[发明专利]光伏组件、光伏阵列及光伏系统

说明书

本发明公开了一种光伏组件、光伏阵列及光伏系统，光伏组件包括串联连接的多个光伏电池并联组，每个光伏电池并联组包括并联连接的多个光伏电池串，每个光伏电池串包括串联连接的多个光伏电池片。光伏阵列包括并联连接的多个光伏组件串，每个光伏组件串包括串联连接的多个光伏组件单元，每个光伏组件单元包括一个或多个光伏组件。光伏系统包括逆变器和光伏阵列，光伏阵列的输出端与逆变器的直流端连接。本发明结构简单，设计合理，实现方便，能够有效应用在光伏发电中，在保证光伏发电效率的同时，节约了成本，使用效果好，便于推广使用。

技术领域

本发明属于光伏发电技术领域，具体涉及一种光伏组件、光伏阵列及光伏系统。

背景技术

目前，随着全球变暖和空气污染问题的严峻挑战，世界各国越来越重视清洁的可再生能源的研究。太阳能作为一种绿色的可再生能源，晶硅类光伏组件得到了大规模的应用。

当光伏组件中的某个光伏电池出现损坏或局部被长期遮阴的时候，会导致损坏或被遮挡的光伏电池的内阻增高，发电效率下降，甚至会因局部过热而出现“热斑效应”，损坏光伏组件。现有技术中，为了减弱热斑效应的负面影响，通常在光伏组件的接线盒内加装旁路二极管，连接于光伏电池部件的正负引线之间，以减少热斑效应的危害。而且直到如今，在光伏组件的设计中，人们大多会默认将旁路二极管加上，也从未考虑过旁路二极管带来的实际作用是否真的有效以及其所带来的经济成本。

当光伏组件因产品制造时的质量问题或是中途运输颠簸碰撞严重或是施工时的比较强烈的撞击等原因，会造成光伏组件内部局部的电池串中断或断裂，尽管该情况发生的概率极低，但发生时光伏组件中的旁路二极管会导通。由于旁路二极管的导通，并不会使得该组件停止工作，而是会持续工作发电，只不过其中有一段电池串不能不能发电而已。也就是说，由于旁路二极管的存在，使得该组件带病工作，直到维护人员将其更换掉为止。由于组件串并未中断，使得后台维护人员发现该带病组件的时间被大大延迟了。

由于制造时的质量问题导致光伏组件局部有隐裂问题存在或者是光伏组件的局部被(比如鸟粪等)长期遮挡时，上述有隐裂的部位或被长期遮挡的部位处的光伏电池片内阻会增大，进而就会局部发热，局部发热又会进一步增大内阻从而造成快速的恶性循环，最终把电池片烧毁或是烧毁整个光伏组件。当某一电池串热斑严重导致内阻上升，该电池串两端的电压下降到负值时，旁路二极管会导通。而旁路二极管导通之后该电池串或与之相并联的电池串两端的电压将恢复到2V～15V，这样又立刻让旁路二极管处于不导通状态。所以，旁路二极管的导通是不断跳动的状态，即处于导通和不导通之间不断跳动的不稳定状态。又由于电池串间存在着并联情况，所以某电池串出现热斑时，该电池串内阻上升，两端电压下降，这时与其并联的电池串会替出现热斑的电池串分流掉很多电流，这样就使得电池串两端的电压下降幅度不是很大，所以旁路二极管就更加不容易被导通了。也就是说，旁路二极管导通的几率极低，即便其导通了，处于导通状态的时间也很短。通过试验验证，旁路二极管的实际有效利用率不高。对于大型光伏系统而言，旁路二极管的成本也是惊人的，按每年全球新增装机容量为100GW计算，则每年全球新增光伏组件中二极管和接线盒的制造成本高达10亿元到20亿元人民币。还有，经过以往数据统计，对于一个光伏系统而言，在一年的使用时间内，大于一万个光伏组件中才会有一个光伏组件会出现热斑效应而使用旁路二极管，也就是说，旁路二极管的利用率极低，相对于旁路二极管的成本而言，旁路二极管的存在所产生的价值远远小于其所带来的成本的增加。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种光伏组件、光伏阵列及光伏系统，其结构简单，设计合理，实现方便，能够有效应用在光伏发电中，在保证光伏发电效率的同时，节约了成本，使用效果好，便于推广使用。