專利名稱：一種光伏電池方陣以及光伏并網發(fā)電系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于太陽能發(fā)電技術領域，具體涉及一種光伏電池方陣以及光伏并網發(fā)電系統(tǒng)。
背景技術：
太陽能是一種新興的綠色能源，由于其清潔、高效、永不衰竭、且不受地域資源限制，因此具有安全可靠、無噪聲、無污染、受制約少、故障率低、維護簡便等優(yōu)點，可廣泛應用于社會生活的各個領域，特別是可以形成光伏電池方陣并將其應用于光伏并網發(fā)電系統(tǒng)中。在光伏并網發(fā)電系統(tǒng)中，可以將光伏電池方陣產生的直流電經并網逆變器轉換為與電網電壓同幅值、同頻、同相的交流電，并實現(xiàn)與電網的連接。目前，幾十兆瓦甚至上百兆瓦的大型光伏電系統(tǒng)建設、并網發(fā)電的電廠數(shù)量正日益增多。在光伏并網發(fā)電系統(tǒng)中，太陽能電池板(簡稱電池板)是最基本也是最重要的發(fā)電單元，其所接收到的太陽光的光照強度將直接影響直流電的輸出功率。大型光伏電站通常建設在荒漠中，其中的光伏電池方陣通常由數(shù)萬塊單體電池板組成。通常，一個光伏電池方陣包括多個子方陣，每個子方陣包括串聯(lián)的多個太陽能電池板，多個子方陣匯集后再串聯(lián)在一起，即形成所述光伏電池方陣，該光伏電池方陣起到收集太陽光能并將其轉換成為直流電能的作用?，F(xiàn)有技術中常規(guī)的光伏電池方陣一般為緊湊型結構，如圖1所示，該光伏電池方陣包括20塊太陽能電池板，其中，每10塊太陽能電池板串聯(lián)組成一個子方陣。每一子方陣中，單個太陽能電池板只有40V左右的直流電壓，當將這20塊電池板通過串聯(lián)方式依次連接起來(相當于將20只直流電源串聯(lián)起來)時，則該光伏電池方陣匯集形成800V左右的直流電源，該直流電源輸入并網逆變器逆變成交流電后再并到大電網上以實現(xiàn)發(fā)電。眾所周知，太陽能能量的收集隨機性較大，因為太陽能電池板受天氣變化的影響很明顯，尤其是當太陽能電池板受云層遮擋時，此時照射到太陽能電池板上的光線會急劇減少，導致太陽能電池板的輸出功率明顯下降，發(fā)電量減少，同時也會造成光伏電池方陣和光伏并網發(fā)電系統(tǒng)的輸出功率不穩(wěn)定。而當屬于同一子方陣(或稱組串)中的太陽能電池板受云層遮擋的影響時，此時會導致該子方陣更大的功率損失，也就是說，功率損失率比受云層遮擋的太陽能電池板的數(shù)量占整個子方陣的數(shù)量的比例更高，例如，當同一子方陣中有20-30%的太陽能電池板被云層遮擋時，則該子方陣將損失整個組串50%以上的功率。

實用新型內容本實用新型所要解決的技術問題是針對現(xiàn)有技術中存在的上述不足，提供一種光伏電池方陣以及包含還光伏電池方陣的光伏并網發(fā)電系統(tǒng)，所述光伏電池方陣能夠提高太陽能電池板的輸出功率，從而可以提高發(fā)電量。解決本實用新型技術問題所采用的技術方案是該光伏電池方陣包括兩個或兩個以上的子方陣，所述每個子方陣包括多塊串聯(lián)的太陽能電池板，其中，所述兩個或兩個以上子方陣中的太陽能電池板互相穿插排列。一方面，由于太陽能電池板的穿插排列的方式，使得排列比較分散，因此云層遮擋的同一子方陣(組串)中的電池板的機率會?。涣硪环矫?，是可以避免同一子方陣中被遮擋的太陽能電池板數(shù)量增多時導致整個組串的端電壓急劇下降的現(xiàn)象發(fā)生。優(yōu)選的是，所述兩個或兩個以上子方陣中的太陽能電池板間隔排列或者依次間隔排列。更優(yōu)選的是，所述兩個或兩個以上子方陣中的太陽能電池板間隔排列或者依次間隔排列成兩行或多行。可選地，所述子方陣采用兩個，所述兩個子方陣中的太陽能電池板間隔排列成兩行。可選地，所述子方陣采用三個，所述三個子方陣中的太陽能電池板依次間隔排列成兩行。優(yōu)選的是，所述每個子方陣中的太陽能電池板的數(shù)量小于或等于10個。每個子方陣中的多塊太陽能電池板通過電纜線串聯(lián)連接在一起，所述兩個或兩個以上的子方陣之間通過電纜線匯集后再串聯(lián)在一起輸出。優(yōu)選的是，每個子方陣還包括有多個電池板支架，單個子方陣中的各個太陽能電池板分別設置在一個所述電池板支架上?！N光伏并網發(fā)電系統(tǒng),包括光伏電池方陣，所述光伏電池方陣米用上述的光伏電池方陣。本實用新型的有益效果是:由于該光伏電池方陣中單個子方陣布局的分散性，可使光伏電池方陣減少陰影損失，從而可減少陰影影響單個太陽能電池板的數(shù)量，降低了子方陣對小面積陰影的功率敏感度，因而可提高太陽能電池板的輸出功率，以提高發(fā)電量。同時，也能提高整個光伏電池方陣的輸出電壓的穩(wěn)定性，最終能夠提升光伏電站長期的收益率。

圖1為現(xiàn)有技術中光伏電池方陣的結構示意圖；圖2為本實用新型實施例2中光伏電池方陣的結構示意圖；圖3為本實用新型實施例3中光伏電池方陣的結構示意圖。圖中:1 10-第一子方陣中的太陽能電池板；I’ 10’-第二子方陣中的太陽能電池板；I” 8”-第三子方陣中的太陽能電池板；11-第一子方陣的正極電纜引線；12_第一子方陣的負極電纜引線；13_第二子方陣的正極電纜引線；14_第二子方陣的負極電纜引線；15_第三子方陣的正極電纜引線；16_第三子方陣的負極電纜引線。
具體實施方式
為使本領域技術人員更好地理解本實用新型的技術方案，
以下結合附圖和具體實施方式
對本實用新型光伏電池方陣以及光伏并網發(fā)電系統(tǒng)作進一步詳細描述。實施例1:一種光伏電池方陣，包括兩個或兩個以上的子方陣，所述每個子方陣包括多塊串聯(lián)的太陽能電池板，所述兩個或兩個以上子方陣中的太陽能電池板互相穿插排列，以增大單個子方陣中多個太陽能電池板的分散性。實施例2:如圖2所示，本實施例中，該光伏電池方陣兩個子方陣，即第一子方陣和第二子方陣。其中，每個子方陣各包括10塊太陽能電池板，所述10塊太陽能電池板串聯(lián)連接在一起。如圖2所示，第一子方陣包括串聯(lián)連接的太陽能電池板1-10，第二子方陣包括串聯(lián)連接的10塊太陽能電池板I’ -10’。其中，第一子方陣和第二子方陣中的太陽能電池板互相穿插排列。具體地，本實施例中，所述第一子方陣和第二子方陣中的太陽能電池板間隔排列成平行設置的兩行。若以第一子方陣中的太陽能電池板I為起點，在太陽能電池板I的一側設置第二子方陣中的太陽能電池板1’，然后在第二子方陣中的太陽能電池板I’的另一側設置第一子方陣中的太陽能電池板2，接著在第一子方陣中的太陽能電池板2的另一側設置第二子方陣中的太陽能電池板2’，依此類推，直至設置第二子方陣中的太陽能電池板5’后，再在與第二子方陣中的太陽能電池板5’對應的位置開始設置第二子方陣中的太陽能電池板6’，然后在第二子方陣中的太陽能電池板6’的一側(與太陽能電池板5對應的一側)設置第一子方陣中的太陽能電池板6，依此類推，直至設置第一子方陣中的太陽能電池板10，SP完成所述光伏電池方陣中太陽能電池板的布局。在上述設置完成后，對各個子方陣中的太陽能電池板分別進行串聯(lián)連接，使得每個子方陣中的太陽能電池板串聯(lián)連接在一起，并最終形成所述光伏電池方陣，從而可以獲得更大的直流電源容量。具體地，從第一子方陣中的太陽能電池板I的正極引出第一子方陣的正極電纜引線11，從第一子方陣中的太陽能電池板10的負極引出第一子方陣的負極電纜引線12;從第二子方陣中的太陽能電池板I’的正極引出第二子方陣的正極電纜引線13，從第二子方陣中的太陽能電池板10’的負極引出第二子方陣的負極電纜引線14。在匯線(即組成各子方陣，以及將各子方陣連接組成光伏電池方陣)時，通過將電纜線從第一子方陣中的太陽能電池板I的負極跨過第二子方陣中的太陽能電池板I’而與第一子方陣中的太陽能電池板2的正極連接在一起，接著將電纜線從太陽能電池板2的負極跨過第二子方陣中的太陽能電池板2’而與第一子方陣中的太陽能電池板3的正極連接
在一起，......，然后將電纜線從太陽能電池板5的負極連接至太陽能電池板6的正極，接
著將電纜線從太陽能電池板6的負極跨過第二子方陣中的太陽能電池板7’而與太陽能電池板7的正極連接在一起，依次類推，直至將電纜線從第一子方陣中的太陽能電池板9的負極跨過第二子方陣中的太陽能電池板10’與而與第一子方陣中的太陽能電池板10的正極連接在一起。按照與上述同樣的連接方式連接第二子方陣中的太陽能電池板I’-10’;最后將兩個子方陣之間通過電纜線匯集后再串聯(lián)在一起輸出。優(yōu)選的是，每個子方陣中還包括有10個電池板支架(圖中未示出)。單個子方陣中的10個太陽能電池板中，每個太陽能電池板分別設置在一個電池板支架上，即第一子方陣和第二子方陣中的單個太陽能電池板各設置在一個電池板支架上。所述電池板支架與現(xiàn)有技術中同等規(guī)模的電池板支架結構相同。這里應該理解的是，本實施例在施工過程中建議采用上述從負極連接至正極的連接方式是出于安全考慮，但并不限定本實施例必須要采用該連接方式進行連接，在光伏電池方陣的正極和負極已經設置有安全保護措施的條件下(例如在負極已經接地的情況下)，也可以根據實際需求采用其他可行的連接方式，由于可行的連接方式屬于本領域技術人員的公知常識，這里不再列舉。在本實施例的光伏電池方陣中各太陽能電池板的分布和匯線，使得光伏電池方陣的任一個子方陣中太陽能電池板的布局更分散，且分布在更廣的面積，相對于現(xiàn)有技術中緊湊型集中式的光伏電池方陣的設置結構而言，不容易受到云層遮擋的影響，可大幅改善云層陰影投射導致的子方陣功率驟降的情況出現(xiàn)，提高了光伏電池方陣的輸出功率，同時也提高了光伏并網發(fā)電系統(tǒng)輸出功率的穩(wěn)定性，提升了光伏并網發(fā)電系統(tǒng)的中長期收益率。同時電源線匯線結構也較傳統(tǒng)的匯線、布線更為便利。本實施例中還提供一種光伏并網發(fā)電系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括多個本實施例中所述的光伏電池方陣。實施例3:如圖3所示，本實施例與實施例2的區(qū)別在于，本實施例中光伏電池方陣中包括有三個子方陣，即第一子方陣、第二子方陣和第三子方陣。其中，所述三個子方陣中的各太陽能電池板依次間隔排列成兩行。如圖3所示，本實施例中，各個子方陣中的太陽能電池板的數(shù)量各為8個。其中，第一子方陣包括串聯(lián)連接的8塊太陽能電池板1-8，第二子方陣包括串聯(lián)連接的8塊太陽能電池板I’ _8’，第三子方陣包括串聯(lián)連接的8塊太陽能電池板1”_8”，所述三個子方陣中的各太陽能電池板采用與實施例2中類似的排列結構，這里不再詳述。本實施例中各太陽能電池板的接線方式與實施例2相同，這里不再贅述。這里應該理解的是，本實用新型光伏電池方陣中可以包括更多數(shù)量的子方陣，比如可以包括四個子方陣。當本實用新型光伏電池方陣采用多個子方陣時，所述多個子方陣中的太陽能電池板可以依次間隔排列成兩行，也可以依次間隔排列成多行。當然，多個子方陣也可以設置為其他的分散間隔、穿插布置的排列結構，只要能夠使得單個子方陣中多個太陽能電池板能夠分散開即可。實施例1-3中采用的光伏電池方陣，通過對單個子方陣中太陽能電池板采用分散式的間隔設置和匯接結構，使得光伏電池方陣分布面積更廣，因此能減少集中式云層陰影對光伏電池方陣中的太陽能電池板造成影響的數(shù)量，從而減少對光伏電池方陣造成的輸出功率損失，降低小面積陰影對整個光伏電池方陣的功率影響敏感度，提高整個光伏電池方陣的輸出功率的穩(wěn)定性，最終能夠提高光伏并網發(fā)電系統(tǒng)的整體發(fā)電量。本實用新型光伏電池方陣特別適用于大型荒漠光伏發(fā)電系統(tǒng)中?？梢岳斫獾氖?，以上實施方式僅僅是為了說明本實用新型的原理而采用的示例性實施方式，然而本實用新型并不局限于此。對于本領域內的普通技術人員而言，在不脫離本實用新型的精神和實質的情況下，可以做出各種變型和改進，這些變型和改進也視為本實用新型的保護范圍。
權利要求1.一種光伏電池方陣，包括兩個或兩個以上的子方陣，所述每個子方陣包括多塊串聯(lián)的太陽能電池板，其特征在于，所述兩個或兩個以上子方陣中的太陽能電池板互相穿插排列。
2.根據權利要求1所述的光伏電池方陣，其特征在于，所述兩個或兩個以上子方陣中的太陽能電池板間隔排列或者依次間隔排列。
3.根據權利要求2所述的光伏電池方陣，其特征在于，所述兩個或兩個以上子方陣中的太陽能電池板間隔排列或者依次間隔排列成兩行或多行。
4.根據權利要求3所述的光伏電池方陣，其特征在于，所述子方陣采用兩個，所述兩個子方陣中的太陽能電池板間隔排列成兩行。
5.根據權利要求3所述的光伏電池方陣，其特征在于，所述子方陣采用三個，所述三個子方陣中的太陽能電池板依次間隔排列成兩行。
6.根據權利要求3所述的光伏電池方陣，其特征在于，所述每個子方陣中的太陽能電池板的數(shù)量小于或等于10個。
7.根據權利要求3所述的光伏電池方陣，其特征在于，每個子方陣中的多塊太陽能電池板通過電纜線串聯(lián)連接在一起，所述兩個或兩個以上的子方陣之間通過電纜線匯集后再串聯(lián)在一起輸出。
8.根據權利要求1-7之一所述的光伏電池方陣，其特征在于，每個子方陣還包括有多個電池板支架，單個子方陣中的各個太陽能電池板分別設置在一個所述電池板支架上。
9.一種光伏并網發(fā)電系統(tǒng)，包括光伏電池方陣，其特征在于，所述光伏電池方陣米用權利要求1-8任一項所述的光伏電池方陣。
專利摘要本實用新型提供一種光伏電池方陣，包括兩個或兩個以上的子方陣，所述每個子方陣包括多塊串聯(lián)的太陽能電池板，所述兩個或兩個以上子方陣中的太陽能電池板互相穿插排列。該光伏電池方陣能夠提高太陽能電池板的輸出功率,同時，本實用新型還公開了一種光伏并網發(fā)電系統(tǒng)。
文檔編號H02N6/00GK202978761SQ20122061655
公開日2013年6月5日 申請日期2012年11月13日 優(yōu)先權日2012年11月13日
發(fā)明者潘甲龍, 張?zhí)? 劉佰強, 劉建全, 閻浩耘, 蘭洋, 王靜 申請人:特變電工新疆新能源股份有限公司