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
随着光伏技术的快速发展,太阳能电站在国内外占据了很大市场,对高功率组件的需求也越来越多。
相关技术中,常规切片组件通常采用三分体线盒,单个线盒仅设置一个二极管,同时,未来高功率组件随着电池片效率的提升,以及电池片数量的增加,现有方案已满足不了二极管对线路的保护要求。单个组件使用更多二极管是一个比较可行的方案。
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,该光伏组件的电路连接方式适用于高功率组件,可以满足二极管对线路的要求。
为了解决上述问题,本实用新型提供的光伏组件,包括,串联连接且沿组件短边方向设置的第一电池串组单元、第二电池串组单元和第三电池串组单元,所述第一电池串组单元包括串联连接且沿组件长边方向排列的第一电池串组和第二电池串组,所述第二电池串组单元包括串联连接且沿所述组件长边方向排列的第三电池串组和第四电池串组,所述第三电池串组单元包括串联连接且沿所述组件长边方向排列的第五电池串组和第六电池串组,每个电池串组包括并联连接且沿组件短边方向排列的第一电池串和第二电池串,每个电池串包括数量相等且串联连接的电池片;
在所述第一电池串组与所述第三电池串组之间设置有平行于所述组件长边方向延伸第一引线汇流条,所述第一电池串组通过所述第一引线汇流条反向并联第一旁路二极管,在所述第二电池串组与所述第四电池串组之间设置有平行于所述组件长边方向延伸的第二引线汇流条,所述第二电池串组通过所述第二引线汇流条反向并联第二旁路二极管,所述第四电池串组通过所述第二引线汇流条反向并联第四旁路二极管,在所述第三电池串组与所述第五电池串组之间设置有平行于所述组件长边方向延伸的第三引线汇流条,所述第三电池串组通过所述第三引线汇流条反向并联第三旁路二极管,所述第五电池串组通过所述第三引线汇流条反向并联第五旁路二极管,在所述第四电池串组与所述第六电池串组之间设置有平行于所述组件长边方向延伸的第四引线汇流条,所述第六电池串组通过所述第四引线汇流条反向并联第六旁路二极管,其中,每个引线汇流条上设置有引出线,所述引出线的一端与所述引线汇流条电连接、另一端朝向远离所述电池片所在平面的方向延伸;
在所述第一电池串组与所述第二电池串组之间设置有平行于组件短边方向延伸的第一中心汇流条,在所述第一中心汇流条的端部与所述第一引线汇流条之间电连接所述第一旁路二极管,在所述第一中心汇流条的端部与所述第二引线汇流条之间电连接所述第二旁路二极管,在所述第三电池串组与所述第四电池串组之间设置有平行于组件短边方向延伸的第二中心汇流条,在所述第二中心汇流条的一个端部与所述第二引线汇流条之间电连接所述第四旁路二极管,在所述第二中心汇流条的另一个端部与所述第三引线汇流条之间电连接所述第三旁路二极管,在所述第五电池串组与所述第六电池串组之间设置有平行于组件短边方向延伸的第三中心汇流条,在所述第三中心汇流条的端部与所述第三引线汇流条之间电连接所述第五旁路二极管,在所述第三中心汇流条的端部与所述第四引线汇流条之间电连接所述第六旁路二极管,其中,每个中心汇流条的所述端部均为引出端,所述引出端朝向远离所述电池片所在平面的方向延伸,且相邻两个所述中心汇流条的两个所述引出端相互平行,每个所述引出端与引出线垂直。
根据本实用新型实施例的光伏组件,通过将沿组件短边方向排列的两个电池串并联连接构成电池串组,将沿组件长边方向排列的两个电池串组串联连接构成电池串组单元,且每个电池串组反向并联有旁路二极管,相较于采用常规电路设计,本实用新型的电池片连接电路,在电池片数量增加时,既可以提升组件效率,满足高功率组件的需求,又利于搭配多个旁路二极管,满足二极管对组件线路的要求,有效降低热斑效应,同时,本实用新型的组件电路中通过设定特定的出线方式,即将每个引线汇流条上设置有引出线,且引出线的其中一端朝向远离电池片所在平面的方向延伸,以及将每个中心汇流条的端部均为引出端,且引出端朝向远离电池片所在平面的方向延伸,从而可以减少旁路二极管在电池片所在的平面的占用空间,使得组件设计更加紧凑,提高组件集成度,以及引线汇流条上的引出线和中心汇流条的引出端相互垂直,可以使得旁路二极管连接更加牢固。
在一些实施例中,所述第一引线汇流条的所述引出线、所述第二引线汇流条的所述引出线均与所述第一中心汇流条的所述引出端、所述第二中心汇流条的一个所述引出端在所述中心汇流条的宽度方向上错开布置;所述第三引线汇流条的所述引出线、所述第四引线汇流条的所述引出线均与所述第二中心汇流条的另一个所述引出端、所述第三中心汇流条的所述引出端在所述中心汇流条的宽度方向上错开布置。
在一些实施例中,每个所述引出端由对应的所述中心汇流条的一部分朝向远离所述电池片所在平面的方向折弯形成。
在一些实施例中,所述光伏组件还包括盖板和背板,所述盖板设置在所述电池片的上表面,所述背板设置在所述电池片的下表面,所述背板上设置有第一穿孔和第二穿孔;所述第一引线汇流条的所述引出线、所述第二引线汇流条的所述引出线、所述第一中心汇流条的所述引出端、所述第二中心汇流条的一个所述引出端分别穿过所述第一穿孔以伸出所述背板的表面;所述第三引线汇流条的所述引出线、所述第四引线汇流条的所述引出线、所述第二中心汇流条的另一个所述引出端、所述第三中心汇流条的所述引出端分别穿过所述第二穿孔以伸出所述背板的表面。
在一些实施例中,穿孔的形状为圆形、椭圆形、长圆形和多边形中的一种。
在一些实施例中,所述光伏组件还包括:第一接线盒,所述第一接线盒内设置有四个接线柱,所述第一引线汇流条的所述引出线、所述第二引线汇流条的所述引出线、所述第一中心汇流条的所述引出端、所述第二中心汇流条的一个所述引出端分别与四个所述接线柱电连接,所述第一接线盒内设有所述第一旁路二极管、所述第二旁路二极管和所述第四旁路二极管。
在一些实施例中,所述第一接线盒内还设置有第一电连接片、第二电连接片、第三电连接片和第四电连接片,所述第一接线盒内的四个所述接线柱分别设置在四个所述电连接片上;所述第一旁路二极管分别与所述第一电连接片、所述第二电连接片电连接,所述第二旁路二极管分别与所述第二电连接片、所述第三电连接片电连接,所述第四旁路二极管分别与所述第三电连接片、所述第四电连接片电连接。
在一些实施例中,所述第一接线盒内还设置有第一引线端,所述第一引线端与所述第一电连接片电连接,用于引出所述光伏组件的第一电极线。
在一些实施例中,所述光伏组件还包括:第二接线盒,所述第二接线盒内设置有四个接线柱,所述第三引线汇流条的所述引出线、所述第四引线汇流条的所述引出线、所述第二中心汇流条的另一个所述引出端、所述第三中心汇流条的所述引出端分别与四个所述接线柱电连接,所述第二接线盒内设有所述第三旁路二极管、所述第五旁路二极管和所述第六旁路二极管。
在一些实施例中,所述第二接线盒内还设置有第五电连接片、第六电连接片、第七电连接片和第八电连接片,所述第二接线盒内的四个所述接线柱分别设置在四个所述电连接片上;所述第三旁路二极管分别与所述第五电连接片、所述第六电连接片电连接,所述第五旁路二极管分别与所述第六电连接片、所述第七电连接片电连接,所述第六旁路二极管分别与所述第七电连接片、所述第八电连接片电连接。
在一些实施例中,所述第二接线盒内还设置有第二引线端,所述第二引线端与所述第八电连接片电连接,用于引出所述光伏组件的第二电极线。
在一些实施例中,所述第一接线盒中的四个接线柱集中设置在所述第一接线盒的中央位置,所述第二接线盒中的四个接线柱集中设置在所述第二接线盒的中央位置。
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;
图4是根据本实用新型一个实施例的光伏组件的汇流条出线方式的示意图;
图5是根据本实用新型一个实施例的第一接线盒的示意图;
图6是根据本实用新型一个实施例的第二接线盒的示意图。
附图标记:
第一电池串组单元10;第二电池串组单元20;第三电池串组单元30;背板40;
第一电池串组1;第二电池串组2;第三电池串组3;第四电池串组4;第五电池串组5;第六电池串组6;第一电池串7;第二电池串8;电池片9;
第一旁路二极管11;第二旁路二极管12;第三旁路二极管13;第四旁路二极管14;第五旁路二极管15;第六旁路二极管16;第一引线汇流条21;第二引线汇流条22;第三引线汇流条23;第四引线汇流条24;第一中心汇流条31;第二中心汇流条32;第三中心汇流条33;
引出端17;引出线18;
第一接线盒50;第一接线盒60;接线柱19;第一引线端25;第二引线端26;第一电连接片41;第二电连接片42;第三电连接片43;第四电连接片44;第五电连接片45;第六电连接片46;第七电连接片47;第八电连接片48。
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,该光伏组件的电路连接方式适用于高功率组件,可以满足二极管对线路的要求。
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盖板、电池板、背板40以及框体等。电池板由多个电池片9串并联连接并按照图1所示的排布形成。
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,电池板包括串联连接且沿组件短边方向设置的第一电池串组单元10、第二电池串组单元20和第三电池串组单元30。具体地,第一电池串组单元10包括串联连接且沿组件长边方向排列的第一电池串组1和第二电池串组2,第二电池串组单元20包括串联连接且沿组件长边方向排列的第三电池串组3和第四电池串组4,第三电池串组单元30包括串联连接的且沿组件长边方向排列第五电池串组5和第六电池串组6。
其中,每个电池串组包括两个并联连接且沿组件短边方向排列的第一电池串7和第二电池串8,每个电池串包括数量相等且串联连接的电池片9。
需要说明的是,图2所示光伏组件结构使得所有电池片9能够规整且紧密的排列,一方面便于相邻电池片9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。
进一步地,本实用新型中每个电池串组反向并联设置有旁路二极管,用于在电池串受到阴影遮挡时实现旁路功能,以避免产生过热损坏组件,具体地,如图3所示,在第一电池串组1与第三电池串组3之间设置有平行于组件长边方向延伸第一引线汇流条 21,第一电池串组1通过第一引线汇流条21反向并联第一旁路二极管11,在第二电池串组2与第四电池串组4之间设置有平行于组件长边方向延伸的第二引线汇流条22,第二电池串组2通过第二引线汇流条22反向并联第二旁路二极管12,第四电池串组4通过第二引线汇流条22反向并联第四旁路二极管14,在第三电池串组3与第五电池串组 5之间设置有平行于组件长边方向延伸的第三引线汇流条23,第三电池串组3通过第三引线汇流条23反向并联第三旁路二极管13,第五电池串组5通过第三引线汇流条23 反向并联第五旁路二极管15,在第四电池串组4与第六电池串组6之间设置有平行于组件长边方向延伸的第四引线汇流条24,第六电池串组6通过第四引线汇流条24反向并联第六旁路二极管16。
其中,如图4所示,每个引线汇流条上设置有引出线18,引出线18的一端与引线汇流条电连接、另一端朝向远离电池片9所在平面的方向延伸,即引出线18垂直于引线汇流条,也就是垂直于电池片9所在的平面,引线汇流条通过引出线18与旁路二极管实现电连接,从而可以节省旁路二极管设置在电池片阵列间的占用空间,使得组件设计更加紧凑,提高组件集成度。
以及,如图3所示,在第一电池串组1与第二电池串组2之间设置有平行于组件短边方向延伸的第一中心汇流条31,在第一中心汇流条31的端部与第一引线汇流条21 之间电连接第一旁路二极管11,在第一中心汇流条31的端部与第二引线汇流条22之间电连接第二旁路二极管12,在第三电池串组3与第四电池串组4之间设置有平行于组件短边方向延伸的第二中心汇流条32,在第二中心汇流条32的一个端部与第二引线汇流条22之间电连接第四旁路二极管14,在第二中心汇流条32的另一个端部与第三引线汇流条23之间电连接第三旁路二极管13,在第五电池串组5与第六电池串组6之间设置有平行于组件短边方向延伸的第三中心汇流条33,在第三中心汇流条33的端部与第三引线汇流条23之间电连接第五旁路二极管15,在第三中心汇流条33的端部与第四引线汇流条24之间电连接第六旁路二极管16。
其中,如图4所示,每个中心汇流条的端部均为引出端17,引出端17朝向远离电池片9所在平面的方向延伸,且相邻两个中心汇流条的两个引出端17相互平行,每个引出端17与引出线18垂直,即引出端17垂直于中心汇流条,也就是垂直于电池片9 所在的平面,中心汇流条通过引出端17与旁路二极管实现电连接,从而可以节省旁路二极管设置在电池片阵列间的占用空间,使得组件设计更加紧凑,提高组件集成度。
简言之,本实用新型通过引线汇流条上设置的引出线18,以及中心汇流条端部设置的引出端17,以用于与旁路二极管电连接,即在汇流条与旁路二极管相连的一端设计引出四根引出线,且使引出线垂直于电池片9所在的平面,从而通过采用该出线方式,可以在电池片9所在平面的外部实现与旁路二极管的电连接,而无需在电池片9所在的平面设置相应的间隙,减少旁路二极管在电池片9所在的平面的占用空间,使得组件设计更加紧凑,提高组件集成度。
进一步地,基于本实用新型的电路设计方式,通过采用六个旁路二极管,可以在提升电池片效率,以及电池片数量增加时,满足旁路二极管对组件线路的要求,因此,相较于常规组件电路设计,采用本实用新型的组件电路既可以适用于高功率组件,又可以搭配多个旁路二极管,有效降低组件热斑温度。
需要说明的是,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9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9数量太多使其电压偏高,导致旁路二极管存在击穿风险。
同时,如图2所示,所有电池串的电池片组成电池片阵列,汇流条的引出线均在电池片阵列的中部位置引出,六个旁路二极管均通过引出线进行电连接,以保护光伏组件,即六个旁路二极管均位于组件的中部位置,从而不仅提高组件的集成度,且便于旁路二极管集成在同一接线盒内,例如可以设置单个接线盒内集成三个二极管,单个组件使用两套接线盒,以减少使用接线盒的数量,降低组件成本。
根据本实用新型实施例的光伏组件,通过将沿组件短边方向排列的两个电池串并联连接构成电池串组,将沿组件长边方向排列的两个电池串组串联连接构成电池串组单元,且每个电池串组反向并联有旁路二极管,相较于采用常规电路设计,本实用新型的电池片连接电路,在电池片数量增加时,既可以提升组件效率,满足高功率组件的需求,又利于搭配多个旁路二极管,满足二极管对组件线路的要求,有效降低热斑效应,同时,本实用新型的组件电路中通过设定特定的出线方式,即将每个引线汇流条上设置有引出线18,且引出线18的其中一端朝向远离电池片9所在平面的方向延伸,以及将每个中心汇流条的端部均为引出端17,且引出端17朝向远离电池片9所在平面的方向延伸,从而可以减少旁路二极管在电池片9所在的平面的占用空间,使得组件设计更加紧凑,提高组件集成度,以及引线汇流条上的引出线和中心汇流条的引出端相互垂直,可以使得旁路二极管连接更加牢固。
下面对于本实用新型组件电路中设计的出现方式作进一步说明,如图4所示,第一引线汇流条21的引出线18、第二引线汇流条22的引出线18均与第一中心汇流条31 的引出端17、第二中心汇流条32的一个引出端17在中心汇流条的宽度方向上错开布置,同样的,第三引线汇流条23的引出线18、第四引线汇流条24的引出线18均与第二中心汇流条32的另一个引出端17、第三中心汇流条33的引出端18在中心汇流条的宽度方向上错开布置,以避免短路情况。
在实施例中,每个引出端17可以由对应的中心汇流条的一部分朝向远离电池片9所在平面的方向折弯形成。
在实施例中,本实用新型的光伏组件包括盖板和背板,其中盖板设置在电池片9的上表面,背板设置在电池片9的下表面。进一步地,针对于本实用新型设计的特定的出线方式,在背板上设置有第一穿孔和第二穿孔,以便于在穿孔处引出汇流条的引出线。
具体地,第一引线汇流条21的引出线18、第二引线汇流条22的引出线18、第一中心汇流条31的引出端17、第二中心汇流条32的一个引出端17分别穿过第一穿孔以伸出背板的表面,以及第三引线汇流条23的引出线18、第四引线汇流条24的引出线18、第二中心汇流条32的另一个引出端17、第三中心汇流条33的引出端17分别穿过第二穿孔以伸出背板的表面。
其中,穿孔的形状可以为圆形、椭圆形、长圆形或多边形中的一种,例如根据本实用新型的出线方式,可以在背板上设置有两个正四边形开口,每个开口的四个方向引出四根引出线,以实现旁路二极管与电池片阵列间的电连接,本实施例对此不作限制。
在实施例中,在电池片阵列所在平面的垂直方向上,汇流条与电池片阵列部分交叠,因此,在设置汇流条时,至少交叠区域内汇流条与电池片阵列之间设置有绝缘层,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。
在实施例中,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,汇流条可以包括中心导线和包裹于中心导线外侧的外围绝缘层。需要说明的是,具有该结构的引线汇流条与其他导线结构接触时,外围绝缘层能够起到绝缘作用,无需额外设置绝缘层,有利于光伏组件结构以及工艺的简化。
在实施例中,旁路二极管设置在接线盒内,本实用新型针对于特定的出线设计方式,设置有匹配的专用接线盒,以与汇流条的引出线对应。其中,本实用新型采用六个旁路二极管,并将其中三个旁路二极管集成在同一接线盒内,整个组件使用两套接线盒。
在实施例中,本实用新型的光伏组件包括第一接线盒50和第二接线盒60。
具体地,如图5所示,第一接线盒50内设置有四个接线柱19,第一引线汇流条21 的引出线18、第二引线汇流条22的引出线18、第一中心汇流条31的引出端17、第二中心汇流条32的一个引出端17分别与四个接线柱19电连接,第一接线盒50内设有第一旁路二极管11、第二旁路二极管12和第四旁路二极管14。
同时,第一接线盒50内还设置有第一电连接片41、第二电连接片42、第三电连接片43和第四电连接片44,第一接线盒50内的四个接线柱19分别设置在四个电连接片上。第一旁路二极管11分别与第一电连接片41、第二电连接片42电连接,第二旁路二极管12分别与第二电连接片42、第三电连接片43电连接,第四旁路二极管14分别与第三电连接片43、第四电连接片44电连接。以及,第一接线盒50内还设置有第一引线端25,其与第一电连接片41电连接,用于引出光伏组件的第一电极线。
如图6所示,第二接线盒60内设置有四个接线柱19,第三引线汇流条23的引出线18、第四引线汇流条24的引出线18、第二中心汇流条32的另一个引出端17、第三中心汇流条33的引出端17分别与四个接线柱19电连接,第二接线盒60内设有第三旁路二极管13、第五旁路二极管15和第六旁路二极管16。
同时,第二接线盒60内还设置有第五电连接片45、第六电连接片46、第七电连接片47和第八电连接片48,第二接线盒60内的四个接线柱19分别设置在四个电连接片上。第三旁路二极管13分别与第五电连接片45、第六电连接片46电连接,第五旁路二极管15分别与第六电连接片46、第七电连接片47电连接,第六旁路二极管16分别与第七电连接片47、第八电连接片48电连接。以及,第二接线盒60内还设置有第二引线端26,第二引线端26与第八电连接片48电连接,用于引出光伏组件的第二电极线。
在实施例中,第一接线盒50中的四个接线柱19集中设置在第一接线盒50的中央位置,第二接线盒60中的四个接线柱19集中设置在第二接线盒60的中央位置。
概括来说,随着电池片效率提升,以及电池片数量的增加,基于本实用新型的组件电路设计,既可以提升组件效率,满足高功率组件的需求,又利于搭配多个旁路二极管,满足二极管对组件线路的要求,有效降低组件热斑温度,同时,本实用新型组件通过设计特定的出线方式,即在组件背面设置两个开口,且每个开口引出四根汇流条的引出线,便于在电池片所在平面的外部实现与旁路二极管的电连接,减少旁路二极管在电池片所在的平面的占用空间,使得组件设计更加紧凑,提高组件集成度,以及通过匹配专用的接线盒设计,也可以减少接线盒的使用,降低组件成本。
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。