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关于半片电池优点最通俗介绍
日期:2021-02-04   [复制链接]
责任编辑:zhouzhou_sxj 打印收藏评论(0)[订阅到邮箱]
半片电池相比全片电池的趋势已经很明显,最通俗的解释是半片电池的电流只有原来的一半,因而功率损耗较低。

然而,半片技术的优势其实远不止功率损耗一点。本文将用最通俗的解释告诉你为何未来半片技术将取代全片电池。


1. 半片技术介绍

对于半片技术,它们实际上就是将普通的太阳能电池片切成两半。不像常见的光伏组件那样那样具有60或72片电池,而是变成了120或144个半片电池,但同时保持与常规组件相同的设计和尺寸。

半片电池技术一般都是采用激光切割法,沿着垂直于电池主栅线的方向将标准规格电池片切成相同的两个半片电池片,再进行焊接串联。

与常规组件相同,半片电池封装也采用钢化玻璃、EVA和背板进行封装。常规的太阳能电池板通常包含60个串联的0.5-0.6V太阳能电池。电压是串联增加的,因此60片组件的工作电压为30-35V。如果像标准组件中那样将半片电池连接在一起,它们将产生一半的电流和两倍的电压,而电阻不变(如下图所示)。


为了保证和常规组件的整体输出电压、电流一致,在板型设计上半片电池组件一般会采用串联-并联结构设计,相当于两块小组件并联在一起。


如上图所示,而一个半片电池的开路电压与一个全片电池相同,半片电池的数量增加了一倍,分成两部分后每部分的电池数量与全片组件相同,而两部分并联后的电压和单独每部分相同,因而总的输出电压相对于全片电池也没有改变。

而半片电池因为只有常规电池的一半大小,因而每片电池的电流也只有常规电池的一半,将板型设计为上下两部分并联,输出电流又恢复到全片电池的电流值。

半片电池的电阻只有全片的一半,因而并联的每一部分的电阻也只有全片组件的一半。将只有一半电阻的两部分再并联,总的回路电阻只有全片电阻的1/4了。

板型设计的改变让接线盒连接设计也有所不同,一般采用三分体接线盒。


2. 半片设计的优势

- 更低的封装损失


如上所述,由于减少了内部电流和线路电阻,消耗在内部回路上的内损耗就降低了,功率损耗与电流成正比,一半的电流和四分之一的电阻让半片组件可将功率损耗降低4倍,相应的输出功率、发电量也就增加了。

同时,由于内损耗降低,组件及接线盒的工作温度也下降,在组件户外工作状态下,半片组件自身温度比常规整片组件温度低 1.6℃左右,更低的温度让组件具有更高的光电转换效率。

即便不是采用两部分并联,而是将所有半片电池连接起来就像标准的太阳能电池板一样工作,则电流只有一半,但电阻相同,功耗也只有1/4。

- 阴影容差降低热斑风险

半片面板比标准太阳能组件更好地抵抗了阴影的影响。

半片组件不像标准组件那样具有3个面板电池串,而是具有6个电池串,使其成为6串电池板。尽管组件上的一小部分阴影(树叶、鸟粪等)会使整个电池串失效,但因为旁路二极管的设计(下图中红色标记)该串不会影响其它电池串,降低了阴影的影响。


6个独立的电池串有3个旁路二极管,提供了更好的局部阴影耐受性。即便组件的一半被阴影遮挡,另一半仍然可以工作。

- 低电流降低热斑温度

半片电池可在系统中分配内部电流,并改善其性能、寿命和阴影耐受性。

当组件中的一个电池串的某一片电池被遮蔽时,该片电池就在回路中形成一个热斑,持续的高温可能会损坏组件。由于半片组件电池串的数量是原来的两倍,意味着热斑处热量只有一半,较低的热量对组件造成的损害也较小,因此可以提高抗热斑损坏的能力,并提高组件的使用寿命。


- 阴影容差减少功率损耗

在一个光伏阵列中,一般都是多块组件串联在一起,再和别的子串并联。电流在同一子串中依次流入流出每一块串联的组件。


对于传统的组件板型设计,一旦某一块组件因阴影的各种原因出现功率损失,会影响该子串的所有组件。而在上图的半片组件中,旁路二极管限制了阴影部分而不是整个组件的功率损耗,它为电流在非阴影部分中流动创建了一条替代路径,并避免了电流通过阴影部分,减少阴影的影响并提高其性能。

3. 半片技术的未来

使用半片电池可以在阴影条件下提供很大的优势并改善性能,对于容易受其它建筑障碍物影响的建筑光伏整体发电量提升有重要的意义。

半片电池能增加发电量,但其系统设计与全片组件相近,没有增加安装成本,确保了更低的LCOE。激光切割技术的改进让半片电池的切割缺陷几乎忽略不计。

随着大组件、大硅片的普及,半片甚至三分片的趋势越来越明显。据行业相关机构预计,未来三年半片组件的市场占有率有望超过50%。 

原标题:关于半片电池优点最通俗介绍
 
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来源:testpv
 
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