mm*156mm太阳 能电池片封装于组件框12而组成光伏组件。
[0031] 所述旁通二极管自上而下依次包括一个顶部旁通二极管7、2个中间旁通二极管8、 W及一个底部旁通二极管9;所述顶部旁通二极管7并联保护第一排电池串与第二排电池 串，所述底部旁通二极管9并联保护第十二排电池串与第十一排电池串；而2个中间旁通二 极管8分别并联保护第Ξ排电池串至第六排电池串、并联保护第屯排电池串至第十排电池 串。即位于光伏组件上、下两端每12片太阳能电池片并联1个旁通二极管，中间部分每24片 太阳能电池片串联后再并联1个旁通二极管。
[0032] 普通光伏组件和本发明优化后的光伏组件，两者在正常无遮挡的电性能参数如表 1所示，普通光伏组件正常无遮挡的电流电压输出曲线如图3所示，本发明光伏组件正常无 遮挡的电流电压输出曲线与图3基本相同。
[0033] 对于普通光伏组件，当其上部、下部各被遮挡1片太阳能电池片后，普通光伏组件 的电性能参数如表2所示、电流电压输出曲线如图4所示;对于本发明旁通二极管分布优化 的的光伏组件，当其上部、下部各被遮挡1片太阳能电池片后，本发明光伏组件的电性能参 数如表3所示、电流电压输出曲线如图5所示。
[0034]
[0039] 表 3
[0040] 表1、表2、表3中，Isc为短路电流，Voc为开路电压，Im为最大功率点电流，Vm为最大 功率点电压，Pmax最大功率，Ploss功率损耗。
[0041] 与如图1所示的普通光伏组件相比，当上部、下部各被遮挡1片太阳能电池片，如图 2所示的本发明旁通二极管分布优化的光伏组件的功率下降为32%左右，而普通光伏组件 的功率则下降65%左右。可见，本发明采用不均匀分布的旁通二极管并联保护后，实现大幅 降低光伏组件功率损失的目的。
[0042] 本发明还提供一种旁通二极管分布优化的方法，其特征在于，包括W下步骤：
[0043] 1)根据光伏组件安装角度，结合天空各向异性散射模型和典型阴影分布，获取光 伏组件中自上而下每排电池串中每一个太阳能电池片的电池片被遮挡概率；
[0044] 2)将每排电池串中所有太阳能电池片的电池片被遮挡概率进行平均计算，得到每 排电池串的电池串被遮挡概率；
[0045] 3)根据电池串被遮挡概率的大小进行旁通二极管的不均匀分布；
[0046] 将电池串被遮挡概率大于设定概率阔值的该排电池串仅当前一排反向并联一个 旁通二极管、或与相邻排电池串共两排反向并联一个旁通二极管；
[0047] 将电池串被遮挡概率小于或等于设定概率阔值的剩余排电池串至少两排反向并 联一个旁通二极管。
[004引 W上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及优点。本行业的技术人员应该 了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原 理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，运些变化和改进 都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界 定。
【主权项】
1. 一种旁通二极管分布优化的光伏组件，其特征在于:包括自上而下并排分布的若干 排电池串、将电池串依次串联的连接焊带、分别连接于正极输出端和负极输出端的正极接 线盒和负极接线盒、以及分别从正极接线盒和负极接线盒引出的正极连接电缆和负极连接 电缆，每一排电池串包括自左而右依次串联的若干个太阳能电池片； 还包括保护电池串发生故障或电池串中的太阳能电池片被障碍物遮挡时将故障电池 串短路的旁通二极管;所述旁通二极管采用自上而下不均匀分布，即至少有一个旁通二极 管所并联保护的电池串数量不同于剩余旁通二极管所并联保护的电池串数量。2. 根据权利要求1所述的一种旁通二极管分布优化的光伏组件，其特征在于:所述旁通 二极管自上而下依次包括一个顶部旁通二极管、若干个中间旁通二极管、以及一个底部旁 通二极管;所述顶部旁通二极管和底部旁通二极管各自所并联保护的电池串数量均少于任 意一个中间旁通二极管所并联保护的电池串数量。3. 根据权利要求2所述的一种旁通二极管分布优化的光伏组件，其特征在于:所述电池 串自上而下依次为第一排电池串、第二排电池串、……、第N排电池串，N为自然数;位于顶排 的电池串即为第一排电池串，位于底排的电池串即为第N排电池串；每排电池串的太阳能电 池片为4-12片，每一个旁通二极管并联保护的太阳能电池片上限数为30片； 所述顶部旁通二极管并联保护第一排电池串，或并联保护第一排电池串与第二排电池 串；所述底部旁通二极管并联保护第N排电池串，或并联保护第N排电池串与第N-1排电池 串； 若顶部旁通二极管和底部旁通二极管中任意一者所保护的电池串数量为两排，则中间 旁通二极管并联保护至少三排电池串；若顶部旁通二极管和底部旁通二极管均并联保护一 排电池串，则中间旁通二极管并联保护至少两排电池串。4. 根据权利要求3所述的一种旁通二极管分布优化的光伏组件，其特征在于:所述电池 串为十二排、即N=12,每排电池串的太阳能电池片为6片，共为72片太阳能电池片； 所述顶部旁通二极管并联保护第一排电池串与第二排电池串，所述底部旁通二极管并 联保护第十二排电池串与第十一排电池串；所述中间旁通二极管为两个，分别并联保护第 三排电池串至第六排电池串、并联保护第七排电池串至第十排电池串。5. -种旁通二极管分布优化的方法，其特征在于，包括以下步骤： 1) 根据光伏组件安装角度，结合天空各向异性散射模型和典型阴影分布，获取光伏组 件中自上而下每排电池串中每一个太阳能电池片的电池片被遮挡概率； 2) 将每排电池串中所有太阳能电池片的电池片被遮挡概率进行平均计算，得到每排电 池串的电池串被遮挡概率； 3 )根据电池串被遮挡概率的大小进行旁通二极管的不均匀分布； 将电池串被遮挡概率大于设定概率阈值的该排电池串仅当前一排反向并联一个旁通 二极管、或与相邻排电池串共两排反向并联一个旁通二极管； 将电池串被遮挡概率小于或等于设定概率阈值的剩余排电池串至少两排反向并联一 个旁通二极管。6. 根据权利要求5所述的一种旁通二极管分布优化的方法，其特征在于:所述步骤3)进 行旁通二极管的不均匀分布，对于电池串为十二排、每排电池串的太阳能电池片为6片的共 为72片太阳能电池片的光伏组件，自上而下依次包括一个顶部旁通二极管、两个中间旁通 二极管、以及一个底部旁通二极管； 所述顶部旁通二极管并联保护第一排电池串与第二排电池串，所述底部旁通二极管并 联保护第十二排电池串与第十一排电池串，两个中间旁通二极管分别并联保护第三排电池 串至第六排电池串、并联保护第七排电池串至第十排电池串。
【专利摘要】本发明公开了一种旁通二极管分布优化的光伏组件和方法，其光伏组件包括自上而下并排分布的若干排电池串、将电池串依次串联的连接焊带、分别连接于正极输出端和负极输出端的正极接线盒和负极接线盒、以及分别从正极接线盒和负极接线盒引出的正极连接电缆和负极连接电缆，每一排电池串包括自左而右依次串联的若干个太阳能电池片；还包括保护电池串发生故障或电池串中的太阳能电池片被障碍物遮挡时将故障电池串短路的旁通二极管；所述旁通二极管采用自上而下不均匀分布，即至少有一个旁通二极管所并联保护的电池串数量不同于剩余旁通二极管所并联保护的电池串数量。解决光伏组件因电池片被遮挡存在的功率损失较大、热斑风险较高、可靠性较低等问题。
【IPC分类】H01L31/18, H01L31/0443
【公开号】CN105655431
【申请号】
【发明人】王磊, 吴军, 张臻, 祝曾伟, 毛昭辉, 白建波, 周道恩
【申请人】河海大学常州校区
【公开日】2016年6月8日
【申请日】2016年1月4日