本實用新型涉及光伏發(fā)電領(lǐng)域，尤其涉及一種用于光伏發(fā)電的雙面光伏組件。

背景技術(shù)：

隨著環(huán)境污染的日益嚴(yán)重和人們對于生活環(huán)境要求的日益提高，不產(chǎn)生污染的新能源越來越多的受到人們、政府和全社會的關(guān)注。太陽能發(fā)電，作為一種理論上取之不盡用之不竭的能源，具有無污染無公害、不受資源分布地域的限制、可在用電處就近發(fā)電、使用者從感情上容易接受、獲取能源花費的時間短等優(yōu)點，正越來越多的被世界各國所接受。因此，太陽能發(fā)電站正在廣泛的建設(shè)起來。同時，基于上述優(yōu)點，在許多諸如圍墻，雨棚，建筑物幕墻等位置設(shè)置光伏組件也日益為人們所歡迎。然而，不同于大型太陽能發(fā)電站，在這些相對狹小而零星的位置設(shè)置光伏組件，受安裝條件的限制，其光照情況十分復(fù)雜，如果只使用單面光伏組件，則勢必導(dǎo)致發(fā)電時間短，太陽能的利用效率低。所以，在這些區(qū)域更多的使用雙面光伏組件。

當(dāng)前的雙面光伏組件具有以下問題：

1、雙面組件在生產(chǎn)時只按正面功率、電流和缺陷檢測進行分檔，其背面功率、電流和缺陷情況可能并不匹配。因此，在實際使用中存在功率、電流失配，導(dǎo)致發(fā)電量損失。

2、雙面組件在安裝時一般保證正面無遮擋，但背面由于有安裝支撐，不可避免地會造成組件背面光強不均勻。

3、雙面組件的背面主要吸收反射光和散射光，由于實際地表環(huán)境通常較為復(fù)雜，組件背面電池離地高度也不盡相同，因而光強變化較大，不同的雙面組件背面功率波動也較大。

故現(xiàn)有的雙面組件相比單面組件存在兩種額外失配，即電池背面功率、電流失配和背面光強失配；這兩種失配造成了組件發(fā)電量的大幅下降。當(dāng)前的使用二極管優(yōu)化的雙面電池組件在面對這樣的失配時，優(yōu)化效果較差，嚴(yán)重時還會造成二極管開啟造成整串功率的損失。而且這兩種失配在大規(guī)模生產(chǎn)和應(yīng)用中幾乎無法避免，所以非常有必要給出更加合理的解決方案。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型提供一種匹配好、功率損失小的雙面光伏組件。

本實用新型提供的一種雙面光伏組件，包括主體、多串雙面電池片和多個優(yōu)化模塊，該多串雙面電池片和多個優(yōu)化模塊設(shè)置在該主體上,一串或者多串該電池片與一個優(yōu)化模塊并聯(lián)，組成電池單元，多個該電池單元串聯(lián)連接；每個該優(yōu)化模塊對于與之并聯(lián)的該一串或者多串電池片先進行最大功率點跟蹤，再進行電流優(yōu)化。

根據(jù)本實用新型的一個實施例，每兩串由該電池片組成的電池串與一個優(yōu)化模塊并聯(lián)，組成電池單元。

根據(jù)本實用新型的一個實施例，還包括第一玻璃層和第二玻璃層；

該第一玻璃層和該第二玻璃層與該主體固定，該多串雙面電池片設(shè)置在該第一玻璃層和第二玻璃層之間。

根據(jù)本實用新型的一個實施例，該優(yōu)化模塊層壓在該第一玻璃層和第二玻璃層之間。

根據(jù)本實用新型的一個實施例，還設(shè)有一線盒，該線盒設(shè)置在該第一玻璃層和第二玻璃層之外，該多個優(yōu)化模塊設(shè)置在該線盒中。

根據(jù)本實用新型的一個實施例，還設(shè)有多個線盒，該多個線盒都設(shè)置在該第一玻璃層和第二玻璃層之外，該多個優(yōu)化模塊中的每一個都設(shè)置在一個獨立的線盒中。

根據(jù)本實用新型的一個實施例，該多串雙面電池片之間、該多個優(yōu)化模塊之間、該多串雙面電池片和該多個優(yōu)化模塊之間，通過鍍銅錫帶連接；該光伏組件還設(shè)有第一電極和第二電極，該多串雙面電池片和多個優(yōu)化模塊與該第一電極和第二電極通過鍍銅錫帶連接。

根據(jù)本實用新型的一個實施例，該多個優(yōu)化模塊電連接，以該多串雙面電池片中電流最大的雙面電池串產(chǎn)生的電流值為參考值，將該每個電池串的電流優(yōu)化為該參考值。

根據(jù)本實用新型的一個實施例，該優(yōu)化模塊包括功率優(yōu)化部件、關(guān)斷部件和通信部件。

本實用新型還提供一種光伏發(fā)電系統(tǒng)，包括多個上述的光伏組件，該多個光伏組件具有相同檔位的正面功率、電流和缺陷檢測結(jié)果。

本實用新型提供的雙面光伏組件，由于采取設(shè)置多個優(yōu)化模塊，并且每個優(yōu)化模塊對于與之并聯(lián)的所述電池串先進行最大功率點跟蹤，再進行電流優(yōu)化，可以消除電池背面功率、電流失配和背面光強失配，避免串聯(lián)在同一電路中的各電池串相互影響，減小功率損失。

附圖說明

圖1是根據(jù)本實用新型的一個實施例的雙面光伏組件的結(jié)構(gòu)圖；

圖2是根據(jù)本實用新型的一個實施例的雙面光伏組件的分解示意圖；

圖3是根據(jù)本實用新型的另一個實施例的雙面光伏組件的結(jié)構(gòu)圖；

圖4是根據(jù)本實用新型的又一個實施例的雙面光伏組件的結(jié)構(gòu)圖；

具體實施方式

現(xiàn)在將詳細參考附圖描述本實用新型的實施例。現(xiàn)在將詳細參考本實用新型的優(yōu)選實施例，其示例在附圖中示出。在任何可能的情況下，在所有附圖中將使用相同的標(biāo)記來表示相同或相似的部分。此外，盡管本實用新型中所使用的術(shù)語是從公知公用的術(shù)語中選擇的，但是本實用新型說明書中所提及的一些術(shù)語可能是申請人按他或她的判斷來選擇的，其詳細含義在本文的描述的相關(guān)部分中說明。此外，要求不僅僅通過所使用的實際術(shù)語，而是還要通過每個術(shù)語所蘊含的意義來理解本實用新型。

首先參考圖1來說明本實用新型的一個可選的實施例的結(jié)構(gòu)。本實用新型提供一種雙面光伏組件，包括：主體1、多串雙面電池片3和多個優(yōu)化模塊2。其中，多串雙面電池片3，包含第一到第六雙面電池串31-36。多個優(yōu)化模塊2，包括第一到第三優(yōu)化模塊21-23。多串雙面電池片3，和多個優(yōu)化模塊2都設(shè)置在該主體1上。主體1可以是各種已知的一種雙面光伏組件的主體結(jié)構(gòu)，例如框架式、柵欄式等。雙面電池串31和32串聯(lián)后與優(yōu)化模塊21并聯(lián)形成第一電池單元41，雙面電池串33和34串聯(lián)后與優(yōu)化模塊22并聯(lián)形成第二電池單元42，雙面電池串35和36串聯(lián)后與優(yōu)化模塊23并聯(lián)形成第三電池單元43。電池單元41、42和43串聯(lián)連接。優(yōu)化模塊21對串聯(lián)連接的電池串31、32先進行最大功率點跟蹤，再進行電流優(yōu)化。同樣的，優(yōu)化模塊22對串聯(lián)連接的電池串33、34先進行最大功率點跟蹤，再進行電流優(yōu)化，優(yōu)化模塊23對串聯(lián)連接的電池串35、36先進行最大功率點跟蹤，再進行電流優(yōu)化。

值得注意的是，在本實施例中給出了6個電池串和3個優(yōu)化模塊的方案并不是對本實用新型的限制，本實用新型還可以有其他數(shù)目的電池串和優(yōu)化模塊的方案，在這些方案中，一串或者多串該電池串與一個優(yōu)化模塊，組成電池單元，電池單元串聯(lián)連接。優(yōu)化模塊對于與之并聯(lián)的述電池串先進行最大功率點跟蹤，再進行電流優(yōu)化。

參考圖2，根據(jù)一個非限制性的例子，本實用新型的雙面光伏組件還包括第一玻璃層11和第二玻璃層13。第一玻璃層11和第二玻璃層13分別與主體1固定連接。多串雙面電池片3設(shè)置在第一玻璃層11和第二玻璃層13 之間。其具體方式可以是，多串雙面電池片3和多個優(yōu)化模塊2與連接線一起組成一個電路層12，然后將電路層12設(shè)置在第一玻璃層11和第二玻璃層13之間。也可以是，多串雙面電池片3獨立的設(shè)置到第一玻璃層11 和第二玻璃層13之間。此外，第一玻璃層11和第二玻璃層13之間還可以具有其他層。例如，可以具有一聚合物層，以填充第一玻璃層11和第二玻璃層13之間的空隙。第一玻璃層11和第二玻璃層13可以通過各種方式固定，例如，第一玻璃層11和第二玻璃層13可以通過熱壓結(jié)合在一起，或者通過粘結(jié)劑結(jié)合?；蛘叩谝徊Ａ?1和第二玻璃層13可以通過分別與主體1固定的方式固定兩者的相對位置。

多個優(yōu)化模塊2可以具有多種設(shè)置方式，例如，參考圖1，在一個非限制性的例子中，多個優(yōu)化模塊2以層壓的方式設(shè)置在第一玻璃層11和第二玻璃層13之間?；蛘?，參考圖3，在一個其他的例子中，本實用新型提的雙面光伏組件還設(shè)有一線盒5。該線盒5設(shè)置在所述第一玻璃層和第二玻璃層之外，多個優(yōu)化模塊2都設(shè)置在所述線盒中。該線盒5可以設(shè)置于雙面光伏組件的背面邊緣位置，以盡量減少對該雙面光伏組件所接受的光照強度的影響。也可以設(shè)置在例如主體1與該雙面光伏組件的基座固定的結(jié)構(gòu)上。具體的，當(dāng)該作為幕墻設(shè)置在建筑表面時，線盒5可以設(shè)置在主體1 與該建筑連接的固定的結(jié)構(gòu)上。

參考圖4給出了另一種多個優(yōu)化模塊2的設(shè)置方式，在這個非限制性的例子中，并不具有一個統(tǒng)一容納全部多個優(yōu)化模塊2的線盒5，而是設(shè)有多個線盒51-53，這些多個線盒都設(shè)置在所述第一玻璃層和第二玻璃層之外，每個線盒都只容納一個優(yōu)化模塊。

參考圖1，根據(jù)一個非限制性的例子，多串雙面電池片3之間，多串雙面電池片3和多個優(yōu)化模塊2之間，多個優(yōu)化模塊2之間，都通過鍍銅錫帶連接。在其他的實施例中，例如參考圖3所示的實施例，多串雙面電池片和多個優(yōu)化模塊與第一電極61和第二電極62也通過鍍銅錫帶連接。

在此說明本實用新型實施例的雙面光伏組件的工作原理。多個優(yōu)化模塊2，以多串雙面電池片3中電流最大的雙面電池串產(chǎn)生的電流值為參考值，將所述每個電池串的電流優(yōu)化為所述參考值。在這個例子中，假設(shè)電池串31和32完全無遮擋，同時33-36則被部分遮擋。此時，優(yōu)化模塊21 對電池串31和32僅做最大功率點跟蹤，保持電池串31和32的輸出電壓和電流不變。由于優(yōu)化模塊21、22、23相互連接，優(yōu)化模塊22、23首先各自對自身電池單元內(nèi)的雙面電池串最大功率點跟蹤，消除功率失配。然后，優(yōu)化模塊22、23再根據(jù)接收到的來自優(yōu)化模塊21的電池串31和32 的電流信息，分別將電池串33、34和電池串35、36進行電流優(yōu)化，使電池串33、34和電池串35、36的輸出電流與電池串31和32的輸出電流相同(電池串33、34和電池串35、36的輸出電壓相應(yīng)降低)。這樣，優(yōu)化模塊21、22、23使所有電池串都以同一電流來輸出功率，從而消除電池串了33、34和電池串35、36與電池串31和32的電流失配，實現(xiàn)較低的電流失配損失。

可選的，優(yōu)化模塊2除包括實現(xiàn)最大功率點跟蹤和電流優(yōu)化的功率優(yōu)化部件外，還可以具有其他功能。例如，可以具有關(guān)斷部件和通信部件。當(dāng)與某一優(yōu)化模塊并聯(lián)的電池串的遮擋率過高時，可以將該電池串關(guān)斷，降低功率損失，并通過通信部件向控制中心發(fā)送信號，以便于維護人員前來維護?；蛘撸?dāng)雙面光伏組件的某一個電池串損壞或者其他部位發(fā)生損壞，導(dǎo)致某優(yōu)化模塊接收的電流和/或電壓發(fā)送異常時，通過通信部件向控制中心發(fā)送信號，以便維護人員前來維護。

下面以一塊具有60個電池片的雙面光伏組件來舉例，比較本實用新型所揭示的雙面光伏組件與傳統(tǒng)的雙面光伏組件在功率提升方面的區(qū)別。在這個例子中，組件功率為300W，每兩串電池片的功率為100W。所有的電池串滿負(fù)荷時工作時電流為8A。此時每兩串電壓12.5V。

以其中一串的其中一片電池發(fā)生20％遮擋的情況作用以比較的例子。同時，以常規(guī)的雙面光伏組件作為比較例。常規(guī)的雙面光伏組件也采取多個電池串串聯(lián)發(fā)電的模式。同時為實現(xiàn)一定程度的優(yōu)化，常規(guī)的雙面光伏組件通常采取在每兩串電池串配一個二極管進行優(yōu)化的方式進行有限的優(yōu)化。在上述例子中，當(dāng)常規(guī)的雙面光伏組件中一個電池串中的其中一片電池發(fā)生20％遮擋時，常規(guī)線盒中的二極管會開啟，受到遮擋的電池串短路。此時，這兩串輸出功率為0，同時并聯(lián)的二極管會消耗約3W，這樣整個組件輸出功率為0+100+100-3＝197W。

與之相對的，當(dāng)本實用新型所提供的雙面光伏組件中一個電池串中的其中一片電池發(fā)生20％遮擋時，組件仍工作在最大功率點。具體的，被遮擋的電池串串電流衰減20％降為6.4A，電壓基本不變?nèi)詾?2.5V，功率約 80W，同時，電流優(yōu)化功能會將電流轉(zhuǎn)化為8A，電壓降低為10V，然后輸出。這樣串4串5總功率降為80W，輸出電流仍為8A，對其他串聯(lián)的電池串和組件不會有影響，整塊組件功率變?yōu)?0+100+100＝280W，僅僅是輸出電壓由37.5V降為35V。但是功率相對普通線盒的雙面組件高了約40％，功率提升效果非常明顯。

本實用新型事實上還公開了一種光伏發(fā)電系統(tǒng)，包括多個上述的光伏組件。并且，在上述發(fā)電組成系統(tǒng)的組件的單片電池或是整個組件在批量生產(chǎn)時都只按電池片正面功率、電流和缺陷檢測結(jié)果進行分檔，將同一分檔的單片電池組成組件，將同一檔的組件連接成發(fā)電通路。從而，光伏發(fā)電系統(tǒng)的多個光伏組件具有相同檔位的正面功率、電流和缺陷檢測結(jié)果。即使僅對正面進行分檔，完全不考慮雙面光伏組件的背面光強匹配、功率匹配和電流匹配問題。連接在一起的雙面光伏組件任然能夠在各發(fā)電單元的最佳的功率狀態(tài)工作，以較小的功率損失協(xié)同工作。

具體的連接方式、接口結(jié)構(gòu)等都可以根據(jù)實際情況靈活的設(shè)置，例如，參考圖3，在這一非限制性的例子中，光伏組件包含6個電池串和3個優(yōu)化模塊，同時，還具有兩個電極61和62。在建設(shè)發(fā)電系統(tǒng)時，將所有的光伏組件按照功率分為三檔，檔間功率差設(shè)定為2％。并將同一檔的光伏組件的電極相連以形成串聯(lián)結(jié)構(gòu)。例如以一個光伏組件的一個電極61為輸出端，另一電極62與相鄰設(shè)置的另一光伏組件的一個電極61連接，并不斷重復(fù)，直至將所有同一檔的光伏組件全部連接，以最后一個組件的另一電極62作為另一輸出端。然后，將各檔的最終輸出進行整合后并網(wǎng)發(fā)電。

這一光伏發(fā)電系統(tǒng)能夠在盡量使用現(xiàn)有的單片電池和組件生產(chǎn)線、供應(yīng)商、生產(chǎn)組織模式的情況下，實現(xiàn)較高的發(fā)電效率，無需對現(xiàn)有的片電池和組件生產(chǎn)模式進行根本性的變化，以較低的成本實現(xiàn)發(fā)電效率的提高。

以上所述，僅是本實用新型的較佳實施例而已，并非對本實用新型作任何形式上的限制。因此，凡是未脫離本實用新型技術(shù)方案的內(nèi)容，只是依據(jù)本實用新型的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所做的任何簡單的修改、等同的變換，均仍屬于本實用新型技術(shù)方案的保護范圍內(nèi)。