關(guān)于現(xiàn)在光伏行業(yè)中的半片電池組件的原理與特點分析
在現(xiàn)在的生活中,太陽能產(chǎn)品處處可見,人們用太陽能煮飯,還有太陽能熱水器等等,無處不見太陽能產(chǎn)品,當然,最重要的還是太陽能發(fā)電,但是目前的技術(shù)并不能讓人們很好利用太陽能發(fā)電。
近年來,光伏技術(shù)發(fā)展迅速、應用范圍廣,市場從原來僅重視高功率,日益轉(zhuǎn)變?yōu)榧婢吒吖β?、在任何安裝條件下的高發(fā)電量、低衰減和低成本的綜合要求,從而進一步降低度電成本。隨著行業(yè)內(nèi)太陽能高效電池研究的不斷進步,目前大部分單多晶電池組件的額定工作電流較高,其平均值在8A-9A左右,電流在流經(jīng)組件內(nèi)部的焊帶時會產(chǎn)生功率損耗,這部分損耗主要轉(zhuǎn)化為焦耳熱(Ploss=I2R)存在于組件內(nèi)部。因此隨著電流的增大,這部分的損失也就越大。
在過去的幾年中,整個行業(yè)都圍繞著“開源”路線發(fā)展。如今,“中斷”是最有效的技術(shù)實施途徑,低內(nèi)部損耗和高效的半電池模塊技術(shù)將在大規(guī)模應用中具有獨特的優(yōu)勢。 無疑,它是實現(xiàn)大規(guī)模批量生產(chǎn)并具有高性價比的高效產(chǎn)品。這是可以同時滿足成本,發(fā)電和衰減性能改善的最佳解決方案。
半電池模塊的內(nèi)部結(jié)構(gòu)設計包括三種方法:串聯(lián)結(jié)構(gòu),串聯(lián)-并聯(lián)結(jié)構(gòu)和并聯(lián)-串聯(lián)結(jié)構(gòu)。常規(guī)模塊通常采用串聯(lián)結(jié)構(gòu)。在半電池切割后,電流減半,電壓保持不變。因此,如果使用串聯(lián)結(jié)構(gòu)進行設計,則組件電壓將是常規(guī)組件的兩倍,這將增加系統(tǒng)成本。同時,將元件電壓加倍后會存在一定的安全隱患,因此,為確保常規(guī)元件的整體輸出電壓和電流保持一致,半電池模塊一般采用串并聯(lián)結(jié)構(gòu)設計,相當于兩個并聯(lián)的小模塊。
對于半電池技術(shù),他們實際上將普通的太陽能電池分為兩半。與具有60或72個電池的普通光伏模塊不同,它們已成為120或144個半電池,同時保持了與常規(guī)模塊相同的設計和尺寸。具有相同效率的半電池光伏模塊的輸出功率明顯高于常規(guī)的全電池模塊的輸出功率。這主要是由于半芯片模塊的串聯(lián)電阻減小和填充系數(shù)FF增大。同時,由于模塊的內(nèi)部電阻較低,所以發(fā)電過程中的溫度低于常規(guī)模塊的溫度,從而進一步提高了模塊的發(fā)電能力。
半電池模塊與常規(guī)模塊相同,并裝有鋼化玻璃,EVA和TPE(TPT,EPE)底板。接線盒會有所不同,通常使用三部分式接線盒。在技術(shù)上,半電池模塊的過程很容易更改。隨著電池數(shù)量的增加,電池串聯(lián)焊接的時間也將增加一倍。困難在于母線的導線從模塊背面的中間引出。如果需要手動操作,將增加導線。存在電池分裂或破裂的風險。
與常規(guī)組件一樣,半電池組的電池組也封裝有鋼化玻璃,EVA和底板。常規(guī)的太陽能電池板通常包含60個串聯(lián)的0.5-0.6V太陽能電池。串聯(lián)增加電壓,因此60單元模塊的工作電壓為30-35V。如果像標準組件一樣將半電池連接在一起,它們將產(chǎn)生一半的電流和兩倍的電壓,而電阻保持不變。
通過將標準單元切成兩半來獲得半單元。因此,其內(nèi)部電流減少了一半。隨著電流減小,電池內(nèi)部的功率損耗減小。功率損耗通常與電流的平方成正比,因此整個組件的功率損耗可減少至四分之一(Ploss = RI2,其中R為電阻,I為電流)。減少了半個電池的功率損耗,這可以使其變得更大。特別是在高輻射環(huán)境中,更大的填充因子和更高的轉(zhuǎn)換效率也可以獲得更大的發(fā)電量。該組件具有較大的填充系數(shù),這意味著其內(nèi)部串聯(lián)電阻很小,并且其內(nèi)部電流損耗也很小。
使用半片電池可以在陰影條件下提供很大的優(yōu)勢并改善性能,對于容易受其它建筑障礙物影響的建筑光伏整體發(fā)電量提升有重要的意義。半片電池能增加發(fā)電量,但其系統(tǒng)設計與全片組件相近,沒有增加安裝成本,確保了更低的LCOE。激光切割技術(shù)的改進讓半片電池的切割缺陷幾乎忽略不計。太陽能雖然可以產(chǎn)生很大能量,但是現(xiàn)在的技術(shù)還不足以保證人類所有的運轉(zhuǎn),這就需要我們保護能源,從自己做起,從身邊的點滴做起,節(jié)約能源,是我們?nèi)祟惷恳粋€人應盡的責任。