CN215680705U - 大尺寸切片电池光伏组件 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种大尺寸切片电池光伏组件,属于光伏电池技术领域,包括多个串联的电池串单元,每个电池串单元包括多个并联的电池串,每个电池串包括多个串联的切片电池片;其中,大尺寸切片电池片的尺寸大于156mm;大尺寸切片电池片沿垂直于电池主栅方向n等分切割形成n个切片电池片;电池串的摆放方向为电池主栅平行于光伏组件短边方向,且各电池串正负极摆放方向一致。本实用新型提供的大尺寸切片电池光伏组件,可以有效的降低组件内部串阻损失,显著提升组件功率;电池串的排布和互联方式简单,利于降低生产工艺难度,易于实现批量化生产;并联电池串单元与并联互联条相结合,使组件在局部受到遮挡的情况下,减小发电量输出损失,降低热斑风险。
Description
技术领域
本实用新型属于光伏电池技术领域,具体涉及一种大尺寸切片电池光伏组件。
背景技术
随着大尺寸硅片技术的发展,晶体硅电池片的尺寸越来越大,可以使单块组件获得更高的输出功率。但是,由于电池片的产生的电流与电池片的面积有关,大尺寸切片电池片在提升组件功率的同时,也增大了组件电流,使电流传输过程产生的串阻损失(I2R)显著增加,降低电池-组件的封装效率。为降低串阻损失,一般采用将整片电池切割成半片的方式,再通过串并联等方式制成组件。
但是,随着电池片尺寸由156mm扩大到182mm甚至210mm,将电池片切割成半片,电池片的电流依然会造成大量的串阻损失,无法获得最优的组件输出功率。一些针对大尺寸切片电池或多切片电池组件的排布方式,汇流带连接方式复杂、结构不对称,或者应用常规的半片组件排版方式,由于电池尺寸增加造成组件宽度过大,玻璃等原材料和组件的生产工艺难度都很大,并且对组件的包装、运输、安装等均增加了难度。
总而言之,现有技术存在如下缺陷:
(1)现有技术通过加大电池尺寸和半片设计提高组件功率,不能获得最优的组件功率,无法兼容大尺寸切片电池片对组件带来的高电流高电压的影响,需要从新进行电路设计。
(2)现有技术的电池排布方式不适用于更多分切数量的切片组件,电池片排版复杂,电池和组件的排布不对称,或者由于电池尺寸过大造成组件宽度异于常规产品,使得玻璃等原材料以及成品组件的生产工艺难度加大,不易于实现量产,且抗荷载能力等可靠性风险高。
实用新型内容
本实用新型实施例提供一种大尺寸切片电池光伏组件,旨在提高大尺寸光伏组件的输出功率,降低制作难度,利于实现量产及提高制作的可靠性。
为实现上述目的,本实用新型采用的技术方案是:提供一种大尺寸切片电池光伏组件,包括:多个串联的电池串单元,每个所述电池串单元包括多个并联的电池串,每个所述电池串包括多个串联的切片电池片;其中,所述大尺寸切片电池的尺寸大于156mm;所述大尺寸切片电池沿垂直于电池主栅方向n等分切割形成n个所述切片电池片,所述切片电池片为所述大尺寸切片电池的 1/n,n为正整数;所述电池串的摆放方向为电池主栅平行于光伏组件短边方向,且各所述电池串正负极摆放方向一致。
在一种可能的实现方式中,所述切片电池片为所述大尺寸切片电池的 1/2-1/8。
在一种可能的实现方式中,各所述电池串呈一列摆放,且各所述电池串通过多个互联条并联,其中,所述电池串的长度方向与光伏组件的短边一致。
在一种可能的实现方式中,各所述电池串单元呈一列摆放,且各所述电池串单元的正负极摆放方向一致。
在一种可能的实现方式中,各所述电池串单元包括相同数量的所述电池串。
在一种可能的实现方式中,每个所述电池串单元包括至少两个所述电池串。
在一种可能的实现方式中,包括多个对称分设于所述光伏组件中间的接线盒,各接线盒内设有与各电池串单元并联的旁路二极管。
在一种可能的实现方式中,所述切片电池为单面发电或双面发电。
在一种可能的实现方式中,自上至下包括上盖玻璃、上层封装、串联的所述电池串单元、下层封装和下盖玻璃。
本实用新型提供的大尺寸切片电池光伏组件,与现有技术相比,有益效果在于:按垂直于主栅的方向将大尺寸切片电池切割成n等分,为n个切片电池,首先用互联条将切片电池串联成电池串,然后将电池串并联得到电池串单元,并联的电池串之间并联多个互联条,再用互联条将电池串单元串联起来。该组件的电池串放置方向为电池主栅平行于组件短边方向,所有电池串的摆放方向完全一致,即所有电池串的摆放保持的正负极一致。
本实用新型提供的光伏组件具有以下优势:
(1)更多分切的电池片使流经互联条的电流更小,可以有效的减小流经互联条的电流,降低组件内部串阻损失,显著提高组件功率。
(2)电池串的排布和互联方式简单,接线盒对称分布,利于降低生产工艺难度,易于实现批量化生产。
(3)组件的宽度由小电池串的长度决定,即由电池串上串联的切片电池数量决定,由于切片降低了电池片的尺寸,因此,相比较于常规组件的电池排布方式,该组件设计在组件的宽度的设计上具有更灵活的变化空间。
(4)更多分切的电池片电流更小,可以匹配截面更小的焊带和更薄的封装材料,进一步降低组件成本。
(5)更多分切的电池片,更好的适合大尺寸电池片,有效调整组件的输出电流和电压到更合理水平,获得更低的系统成本。
(6)并联的电池串之间,有多个互联条并联,可以使组件在局部受到遮挡的情况下,减小发电输出损失,降低热斑风险。
附图说明
图1为本实用新型实施例提供的大尺寸切片电池光伏组件的结构示意图;
图2为本实用新型实施例提供的大尺寸切片电池光伏组件的方案一示例1 的结构示意图;
图3为本实用新型实施例提供的大尺寸切片电池光伏组件的方案一示例2 的结构示意图;
图4为本实用新型实施例提供的大尺寸切片电池光伏组件的方案二的结构示意图;
图5为本实用新型实施例提供的大尺寸切片电池光伏组件的方案三的结构示意图;
附图标记说明:
1、上盖玻璃;2、上层封装;3、电池串;4、下层封装;5、下盖玻璃;6、电池串单元。
具体实施方式
为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型,并不用于限定本实用新型。
请一并参阅图1及图2,现对本实用新型提供的大尺寸切片电池光伏组件进行说明。所述大尺寸切片电池光伏组件,多个串联的电池串单元6,每个电池串单元6包括多个并联的电池串3,每个电池串3包括多个串联的切片电池片;其中,大尺寸切片电池的尺寸大于156mm;沿垂直于大尺寸切片电池的电池主栅方向n等分切割形成n个切片电池片,切片电池片为大尺寸切片电池的 1/n,n为正整数;电池串3的摆放方向为电池主栅平行于光伏组件短边方向,且各电池串3正负极摆放方向一致。
本实施例提供的大尺寸切片电池光伏组件,按垂直于主栅的方向将大尺寸切片电池切割成n等分,为n个切片电池片。首先用互联条将切片电池片串联成电池串3,然后将电池串3并联得到电池串单元6,电池串单元6内并联的电池串3之间并联多个互联条,再用互联条将电池串单元串联起来。该组件的电池串3放置方向为电池主栅平行于组件短边方向,所有电池串3的摆放方向完全一致,即所有电池串3的摆放保持的正负极一致。
本实施例提供的光伏组件具有以下优势:
(1)更多分切的电池片使流经互联条的电流更小,可以有效的减小流经互联条的电流,降低组件内部串阻损失,显著提高组件功率。
(2)电池串的排布和互联方式简单,接线盒对称分布,利于降低生产工艺难度,易于实现批量化生产。
(3)组件的宽度由小电池串的长度决定,即由电池串上串联的切片电池数量决定,由于切片降低了电池片的尺寸,因此,相比较于常规组件的电池排布方式,该组件设计在组件的宽度的设计上具有更灵活的变化空间。
(4)更多分切的电池片电流更小,可以匹配截面更小的焊带和更薄的封装材料,进一步降低组件成本。
(5)更多分切的电池片,更好的适合大尺寸切片电池片,有效调整组件的输出电流和电压到更合理水平,获得更低的系统成本。
(6)并联的电池串之间,有多个互联条并联,可以使组件在局部受到遮挡的情况下,减小发电输出损失,降低热斑风险。
为了便于理解,对于一些技术名词解释如下:
光伏:是一种利用太阳电池半导体材料的光伏效应,将太阳光辐射能直接转换为电能的一种技术。
光伏组件:光伏组件按电池技术种类可分为晶体硅电池技术,薄膜电池技术。光伏组件的结构包括上盖板(玻璃)、封装材料、电池片、边框、下盖板 (背板或玻璃)、接线盒、连接器、电缆和相应的密封和灌封材料。
大尺寸切片电池组件:随着晶体硅技术的发展,硅片尺寸越来越大,从早期的156mm到166mm再到现在正快速发展的182mm和210mm,应用大尺寸硅片制作的电池片,进而制作得到的组件称为大尺寸切片电池组件。
切片电池组件:将标准规格的晶体硅电池片切割为尺寸1/2、1/3、1/4、1/5、 1/6或更多规格的电池片,制作而成的组件成为切片电池组件。
在一些实施例中,切片电池片为大尺寸切片电池的1/2-1/8,n为2-8。更多分切的电池片电流更小,可以匹配截面更小的焊带和更薄的封装材料,进一步降低组件成本;也能够更好的适合大尺寸切片电池,有效调整组件的输出电流和电压到更合理水平,获得更低的系统成本。
作为一种改进的实施方式,本实施例各电池串3呈一列摆放,且各电池串 3通过多个互联条并联,其中,电池串3的长度方向与光伏组件的短边一致。并联的电池串3之间,由多个互联条并联,可以使组件在受到局部遮挡的情况下,减小发电量输出损失,降低热斑风险;电池串3的排布和互联方式简单,接线盒对称分布,利于降低生产工艺难度,易于实现批量化生产;光伏组件的宽度由电池串3的长度决定,即由电池串3上串联的切片电池数量决定,相比较于常规组件的电池排布方式,该组件的宽度设计上具有更灵活的变化空间。
作为一种改进的实施方式,各电池串单元6呈一列摆放,且各电池串单元 6的正负极摆放方向一致。电池串单元6的排布和互联方式简单,接线盒对称分布,利于降低生产工艺难度,易于实现批量化生产。
作为一种改进的实施方式,各电池串单元6包括相同数量的电池串3,便于实现批量化生产。
基于电池串3的连接方式、切片电池片的数量等,作为一种改进的实施方式,每个电池串单元6包括至少两个电池串3。通过切片电池片的大小、数量及电池串3的数量,有效调整组件的输出电流和电压到更合理水平,获得更低的系统成本。
在上述电池串3的连接分布、电池串单元6的排布的基础上,该光伏组件包括多个对称分设于光伏组件中间的接线盒,各接线盒内设有与各电池串单元 6并联的旁路二极管。通过对称设置的接线盒,也利于降低生产工艺难度,实现批量生产。
可选地,根据设计要求及需要达到的效果,切片电池为单面发电或双面发电。
本实施例提供的光伏组件,如图1所示,自上至下包括上盖玻璃1、上层封装2、串联的电池串3、下层封装4和下盖玻璃5。
本实施例提供的光伏组件的制作过程如下:
步骤一:将标准的大尺寸切片电池采用激光划片的方式切割成n个小型切片电池片。切割后的切片电池片短边尺寸为常规电池片的1/n,(n为2~8)。其中,电池片可以是单面电池,也可以是双面电池,双面太阳能电池片为具有可双面吸收太阳光的电池,包括但不限于p型双面发电太阳能电池和n型双面发电太阳能电池。
步骤二:玻璃、封装材料、电池片等按照图1的层次结构敷设,其中电池片层按照下面的方式连接:
将切割后的切片电池片互相串联,形成电池串3;然后将n个电池串3 并联成电池串单元6,再将n个电池串单元6串联起来形成电路。每一个电池串单元内,并联的电池串之间可以并联多个互联条,每一个电池串单元并联有一个旁路二极管。该组件的电池串3放置方向平行于组件短边,所有电池串3的正负极摆放方向完全一致。
具体的连接方式可有以下几种:
方案一:将切片电池片串联得到电池串,电池串3并联得到2个电池串单元,再将电池串单元串联起来,接线盒采用两个小分体式接线盒,每个接线盒中有1个旁路二极管分别与1个电池串单元6并联。所有电池串3的正极处于组件的同一侧。电池串单元6内有多个互联条将电池串3并联互联起来。每一电池串包含的切片电池片、每个电池串单元包含的电池串3数量和并联互联条的数量根据电池片尺寸、组件的电压、电流以及尺寸要求进行设计。
示例1:应用210尺寸电池片,设计电池排布方案为:组件包含2个串联的电池串单元,每一电池串单元6包含5个并联的电池串3,每一电池串3 包含串联的30片1/5切片电池片或36片1/6切片电池片,每个电池串单元6 包含与大于等于0根互联条,如图2所示。
示例2:应用182尺寸电池片,设计电池排布方案为:组件包含2个串联的电池串单元串联,每一电池串单元包含6个并联的电池串3,每一电池串3包含串联的30片1/5切片电池或36片1/6切片电池片,每个电池串单元包含大于等于0根并联互联条,如图3所示。
方案二:将切片电池片串联得到电池串,电池串3并联得到3个电池串单元6,再将电池串单元6串联起来,接线盒采用3个小分体式接线盒,每个接线盒中有1个旁路二极管分别与1个电池串单元并联。所有电池串3的正极处于组件的同一侧。电池串单元6内有多个互联条将电池串3并联互联起来。每一电池串包含的切片电池片数量、每个电池串单元包含的电池串3 数量以及并联互联条数量根据电池片尺寸、组件的电压、电流以及尺寸要求进行设计。
例如,应用182mm尺寸电池片,设计电池排布方案为:组件包含3个串联的电池串单元6,每一电池串单元包含4个并联的电池串3,每一电池串3 包含串联的18片1/3切片电池或24片1/4切片电池,每个电池串单元包含大于等于0根并联互联条,如图4所示。
方案三:将切片电池片串联得到电池串,电池串3并联得到4个电池串单元6,再将电池串单元6串联起来,接线盒采用2个小分体式接线盒,每个接线盒中有2个旁路二极管分别与1个电池串单元6并联。所有电池串3 的正极处于组件的同一侧。电池串单元6包含有多个互联条将电池串3并联起来。每一电池串3包含的切片电池片数量、每个电池串单元包含的电池串 3数量以及并联互联条量根据电池片尺寸、组件的电压、电流以及尺寸要求进行设计。
例如,应用182mm尺寸电池片,设计电池排布方案为:组件包含4个串联的电池串单元串联,每一电池串单元包含3个并联的电池串3,每一电池串3包含串联的为18片1/3片电池,每个电池串单元包含大于等于0根并联互联条,如图5所示。
本实施例提供的大尺寸切片电池光伏组件,具有以下效果:
(1)将于大尺寸切片电池技术与多切片技术相结合,进一步提高组件输出功率,优化组件输出电压电流,结构简单、对称,利于降低生产工艺难度,易于实现批量化生产。
(2)全新排布的电电池串与电池串单元内的并联互联技术相结合,使组件在局部受到遮挡的情况下,减小发电量输出损失,降低热斑风险。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已,并不用以限制本实用新型,凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种大尺寸切片电池光伏组件,其特征在于,包括:多个串联的电池串单元,每个所述电池串单元包括多个并联的电池串,每个所述电池串包括多个串联的切片电池片;
其中,大尺寸切片电池的尺寸大于156mm;沿垂直于所述大尺寸切片电池的电池主栅方向n等分切割形成n个所述切片电池片,所述切片电池片为所述大尺寸切片电池的1/n,n为正整数;
所述电池串的摆放方向为电池主栅平行于光伏组件短边方向,且各所述电池串正负极摆放方向一致。
2.如权利要求1所述的大尺寸切片电池光伏组件,其特征在于,所述切片电池片为所述大尺寸切片电池的1/2-1/8。
3.如权利要求1所述的大尺寸切片电池光伏组件,其特征在于,各所述电池串呈一列摆放,且各所述电池串通过多个互联条并联,其中,所述电池串的长度方向与光伏组件的短边一致。
4.如权利要求1所述的大尺寸切片电池光伏组件,其特征在于,各所述电池串单元呈一列摆放,且各所述电池串单元的正负极摆放方向一致。
5.如权利要求1所述的大尺寸切片电池光伏组件,其特征在于,各所述电池串单元包括相同数量的所述电池串。
6.如权利要求1所述的大尺寸切片电池光伏组件,其特征在于,每个所述电池串单元包括至少两个所述电池串。
7.如权利要求1所述的大尺寸切片电池光伏组件,其特征在于,包括多个对称分设于所述光伏组件中间的接线盒,各接线盒内设有与各所述电池串单元并联的旁路二极管。
8.如权利要求1所述的大尺寸切片电池光伏组件,其特征在于,所述切片电池为单面发电或双面发电。
9.如权利要求1-8任一项所述的大尺寸切片电池光伏组件,其特征在于,自上至下包括上盖玻璃、上层封装、串联的所述电池串单元、下层封装和下盖玻璃。
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