光伏组件的制作方法

文档序号:13452711
光伏组件的制作方法

本实用新型涉及太阳能光伏发电领域,特别是涉及一种光伏组件。



背景技术:

由于太阳能绿色环保、资源充足等优势,依托其进行发电的光伏组件在市场上得到大量应用。理想状态下的光伏组件使用寿命周期为30年,但由于复杂的光伏应用场所环境影响,会对光伏组件造成遮挡形成热斑效应等。复杂的环境因素使光伏组件的发电量造成失配损失。传统的结构,只能采集光伏组件表面的环境温度。表面环境温度与光伏组件内部电池片的温度相差较大。并且传统的结构不能对光伏板内部的每个电池片的精确定位。当光伏组件形成失配后无法精确追踪问题源,给后续维护工作带来极大不便。



技术实现要素:

基于此,有必要针对传统的光伏组件结构不能准确测试光伏组件的内部温度和有效的防止热斑效应对所述光伏组件造成损害的问题,提供一种光伏组件。

一种光伏组件,所述光伏组件包括光伏板,所述光伏板包括多个电池片。一个所述光伏板与一个芯片板电连接,所述多个电池片中至少两个相邻的所述电池片之间具有收纳空间,所述芯片板设置于所述收纳空间,所述芯片板用于实时监控对应的所述光伏板的温度及位置信息。

在一个实施例中,所述至少两个相邻的所述电池片按照单晶电池片的外延取向进行切除,以使至少两个相邻的所述电池片形成规则形状的所述收纳空间。

在一个实施例中,多个所述电池片串联后为所述芯片板供电。

在一个实施例中,所述芯片板的厚度小于等于所述多个电池片的厚度,所述多个电池片和所述芯片板组成的平面的上表面和下表面分别设置背板,所述背板用以保护所述光伏板和所述芯片板。

在一个实施例中,所述多个电池片之间形成多个所述收纳空间,所述芯片板放置于任意一个所述收纳空间内。

在一个实施例中,所述芯片板包括:主控模块、无线通信模块、温度采集模块、电压转换模块;

所述主控模块分别与所述无线通信模块、所述温度采集模块、所述电压转换模块电连接;

所述主控模块,用于控制所述温度采集模块进行数据采集并处理所述温度采集模块采集的数据;

所述无线通信模块,执行所述主控模块与所述无线通信模块的无线通信,传输采集的数据;

所述温度采集模块,用于采集所述光伏板的温度;

所述电压转换模块,为所述主控模块提供电能。

在一个实施例中,所述主控模块,包括射频单元和监控单元;

所述射频单元和所述监控单元电连接;

所述射频单元用于与所述无线通信模块进行通讯,发送或接受无线传输数据;

所述监控单元用于对所述光伏板的温度及位置信息进行实时监控。

在一个实施例中,所述无线通信模块,包括定位单元;

所述定位单元采用无线通讯的方式获取所述光伏板的位置信息,并对所述光伏板的位置信息进行定位追踪。

在一个实施例中,所述温度采集模块,包括传感单元和采集单元;

所述传感单元与所述光伏板电连接,用于实时获取所述光伏板的温度;

所述采集单元与所述传感单元电连接,用于采集并处理所述传感单元实时获取的数据。

在一个实施例中,所述电压转换模块,包括电压控制单元,所述电压控制单元与所述光伏板中的多个所述电池片电连接,所述电压控制单元用于实现降压、稳压控制,为所述主控模块提供稳定的电压。

上述所述的光伏组件包括多个相互连接的光伏板。每个所述光伏板包括多个电池片。每个所述光伏板与一个芯片板电连接。所述多个电池片中至少两个相邻的所述电池片之间具有收纳空间。所述芯片板设置于所述收纳空间。所述芯片板用于实时监控对应的所述光伏板的温度及位置信息。本实用新型中,所述光伏组件能够对所述光伏组件的每个所述光伏板进行定位,并实时监测每个所述光伏板的温度。所述光伏组件减小了热斑、PID及出现过热状况下光伏组件损坏造成投资回报受损的风险性,保证了所述光伏组件在发电生命周期运维过程中的稳定运行。

附图说明

图1为本实用新型一个实施例提供的光伏组件的示意图;

图2为本实用新型另一个实施例提供的光伏组件的示意图;

图3为本实用新型再一个实施例提供的光伏组件的示意图;

图4为本实用新型再一个实施例提供的光伏组件的侧视图;

图5为本实用新型一个实施例提供的光伏组件中光伏板的结构示意图;

图6为本实用新型一个实施例提供的光伏组件中芯片板的结构示意图;

图7为本实用新型一个实施例提供的光伏组件中芯片板的结构示意图;

图8为本实用新型一个实施例提供的光伏组件的结构示意图。

附图标号说明:

光伏组件 10

光伏板 100

电池片 110

芯片板 200

主控模块 210

射频单元 211

监控单元 212

无线通信模块 220

定位单元 221

温度采集模块 230

传感单元 231

采集单元 232

电压转换模块 240

电压控制单元 241

收纳空间 300

背板 400

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例对本实用新型的光伏组件进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型,并不用于限定本实用新型。

请参阅图1-图3,一种光伏组件10,所述光伏组件10包括光伏板100。所述光伏板100包括多个电池片110。一个所述光伏板100与一个芯片板200电连接。所述多个电池片110中至少两个相邻的所述电池片110之间具有收纳空间300。所述芯片板200设置于所述收纳空间300。所述芯片板200用于实时监控对应的所述光伏板100的温度及位置信息。

具体地,所述多个电池片110之间电连接,形成所述光伏板100。所述光伏板100能够吸收太阳能,将太阳能转化为电能。具体地,所述电池片110的形状并不限制,可以根据需求任意设置。相邻的所述电池片110之间具有收纳空间300,所述收纳空间300的大小和形状也不限制。所述收纳空间可以根据所述芯片板200的形状和规格进行设置。所述芯片板200与所述光伏板100电连接。所述芯片板200用于实时监控每个所述光伏板100的温度及位置信息。在一个实施例中,一个所述光伏板100中设置一个所述芯片板200。所述光伏板100电连接到所述芯片板200上。通过所述芯片板200能够实时的获取所述光伏板100的温度及位置信息。

本实施例中,通过在所述光伏板100设置收纳空间,所述收纳空间形成所述收纳空间300。在所述收纳空间300收纳所述芯片板200。将所述芯片板200设置在所述光伏组件10的内部。这样,所述芯片板200更及时、更容易获得每个所述电池片110的温度及位置信息的数据。并且获得的所述温度及位置信息更真实,更可靠。当所述电池片110的工作状态(或发电量)产生变化时,根据所述芯片板200反馈的信息,能够及时发现并追踪问题源。

在一个实施例中,所述多个电池片110之间形成多个所述收纳空间300,所述芯片板200放置于任意一个所述收纳空间300内。可以理解,所述光伏板100中,所述电池片110是串联连接的。所述芯片板200放置于任意一个所述收纳空间300内都能够实时测得所述光伏板100的温度及位置信息。

在一个实施例中,一个所述光伏板100中也可以设置多个所述芯片板200。每个所述芯片板200可以连接与之相邻的多个所述电池片110。最终使得每个所述电池片110都能够电连接到所述芯片板200上。通过所述芯片板200能够实时的获取每个所述电池片110的温度及位置信息。

可以理解,所述光伏组件10中,每个所述电池板110的尺寸并不限制。所述电池片110可以设置不同的规格如:125*125mm、156*156mm、124*124mm等。所述光伏组件10或由激光切割机机或钢线切割机切割开的不同规格的所述电池片110在一起构成。多个所述电池片110先串联获得高电压,再并联获得高电流后,通过一个二极管(防止电流回输)然后输出。并且把他们封装在一个不锈钢、铝或其他非金属边框上,安装好上面的玻璃及背面的背板、充入氮气、密封。

在一个实施例中,所述至少两个相邻的所述电池片110按照单晶电池片的外延取向进行切除,以使至少两个相邻的所述电池片110形成形成规则形状的所述收纳空间300。

具体地,所述电池片110的形状并不限制,且相邻的所述电池片110之间能够形成所述收纳空间即可。所述电池片110可以按照单晶电池片的外延取向进行切除。这样所述电池片110在制备过程中更容易制备成型。

请参阅图4,在一个实施例中,所述芯片板200的厚度小于等于所述多个电池片110的厚度,所述多个电池片110和所述芯片板200组成的平面的上表面和下表面分别设置背板400,所述背板400用以保护所述光伏板100和所述芯片板200。

本实施例中,将所述芯片板200封装层压到所述光伏板100的中间。可以理解,所述多个电池片110具有一定的厚度,所述芯片板200在所述收纳空间300设置安装好。所述芯片板200和所述电池片110处于同一个平面。在一个实施例中,所述芯片板200选用柔性电路板。要保证所述芯片板200本身的厚度加上一些电子器件的总厚度能够小于等于所述电池片110的厚度。另外所述芯片板200的形状并不限定,只要能够放置于所述收纳空间300并与所述光伏板处于同一平面即可。在一个实施例中,所述芯片板200的厚度加上所述芯片板200上器件的最大高度小于1.2mm,外观尺寸为10mm*10mm正方形电路板。

本实施例中,所述光伏组件10包括设置在所述电池片110和所述芯片板200的上表面和下表面的所述背板400。所述背板400可以为玻璃、EVA胶膜或TPT背板。在所述背板400之间的单晶电池片之间预设有收纳空间300。将所述芯片板200安装在所述收纳空间300。所述芯片板200的大小能够满足所述背板400的空间大小要求。即,所述芯片板200能够安装在所述收纳空间300,并且所述芯片板200能够实时获取每个所述电池片110的温度及位置信息。这种新型的结构,使得所述光伏组件10能通过所述芯片板200实现对所述光伏板100的温度监控和定点追踪。可以理解,所述温度监控和定点追踪可以通过无线传输实现。

具体地,在一个实施例中,所述背板400可以为玻璃板。上下两块玻璃之间间距可提供1.0mm-1.2mm厚度空间放置所述芯片板200。两块玻璃之间设置EVA胶膜,所述EVA胶膜至少开出10mm*10mm空间放置所述芯片板200。所述EVA胶膜是一种热固性有粘性的胶膜,用于放在夹胶玻璃中间(EVA是Polyethylene vinylacetate聚乙烯-聚醋酸乙烯酯共聚物的简称)。由于EVA胶膜在粘着力、耐久性、光学特性等方面具有的优越性,使得它被越来越广泛的应用于电流组件以及各种光学产品。所述光伏板100和所述芯片板200所在平面的上表面和下表面设置所述背板400(双玻片),形成所述光伏组件10。多个所述电池片110和所述芯片板200内嵌于所述背板400之间,然后压合。上述的结构设置对层压工艺参数和所述芯片板200的厚度精度要求很高。

在一个实施例中,多个所述电池片110串联后为所述芯片板200供电。

具体地,比如:所述芯片板200的供电电压为1.8~3.8V,需要提供3V及1.8V电压。所述电池片110由激光切片机切割出来。每块所述电池片110能提供最高0.5V电压。需要串六块所述电池片110为所述芯片板200供电。可以理解,所述光伏组件10的大小和形状不同,所述光伏板100的供电能力和所述芯片板200的驱动电压也会有所区别的。

请参阅图5,多个所述电池片110组成所述光伏板100。在一个实施例中,一个所述光伏板100包括6*10个所述电池片110,如图5所示。相邻的四个所述电池片110之间具有所述收纳空间300。所述芯片板200设置在所述收纳空间300。所述芯片板200能够实时监控所述光伏板100的温度及状态信息。在一个实施例中。一个所述光伏板100设置一个所述芯片板200。在所述光伏板100的偏向中心处的所述收纳空间300设置一个所述芯片板200。可以理解,所述芯片板200中还可以设置实时监测每个所述电池片110的风度、照度等参数信息的装置。所述芯片板200的设置可以根据所述光伏组件10需获取的信息进行改进。

请参阅图6,在一个实施例中,所述芯片板200包括:主控模块210、无线通信模块220、温度采集模块230、电压转换模块240。所述主控模块210分别与所述无线通信模块220、所述温度采集模块230、所述电压转换模块240电连接。所述主控模块210,用于控制所述温度采集模块230进行数据采集并处理所述温度采集模块230采集的数据。所述无线通信模块220,执行所述主控模块210与所述无线通信模块220的无线通信,传输采集的数据。所述温度采集模块230,使用多个传感器采集所述光伏组件10的温度。所述电压转换模块240,为所述主控模块210提供电能。

具体地,所述芯片板200上设置的所述主控模块210可以外接所述温度采集模块230实现所述光伏组件10的温度采集,并定时上报并显示。所述主控单元210实时上报的信息具体包括,自身光伏板编号、位置信息以及采集到的温度AD值。所述主控模块210采用TI的WakeOnRadio方案,即模块定时监听数据(如500ms)。模块定时监听时,所述芯片板200进入低功耗状态,循环这个过程,可以达到实时监听的功能,同时平均功耗达到10微安以内。所述主控模块210可以通过接收配置帧完成对自身位置的记录,如当前位置为第二排第三个,即发送2-3以定位所述光伏板100的位置信息。所述主控模块210的软件实现方式分为:节点和中继两种模式。节点模式只实现数据的上报和接收配置信息,处于定时发送的状态。中继模式,则实现下发配置信息以及接收节点信息并通过串口传到汇流箱,处于随时都接收的状态。

请参阅图7在一个实施例中,所述主控模块210,包括射频单元211和监控单元212。所述射频单元211和所述监控单元212电连接。所述射频单元211用于与所述无线通信模块220进行通讯,发送或接受无线传输数据。所述监控单元212用于对所述光伏板100的温度及位置信息进行实时监控。

具体地,如图7所示,所述主控模块210包括射频单元211。所述射频单元211外接温度传感器实现对所述光伏板100的温度采集,并定时上报。所述射频单元211上报的信息具体包括,自身光伏板编号、位置信息以及采集到的温度AD值。所述射频单元211可以与所述无线通信模块220进行通讯,发送或接受无线传输数据。

所述主控单元210还包括所述监控单元212。所述监控单元212能够对所述光伏板100的温度及位置信息进行实时监控。在一个实施例中,所述光伏组件10外连接显示装置。所述显示装置用于显示每个所述光伏板100的温度及位置信息。

请参阅图8,所述光伏组件10包括多个相互电连接的所述光伏板100。每个所述光伏板100设置有容纳空间300。在所述容纳空间300处安装所述芯片板200。每个所述芯片板200能够采集所述光伏板100的温度和位置信息。如图8中的所述智能汇流箱将所述光伏组件10的每个所述光伏板100的温度及位置信息进行汇总,并实时监控每个所述光伏板100的信息。

通过所述智能汇流箱收集每个所述光伏板100的温度及位置信息。将所述温度及位置信息由所述直流柜汇总,统一发送至所述显示终端。所述显示终端的形式并不限制,能够实现所述光伏板100的温度及位置信息的显示即可。

在一个实施例中,所述无线通信模块220,通过GSM、GPRS、EDGE、CDMA、CDMA 1x、CDMA2000、WCDMA、TDSCDMA中的一种或几种的无线通信方式实现与所述射频单元211之间的无线通信。

具体地,所述无线通信模块220为所述芯片板200内置的无线接收发送电路。在一个实施例中所述无线通信模块220能够保证发送接收距离200m。更具体地,所述射频单元211可以选取433MHZ进行数据收发,不包含传感网协议,只包含自身的通信协议。通信速率最高可达到50Kbps,即6.25Kb/S。通信距离室外200米。

在一个实施例中,所述无线通信模块220,包括定位单元221。所述定位单元221采用无线通讯的方式获取所述光伏板100的位置信息,并对所述光伏板100的位置信息进行定位追踪。

具体地,所述光伏板100的位置信息预存储在所述主控模块210中。所述主控模块210可以和所述无线通信模块220互传信息实现通信。通过所述定位单元221实时获取所述光伏板100的位置信息。所述位置信息可以通过所述光伏组件10的外接显示装置进行显示。当某一个光伏板100或者其内部的某一个所述电池片110发生故障时,所述显示装置能够及时得到相关信息。方便通知维护人员进行后期维护。

在一个实施例中,所述温度采集模块230,包括传感单元231和采集单元232。所述传感单元231与所述光伏板100电连接,用于实时获取所述光伏板100的温度。所述采集单元232与所述传感单元231电连接,用于采集并处理所述传感单元231实时获取的数据。

具体地,本实施例中,所述传感单元231可以采用不同型号的温度传感器。所述采集单元232可以设计温度采集电路。在一个实施例中,所述采集单元232能够探测的温度范围为-40℃-145℃,测试精度达到0.1℃。

在一个实施例中,所述电压转换模块240,包括电压控制单元241。所述电压控制单元241与所述光伏板100中的多个所述电池片110电连接。所述电压控制单元241用于实现降压、稳压控制,为所述主控模块210提供稳定的电压。

具体地,本实施例中,所述芯片板200内置所述电压转换模块240。所述电压转换模块240包括电压控制单元241。所述电压控制单元241能够确保所述芯片板200的供电电压稳定3.3V输入。具体地,可以将所述光伏板100中的多个所述电池片110串联。所述光伏板100与所述芯片板200电连接,通过所述电压控制单元241控制所述芯片板200的电压输入。

目前市场上分布式光伏产业正在快速发展中,在实际运行过程中光伏组件的运行数据受外界环境影响颇大。实时监测每块组件的实际运行状况对于问题组件的发现及时处理有重要意义。减少热斑、PID及出现过热状况下组件损坏造成投资回报受损的风险性,保证在组件发电生命周期运维过程中的稳定运行。本实用新型中的光伏组件可替代市场上智能接线盒、人工检测运维等后续发电运维方式。本实用新型中的光伏组件实现了一体化检测,达到对光伏组件寿命周期的实时监控。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本实用新型构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本实用新型的保护范围。因此,本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

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