[发明专利]光伏组件集成板

说明书

技术领域

本发明涉及太阳能光伏发电技术领域，具体涉及一种便于安装的光伏组件集成板。

背景技术

太阳能干净清洁，取之不尽，用之不竭。大多数可再生能源如风能、水的势能、生物质能都是由太阳能间接转化而来的。当前占主导地位的化石能源如煤、石油、天然气也来自于远古的生物质能。因此说太阳能是最重要、最有前途的可再生能源一点都不为过。

然而目前世界上太阳能的发电量还不到总发电量的0.1％，与太阳能的地位极不相称。其主要原因就是太阳能发电装置成本较高，经济性还无法与常规能源相竞争。

在各种太阳能发电技术中，光伏发电成本相对较低。但是其发电成本也远远高于水电煤电的传统发电。因此要普及光伏发电系统，通过降低发电系统整体造价来降低成本是关键。

目前太阳能光伏发电系统分成几个层次，第一层次为单元层次，最小且不可分割。对于晶硅太阳能电池片，一般尺寸(直径)为125mm、156mm，固定低电压0.7V。第二层次封装层次特征是，多个单元串并联，固定封装在一个组件里。对于晶硅太阳能电池通常60-72个硅片封装在一片玻璃和一铝背板组成，尺寸一般为1-2平米左右；第三层次阵列层次，由多个组件构成阵列，在跟踪系统较为明显常见，整体绕轴转动；第四个层次就是电站层次，几百KW乃至几MW占地几万平米。目前由于缺少中间层次，安装时间较长，耗费人工较多。

现有固定倾角的光伏组件阵列的结构，自从太阳能电池发明的几十年以来变化并不大。太阳能电站的结构大致分为以下几个部分：

最下面是地基，一般有以下几种：螺旋桩、条状混凝土地基和块状混凝土地基。

在上面是安装支架，包括立柱、横杆、檩条等等。一般用螺钉锁紧，属于简支结构。最上面是接着安装多块光伏组件电池板。最后用导线连接各个组件，开电缆沟、埋电缆，并安装逆变器等设备，最后上网。总体上来说结构大致类似于一个自行车雨棚。雨棚就是电池板，下面都是由立柱地基支撑。

那么如何降低太阳能光伏发电的成本呢？目前的问题，价格贵在哪里？

太阳能光伏电站的成本通常包括以下组件的成本支架成本、地基成本、人工成本、逆变成本。除去组件部分的其他成本也叫BOS(balance of system)成本。

目前光伏组件的大部分市场还在欧美。从经济考虑，安装规模越大，单位装机成本就越低。

在2007年以前过去组件价格高达在几年前由于光伏组件的价格很贵每瓦3-5美元，2007年多晶硅的售价曾到过每公斤400美元的高位。与之相比钢铁水泥的支架结构成本所占的比例甚小，所以过去没有得到足够的重视。

而现在随着组件价格不断下跌，价格甚至低到每瓦0.7美元，因此要再节省0.01美元，成本降低1.4％都是很不容易的。而地基支架安装人工所占的比重则越来越高。而且太阳能光伏电站总的规模非常庞大。2011年全球光伏安装量超过20GW，即使系统造价每瓦能够节省0.01美元，也能够节省2亿美元以上。随着光伏组件继续飞速发展，年安装量可能增长十倍甚至几十倍。那时节省的成本将更为可观。因此降低光伏发电系统的安装费用，有着极其巨大的经济价值和社会价值。

太阳能电站许多都建在沙漠高原，那里不适合人类生存。气候恶劣，不适合施工条件恶劣，冻土大雪封山等等原因工期只有几个月。劳动力缺乏，符合要求的工程师更少，来回往返即浪费时间又浪费金钱，大大推高了造价。欧美人工成本更高。仅仅人工费用就高达每瓦数十美分。现有工艺的缺点就是时间长、成本高、工序繁杂。

因此如何简化安装工序，减少时间，降低人工成本成了当务之急。

从电力行业发展规律看，规模化是有效降低成本的一种常用手段。风电、火电、核电、水电都是如此。风电从1000千瓦发展到现在的5000千瓦甚至更高；火电从20万千瓦、30万千瓦一直发展到现在超超临界的70万千瓦；核电也是从30万、60万发展到100万千瓦。因此总的发展思路就是“做大做强”，做大就是整体结构要适应规模化的要求；做强就是要有规模效益，许多固定费用分摊到每千瓦的造价上就能够降低成本。