晶硅光伏组件的最佳设计技术.doc

晶硅光伏组件的最佳设计技术 前言??????? 晶体硅电池是光电转化的核心器件，但是由于单片电池片的电压、电流、功率有限，所以要将电池片串并联起来，使它具有满足用电设备和工业化用电要求的电压、电流、功率。但是，由于晶体硅电池物理脆性，容易碎裂，因此需要将电池片封装，做成组件进行保护。??????? 晶硅光伏组件主要分为：??????? 常规组件（组成：玻璃、EVA、晶硅电池、背板、铝框、接线盒等）；??????? 透明组件（组成：玻璃、EVA、晶硅电池、透明背板、铝框、接线盒等）；??????? 双玻组件（组成：玻璃、PVB、晶硅电池、玻璃背板、接线盒等）；??????? 无框组件（没有铝框的常规组件和透明组件）；????????组件的设计主要考虑三点：??????? 1) 物理电学性能??????? 组件的功率大小，尺寸，承载、安装等要求。物理电学性能需要满足IEC61215和IEC61730或UL1703。 ??????? 2) 使用的环境??????? 针对组件使用的环境不同，需要特殊化设计，例如：??????? a) 组件用于沿海或海岛地区，那么组件需要具有耐盐雾、防腐蚀的性能。此时，组件需要满足IEC61701的标准要求。??????? b) 针对农业地区，需要组件具有抗氨气腐蚀的能力，组件需要满足IEC62716的标准。??????? 3) 性价比最佳化??????? 组件的设计需要兼顾组件的性能和成本，使得组件的性价比达到最佳化。 ??????? 二、 透明组件 ??????? 1. 透明组件的用途 ??????? 透明组件根据设计不同，可以得到不同的透光率，所以透明组件广泛的应用于屋顶及光伏建筑一体化（BIPV）等。??????? 2. 实验设计 ??????? 2.1 设计前言 ????????首先透明组件的原材料必须符合材料符合组件工厂材料导入的标准，材料测试符合性能质量要求，参考标准可以根据原材料的规格书、认证信息，以及工厂根据IEC61215或UL1703演化而来的原材料测试。??????? 其次，由于透明组件涉及变量较多（如尺寸、透光率、电池片功率、电池片数量、物料价格成本、人工成本、制造成本等），因此这里化归处理，考虑透光率、成本(元/W)，以及曲线图中过原点的直线的最大斜率=透光率/(元/W)。??????? a) 透光率=｛1-（电池片面积*电池片数量）/组件面积｝×玻璃透光率×透明背板透光率。?? ?? ? b) 成本（元/W）=（电池片+其它物料成本）/组件瓦数。??????? c) 最大斜率=透光率/(元/W) --------过曲线与原点的直线的最大斜率。??????? 透明组件的物料组成如表1所示。 ??????????????????????????? ???? 表1 透明组件的物料组成 ????????????????? ???????? 2.2电池片功率数量一定，其它不定，确定最佳性价比 ??????? 任意组件，当电池片数量、功率一定，随着组件尺寸的增大，透光率将增大，成本相应增加。以透光率与成本（元/W）为坐标轴作图可以得到最佳的性价比的点。下面分析引出以透光率与成本（元/W）之间的关系图。??????? 分析如下：??????? a) 组件透光率Z与组件的面积变化率X之间的关系??????? Z=｛1-（电池片面积*电池片数量）/组件面积（1+X）｝×玻璃透光率×透明背板透光率。??????? 令：（电池片面积*电池片数量）/组件面积=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,b0,且为常数,Z0，X≥0。??????? 对组件透光率Z与组件的面积变化率X作趋势图，如图1所示：??????????????? ???????? 图1 组件透光率Z与组件的面积变化率X的趋势图???????? b) 组件成本C（元/W）与组件的面积变化率X之间的关系??????? C=｛（电池片+接线盒+条形码+标贴+其它物料成本（1+X）｝/组件瓦数????????? ?=（电池片+接线盒+条形码+标贴）/组件瓦数 +｛其它物料成本（1+X）｝/组件瓦数??????? 令：A=电池片+接线盒+条形码+标贴）/组件瓦数??????????????? B=其它物料成本/组件瓦数??????? ?所以，C=A+B(1+X)，其中X0,A0,B0，AB均为常数， ??????? 对组件成本C（元/W）与组件的面积变化率X之间的关系作趋势图，如图2所示：???????????????????? ?????? ? 图2 组件成本C（元/W）与组件的面积变化率X的