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【陽光工匠講堂】淺析晶體硅太陽能光伏組件設計技術(一)
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目前我國光伏已經從制造領域開始過渡到應用技術領域,光伏產業與其它產業結合發展,如光伏與農業,光伏與新能源汽車,光伏與節能建筑,光伏與互聯網等等,光伏產業呈現多元化、健康態發展趨勢,光伏企業不再以產業產能求生存求發展,而是越來越來關注企業的科學管理,先進技術的研究和引進。

 

隨著國內光伏市場進一步開發,光伏電站領域光伏電站建設已成為光伏企業的主戰場。我國光伏產業產能過剩問題不再是制約光伏產業發展的主要因素,到目前為止我國“光伏十二五規劃”目標已提前完成。電站投資熾熱,帶動巨大的光伏組件需求,尤其是高效光伏晶體硅組件,近年來隨著單晶電池制造工藝的改善,使得其成本下降,目前單多晶光伏組件成本已基本持平,單晶光伏組件憑借其光電轉化率高,衰減量少,成為了光伏電站建設組件選型的潮流之選。

 

隨著光伏應用領域的進一步開發,預計我國今年下半年光伏供需矛盾又會出現。光伏電站的核心就是光伏組件,因此研究光伏組件工藝和光伏組件設計具有重要的意義。

 

為什么單體太陽電池

不能直接應用到光伏電站中?

 

單體電池為什么不能作為一個獨立的電源使用我們主要從以下幾個方面分析:

 

功率因素:單體電池工作電壓0.5v伏左右,工作電流20—40MA/M2,功率不能滿足一般負載工作,光伏組件是光伏應用系統的最小單元。(主要原因)

 

電池自身因素:硅電池片具有易碎的本質特點。且電池長期暴露在空氣中,極易引起電極氧化。導致光電轉化效率下降,電池報廢速度加快。

 

因此有必要對光伏電池進行封裝,形成光伏組件。光伏組件具有極大的優點:增強了電池機械性,保護電池電極不被氧化,使用搬運快捷便利,功率組合簡單自由,是構成光伏應用系統的最小單元,合理科學的組件材料封裝可以提高光伏組件光電轉化效率和延長組件的使用壽命從而降低了光伏系統成本,提高了投資者的收益率。

 

常見晶體硅光伏組件結構分析

 

低鐵玻璃,EVA,電池片,EVA ,TPT.,背板材料,接線盒,焊條等。光伏組件生產的一般流程:電池測試,正面焊接,背面焊接,疊層敷設,組件層壓,修邊,裝框,焊接接線盒,高壓測試,組件清洗,組件電特性測試,包裝入庫。其中光伏組件生產過程組件層壓是難點,工藝參數要求比較高。關于組件生產要求企業掌握科學的工藝參數,員工具有良好的經驗。對于組件材料和組件類型不再詳細解析。

 

常見晶體硅光伏組件設計

 

電池組件的板型設計,什么如何一個產品都離不開設計,光伏電池組件設計就是對電池組件中電池排布,設計電池功率,電池組件的外形尺寸,設計工程要布局全局如怎樣提高設計光伏組件的轉化效率,怎樣降低產品封裝成本,在有效面積與光伏組件成本兩者之間取得平衡點,了解客戶心理需求,利用工藝技術盡量減少組件失配和錯配現象,電池排布力求完美和利用面積最大化,從而有力降低產品成本,利于產品推向市場。

 



方法一

現有光伏單晶電池,單片功率在2.2-2.8,公司生產75瓦光伏組件:

 

設計如下:確定電池排布和組件尺寸,組件設計時功率誤差在正負0.05以內即認為合格。要求光伏組件功率為75瓦=2.2*36=79.2瓦近似與72瓦誤差小于正負0.05以內合格。該75瓦電池組件排布如下圖1-1,根據圖中的數據進行工藝制造。

 

圖1-1


總結光伏組件板型設計的兩種思維方式:1.根據組件功率,面積進行電池片功率和面積選擇;2根據電池片功率和面積確定電池組件的面積和組件功率。

 

 


方法二

設計一電池組件工作電壓1.5v,峰值功率1.2w光伏組件思路解析:

 

現有40x40mm單晶太陽電池組件效率為8.5工作電壓0.41.常見單晶硅電池的工作電壓為0.41

 

串聯數=1.5/0.41=3.36考慮損失取四片

 

單體電池面積=3.14*16/4=12.57

 

單體電池封裝功率=100*12.57*8.5*0.95=0.1

 

因此所需電池片總數=1.2/0.1=12

 

并聯片數:12/4=3

 


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