组件 — 电池布局

电池布局定义了组件中太阳能电池的数量和位置，以及组件尺寸。

电池布局在组件弹出窗口的布局选项卡中定义，该窗口在加载或预览组件时出现。

电池排列在 XY 网格中，由以下数量定义：

• 列数 $N_x$，以及
• 行数 $N_y$。

左下角的电池标记为 {X = 0, Y = 0}。

其他输入取决于组件是简单还是复杂。

组件类型附加输入简单, 组件尺寸。

复杂, 电池分组,, 电池组周围的间距,, 电池之间的间距,, 以及组件边缘的间距。组件尺寸由电池尺寸,, 电池间距和边框计算得出。

无论组件是简单还是复杂，电池之间的电气连接都以相同的方式定义，如电气布局中所述。

简单组件

对于简单组件，用户定义组件尺寸：

• 宽度 $X_M$，
• 长度 $Y_M$，以及
• 厚度 $Z_M$。

如果简单组件没有边框，则将其视为具有这些尺寸的矩形棱柱。有效区域与其总面积相同。

如果简单组件有边框，

• $X_M$ 和 $Y_M$ 包含边框尺寸；
• 有效区域按边框的 $X$ 和 $Y$ 尺寸减小；以及
• $Z_M$ 是封装材料和电池的总厚度，但不包括边框的厚度。

无论有无边框，简单组件的有效区域都被划分为大小相等的电池网格，电池之间或周围没有间距。

下图说明了这些规则。它描绘了两个尺寸相同的简单组件（$X_M$、$Y_M$ 和 $Z_M$），其中右侧组件有边框，左侧组件没有。以蓝色显示的有效区域被划分为三列四行（$N_x=3$，$N_y=4$）。请注意，带边框的组件电池较小。

有效区域的光学特性由简单组件光学定义。

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复杂组件

复杂组件允许你定义详细的电池布局，包括电池之间、电池组周围以及组件边缘的间距。

下图给出了一个示例。这是一个由 SunSolve 生成的常规组件，包含 144 片半切太阳能电池。图中可以清楚看到电池间距、电池分组、边缘和边框。

对于复杂组件，SunSolve 先将入射光线追踪到组件表面，然后继续在组件内部进行光线追踪。由此可以描述光与玻璃、封装材料、背板和电池等组件各层的相互作用。

因此，复杂组件可以模拟组件中太阳能电池之间复杂的光学过程。根据各层的配置方式，光线可能穿过组件，如用于农业光伏的半透明组件；也可能被背板反射和散射，使光线有机会在玻璃–空气界面发生内部反射并到达相邻电池，如用于屋顶或大型电站的常规组件。

组件尺寸不是直接输入的。它们由电池尺寸、电池间距、边缘和边框计算得出。参见下文。

下面介绍复杂组件的附加输入。这些输入在 SunSolve Power 和 SunSolve Yield 中是相同的。

电池间距

电池间距由相邻电池在 X 和 Y 方向上的间隔定义：

• X 间距 $X_{\text{sep}}$，以及
• Y 间距 $Y_{\text{sep}}$。

下图显示了 $X_{\text{sep}}$ 和 $Y_{\text{sep}}$ 如何定义太阳能电池边缘与单元电池边缘之间的距离。（太阳能电池和它的单元电池是同心的。）

电池分组

电池分组可用于模拟电池间距不完全一致的组件，例如上图所示的常规半切组件，其中心有一道较大的纵向间隙。

启用电池分组后，出现以下输入：

• 每行的组数 $N_{gx}$，
• 每列的组数 $N_{gy}$，
• X 间距 $X_g$ — X 方向上组间的额外间距，以及
• Y 间距 $Y_g$ — Y 方向上组间的额外间距。

$X_g$ 和 $Y_g$ 的输入仅在每行或每列有多个组时可见。组间距是电池间距之外的额外间距。

请注意，组间距不会改变电气电路。例如，互连带的串联电阻不会因组间距而增大。

组件边缘

组件边缘是组件最外层电池周围的空间。它定义了最外层单元电池与边框之间的间隙；如果没有边框，则为组件边缘之间的间隙。

勾选“包含边缘”后，边缘尺寸由以下四个输入定义：

• 左 $X_{p1}$，
• 右 $X_{p2}$，
• 下 $Y_{p1}$，以及
• 上 $Y_{p2}$。

未勾选时没有边缘，$X_{p1}=X_{p2}=Y_{p1}=Y_{p2}=0$。

重要的是，如下图所示，组间距和边缘是单元电池内部间距之外的额外间距。

示例

以下示例有助于说明电池布局所采用的方法。

第一幅图描绘了一个带边框和边缘的组件，每行 2 个电池、每列 2 个电池，所有电池包含在单个组中。请注意，边缘的尺寸不包括为单元电池定义的电池间距。

下一幅图描绘了一个没有边框但有边缘的组件，每行 4 个电池、每列 9 个电池，分为 X 方向 2 个电池组和 Y 方向 3 个电池组。

标准布局

SunSolve 提供预设的标准组件布局，可快速配置常见的组件类型。这些预设设置电池数量、间距和排列。标准布局只能在输入未锁定时（即仿真之前）加载。

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计算的组件尺寸

在组件弹出窗口的布局部分中，显示以下内容：

• 单个电池面积 $A_{\text{cell}}$，由电池的形状和尺寸决定。
• 总电池面积 $A_{\text{total cell}}$，组件中所有电池的合计面积。
• 电池间隙面积，组件中不含电池和边框的总面积。此区域包含玻璃、封装材料和背板，但不含电池或边框。对于简单组件，此值必然为零。
• 边框面积 $A_{\text{frame}}$。
• 组件面积 $A_{\text{module}}$，包含边框在内的组件整体面积。
• X 和 Y 尺寸 $X_M$ 和 $Y_M$，组件的宽度和长度。

用于计算这些尺寸的公式为

$$A_{\text{total cell}}=A_{\text{cell}}\times N_x\times N_y$$ $$A_{\text{module}}=X_M\times Y_M$$ $$A_{\text{frame}}=A_{\text{module}}-A_{\text{inner}}$$ $$A_{\text{inner}}=X_{\text{inner}}\times Y_{\text{inner}}$$ $$X_M=X_{\text{inner}}+F_{x1}+F_{x2}$$ $$Y_M=Y_{\text{inner}}+F_{y1}+F_{y2}$$ $$X_{\text{inner}}=N_x\times (X_{\text{cell}}+X_{\text{sep}})+(N_{gx}-1)\times X_g+X_{p1}+X_{p2}$$ $$Y_{\text{inner}}=N_y\times (Y_{\text{cell}}+Y_{\text{sep}})+(N_{gy}-1)\times Y_g+Y_{p1}+Y_{p2}$$

其中 $N_{gx}$ 和 $N_{gy}$ 为电池组数（禁用电池分组时等于 1）；$X_g$ 和 $Y_g$ 为组间距；$X_{p1}$、$X_{p2}$、$Y_{p1}$、$Y_{p2}$ 为边缘距离（禁用边缘时等于 0）；$F_{x1}$、$F_{x2}$、$F_{y1}$、$F_{y2}$ 为边框宽度（没有边框时等于 0）；$X_{\text{cell}}$ 和 $Y_{\text{cell}}$ 为每片太阳能电池的 X 和 Y 尺寸。