光伏组件背板tpt_大尺寸光伏组件压块位置

大家好！今天让小编来大家介绍下关于光伏组件背板tpt_大尺寸光伏组件压块位置的问题，以下是小编对此问题的归纳整理，让我们一起来看看吧。

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光伏组件叠层是注意几个步骤

1.玻璃正反

2.（EVA的正反，部分企业有要求）EVA的大小是否覆盖整面玻璃

3.整串的电磁片是否有长短，电磁片是否有虚焊、崩边、破角等现象

4.汇流条焊接后的拜访是否平整

5.完成后的组件电压是否在标准值之上

6.确定背板材料（TPT/TPE/PE）正反面没有错误

7.抬起，看半成品组件是否有杂质（焊锡、焊带等）

大尺寸光伏组件压块位置

指具有封装及内部联结的，能单独提供直流电输出的，最小不可分割的光伏电池组合装置。光伏组件（俗称太阳能电池板）由太阳能电池片（整片的两种规格125*125mm、156*156mm、124*124mm等）或由激光切割机机或钢线切割机切割开的不同规格的太阳能电池组合在一起构成。由于单片太阳能电池片的电流和电压都很小，然后我们把他们先串联获得高电压，再并联获得高电流后，通过一个二极管（防止电流回输）然后输出。并且把他们封装在一个不锈钢、铝或其他非金属边框上，安装好上面的玻璃及背面的背板、充入氮气、密封。整体称为组件，也就是光伏组件或说是太阳电池组件。组件制作流程经电池片分选-单焊接-串焊接-拼接(就是将串焊好的电池片定位,拼接在一起)-中间测试(中间测试分:红外线测试和外观检查)-层压-削边-层后外观-层后红外-装框(一般为铝边框)-装接线盒-清洗-测试(此环节也分红外线测试和外观检查.判定该组件的等级)-包装.（1）电池测试由于电池片制作条件的随机性，生产出来的电池性能不尽相同，所以为了有效的将性能一致或相近的电池组合在一起，所以应根据其性能参数进行分类；电池测试即通过测试电池的输出参数（电流和电压）的大小对其进行分类。以提高电池的利用率，做出质量合格的电池组件。（2）正面焊接将汇流带焊接到电池正面（负极）的主栅线上，汇流带为镀锡的铜带，我们使用的焊接机可以将焊带以多点的形式点焊在主栅线上。焊接用的热源为一个红外灯（利用红外线的热效应）。焊带的长度约为电池边长的2倍。多出的焊带在背面焊接时与后面的电池片的背面电极相连。（3）背面串接背面焊接是将电池串接在一起形成一个组件串，我们目前采用的工艺是手动的，电池的定位主要靠一个膜具板，上面有放置电池片的凹槽，槽的大小和电池的大小相对应，槽的位置已经设计好，不同规格的组件使用不同的模板，操作者使用电烙铁和焊锡丝将“前面电池”的正面电极（负极）焊接到“后面电池”的背面电极（正极）上，这样依次串接在一起并在组件串的正负极焊接出引线。（4）层压敷设背面串接好且经过检验合格后，将组件串、玻璃和切割好的EVA、玻璃纤维、背板按照一定的层次敷设好，准备层压。玻璃事先涂一层试剂（primer）以增加玻璃和EVA的粘接强度。敷设时保证电池串与玻璃等材料的相对位置，调整好电池间的距离，为层压打好基础。（敷设层次：由下向上：钢化玻璃、EVA、电池片、EVA、玻璃纤维、背板）。（5）组件层压将敷设好的电池放入层压机内，通过抽真空将组件内的空气抽出，然后加热使EVA熔化将电池、玻璃和背板粘接在一起；最后冷却取出组件。层压工艺是组件生产的关键一步，层压温度层压时间根据EVA的性质决定。我们使用快速固化EVA时，层压循环时间约为25分钟。固化温度为150℃。（6）修边层压时EVA熔化后由于压力而向外延伸固化形成毛边，所以层压完毕应将其切除。（7）装框类似与给玻璃装一个镜框；给玻璃组件装铝框，增加组件的强度，进一步的密封电池组件，延长电池的使用寿命。边框和玻璃组件的缝隙用硅酮树脂填充。各边框间用角键连接。（8）焊接接线盒在组件背面引线处焊接一个盒子，以利于电池与其他设备或电池间的连接。（9）高压测试高压测试是指在组件边框和电极引线间施加一定的电压，测试组件的耐压性和绝缘强度，以保证组件在恶劣的自然条件（雷击等）下不被损坏。（10）组件测试测试的目的是对电池的输出功率进行标定，测试其输出特性，确定组件的质量等级。目前主要就是模拟太阳光的测试Standardtestcondition（STC），一般一块电池板所需的测试时间在7-8秒左右。第一步单片焊接：将电池片焊接互联条（涂锡铜带），为电池片的串联做准备.第二步串联焊接：将电池片按照一定数量进行串联。第三步叠层：将电池串继续进行电路连接，同时用玻璃、EVA胶膜、TPT背板将电池片保护起来。第四步层压：将电池片和玻璃、EVA胶膜、TPT背板在一定的温度、压力和真空条件下粘结融合在一起。第五步装框：用铝边框保护玻璃，同时便于安装。第六步清洗：保证组件外观。第七步电性能测试：测试组件的绝缘性能和发电功率最后包装入库。（1）作为光伏行业的终端产品，与市场结合紧密，产品将直接面向客户，要求有很强的市场应变机制；（2）应用原材料品种繁多，选用不同材料将会直接影响到组件的相关性能；（3）产品更新换代较快，对产品的设计开发能力要求较高；

光伏支架能够保护光伏组件，避免光伏组件被腐蚀或者被风力破坏。而光伏组件边框是用于固定光伏组件的重要部件。

现有技术中，光伏组件固定于光伏组件边框后，光伏组件边框与光伏支架的安装方式之一为压块安装。参见图1，压块为一体成型结构，包括依次连接的第一水平部11’、竖直部12’和第二水平部13’，第二水平部13’上开设有螺纹孔。将光伏组件边框2’放置在光伏支架3’的合适位置后，压块的第一水平部11’压设在光伏组件边框2’的上表面，再将第二水平部13’通过螺栓固定到光伏支架3’上，完成光伏组件边框2’在光伏支架3’上的安装。

但是，现有技术中，采用压块安装时，需要在光伏组件边框2’上测量压块的最佳安装位置，然后用第一水平部11’压住光伏组件边框，再将螺栓拧入第二水平部13’上的螺纹孔内使得第二水平部13’固定到光伏支架3’上，操作繁琐，且在旋拧螺栓的过程中第一水平部11’与光伏组件边框2’的相对位置可能会发生变化，导致光伏组件边框2’安装不稳。尤其是当光伏组件边框2’的尺寸越大时，安装时间会更长，操作难度也更大。压块位置的优化

组件的准确力学模型为叠合板，叠合板的变形和应力是各方向的线单元相互作用的结果。为简化计算，取板上受力最简单、对组件承载能力影响最大的边沿线单元进行分析，不考虑压块大小对变形的影响时，其长边的线单元可视为带悬臂的简支梁，见图3；短边的线单元可视为简支梁，见图4。其中，q为均布荷载；m为组件长边悬臂长度，即压块中心到组件边沿的距离；l为组件长边的两压块间距；n为组件短边长度。

图3 长边线单元取样位置和力学模型

图4 短边压块中心线单元取样位置和力学模型

根据《建筑结构静力计算手册》[7]可知，图3中，组件长边力学模型的外边沿C点的最大挠度与荷载q、距离l和m的关系为：

式中，f1max为组件长边力学模型的外边沿C点的最大挠度；E、I分别为组件的弹性模量和惯性矩；λ为组件长边的两压块之间的线单元最大挠度，

如图3中，组件长边的两压块之间的线单元最大挠度与载荷q、距离l的关系为：

如图4中，组件短边的压块中心线单元最大挠度与荷载q、组件短边长度n的关系为：

由式(3)可知，压块位置对组件短边的压块中心线单元挠度无影响，因此下文在进行工程算法研究时，暂不考虑压块位置对组件短边的影响。

根据李顺美等[8]的研究，薄膜光伏组件中电池层只有几微米厚，而玻璃、EVA胶的厚度均远大于电池层的厚度，组件的力学性能主要由玻璃和EVA胶决定。由于EVA胶的弹性模量与组件前、后背板的玻璃相比相差1.85×104倍[8]，为简化计算，在采用工程算法计算时，组件的弹性模量等同于玻璃，按照弹性模量E=72 GPa、均布荷载q=2400 Pa进行计算。

根据杨小攀等[9]的研究，薄膜光伏组件在进行力学分析时，可采用纯玻璃板模型代替原组件进行简化计算，其等效厚度时可采用最大应力相等公式进行计算。本模型在计算时取用厚度h=4.92 mm。

压块的最优位置选用原则为：应使组件边沿和中心的变形f1max、f2max均最小。根据此原则，设置压块中心到组件边沿的距离m的范围为60～405 mm，得到如图5所示的曲线。

由图5可知，组件边沿(A或D点)的挠度逐渐由负值变为正值，对应的变形由翘曲变为弯曲。挠度在m值较小时，组件悬臂部分的弯曲刚度较大，抵抗变形的能力强；随着悬臂长度的增大，弯曲刚度逐渐变小，在m=120 mm时，组件中心在变形内力的作用下达到平衡状态，此时出现了翘曲状态下组件边沿变形的最大值；当m=265 mm时，组件边沿的变形几乎为零；之后随着m值的持续增大，组件边沿的变形也逐渐增加。

图5 不同m值下组件挠度的变化曲线

相比之下，随着m值的不断增大，组件中心挠度逐渐减小，组件中心的变形也由弯曲变为翘曲；当m=295 mm时，组件中心的变形为零；之后随着m值的增大，组件中心由弯曲变为翘曲。

由上述分析可知，组件边沿(A或D点)和中心的变形量最小值均为零，但对应的m值并不同，m值偏差较大主要是由压块位置的“顾此失彼”造成的。

方差[10]是用来度量随机变量和其数学期望(即均值)之间偏离程度的。为合理评估不同m值下组件中心和边沿变形量的变化趋势以获取最优m值，对同一m值下取组件边沿和中心变形的平均值Mn和方差进行比较。

同一m值下组件变形平均值Mn、方差的变化曲线分别如图6、图7所示。由图6可知，当m＜270 mm时，组件边沿和中心变形的Mn呈线性减小，之后随着m值的增大，Mn呈线性增长；Mn的最小值出现在m=270 mm，为1.92 mm。由图7可知，当m＜200 mm时，组件边沿和中心变形的急剧减小，之后其变化幅度逐渐减小；当m=280 mm时，的最小值为0.124；当m＞280 mm后，逐渐增大。

图6 同一m值下组件变形平均值Mn的变化曲线

图7 同一m值下组件变形方差的变化曲线

当m=270 mm时，组件边沿和中心变形的Mn最小，为1.92 mm，此时组件边沿和中心变形的=1.63；当m=280 mm时，组件边沿和中心变形的Mn为2.26 mm，组件中心变形和边沿变形的最小，为0.124。可见两种情况下二者的偏差不大。

综合考虑图5～图7，得出压块的最佳位置m取值范围在270～280 mm。为找到压块的最优位置采用有限元算法进行模拟。