關(guān)于半片電池優(yōu)點(diǎn)最通俗介紹
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發(fā)布日期： 2021.03.31
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半片電池相比全片電池的趨勢(shì)已經(jīng)很明顯，最通俗的解釋是半片電池的電流只有原來的一半，因而功率損耗較低。
然而，半片技術(shù)的優(yōu)勢(shì)其實(shí)遠(yuǎn)不止功率損耗一點(diǎn)。本文將用最通俗的解釋告訴你為何未來半片技術(shù)將取代全片電池。
1. 半片技術(shù)介紹
對(duì)于半片技術(shù)，它們實(shí)際上就是將普通的太陽(yáng)能電池片切成兩半。不像常見的光伏組件那樣那樣具有60或72片電池，而是變成了120或144個(gè)半片電池，但同時(shí)保持與常規(guī)組件相同的設(shè)計(jì)和尺寸。
半片電池技術(shù)一般都是采用激光切割法，沿著垂直于電池主柵線的方向?qū)?biāo)準(zhǔn)規(guī)格電池片切成相同的兩個(gè)半片電池片，再進(jìn)行焊接串聯(lián)。
與常規(guī)組件相同，半片電池封裝也采用鋼化玻璃、EVA和背板進(jìn)行封裝。常規(guī)的太陽(yáng)能電池板通常包含60個(gè)串聯(lián)的0.5-0.6V太陽(yáng)能電池。電壓是串聯(lián)增加的，因此60片組件的工作電壓為30-35V。如果像標(biāo)準(zhǔn)組件中那樣將半片電池連接在一起，它們將產(chǎn)生一半的電流和兩倍的電壓，而電阻不變（如下圖所示）。
為了保證和常規(guī)組件的整體輸出電壓、電流一致，在板型設(shè)計(jì)上半片電池組件一般會(huì)采用串聯(lián)-并聯(lián)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，相當(dāng)于兩塊小組件并聯(lián)在一起。
如上圖所示，而一個(gè)半片電池的開路電壓與一個(gè)全片電池相同，半片電池的數(shù)量增加了一倍，分成兩部分后每部分的電池?cái)?shù)量與全片組件相同，而兩部分并聯(lián)后的電壓和單獨(dú)每部分相同，因而總的輸出電壓相對(duì)于全片電池也沒有改變。
而半片電池因?yàn)橹挥谐Ｒ?guī)電池的一半大小，因而每片電池的電流也只有常規(guī)電池的一半，將板型設(shè)計(jì)為上下兩部分并聯(lián)，輸出電流又恢復(fù)到全片電池的電流值。
半片電池的電阻只有全片的一半，因而并聯(lián)的每一部分的電阻也只有全片組件的一半。將只有一半電阻的兩部分再并聯(lián)，總的回路電阻只有全片電阻的1/4了。
板型設(shè)計(jì)的改變讓接線盒連接設(shè)計(jì)也有所不同，一般采用三分體接線盒。
2. 半片設(shè)計(jì)的優(yōu)勢(shì)
- 更低的封裝損失
如上所述，由于減少了內(nèi)部電流和線路電阻，消耗在內(nèi)部回路上的內(nèi)損耗就降低了，功率損耗與電流成正比，一半的電流和四分之一的電阻讓半片組件可將功率損耗降低4倍，相應(yīng)的輸出功率、發(fā)電量也就增加了。
同時(shí)，由于內(nèi)損耗降低，組件及接線盒的工作溫度也下降，在組件戶外工作狀態(tài)下，半片組件自身溫度比常規(guī)整片組件溫度低 1.6℃左右，更低的溫度讓組件具有更高的光電轉(zhuǎn)換效率。
即便不是采用兩部分并聯(lián)，而是將所有半片電池連接起來就像標(biāo)準(zhǔn)的太陽(yáng)能電池板一樣工作，則電流只有一半，但電阻相同，功耗也只有1/4。
- 陰影容差降低熱斑風(fēng)險(xiǎn)
半片面板比標(biāo)準(zhǔn)太陽(yáng)能組件更好地抵抗了陰影的影響。
半片組件不像標(biāo)準(zhǔn)組件那樣具有3個(gè)面板電池串，而是具有6個(gè)電池串，使其成為6串電池板。盡管組件上的一小部分陰影（樹葉、鳥糞等）會(huì)使整個(gè)電池串失效，但因?yàn)榕月范O管的設(shè)計(jì)（下圖中紅色標(biāo)記）該串不會(huì)影響其它電池串，降低了陰影的影響。
6個(gè)獨(dú)立的電池串有3個(gè)旁路二極管，提供了更好的局部陰影耐受性。即便組件的一半被陰影遮擋，另一半仍然可以工作。
- 低電流降低熱斑溫度
半片電池可在系統(tǒng)中分配內(nèi)部電流，并改善其性能、壽命和陰影耐受性。
當(dāng)組件中的一個(gè)電池串的某一片電池被遮蔽時(shí)，該片電池就在回路中形成一個(gè)熱斑，持續(xù)的高溫可能會(huì)損壞組件。由于半片組件電池串的數(shù)量是原來的兩倍，意味著熱斑處熱量只有一半，較低的熱量對(duì)組件造成的損害也較小，因此可以提高抗熱斑損壞的能力，并提高組件的使用壽命。
- 陰影容差減少功率損耗
在一個(gè)光伏陣列中，一般都是多塊組件串聯(lián)在一起，再和別的子串并聯(lián)。電流在同一子串中依次流入流出每一塊串聯(lián)的組件。
對(duì)于傳統(tǒng)的組件板型設(shè)計(jì)，一旦某一塊組件因陰影的各種原因出現(xiàn)功率損失，會(huì)影響該子串的所有組件。而在上圖的半片組件中，旁路二極管限制了陰影部分而不是整個(gè)組件的功率損耗，它為電流在非陰影部分中流動(dòng)創(chuàng)建了一條替代路徑，并避免了電流通過陰影部分，減少陰影的影響并提高其性能。
3. 半片技術(shù)的未來
使用半片電池可以在陰影條件下提供很大的優(yōu)勢(shì)并改善性能，對(duì)于容易受其它建筑障礙物影響的建筑光伏整體發(fā)電量提升有重要的意義。
半片電池能增加發(fā)電量，但其系統(tǒng)設(shè)計(jì)與全片組件相近，沒有增加安裝成本，確保了更低的LCOE。激光切割技術(shù)的改進(jìn)讓半片電池的切割缺陷幾乎忽略不計(jì)。
隨著大組件、大硅片的普及，半片甚至三分片的趨勢(shì)越來越明顯。據(jù)行業(yè)相關(guān)機(jī)構(gòu)預(yù)計(jì)，未來三年半片組件的市場(chǎng)占有率有望超過50%。
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