件采用以上实施例的电路排版方式，使得电路连接方式相对简单，且组件宽度变化较小，可以满足采用常规宽度玻璃实现大尺寸电池片的连接排布，避免组件载荷脱框的问题。

在实施例中，每个电池串中电池片1的数量大于等于4片，具体地，由于常规二极管受其反向耐压能力限制，最多能够保护的电池片数量不超过24片，每个电池串中电池片的数量需根据旁路二极管进行匹配，以避免出现电池串中电池片数量太多使其电压偏高，导致旁路二极管存在击穿风险，因此，每个电池串中电池片1数量N的取值范围为 4≤N≤10，如每个电池串中串联的电池片数量可以为4pcs、5pcs、7pcs或10pcs，对此不作限制。

举例说明，其中，N＝10,采用激光划片的方式将边长210mm的整片电池片一分为四，每个电池串由10pcs四分之一片电池片1串联而成，进而将两个第一电池串2并联构成第一电池串组6，两个第二电池串3并联构成第二电池串组7，两个第一电池串组6串联构成第一电池串组子单元11，两个第二电池串组7串联构成第二电池串组子单元12，第一电池串组子单元11和第二电池串组子单元12并联构成第一电池串组单元10，以及两个第三电池串4并联构成第三电池串组8，两个第四电池串5并联构成第四电池串组9，第三电池串组8和第四电池串组9并联构成第二电池串组单元20，然后将两个第一电池串组单元10和第二电池串组单元20串联连接，从而形成适用于50pcs210mm尺寸大硅片切片组件电路。

根据本实用新型的光伏组件，通过采用切四并四的电路设计方式，即采用四分之一片电池片1，以及将两个第一电池串2并联构成第一电池串组6，两个第二电池串3并联构成第二电池串组7，第一电池串组子单元11和第二电池串组子单元12并联构成第一电池串组单元10，以及两个第三电池串4并联构成第三电池串组8，两个第四电池5 串并联构成第四电池串组9，第三电池串组8和第四电池串组9并联构成第二电池串组单元20，相较于整片电池电路组件，可以在组件输出电流基本不变的前提下，降低组件内部损耗，提高组件输出功率，降低单瓦成本，同时，该电路排布方式可以满足大尺寸电池片连接方式，且玻璃宽度变化较小，减少了前板玻璃制程的困难，降低组件载荷脱框的风险。

在实施例中，光伏组件中的所有电池片1呈P行Q列排布，电池片1行的延伸方向为组件长边方向，电池片1列的延伸方向为组件短边方向，其中，P和Q均为偶数。

进一步地，在第1列至第Q-2列的电池片1，每个电池片1列中分别位于第1行至第P/2行的P/2个电池片依次串联为第一电池串2，分别位于第P/2+1行至第P行的P/2 个电池片1依次串联为第二电池串3，分别位于第n列和第n+1列的两个第一电池串2 并联为第一电池串组6，相邻的两个第一电池串组6串联为第一电池串组子单元11，分别位于第n列和第n+1列的两个第二电池串3并联为第二电池串组7，相邻的两个第二电池串组7串联为第二电池串组子单元12，沿组件短边方向的第一电池串组子单元11 和第二电池串组子单元12并联为第一电池串组单元10，其中，n＝2p+1，p为非负整数，且n小于Q-2。

以及，在第Q-1列和第Q列的电池片1，每个电池片1列中分别位于第1行至第P/2 行的P/2个电池片1依次串联为第三电池串4，分别位于第P/2+1行至第P行的P/2个电池片1依次串联为第四电池串5，位于第Q-1列和第Q列的第三电池串4并联为第三电池串组8，位于第Q-1列和第Q列的第四电池串5并联为第四电池串组9，第三电池串组8和第四电池串组9并联为第二电池串组单元20。

举例说明，如图3所示，整个光伏组件中包括50pcs整片电池片，即由200pcs四分之一片电池片1构成，电池片1呈20行10列排布，四分之一电池片1的长边和组件长边平行铺设，同时，第一电池串组单元10的数量为两个，两个第一电池串组单元10 串联连接。

具体地，在第1列至第8列的电池片1中，位于第1行至第10行的10pcs电池片1 依次串联为第一电池串2，分别位于第11行至第20行的10pcs电池片1依次串联为第二电池串3，位于第1列和第2列、第3列和第4列、第5列和第6列以及第7列和第 8列的两个第一电池串2分别并联为第一电池串组6，共组成四个第一电池串组6，进而将相邻的两个第一电池串组6串联为第一电池串组子单元11，共组成两个第一电池串组子单元11，以及，位于第1列和第2列、第3列和第4列、第5列和第6列以及第7 列和第8列的两个第二电池串3分别并联为第二电池串组7，共组成四个第二电池串组 7，进而将相邻的两个第二电池串组7串联为第二电池串组子单元12，共组成两个第二电池串组子单元12，沿组件短边方向的第一电池串组子单元11和第二电池串组子单元 12并联为第一电池串组单元10，共组成两个第一电池串组单元10。以及，在第9列和第10列的电池片1中，位于第1行至第10行的10pcs电池片1依次串联为第三电池串 4，位于第11行至第20行的10pcs电池片依次串联为第四电池串5，位于第9列和第 10列的第三电池串4并联为第三电池串组8，位于第9列和第10列的第四电池串5并联为第四电池串组9，第三电池串组8和第四电池串组9并联为第二电池串组单元20。

需要说明的是，图3所示光伏组件结构使得所有电池片1能够规整且紧密的排列，一方面便于相邻电池片1之间的电连接，另一方面有利于整个光伏组件占用空间的减小。

在实施例中，光伏组件中设置有旁路二极管，用于在电池串受到阴影遮挡时实现旁路功能，避免产生过热损坏组件，因此，为便于在组件中设置旁路二极管，如图3所示，本实用新型的光伏组件还包括沿组件长边方向延伸的中心汇流条0。具体地，中心汇流条0设置于第P/2行和第P/2+1行电池片之间的间隙内，以作为组件正极的引出线，且沿组件短边方向排列的第一电池串组子单元11和第二电池串组子单元12并联于中心汇流条0上，以及沿组件短边方向排列的第三电池串组8和第四电池串组9并联于中心汇流条0上。

需要说明的是，本实施例采用中心汇流条0实现第一电池串组子单元11和对应第二电池串组子单元12之间、第三电池串组8和第四电池串组9之间的并联，有利于降低设计和工艺难度，且结构简单，对光伏组件的正常工作影响较小。

进一步地，如图3所示，每个第一电池串组单元10中，第一电池串组2和第二电池串组3通过中心汇流条0反向并联第一旁路二极管13，以及，在第二电池串组单元 20中，第三电池串组8远离第四电池串组9的一端与第四电池串组9远离第三电池串组 8的一端之间设置有边缘汇流条15，第三电池串组8和第四电池串组9通过边缘汇流条15 连接第二旁路二极管14。

在实施例中，边缘汇流条15设置在第二电池串组单元20远离相邻的第一电池串组单元10的一侧。

需要说明的是，边缘连接汇流条15能够设置于电池片1之外，其不会与电池片1 相交，不会影响光伏组件的正常工作，且对电池片1的整体占用空间无影响，以及边缘汇流条15和中心汇流条0能够在同一工艺步骤中形成，进而达到简化工艺步骤的有益效果。

进一步地，在组件电路中，由于跳线与电池片1之间会存在部分交叠区域，因此，在设置中心汇流条0和边缘汇流条15时，至少在交叠区域内设置有绝缘层，以避免短路、漏电等情况。可以理解的是，为便于制备，绝缘层还可以同时设置于周围区域内，或者其他能够实现跳线与电池片之间绝缘的方式，本实施例对此不作具体限定，只要不影响光伏组件的正常工作即可。其中，绝缘层可以为反光膜，既可以达到绝缘作用，又能够进行光反射，利于光伏组件器件性能的提升，同时。在能够达到绝缘作用的前提下，尽量降低绝缘层的厚度，以避免层压裂片。

在实施例中，旁路二极管设置在接线盒内，例如，如图3所示，在第10行和第11 行电池片1之间设置有中心汇流条0，两个第一电池串组单元10和第二电池串组单元 20分别通过中心汇流条0反向并联一个旁路二极管，共包含三个旁路二极管，并分别设置在一个分体式接线盒中。

在实施例中，第二旁路二极管14为耐压等级小于第一旁路二极管13耐压等级的二极管，具体地，由于第一电池串组单元10的电池片多于第二电池串组单元20的电池片，因此，与第二电池串组单元20并联的第二旁路二极管14的耐压等级要求可以降低，从而减少旁路二极管材料成本。

在实施例中，第二电池串组单元20中电池片为漏电流大于第一电池串组单元10中电池片漏电流的四分之一片电池片，具体地，由于第二电池串组单元20中电池片1的数量较少，部分电池串被遮挡后产生的热斑温度也更低，所以，对第二电池串组单元20 中电池片1的漏电流要求也可以适当地放宽，即实现漏电流低的电池片1用于第一电池串组单元10中，漏电流稍高的电池片1用于第二电池串组单元20中，从而既能满足组件热斑要求，又可减少高漏电电池报废的比例，提高电池片1的利用率。

概括来说，根据本实用新型的光伏组件，通过切四并四的电路连接形式，即采用四分之一片电池片1，并将所有电池串与组件短边方向平行设置，以及第一电池串组子单元11和第二电池串组子单元12并联构成第一电池串组单元10，第三电池串组8和第四电池串组9并联构成第二电池串组单元20，至少一个第一电池串组单元10和第二电池串组单元20串联连接，且沿组件长边方向排列，相较于整片电池电路组件，可以在组件输出电流不变的前提下，降低组件内部损耗，提高组件输出功率，降低单瓦成本，同时，该电路设计方式电路连接更加简单，可以满足大尺寸电池片，如210mm长度电池片的排布方式，且玻璃宽度变化较小，减少了前板玻璃制程的困难，降低组件载荷脱框的风险，以及，由于第二电池串组单元20中电池片的数量较少，部分电池串被遮挡后产生的热斑温度也更低，从而可以将漏电流高的电池片1用于串联少的组串中，从而提高电池片1利用率。

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 (12)

1.一种光伏组件，其特征在于，包括：

至少一个第一电池串组单元，所述第一电池串组单元包括并联连接的第一电池串组子单元和第二电池串组子单元，所述第一电池串组子单元包括两个串联连接的第一电池串组，每个所述第一电池串组包括两个并联连接的第一电池串，所述第二电池串组子单元包括两个串联连接的第二电池串组，每个所述第二电池串组包括两个并联连接的第二电池串，所述第一电池串和所述第二电池串均包括N个串联连接的电池片；

第二电池串组单元，所述第二电池串组单元包括并联连接的第三电池串组和第四电池串组，所述第三电池串组包括两个并联连接的第三电池串，所述第四电池串组包括两个并联连接的第四电池串，所述第三电池串和所述第四电池串均包括N个串联连接的所述电池片；

其中，所有电池串平行于组件短边方向设置，至少一个所述第一电池串组单元和所述第二电池串组单元串联连接，且沿组件长边方向排列；

所述电池片为由整片电池片切割而成的四分之一片电池片。

2.根据权利要求1所述的光伏组件，其特征在于，所述至少一个所述第一电池串组单元的数量为两个，两个所述第一电池串组单元串联连接，每个电池串中所述电池片的数量大于等于4片。

3.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P行Q列排布，电池片行的延伸方向为所述组件长边方向，电池片列的延伸方向为所述组件短边方向，其中，P和Q均为偶数。

4.根据权利要求3所述的光伏组件，其特征在于，

在第1列至第Q-2列的所述电池片，每个所述电池片列中分别位于第1行至第P/2行的P/2个所述电池片依次串联为所述第一电池串，分别位于第P/2+1行至第P行的P/2个所述电池片依次串联为所述第二电池串，分别位于第n列和第n+1列的两个所述第一电池串并联为所述第一电池串组，相邻的两个所述第一电池串组串联为所述第一电池串组子单元，分别位于第n列和第n+1列的两个所述第二电池串并联为所述第二电池串组，相邻的两个所述第二电池串组串联为所述第二电池串组子单元，沿所述组件短边方向的所述第一电池串组子单元和所述第二电池串组子单元并联为所述第一电池串组单元，其中，n＝2p+1，p为非负整数，且n小于Q-2；

在第Q-1列和第Q列的所述电池片，每个所述电池片列中分别位于第1行至第P/2行的P/2个所述电池片依次串联为所述第三电池串，分别位于第P/2+1行至第P行的P/2个所述电池片依次串联为所述第四电池串，位于所述第Q-1列和第Q列的所述第三电池串并联为所述第三电池串组，位于所述第Q-1列和第Q列的所述第四电池串并联为所述第四电池串组，所述第三电池串组和所述第四电池串组并联为所述第二电池串组单元。

5.根据权利要求4所述的光伏组件，其特征在于，所述光伏组件还包括沿所述组件长边方向延伸的中心汇流条，所述中心汇流条设置于第P/2行和第P/2+1行电池片之间的间隙内，沿所述组件短边方向排列的所述第一电池串组子单元和所述第二电池串组子单元并联于所述中心汇流条上，以及沿所述组件短边方向排列的所述第三电池串组和所述第四电池串组并联于所述中心汇流条上。

6.根据权利要求5所述的光伏组件，其特征在于，每个所述第一电池串组单元中，所述第一电池串组和所述第二电池串组通过所述中心汇流条反向并联第一旁路二极管。

7.根据权利要求6所述的光伏组件，其特征在于，在所述第二电池串组单元中，所述第三电池串组远离所述第四电池串组的一端与所述第四电池串组远离所述第三电池串组的一端之间设置有边缘汇流条，所述第三电池串组和所述第四电池串组通过所述边缘汇流条连接第二旁路二极管。

8.根据权利要求7所述的光伏组件，其特征在于，所述边缘汇流条设置在所述第二电池串组单元远离相邻的所述第一电池串组单元的一侧。

9.根据权利要求2所述的光伏组件，其特征在于，两个所述第一电池串组单元和所述第二电池串组单元分别反向并联一个旁路二极管，三个所述旁路二极管分别设置在一个接线盒中。

10.根据权利要求2所述的光伏组件，其特征在于，每个所述电池串中所述电池片数量N的取值范围为4≤N≤10。

11.根据权利要求7所述的光伏组件，其特征在于，所述第二旁路二极管为耐压等级小于所述第一旁路二极管耐压等级的二极管。

12.根据权利要求1所述的光伏组件，其特征在于，所述整片电池片尺寸为210mm。

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