光伏组件封装功率损失的研究

• 作 者: 陈雨
• 出 处: 苏州大学
• 发表日期: 2019年01期
• 关键词: 光伏组件 封装 功率损耗 优化

在封装太阳能光伏组件过程中,因各种原因不可避免地会产生功率损耗。研究其产生的机理可以针对性地减少损耗,提升组件产出功率,降低光伏组件生产成本,提升企业竞争力。但因涉及到影响因素较多,现有的研究尚不系统和全面。本文旨在对组件封装功率损耗展开研究,研究内容主要包括以下三个方面。首先,对封装材料进行逐一分析,探讨了玻璃、乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)、电池与玻璃/EVA适配、背板、焊带汇流条、接触电阻、接线盒电阻和电池功率参数一致性等八大因素对组件功率的影响及其机理。其次,系统研究了玻璃透光率、EVA透光率、版型设计、背板反射率、电池电流适配、焊带规格等因素对组件功率损耗的影响及其机理。研究表明各材料对组件性能提升的机制不同。其中,镀膜玻璃是通过提升可见光的透射率,激发了电池片形成更多的电子-空穴对,与常规玻璃相比提升了组件功率1.88%。电池片切半版型设计通过降低了工作电流,从而减少了焊带电阻的功率损耗,使组件功率相对于整片版型设计增加了 2.49%。白色背板通过增加反射率,使得电池片受到光线的二次反射,组件功率相对于黑色背板提升了 2.13%。第三,构建组件封装对功率影响的模型设计,首次借助Matlab软件模拟来量化影响因素及其机制。玻璃和EVA的封装及背板反光对组件功率有增益作用,分别提升了 2.35%和1.91%的组件功率。对组件功率产生损耗的因素,影响从大到小依次为焊带电阻>汇流条电阻>电池片电流适配>接线盒电阻>焊带遮光>接触电阻。研究了基于电池电性能参数及版型设计来减少功率损耗的方法,并评估了使用各种方法减少封装功率损耗的极限空间,预期组件输出功率与电池片功率总和的百分比(CTM)有望提升4.2%。