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晶体硅光伏组件的最佳设计方案

来源：发布时间：2012-05-03 11:23:10

索比光伏网讯: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，做成组件保护。

图1晶硅光伏组件不同种类

一、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:

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。

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、透明光伏组件

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

（1）设计前言

首先透明组件的原材料必须符合材料组件工厂材料导入的标准，材料测试复合性能质量要求，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了较多（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），因此这里划归处理，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）。

图3透明组件的物料组成

（2）电池片功率数量一定，其他不定，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：

图5光伏组件透光率Z与组件的面积变化率X的趋势图

图6光伏组件成本C（元/W）与组件的面积变化率X之间的关系

图7光伏组件成本C（元/W）与组件的面积变化率X的趋势图

由图可知，随着X的增大，C也线性增大

以透光率与成本（元/W）为坐标轴作图

图8光伏组件透光率与组件成本（元/W）的关系图

由图可知，在Q点位置，经过原点的直线的斜率最大，即透光率/成本的值最大，性价比最佳。

（3）组件透光率、型号一定，电池片功率不定，确定最佳性价比

当组件透光率确定后（电池片的数量和组件尺寸也确定），此时变化电池片的功率，研究成本（元/W）和透光率的变化趋势，确定最佳的性价比。

图10透光率与成本直接的关系图

由图可见，当电池片的功率增加时，组件的功率增加，C（元/W）减小，透光率不变，性价比增加。

因此，提高电池片功率，有利于提高性价比。

（4）透光率、电池片型号一定，组件大小不定，比较性价比

在电池片功率型号一定，透光率一定，电池片数量不同的情况下，比较大组件和小组件之间的性价比（透光率/成本（元/W））的变化趋势。

其中，a随着组件的功率增大，而减小。B基本不变。

所以，在电池片功率型号一定，透光率一定，电池片数量不同的情况下，大组件性价比（透光率/成本（元/W））高于小组件性价比。

（5）透光率、尺寸、功率相同，比较单多晶组件性价比

当单晶和多晶组件的尺寸、透光率、功率相同的情况下，由于多晶的价格低于单晶的价格，因此，多晶价格的性价比高于单晶组件性价比。

3、结语

任意透明光伏组件，当电池片规格数量一定，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。

当光伏透光率、电池片数量、组件尺寸一定，电池片功率增大，组件的性价比越高（透光率的变化趋势/成本（元/W））

当电池片功率型号一定，透光率一定，电池片数量不同的情况下，大组件性价比（透光率/成本（元/W））高于小组件性价比。

当单晶组件和多晶组件的尺寸、透光率、功率相同的情况下，多晶组件的性价比高于单晶组件的性价比（透光率/成本（元/W））。

三、常规光伏组件

常规光伏组件的原材料必须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，以及工程根据IEC61215或UL1703演化而来的原材料测试。或特殊要求的，如针对沿海地区或海岛，组件要满足防烟雾IEC61701的标准要求。针对农业地区，组件需要满足抗氨气腐蚀IEC62716的标准。