一种具有储能能力的太阳能电池模组

技术领域

本发明涉及太阳能电池领域，尤其涉及一种具有储能能力的太阳能电池模组。

背景技术

目前太阳能光伏电池，只能在白天且光照条件达到一定条件下进行光电转换，夜间或光照强度不够的条件下，太阳能光伏电池无法进行发电，必须通过及时消纳、余电上网或自建储能电站进行储能，以便夜间或光照强度不足条件进行用电。

目前不管哪一种方式，都存一定的不足：

1、对太阳能发电用户，不能完全在用电高峰期进行售电，无法实现利益最大化。

2、自建储能电站投资不小，且存在储能电站安全管理问题。对处于中间规模的储能电站需要一定专业程度的人员进行管理，增加了管理成本。

发明内容

为解决上述问题，本发明提出了一种具有储能能力的太阳能电池模组，将发电、储能和电源管理集成在一体，简化产品结构和系统组成，可增强管理的灵活性，降低管理成本。

技术方案如下：

一种具有储能能力的太阳能电池模组，其特征在于：包括透光基板、太阳能电池单元、储能单元和电源管理单元；

所述太阳能电池单元为板状结构或薄膜结构；

所述储能单元为叠层结构或薄膜结构；

所述透光基板、太阳能电池单元和所述储能单元依序叠层并封装为一体形成板状结构或薄膜结构；

所述电源管理单元通过线束和所述太阳能电池单元、所述储能单元连接，用于将所述太阳能电池单元产生的电存储于所述储能单元，及向外部供电。

进一步的，所述太阳能电池模组包括两层的透光基板、两层的太阳能电池单元和一层储能单元，所述储能单元夹在两层的太阳能电池单元之间，两层透光基板位于最外层。

进一步的，所述储能单元为超级电容。

进一步的，所述超级电容的电极材料包括碳基材料和金属氧化物；

所述碳基材料包括活性炭、碳纳米管、碳气凝胶、碳纤维；

所述金属氧化物包括NiOX、MnO2、V2O5。

进一步的，所述超级电容的介质材料包括SiO

进一步的，所述透光基板为超白压延玻璃。

进一步的，所述透光基板和太阳能电池单元之间，及所述太阳能电池单元和所述储能单元之间的封装胶膜包括POE胶膜、EVA胶膜和EPE胶膜。

进一步的，所述太阳能电池单元包括硅系太阳能电池、异质结太阳能电池、钙钛矿太阳能电池、碲化镉太阳能电池中的一种。

进一步的，所述电源管理单元包括充放电管理单元和直流逆变单元，所述直流逆变单元输出的电压为市电电压。

有益效果：

本发明的太阳能电池模组，适用于分布式的小规模家庭太阳能发电装置，有利于实现用电效率最优化，并更大程度上确保用电安全。

附图说明

图1是本发明的一个太阳能电池模组的结构框图。

具体实施方式

为进一步说明各实施例，本发明提供有附图。这些附图为本发明揭露内容的一部分，其主要用以说明实施例，并可配合说明书的相关描述来解释实施例的运作原理。配合参考这些内容，本领域普通技术人员应能理解其他可能的实施方式以及本发明的优点。图中的组件并未按比例绘制，而类似的组件符号通常用来表示类似的组件。

现结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。

实施例1

如图1所示，本发明给出了一种具备储能能力的太阳能电池模组的示例，将储能电池及电源管理单元集成在太阳能电池模组上，从而简化太阳能电池模组的储能和并网，利于后续的太阳能发电管理。

在本实施例中，该太阳能电池模组为双面太阳能电池模组，包括透光基板1a、1b，太阳能电池2a、2b，板状储能单元4和电源管理单元5。

太阳能电池2a、2b分别贴于玻璃1a、1b的背面，接收透过玻璃1a、1b的光进行发电。

储能单元4为板状结构或薄膜结构，封装在太阳能电池2a、2b之间。

采用双面太阳能电池模组的优点：

可以双面发电，充分利用直射光和散射光，提高单位面积的发电效率；

利用双面的透光基板作为结构支撑件，保证模组的结构强度，无需再设置封装底部的壳体，简化模组的组成。

在本实施例中，透光基板采用超白压延玻璃。超白压延玻璃，可最大范围、最大限度的吸收太阳能的辐射热量，大大提高太阳能电池的光电转换效率。此玻璃同时能耐太阳紫外光线的辐射，透光率不下降，这样可以更加有效地延长盖板玻璃的使用寿命，具备强大的耐碱能力、抗发霉能力和抗老化性能，使得太阳能电池组件盖板玻璃更有利于以自身的强度保护下面的硅晶板不受外界的损坏而经久耐用。

在太阳能电池2a、2b和储能单元4之间用POE胶膜填充。POE即聚烯烃弹性体，是新一代胶膜材料。作为一种热塑性弹性体，具有塑料和橡胶的双重优势，拥有高弹性、高强度、高伸长率等优异的机械性能和良好的低温性能，及优秀的阻水性能和抗PID(电势诱导衰减)性能。

在具体应用中，太阳能电池模组的封装胶膜还可以采用EVA胶膜和EPE胶膜等胶膜材料。

在本实施例中，从结构上，太阳能电池2a、2b可以是板状结构(体结构)或薄膜结构的太阳能电池。

在本实施例中，从材质上，太阳能电池2a、2b，包含且不限于单、多晶硅等硅系太阳能电池、异质结、钙钛矿、碲化镉等太阳能叠层电池。

在本实施例中，储能单元4优选为超级电容。超级电容有个巨大的优势在于：寿命长，能维持数百万个充电循环的寿命。由于电容的充放电循环次数很多(百万次或更多，与大部分市售的充电电池200-1000次相比)，电容可以在包括太阳能电池模组的大多数设备的寿命内持续使用，这使得设备变得更环保。

超级电容器通常包含双电极、电解质、集流体、隔离物四个部件。超级电容器是利用活性炭多孔电极和电解质组成的双电层结构获得超大的电容量的。在超级电容器中，采用活性炭材料制作成多孔电极，同时在相对的两个多孔炭电极之间充填电解质溶液，当在两端施加电压时，相对的多孔电极上分别聚集正负电子，而电解质溶液中的正负离子将由于电场作用分别聚集到与正负极板相对的界面上，从而形成双集电层。

超级电容的储能与电容电极的表面积和介质的介电常数正相关。为增大储能，在合理范围内可尽可能选择介电常数大的材料，例如SiO

在具体应用中，可根据需要对集成的超级容量进行选择。通常超级电容选择范围0.05～10000F。

在本实施例，电源管理单元，包含且不限于对太阳能电池的过充和过放管理，错峰放电管理及对于逆电流或逆向供电的控制保护等。

在本实施例中，在太阳能电池模组的边缘设置有接线盒5，接线盒5通过线缆6、7，将太阳能电池2a、2b和储能单元4连接，并通过线缆8引出和外部设连接，进行逆变并网或接入负载。电池管理单元可以内嵌逆变器或外接逆变器，将储能单元中的直流电转换成交流电，及进行输出控制，控制储能单元对外进行送电或售电。

本发明的优点：

本发明的太阳能电池模组，适用于分布式的小规模家庭太阳能发电装置，有利于实现用电效率最优化，并更大程度上确保用电安全。

尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本发明，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本发明做出各种变化，均为本发明的保护范围。