CN211929509U - 一种叠片太阳能光伏组件 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公布了一种叠片太阳能光伏组件，包括第一盖板层、第一封装层、电池串层、第二封装层、电路板、第三封装层、第二盖板层及接线盒，所述电池串层包括若干电池串，所述电路板包含基本电路、若干功率优化模块、若干旁路二极管模块及若干DC/DC转换模块，所述功率优化模块及旁路二极管模块数量均不超过电池串数量。所述电池串的引出线直接接入电路板的基本电路，电池串与功率优化模块正向并联连接，与旁路二极管模块反向并联连接。本实用新型在组件内部配置多个功率优化模块和旁路二极管模块，使每个电池串的输出功率实现最大化，消除了电池串之间的失配，更好的保护了电池片。
Description
技术领域
本实用新型属于太阳能技术领域，具体涉及一种叠片太阳能光伏组件。
背景技术
随着传统化石能源一天天减少，对环境造成的危害不断加剧，世界各国都把目光投向了可再生能源，希望可再生能源能够改变人类的能源结构，维持长远的可持续发展。其中太阳能以其独有的优势而成为人们重视的焦点。丰富的太阳辐射能是重要的能源，是取之不尽、用之不竭、无污染、廉价的可再生能源。太阳能众多应用中最广泛的一个应用是光伏发电，光伏发电的核心部件是光伏组件。
常规光伏组件主要是用钢化玻璃、EVA（乙烯-醋酸乙烯酯）、背板及边框将太阳能电池片封装成的一个整体，其中太阳能电池片之间用焊带进行串联。由于常规光伏组件电池片之间及电池片与边框之间留有较多的间隙区域，导致其整体转换效率较低。叠片组件是近年来出现的一种高效组件，这种组件利用的是一种将光伏电池片切成2片以上之后，以类似导电胶特殊材料将其焊接成串的技术。由于每片切割过后的电池片在组装时会有部分重叠，同面积组件可铺设更多电池片，因此可提高组件总输出功率和转换效率。
叠片组件一般包含多个电池片串，每个电池片串由多片切片电池片依次串联连接，整个组件最后由数百片切片电池片组成。叠片组件中的最小单元为切片电池片，尽管每片切片电池片具有相同的尺寸，但由于切片电池片来自于不同的完整电池片，其电性能参数不能保证完全一致，因此不同电池片之间、不同电池串之间可能会存在失配，造成较大的失配损耗，降低组件输出功率。因此，如何完全消除叠片组件电池串之间的失配，减少组件内各个电池片之间的相互影响，使组件的输出功率最大化是亟待解决的技术问题。
发明内容
针对上述问题，本实用新型的目的是提供一种叠片太阳能光伏组件，通过在组件内部配置多个功率优化模块和旁路二极管模块，实现对电池串的输出进行独立MPPT跟踪，使每个电池串的输出功率最大化，同时消除电池串之间的失配，更好的保护了电池片。
本实用新型所述的一种叠片太阳能光伏组件，包括第一盖板层、第一封装层、电池串层、第二封装层、电路板、第三封装层、第二盖板层及接线盒，所述电池串层包括若干电池串，所述电路板包含基本电路、若干功率优化模块、若干旁路二极管模块及若干DC/DC转换模块，所述功率优化模块及旁路二极管模块数量均不超过电池串数量。
所述电池串的引出线直接接入电路板的基本电路，电池串与功率优化模块正向并联连接，与旁路二极管模块反向并联连接。
所述电路板正面或正反两面设置有若干条形状的反射层，反射层对应于电池串之间的间隙区域。
所述反射层表面分布有规则排列的沟槽，沟槽形状为V形、金字塔形、半圆形、半椭圆形、圆锥形或三角锥形中的一种或多种。
所述若干功率优化模块串联连接后接入DC/DC转换模块。
所述电路板设有两根引出线，引出线从第二盖板层背面引出并与接线盒电连接。
所述电池串包括若干个切片电池片，相邻切片电池片通过堆叠的方式形成串联连接。
所述电池串内的相邻切片电池片使用导电胶、焊带或锡膏连接。
所述切片电池片为单面电池片或双面电池片。
所述第一盖板层为透明玻璃，第二盖板层为不透明聚合物背板或透明玻璃或透明聚合物背板。
与现有技术相比，本实用新型具有如下优点：
1）通过将带有功率优化模块的电路板集成于组件，每个功率优化模块可以对其连接的电池串输出进行MPPT跟踪，使得每串电池片工作在最大功率点，而且各电池串互不影响，消除了电池串之间的失配，实现组件整体输出最大化；当组件正面或背面被阴影遮挡时，功率优化模块对被遮挡电池串的输出进行优化，将阴影造成的功率损失降至最低。另外功率优化模块实现组件内电池串级监控，及时发现组件可能存在的问题，降低了光伏系统的运维成本。
2）通过在组件内部设置多个旁路二极管模块，对电池片提供了更好的保护。每个旁路二极管模块与对应电池串反向并联连接，当电池片正常工作时旁路二极管处于反偏状态；而当与电池串中的部分电池片被遮挡时，为了防止这些电池片因热斑效应出现过热损坏，此时并联的旁路二极管将会正向导通，使原本流过被遮挡电池片的电流被旁路二极管分流，达到保护电池片的效果。
3）电路板上若干条形状反射层分布有规则排列的沟槽，这些特殊形状的沟槽能调整入射光在组件内的传播路径，使原本入射到电池串间隙的光线通过多次反射到达附近的电池片表面，大幅增加电池片的光能利用率，从而提升组件的输出功率及转换效率。
附图说明
图1为本实用新型叠片太阳能光伏组件的剖面图。
图2为本实用新型叠片太阳能光伏组件的电路示意图。
图中，1为第一盖板层，2为第一封装层，3为电池串层，4为第二封装层，5为电路板，6为第三封装层，7为第二盖板层，8为接线盒，9为电池串，10为功率优化模块，11为旁路二极管模块，12为DC/DC转换模块，13为反射层。
具体实施方式
为进一步了解本实用新型的技术特征与内容，下面结合附图进行说明。
如图1所示，一种叠片太阳能光伏组件，包括第一盖板层1、第一封装层2、电池串层3、第二封装层4、电路板5、第三封装层6、第二盖板层7及接线盒8，所述电池串层3包括若干电池串9，所述电路板5包含基本电路、若干功率优化模块10、若干旁路二极管模块11及若干DC/DC转换模块12。所述电路板正面或正反两面设置有若干条形状的反射层13，反射层对应于电池串之间的间隙。当电池片为单面电池片时，只在电路板正面设有反射层；当电池片为双面电池片时，电路板正面和反面均设有反射层。反射层表面分布有规则排列的沟槽，沟槽形状为V形、金字塔形、半圆形、半椭圆形、圆锥形或三角锥形中的一种或多种，这些沟槽能对反射光线路径按照预定的方式进行控制和引导。当太阳光透过第一盖板层、第一封装层和第二封装层入射至电池串间隙时，该间隙正下方对应的反射层表面的沟槽对光线进行反射，这部分光线被反射回第一盖板层的上表面，当第一盖板层与空气界面光线的入射角大于此界面的临界角，入射至此界面的光线会发生再次反射并最终反射至电池片表面。此种方式实现了对所有电池串间隙入射光的最大利用，提升了组件组件的光能利用率及最大输出功率。
如图2所示，电池串的引出线直接接入电路板的基本电路，因而极大简化了电池串之间的连接方式，不需要像常规组件在其内部设置许多汇流带对电池串进行各种串联和并联。电路板集成于组件内部实现了在组件内配置多个功率优化模块和旁路二极管模块，达到更好的功率优化效果及电池片保护效果。每个功率优化模块与对应的电池串并联连接，跟踪每个电池串的最大功率点，使该电池串在任何情况下仍能保持最大功率输出。功率优化模块使得每个电池串成为一个独立单元，互不影响，消除了电池串之间的失配，实现组件整体输出最大化。当组件被阴影遮挡时，功率优化模块对被遮挡电池串的输出进行优化，将阴影造成的功率损失降至最低。另外，功率优化模块可以实现电池串级监控，远程监控每片组件不同电池串的工作状态，实时发现组件中可能存在的故障，使得系统维护更加方便和快捷。另外各功率优化模块串联连接后接入DC/DC转换模块，DC/DC转换模块能对电池串最后的输出电压进行转换，可以使组件达到预期设计的电压。由于组件的输出电压可以通过DC/DC转换模块来进行任意调整，因而组件内各电池串的串联和并联方式的选择具有更高的自由度，可根据需要选择最优化的连接方式。
每个旁路二极管模块正极与电池串的负极连接，其负极与电池串的正极连接，这样当电池片正常工作时旁路二极管处于反偏状态；而当与旁路二极管模块并联的电池串中部分太阳能电池片被遮挡时，此时并联的旁路二极管模块将会正向导通，使原本流过被遮挡电池片的电流被旁路二极管分流，从而防止这些电池片因热斑效应出现过热损坏。
本技术领域中的相关技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本实用新型的目的，而并非用作对本实用新型的限定，只要在本实用新型的实质范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本实用新型的权利要求的范围内。
Claims (10)
1.一种叠片太阳能光伏组件，包括第一盖板层、第一封装层、电池串层、第二封装层、电路板、第三封装层、第二盖板层及接线盒，其特征在于：所述电池串层包括若干电池串，所述电路板包含基本电路、若干功率优化模块、若干旁路二极管模块及若干DC/DC转换模块，所述功率优化模块及旁路二极管模块数量均不超过电池串数量。
2.如权利要求1所述的太阳能光伏组件，其特征在于：所述电池串的引出线直接接入电路板的基本电路，电池串与功率优化模块正向并联连接，与旁路二极管模块反向并联连接。
3.如权利要求1所述的太阳能光伏组件，其特征在于：所述电路板正面或正反两面设置有若干条形状的反射层，反射层对应于电池串之间的间隙区域。
4.如权利要求3所述的太阳能光伏组件，其特征在于：所述反射层表面分布有规则排列的沟槽，沟槽形状为V形、金字塔形、半圆形、半椭圆形、圆锥形或三角锥形中的一种或多种。
5.如权利要求1所述的太阳能光伏组件，其特征在于：所述若干功率优化模块串联连接后接入DC/DC转换模块。
6.如权利要求1所述的太阳能光伏组件，其特征在于：所述电路板设有两根引出线，引出线从第二盖板层背面引出并与接线盒电连接。
7.如权利要求1所述的太阳能光伏组件，其特征在于：所述电池串包括若干个切片电池片，相邻切片电池片通过堆叠的方式形成串联连接。
8.如权利要求7所述的太阳能光伏组件，其特征在于：所述电池串内的相邻切片电池片使用导电胶、焊带或锡膏连接。
9.如权利要求7所述的太阳能光伏组件，其特征在于：所述切片电池片为单面电池片或双面电池片。
10.如权利要求1所述的太阳能光伏组件，其特征在于：所述第一盖板层为透明玻璃，第二盖板层为不透明聚合物背板或透明玻璃或透明聚合物背板。
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Cited By (1)
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| CN118366976A (zh) * | 2024-06-19 | 2024-07-19 | 苏州华太电子技术股份有限公司 | 光伏阵列旁路二极管封装模组及其制备方法 |
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2019
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