一種避免產生熱斑效應的太陽能電池組件的製作方法

2023-04-25 00:06:41

專利名稱：一種避免產生熱斑效應的太陽能電池組件的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及太陽能光伏發電領域，尤其是一種避免產生熱斑效應的太陽能電 池組件。
背景技術：
目前太陽能電池發電系統中，整個太陽能電池方陣是由多個光伏組件通過串並聯 組成的，而單個光伏組件又是由多片太陽電池經串並聯組成的。在太陽能光伏組件實際應 用過程中，由於飛鳥、樹葉等的投影，會在太陽能電池表面產生陰影，造成單片或多片太陽 電池被遮擋。被遮擋的太陽電池在光伏組件中處於反向偏壓的高阻狀態。這樣會使得其他 沒有被遮擋的電池片上產生的電能很難被導出，這部分電能在高阻狀態的電池上轉換成相 應的熱能，形成所謂的熱斑效應。熱斑效應不僅會導致光伏系統發電效率的下降，還會降低 光伏組件的使用壽命。現有技術中為了防止熱斑效應的產生所採取的措施是通過與電池或電池串並聯 旁路二極體，當某片或某些電池由於被遮擋等原因產生陰影成為負載後，與這些電池並聯 的旁路二極體就會導通，從而減少熱斑效應的產生。如果將二極體看作開關器件，現有的解決熱斑效應的技術方案缺少一種可以控制 旁路迴路導通條件的開關器件或電路，即通過控制開關器件導通或截止的條件，達到使光 伏系統更加有效地運行的目的。具體情況如下目前，關於如何防止太陽能電池組件產生熱斑效應，已有相關的報導，如公開號為 C^922130Y的中國專利公開了一種可以徹底消除熱斑效應的太陽能電池組件，該組件包括 透明剛性頂層、互聯條連接的單體電池、封裝背板，三者通過透明層壓材料封裝為一體，其 特徵在於所述的單體電池分別擁有旁路二極體，所述旁路二極體為太陽能單體電池切割 成的小塊，所述旁路二極體封裝與所述透明剛性頂層與所述封裝背板之間。公開號為CN201259893Y的中國專利公開了一種太陽能電池組件，該組件的太陽 能電池片陣列為6列10行，相鄰電池片間通過焊帶電連接，最外端的兩個電池片分別設有 正極引出焊帶和負極引出焊帶，在太陽能電池片整列中，以連續12片為一組，分成5組，每 組相鄰的連接處設置旁路引出焊帶，4根旁路引出焊帶與所述正極引出焊帶、負極引出焊帶 一起連接至接線盒內，相鄰引出焊帶間分別連接一個旁路二極體，由此構成在5組太陽能 電池片上分別並聯一個所述旁路二極體的結構。這種以旁路二極體的方式來限制受遮擋電池上的電功率消耗的措施存在以下問 題1、這些二極體的導通和截止僅僅取決於二極體固有的開啟閥值電壓和所保護電池或電 池串的電壓降。在某些情況下，二極體不適當的導通，會導致光伏方陣不能輸出儘可能多的 電力；2、二極體的閥值開啟電壓基本上是固定的，二極體導通後，這個壓降仍然存在，因此 二極體在導通時不僅會損失電功率，還會給二極體帶來高溫風險。發明內容本實用新型要解決的技術問題是提供一種避免產生熱斑效應的太陽能電池組件。本實用新型的技術方案為一種避免產生熱斑效應的太陽能電池組件，包括太陽能光伏電池組件，其中在太 陽能光伏電池組件上的子光伏電源上並聯具有負阻特性或可控制導通的控制器。一種避免產生熱斑效應的太陽能電池組件，其中所述的子光伏電源是太陽能光 伏電池組件中可以獨立產生光伏電壓的子系統。一種避免產生熱斑效應的太陽能電池組件，其中所述的子系統是太陽能光伏電 池組件中的單體電池。一種避免產生熱斑效應的太陽能電池組件，其中所述的子系統是太陽能光伏電 池組件中由兩片或是兩片以上的單體電池以串聯或並聯方式組合的電池串。一種避免產生熱斑效應的太陽能電池組件，其中所述的子系統是太陽能光伏電 池組件中由兩片或是兩片以上的單體電池以串聯和並聯方式組合的電池串。一種避免產生熱斑效應的太陽能電池組件，其中所述的控制器是僅由電子開關 組成。一種避免產生熱斑效應的太陽能電池組件，其中所述的控制器是由電子開關和 觸發器組成，電子開關和觸發器通過導線連接。本實用新型的工作原理以及優點本實用新型通過在太陽能光伏電池組件上並聯 一個具有負阻特性或可控制導通的控制器，達到在一定電壓條件下或在觸發電路控制下， 使這種控制器導通或截止的目的。在太陽能光伏電池被遮擋或發生故障時，如果壓降的增 加不會對光伏組件造成危害，且從整體考慮開關器件不導通對輸出電力更為有利時，開關 器件並不會導通；當壓降增加到會對光伏組件或對光伏方陣的電能輸出造成不利影響，可 能產生熱斑，甚至燒毀電池時，這時控制器就會導通。當所述控制器採用低導通電阻的電子 開關時就可以克服現有技術中二極體發熱、消耗電功率的缺點。採用本實用新型提供的具有負阻特性或可控制導通的控制器，可以有條件地控制 電路的導通或截止，通過這種控制器，不僅能夠有效防止太陽能光伏電池組件在實際應用 過程中產生熱斑，同時也能提高太陽能光伏電池組件的發電量。作為一個例子，電子開關採用單向可控矽，觸發器採用穩壓二極體。單向可控矽是 內部具有電流正反饋結構的半導體器件，穩壓二極體是具有固定導通閥值電壓的半導體器 件，通過檢測反向偏置的太陽能光伏電池或電池串的反向電壓，準確地控制可控矽導通的 時機。

附圖1為本實用新型的結構示意圖；附圖標記太陽能光伏電池組件1、電子開關2、觸發器3。
具體實施方式
實施例1、一種避免產生熱斑效應的太陽能電池組件，包括太陽能光伏電池組件 1，其中在太陽能光伏電池組件1上的子光伏電源上並聯具有負阻特性或可控制導通的控制器。實施例2、一種避免產生熱斑效應的太陽能電池組件，其中所述的子光伏電源是 太陽能光伏電池組件1中可以獨立產生光伏電壓的子系統。其餘同實施例1。實施例3、一種避免產生熱斑效應的太陽能電池組件，其中所述的子系統是太陽 能光伏電池組件1中的單體電池。其餘同實施例2。實施例4、一種避免產生熱斑效應的太陽能電池組件，其中所述的子系統是太陽 能光伏電池組件1中由兩片或是兩片以上的單體電池以串聯或並聯方式組合的電池串。其 餘同實施例2。實施例5、一種避免產生熱斑效應的太陽能電池組件，其中所述的子系統是太陽 能光伏電池組件1中由兩片或是兩片以上的單體電池以串聯和並聯方式組合的電池串。其 餘同實施例2。實施例6、一種避免產生熱斑效應的太陽能電池組件，其中所述的控制器是僅由 電子開關2組成。其餘同實施例2。實施例7、一種避免產生熱斑效應的太陽能電池組件，其中所述的控制器是由電 子開關2和觸發器3組成，電子開關2和觸發器3通過導線連接。其餘同實施例2。實施例8、一種避免產生熱斑效應的太陽能電池組件，其中所述的電子開關2是 由一個或數個其內部具有電流或電壓正反饋結構的半導體器件組成。其餘同實施例6或7。實施例9、一種避免產生熱斑效應的太陽能電池組件，其中所述的電子開關2是 由一個或數個在一定外界條件下導通或截止的電子器件組成。其餘同實施例6或7。實施例10、一種避免產生熱斑效應的太陽能電池組件，其中所述的電子開關2是 由一個或數個其外部具有電流或電壓正反饋結構的半導體器件組成。其餘同實施例6或7。實施例11、一種避免產生熱斑效應的太陽能電池組件，其中所述的電子開關2是 單向可控矽、雙向可控矽、結型電晶體和場效應電晶體中的任意一種或是幾種。其餘同實施 例6或7。實施例12、一種避免產生熱斑效應的太陽能電池組件，其中所述的觸發器3是能 夠向電子開關2提供觸發導通信號的器件或裝置。其餘同實施例6或7。實施例13、一種避免產生熱斑效應的太陽能電池組件，其中所述的觸發器3是由 一個或數個電子元器件組成的具有固定導通閥值電壓的電子裝置。其餘同實施例6或7。實施例14、一種避免產生熱斑效應的太陽能電池組件，其中所述的觸發器3是二 極管、雙向觸發二極體和穩壓管中的任意一種或幾種。其餘同實施例6或7。
權利要求1.一種避免產生熱斑效應的太陽能電池組件，包括太陽能光伏電池組件(1)，其特徵 在於在太陽能光伏電池組件(1)上的子光伏電源上並聯具有負阻特性或可控制導通的控 制器。
2.如權利要求1所述的一種避免產生熱斑效應的太陽能電池組件，其特徵在於所述 的子光伏電源是太陽能光伏電池組件(1)中可以獨立產生光伏電壓的子系統。
3.如權利要求2所述的一種避免產生熱斑效應的太陽能電池組件，其特徵在於所述 的子系統是太陽能光伏電池組件(1)中的單體電池。
4.如權利要求2所述的一種避免產生熱斑效應的太陽能電池組件，其特徵在於所述 的子系統是太陽能光伏電池組件(1)中由兩片或是兩片以上的單體電池以串聯或並聯方 式組合的電池串。
5.如權利要求2所述的一種避免產生熱斑效應的太陽能電池組件，其特徵在於所述 的子系統是太陽能光伏電池組件(1)中由兩片或是兩片以上的單體電池以串聯和並聯方 式組合的電池串。
6.如權利要求1所述的一種避免產生熱斑效應的太陽能電池組件，其特徵在於所述 的控制器是僅由電子開關( 組成。
7.如權利要求1所述的一種避免產生熱斑效應的太陽能電池組件，其特徵在於所述 的控制器是由電子開關(2)和觸發器(3)組成，電子開關(2)和觸發器(3)通過導線連接。
8.如權利要求6或7中的任意一項所述的一種避免產生熱斑效應的太陽能電池組件， 其特徵在於所述的電子開關(2)是由一個或數個其內部具有電流或電壓正反饋結構的半 導體器件組成。
9.如權利要求6或7中的任意一項所述的一種避免產生熱斑效應的太陽能電池組件， 其特徵在於所述的電子開關( 是由一個或數個導通或截止的電子器件組成。
10.如權利要求6或7中的任意一項所述的一種避免產生熱斑效應的太陽能電池組件， 其特徵在於所述的電子開關(2)是由一個或數個其外部具有電流或電壓正反饋結構的半 導體器件組成。
11.如權利要求6或7中的任意一項所述的一種避免產生熱斑效應的太陽能電池組件， 其特徵在於所述的電子開關(2)是單向可控矽、雙向可控矽、結型電晶體和場效應電晶體 中的任意一種或是幾種。
12.如權利要求6或7中的任意一項所述的一種避免產生熱斑效應的太陽能電池組件， 其特徵在於所述的觸發器C3)是能夠向電子開關( 提供觸發導通信號的器件或裝置。
13.如權利要求6或7中的任意一項所述的一種避免產生熱斑效應的太陽能電池組件， 其特徵在於所述的觸發器C3)是由一個或數個電子元器件組成的具有固定導通閥值電壓 的電子裝置。
14.如權利要求6或7中的任意一項所述的一種避免產生熱斑效應的太陽能電池組件， 其特徵在於所述的觸發器C3)是二極體、雙向觸發二極體和穩壓管中的任意一種或幾種。
專利摘要本實用新型涉及光伏太陽能電池領域，尤其是一種避免產生熱斑效應的太陽能電池組件，包括太陽能光伏電池組件(1)，其中在太陽能光伏電池組件(1)上的子光伏電源上並聯具有負阻特性或可控制導通的控制器，所述的控制器由電子開關(2)組成，或是由電子開關(2)和觸發器(3)組成。採用本實用新型提供的控制器可以實現太陽能光伏電池組件在應用過程中產生熱斑效應時不會過早導通，而是根據一定的壓降值有條件的導通。採用本實用新型提供的技術方案不僅可以有效防止產生熱斑效應，燒壞太陽能電池組件，同時還可以提高光伏方陣的發電量。
文檔編號H01L31/05GK201904358SQ201020542440
公開日2011年7月20日 申請日期2010年9月21日 優先權日2010年9月21日
發明者李濤勇 申請人:江西賽維Ldk太陽能高科技有限公司