[发明专利]一种光伏组件的内部保护电路结构

说明书

技术领域

本发明涉及太阳能晶硅切片电池组件封装应用技术领域，具体为一种光伏组件的内部保护电路结构。

背景技术

随着全球煤炭、石油、天然气等常规化石能源消耗速度加快，生态环境不断恶化，特别是温室气体排放导致日益严峻的全球气候变化，人类社会的可持续发展已经受到严重威胁。世界各国纷纷制定各自的能源发展战略，以应对常规化石能源资源的有限性和开发利用带来的环境问题。太阳能凭借其可靠性、安全性、广泛性、长寿面、环保性、资源充足性的特点已成为最重要的可再生能源之一，有望成为未来全球电力供应的主要支柱。

在大力推广和使用太阳能绿色能源的背景下，光伏组件利用小电流低损耗电学原理(光伏组件功率损耗与工作电流的平方成正比关系)并通过切片工艺(对常规6寸太阳电池进行二分之一激光切割，分成两个单独完整的发电单元)来封装组件并提高输出功率和发电效率。目前国内一线光伏组件制造商如天合、阿特斯、晶科、晶澳均已推出半片光伏组件，其中阿特斯等厂商已大批量在市场进行半片组件销售并形成了客观的销售利润。市场上已有常规半片光伏组件在考虑现有制程流水线特点的基础上内部保护电路设计大多为2串并联然后在3串串联或2串并联然后在5串串联并旁路若干二极管形成可汇流电路(以60片版型为例)，最终成品半片光伏组件与常规光伏组件输出电压、电流相当(对系统端应用不会产生较大影响，不会额外增加系统端应用成本)且输出功率增益较常规提高约5瓦、效率提高约0.3％左右。

现有半片光伏组件内部保护电路设计时，以60片版型为例，通常以纵向引出为例“2串并联然后3串在串联并旁路2个二极管”或以横向引出为例“2串并联然后5串在串联并旁路4个二极管”，考虑常规光伏组件制程流水线兼容性及最终产品性能及可靠性等因素上述两种内部保护电路设计均具有一定缺陷弊端。

其中以纵向引出为例(20个半片互联为一个子串发电单元)使用2个旁路二极管保护电池，若3个子串中有一串被阴影遮挡处于反向偏置状态时与之并联的旁路二极管导通工作，但实际有效发电工作的只有一个子串(共计40个半片)在工作，会有三分之二电池子串(共计80个半片)被旁路并损失发电量，半片电池总发电实际可利用率约为33％。从产品电学功率输出角度分析，严重影响光伏组件系统端使用度电成本(LOCE)且在产品可靠性测试环节失效风险将大大提高，不利于产品性能稳定。较为明显的缺陷为：若想在常规(整片)制程流水线上层叠敷设封装此种电气设计的半片光伏组件，除了需要将层叠敷设作业工序节拍稍有提高外，该种方式对于现有光伏组件制程流水线制程兼容性也比较差。

以横向引出为例(12个半片互联为一个子串发电单元)使用4个旁路二极管保护电池，若5个子串中有一串被阴影遮挡处于反向偏置状态时与之并联的旁路二极管导通工作，实际有效发电的只有五分之三子串(共计72个半片)在工作，会有五分之二电池子串(共计48个半片)被旁路并损失发电量，半片电池总发电实际可利用率约为60％。从产品电学功率输出角度分析，相比与上述以纵向引出方式多出约27％发电量。较为明显的缺陷：通常常规光伏组件层叠敷设制程中半成品组件流向是长边进入完成作用后也是长边流出，这与横向引出流向冲突，无法在常规制程流水线上完成作业且由于引出线具有4对共8根严重影响制程作业节拍同时增加了不良品产生的风险。

发明内容

本发明的目的在于提供一种光伏组件的内部保护电路结构，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种光伏组件的内部保护电路结构，包括若干太阳电池，将若干太阳电池等分为六列，依次为第一列、第二列、第三列、第四列、第五列以及第六列，每列太阳电池的正负极依次进行串联形成电池子串；

第一列至第六列的电池子串上手极性依次为正极、负极、正极、正极、负极和正极，且第一列至第六列的电池子串下手极性依次为负极、正极、负极、负极、正极和负极；

第一列与第六列的上手端相连后引出，第二列与第三列的上手端相连后串接有二极管一并引出，第四列与第五列的上手端相连后串接有二极管二并引出；

第一列与第二列的下手端相连后串接有二极管三并引出，第三列与第四列的下手端相连后引出，第五列与第六列的下手端相连后串接有二极管四并引出。

优选的，第一列与第六列的上手端相连后引出的引出端、第二列与第三列的上手端相连后串接有二极管一并引出的引出端、第四列与第五列的上手端相连后串接有二极管二并引出的引出端均连接于正接线盒的接线柱上。