晶硅光伏組件的最佳設(shè)計(jì)技術(shù)

前言

晶體硅電池是光電轉(zhuǎn)化的核心器件，但是由于單片電池片的電壓、電流、功率有限，所以要將電池片串并聯(lián)起來，使它具有滿足用電設(shè)備和工業(yè)化用電要求的電壓、電流、功率。但是，由于晶體硅電池物理脆性，容易碎裂，因此需要將電池片封裝，做成組件進(jìn)行保護(hù)。

晶硅光伏組件主要分為：

常規(guī)組件（組成：玻璃、EVA、晶硅電池、背板、鋁框、接線盒等）；

透明組件（組成：玻璃、EVA、晶硅電池、透明背板、鋁框、接線盒等）；

雙玻組件（組成：玻璃、PVB、晶硅電池、玻璃背板、接線盒等）；

無框組件（沒有鋁框的常規(guī)組件和透明組件）；

組件的設(shè)計(jì)主要考慮三點(diǎn)：

物理電學(xué)性能

組件的功率大小，尺寸，承載、安裝等要求。物理電學(xué)性能需要滿足IEC61215和IEC61730或UL1703。

使用的環(huán)境

針對組件使用的環(huán)境不同，需要特殊化設(shè)計(jì)，例如：

組件用于沿海或海島地區(qū)，那么組件需要具有耐鹽霧、防腐蝕的性能。此時，組件需要滿足IEC61701的標(biāo)準(zhǔn)要求。

針對農(nóng)業(yè)地區(qū)，需要組件具有抗氨氣腐蝕的能力，組件需要滿足IEC62716的標(biāo)準(zhǔn)。

性價比最佳化

組件的設(shè)計(jì)需要兼顧組件的性能和成本，使得組件的性價比達(dá)到最佳化。

透明組件

透明組件的用途

透明組件根據(jù)設(shè)計(jì)不同，可以得到不同的透光率，所以透明組件廣泛的應(yīng)用于屋頂及光伏建筑一體化（BIPV）等。

實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

2.1設(shè)計(jì)前言

首先透明組件的原材料必須符合材料符合組件工廠材料導(dǎo)入的標(biāo)準(zhǔn)，材料測試符合性能質(zhì)量要求，參考標(biāo)準(zhǔn)可以根據(jù)原材料的規(guī)格書、認(rèn)證信息，以及工廠根據(jù)IEC61215或UL1703演化而來的原材料測試。

其次，由于透明組件涉及變量較多（如尺寸、透光率、電池片功率、電池片數(shù)量、物料價格成本、人工成本、制造成本等），因此這里化歸處理，考慮透光率、成本(元/W)，以及曲線圖中過原點(diǎn)的直線的最大斜率=透光率/(元/W)。

透光率=｛1-（電池片面積*電池片數(shù)量）/組件面積｝×玻璃透光率×透明背板透光率。

成本（元/W）=（電池片+其它物料成本）/組件瓦數(shù)。

最大斜率=透光率/(元/W)--------過曲線與原點(diǎn)的直線的最大斜率。

透明組件的物料組成如表1所示。

表1透明組件的物料組成

2.2電池片功率數(shù)量一定，其它不定，確定最佳性價比

任意組件，當(dāng)電池片數(shù)量、功率一定，隨著組件尺寸的增大，透光率將增大，成本相應(yīng)增加。以透光率與成本（元/W）為坐標(biāo)軸作圖可以得到最佳的性價比的點(diǎn)。下面分析引出以透光率與成本（元/W）之間的關(guān)系圖。

分析如下：

組件透光率Z與組件的面積變化率X之間的關(guān)系

Z=｛1-（電池片面積*電池片數(shù)量）/組件面積（1+X）｝×玻璃透光率×透明背板透光率。

令：（電池片面積*電池片數(shù)量）/組件面積=a

玻璃透光率×透明背板透光率=b

所以，Z=｛1-a/（1+X）｝b,其中，a,b>0,且為常數(shù),Z>0，X≥0。