光伏模块及模块阵列制造技术

本发明专利技术公开了一种光伏（ＰＶ）模块，包括ＰＶ器件和框架。ＰＶ器件具有ＰＶ层压板，ＰＶ层压板限定周边和主平面。框架与层压板周边相装配并将其包围，以及，框架包括前框架件、后框架件、和侧框架件，以及，臂部形成与层压板相反的支撑面。支撑面适合于压靠着水平安装表面放置，以对层压板进行支撑并使其以非平行或倾斜布置方式取向。在最终装配时，层压板和框架结合限定整体结构。框架可以使层压板取向于与水平成３°至７°范围的角度，并且，框架可以全部由聚合物材料形成。可选地，臂部结合有一体的功能部件，这些功能部件便于和相同方式形成的第二ＰＶ模块的对应功能部件互连。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】光伏模块及模块阵列关于联邦资助研究或开发的声明本专利技术得到政府支持完成，美国能源部分派的合同No. DE-FC36-07G017043。政府 在本专利技术中具有一定权利。优先权资料根据35U.S.C. § 119(e) (1)，本申请要求2008年6月27日提交的美国临时专禾Ij 申请序号No. 61/076，492的优先权，该申请名称为“Photovoltaic Module and Module Arrays (光伏模块及模块阵列)，，，承办代理人文卷号为No. S0134/S812. 104. 101 ；以及，该 申请的全部教导内容以引用的方式并入本文。相关申请的交叉引用本申请还涉及下述专利申请美国申请序号No. 12/492，640，名称为 Ballasted Photovoltaic Module and Module Arrays (压载光伏模块及模块阵列)，，， 承办代理人文卷号为S0131US/S812. 101. 102 ；美国申请序号No. 12/492，680，名称为 Photovoltaic Module Kit IncludingConnector Assembly for Non-Penetrating Array hstallation(包括非穿透阵列安装用连接器组件的光伏模块套件)”，承办代理人文卷号 为 S0132US/S812. 102. 102 ；美国申请序号 No. 12/492，729，名称为Photovoltaic Module with Removable Wind Deflector (带有可拆装导风板的光伏模块)”，承办代理人文卷号 为 S0133US/S812. 103. 102 ；以及，美国申请序号 No. 12/492, 838,名称为 “Photovoltaic Module withDrainage Frame (带有排水框架的光伏模块)”，承办代理人文卷号为S0135US/ S812. 105. 102 ；所有上述申请与本案同日提交，并且上述申请各自的教导内容以引用方式 并入本文。
技术介绍
本专利技术涉及太阳能屋面瓦。更特别地，本专利技术涉及光伏模块，适合于快速安装为阵 列化屋顶光伏系统的一部分。太阳能早就被视为重要的高度可行的替代能源。为了这一目的，已经做出了大量 努力和投资，开发并改进太阳能采集技术。特别关注的是产业化或商业化类型应用，这类应 用可以采集相对可观的太阳能，并利用于补充或满足电力需求。对于大规模太阳能采集而言，太阳光伏技术通常被视为最佳途径，并且可以用作 主要的和/或次级(或补充)能源。概括而言，太阳光伏系统(或者简称为“光伏系统”) 采用硅或其他材料(例如，III-V族太阳能电池诸如砷化镓(GaAs))制成的太阳能电池板将 日光转换为电。更特别地，光伏系统典型地包括多个光伏(PV)模块(或“太阳瓦”)，用导 线将PV模块与一个(或多个)适当电子部件(例如，开关、变换器、接线箱等)互相连接。 PV模块常规地由PV层压板或层压片组成，通常形成经电互连并封装的晶态或非晶态半导 体器件的组件。PV层压板载有一个以上导电体，通过导电体传导太阳所产生的电流。无论PV层压板的具体结构如何，大多数PV应用必然在阳光充足位置将PV模块阵 列布置于安装场所。这特别符合商业化或产业化应用，在这些应用中需要相当多的PV模块来产生大量的能量，而商业建筑屋顶提供了可以放置PV模块的便利表面。就此而言，许多 商业建筑都具有巨大且平坦的屋顶，这本身就有助于PV模块大阵列的布置。事实上，利用 现有屋顶作为PV模块安装场所，能够最有效地利用已经存在的建筑/屋顶结构空间，并因 此使对支撑PV模块所需附加单独结构的需求最小化。尽管屋顶安装因此具有高度可行性， 但必须克服一定的环境限制。例如，PV层压板通常是扁平的或平面状的；因此，如果简单地 “铺”在另外的平坦屋顶上，PV层压板没有处于最佳定位/取向来全天采集最大量阳光。取 而代之，理想的是，使PV层压板相对于屋顶以些许角度倾斜(也就是，对北半球安装而言朝 南方天空，或者对南半球安装而言朝北方天空)。此外，屋顶安装的PV模块时常经受刮风的 情况，这种担心对于如上所述使PV层压板相对于屋顶倾斜的情况而言更为突出。考虑上述情况，常规PV模块阵列安装技术包括模块阵列的各单个PV模块直接与 现有屋顶结构实际(物理方式)互相连接，或者使其进入现有屋顶结构。例如，有些PV模 块结构包括多个框架件，框架件经由穿过屋顶的螺栓实际(物理方式)安装至屋顶。尽管 这种技术可以将PV模块更具刚性地安装至屋顶，但这是一种耗时的处理操作，并且本质上 永久性地破坏屋顶。此外，因为在屋顶中形成洞，显然容易引起水渍。最近，针对商业化平 坦屋顶安装场所提出了 PV模块结构，其中使阵列化PV模块以非穿透方式相对于屋顶自保 持。更特别地，经由一系列单独的辅助部件使PV模块彼此互连，用互连阵列(以及在安装 场所安装至一个或多个PV模块的可能附加的压载物和/或风偏转挡板或“导风板”)的结 合重量，起到共同抵消风生力的作用。尽管非穿透式PV模块阵列的方法已经广为接受，但仍然存在一些不足。例如，需 要大量的零部件、以及这些零部件的后勤管理，以便于PV模块阵列的非穿透式互连安装。 就此而言，用于各安装场所的PV模块布置(例如，数量、位置、以及类型)有所不同。因此， 所需辅助安装部件的数量及类型也会有所变化，而且，必须准确定制，并与PV模块一起发 送至安装场所。因此，需要相当多的先期计划。同理，几种非穿透式PV模块设计形式的安 装要求风偏转辅助部件(例如，周边围栏(perimeter curb))，这些辅助部件构造或者大小 设计成适合作为所得到阵列化PV模块周边形状或几何形状的引导功能部件。同样，必须进 行大量的先期计划，从而，以保证根据PV模块阵列的预期形状以适当确定其大小及形状的 形式，将这些风偏转部件以及其他安装部件提供至安装场地。显然，先期计划中的任何错 误、安装参数的错误传达、错误的定制零件清单等，都会不利地影响并明显延误安装过程。 此外，作为工业生产中的通常做法，辅助安装部件与PV模块分开包装，在这种情况下，对于 安装人员而言，多数情况下很难迅速认识到是否出现了订货和/或运输错误。而是只有在 实际安装过程中才能发现这些错误，而且，通常无法快速纠正。类似地，在商业建筑屋顶安 装非穿透式PV模块，需要相当大量的劳动和专门技能(并因此需要成本)。最后，提供所 有PV模块、以及所有辅助安装部件和相关设备需要运输材料，对其进行处理及处置又必须 相当多的费用。对于减少商业或工商业对常规基于天然资源的能源依赖而言，基于PV模块的太 阳能技术代表着非常有前途的技术。然而，为了与市政电力的传统来源相比具备竞争力，太 阳能PV系统的还应当尽可能降低相关成本。因此，需要一种能够容易地以非穿透方式安装 至商业屋顶的PV模块以及相关的PV模块系统或阵列。
技术实现思路
根据本专利技术原理的一些方面涉及一种光伏(PV)模块，其包括PV器件和框架。PV 器件包括PV层压板，PV层压板具有周边以及限定主平面的正面。框架与PV层压板的周边 装配并将其包围。就此而言，框架包括相对的前框架件和后框架本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光伏模块，用于在大致平坦表面上以非穿透方式进行安装，所述光伏模块包括：　　光伏器件，其包括光伏层压板，所述光伏层压板具有周边以及限定主平面的正面；以及　　框架，其与所述光伏层压板的周边装配并包围所述周边，所述框架包括：　　相对的前框架件和后框架件，　　相对的第一侧框架件和第二侧框架件，　　第一臂部，其自所述框架件之一伸出，并形成与所述正面相反的支撑面，所述支撑面用于压靠着单独的安装表面放置，　　其中，所述支撑面的平面和所述光伏层压板的主平面为非平行布置，　　其中，在最终装配时，所述光伏层压板和所述框架结合限定整体结构。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US61/076,4922008年6月27日1.一种光伏模块，用于在大致平坦表面上以非穿透方式进行安装，所述光伏模块包括光伏器件，其包括光伏层压板，所述光伏层压板具有周边以及限定主平面的正面；以及 框架，其与所述光伏层压板的周边装配并包围所述周边，所述框架包括 相对的前框架件和后框架件， 相对的第一侧框架件和第二侧框架件，第一臂部，其自所述框架件之一伸出，并形成与所述正面相反的支撑面，所述支撑面用 于压靠着单独的安装表面放置，其中，所述支撑面的平面和所述光伏层压板的主平面为非平行布置， 其中，在最终装配时，所述光伏层压板和所述框架结合限定整体结构。2.根据权利要求1所述的光伏模块，其中，所述框架构造成，当所述支撑面置于平坦表 面时，所述光伏层压板的主平面相对于所述平坦表面取向为非平行角度。3.根据权利要求1所述的光伏模块，其中，所述框架构造成，当所述支撑面置于水平平 坦表面时，所述后框架件竖向高于所述前框架件。4.根据权利要求1所述的光伏模块，其中，所述光伏模块的主平面和所述支撑面的平 面结合限定的夹角在1°至30°范围内。5.根据权利要求4所述的光伏模块，其中，所述夹角在3°至7°范围内。6.根据权利要求1所述的光伏模块，其中，所述整体结构构造成，在不破坏至少所述框 架件之一的情况下，不能将所述框架从所述光伏层压板拆除。7.根据权利要求1所述的光伏模块，进一步包括将所述框架件与所述光伏层压板进行 粘合剂粘结。8.根据权利要求1所述的光伏模块，其中，所述框架件全部由聚合物材料形成。9.根据权利要求1所述的光伏模块，其中，所述第一臂部构造成，允许所述框架堆叠到 具有相同构造的第二光伏模块组件的对应框架上。10.根据权利要求9所述的光伏模块，其中 所述第一侧框架件限定相对的上面和下面，所述光伏层压板相邻于所述上面定位， 相对的前端和后端，外缘，其形成为与所述第二侧框架件相反的一侧；以及所述第一臂部包括肩部，在相邻于所述后端的延伸位置处，所述肩部自所述第一侧框 架件伸出，整个所述肩部位于所述下面的下方，并处在所述延伸点与所述后端之间，在与所 述第二侧框架件相反的方向，使所述肩部相对于所述外缘横向分隔开。11.根据权利要求1所述的光伏模块，其中，至少一个所述框架件横截面是工字形。12.根据权利要求1所述的光伏模块，其中，所述第一侧框架件包括第一连接器，所述 第一连接器构造成用于与所述后框架件的对应第二连接器压配合装配。13.根据权利要求12所述的光伏模块，其中 所述第一连接器是以下部件之一限定容座的凹状部件，凸状部件，其所具有的形状与所述容座的形状相对应；以及所述第二连接器是所述凸状部件和所述凹状部件中的另一个。14.根据权利要求13所述的光伏模块，其中，所述凸状部件包括第一片段和第二片段， 所述第一片段和第二片段彼此相交并接近垂直。15.根据权利要求13所述的光伏模块，其中，所述框架件各自限定相对的第一端部和 第二端部，并进一步包括所述凹状部件和所述凸状部件之一，其位于所述第一端部；以及 所述凹状部件和所述凸状部件中的另一个，其位于所述第二端部。16.根据权利要求1所述的光伏模块，其中，所述第一侧框架件包括 细长的框架本体；以及C形的支架，所述支架自所述框架本体伸出，并形成凹槽，所述凹槽大小适合于容纳所 述光伏层压板。17.根据权利要求16所述的光伏模块，其中，所述支架包括 下面，其靠近于所述框架本体；上面，其与所述框架本体相对；端面，其在所述上面与所述下面之间延伸；其中，所述上面和所述下面自所述端面伸出，各形成不小于91°的角度。18.根据权利要求16所述的光伏模块，其中，所述第一侧框架件进一步包括多个分隔开的凸部，各所述凸部形成从所述框架本体到所述凹槽的楔形引导面，便于 将所述光伏层压板插进所述凹槽。19.根据权利要求1所述的光伏模块，其中，在与所述前框架件相反的方向，所述第一 臂部的支撑面伸出所述后框架件之外，所述框架进一步包括第二臂部，其自所述框架件之一伸出，并形成伸出所述后框架件之外的支撑面，该支撑 面与所述第一臂部的支撑面共面。20.根据权利要求19所述的光伏模块，其中，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：乔纳森·博特金，
申请(专利权)人：太阳能公司，
类型：发明
国别省市：US