專利名稱:光電模塊以及光電模塊的互鎖堆疊的制作方法
技術領域：
本公開涉及光電模塊以及光電模塊的運輸和安裝。
背景技術：
光電電池(也稱作“太陽能電池”)是用于將太陽輻射轉換為電能的裝置。光電電池通常被布置成陣列并被封裝為光電(PV)模塊(也稱作“太陽能模塊”)。
光電模塊還可以安裝在具有從幾千瓦至幾百千瓦(或更多)容量的太陽能收集器陣列中。這些陣列通常安裝在具有相當平坦的區域并且一天當中大部分時間暴露于陽光的地方。 與太陽能收集器陣列相關的成本的實質部分涉及光電模塊的運輸和安裝。因此， 非常需要改進運輸和安裝光電模塊的方法和設備。
實用新型內容
一個實施例涉及針對運輸進行配置的光電模塊的布置。該布置包括多個光電模塊，每個光電模塊均包括至少具有頂部元件和底部元件的框架。在每個框架的頂部元件上包括多個對準部件，并且在每個框架的底部元件上包括多個對準部件。相鄰的光電模塊通過下部模塊的頂部元件上的對準部件與上部模塊的底部元件上的對準部件配合在一起而互鎖。
另ー個實施例涉及光電模塊。該模塊包括太陽能電池陣列以及用于支持該太陽能電池陣列的框架。框架包括由側面元件連接的頂部元件和底部元件。在頂部元件上包括多個對準部件，并且在底部元件上包括多個對準部件。將底部元件上的對準部件配置為與另一個模塊的頂部元件上的對準部件耦接。
還公開了其他實施例、方面和特征。
圖I描述了具有由框架結構支撐的光電模塊陣列的第一示例太陽能收集器布置。
圖2描述了具有由房頂支撐的光電模塊陣列的第二示例太陽能收集器布置。
圖3描述了用于運輸光電模塊的第一傳統包裝方案。
圖4描述了用于運輸光電模塊的第二傳統包裝方案。
圖5描述了根據本發明實施例具有堆疊部件的用于光電模塊的框架。
圖6示出了根據本發明實施例具有對準部件的模塊框架的第一剖面。
圖7示出了根據本發明實施例具有對準部件的模塊框架的第二剖面。
圖8描述了根據本發明實施例附接至模塊框架的示例性對準部件。
圖9描述了根據本發明實施例彼此互鎖的光電模塊堆疊。
圖10示出了本發明可替換實施例中的模塊框架的剖面。
具體實施方式
在本公開中，提供了許多特定細節(諸如設備示例、エ藝參數、材料、エ藝步驟和結構)以便提供對于本發明實施例的透徹理解。然而，本領域技術人員將會認識到，在不具有一個或多個這些特定細節的情況下也可以實現本發明。在其他實例中，沒有示出或描述公知的細節以避免使本發明的方面模糊。
示例太陽能收集器布置
圖I描述了第一示例太陽能收集器布置10。在此示圖中，雖然只示出了単一的行11，但是該陣列可以包括端對端連接的多個行11，并且可以包括并排的任意數量的這種行。將一行太陽能面板14(即，光電模塊)附接在扭管12上。
在此示例布置中，一行具有60個面板或模塊14，S卩，30個兩模塊組。有4個立柱管16，其截面根據期望可以是圓形或方形，每個立柱管都支撐在地上。
在姆個立柱管16的頂端可以是墩帽焊件(pier cap weldment) 20,其可以具有與扭管12的剖面匹配的橫向方形套筒。可以在立柱管16上對齊墩帽焊件20，使得扭管12從它們穿過。在扭管12上可以附接有多個支撐軌或面板軌(panel rail) 22,并且可以布置這些軌22與管軸成直角地與管交叉，并且使得這些軌22間隔開一個面板或模塊14的寬度。
圖2描述了具有由房頂支撐的光電模塊52的陣列的第二示例太陽能收集器布置50。如圖所示，模塊52可以直接安裝在房頂平面54或者與其相對靠近地安裝。
太陽能模塊針對貨運的傳統包裝
通常在紙板箱中包裝并運送光電模塊。如圖3所描述的那樣，一般將多個箱子302彼此在上面堆疊并作為ー個単元一起運送。通常將箱子302的堆疊用帶固定到木制托盤304并作為一個單元一起運送。在每個紙板箱中可以包括兩個太陽能模塊，它們中間具有紙板薄板。
在圖4中描述了另一種用于太陽能模塊的包裝方案。這個方案使用角元件402以支撐多個模塊404并將多個模塊404彼此在上面堆疊。然后將具有角元件的堆疊用帶固定到木制托盤406并作為一個單元一起運送。
傳統包裝方案的缺點和低效
申請人:已經確定這些傳統包裝方案具有缺點和低效。
在紙板箱中包裝模塊的傳統方案導致對于箱子的額外成本。另外，在安裝地點處具有從箱中取出模塊并回收箱子的實質性勞動。例如，在大量安裝中，通常會有專門針對此任務來打開包裝并回收箱子的工人。此外，紙板材料在要被運送的模塊堆疊中占用空間并因此降低了模塊的運送密度。較低的運送密度意味著在固定的運送容器體積大小中運送更少的模塊。
使用角元件的包裝方案在水平和垂直方向上均導致了運送堆疊中的模塊之間的實質性空間。因此，該方案也導致了相對較低的運送密度。此外，還有角元件的成本，在安裝地點處需要處理或回收角元件，并且在某些情況下還要將角運送回制造商。
用于運輸太陽能模塊的有效包裝方案
圖5描述了(在從頂部的透視圖中)根據本發明實施例具有堆疊部件的用于光電模塊的框架。下面結合圖6和圖7對該框架的示例性剖面進行描述。
如圖5所示，模塊框架502可以是矩形框架，其被配置為框住并支撐光電模塊。(模塊被配置在所框住的區域504中。)根據本發明實施例，模塊框架包括從框架的頂部表面突出的(凸)對準部件506。另外，在框架的底部表面上有對應的孔(凹對準部件)。如下面進ー步公開的那樣，這些對準部件506使得能夠針對光電模塊的運輸的包裝方案有利。
在一個實施例中，可以在框架的頂部表面的每個邊上包括對準部件506并且相對靠近框架的角對其進行定位。其他的實現可以將對準部件506定位在框架的頂部表面上的不同位置處。
圖6示出了根據本發明實施例具有對準部件的模塊框架的第一剖面。如圖所示，框架包括側面元件602，其附接至頂部元件608和底部元件604并且使得頂部元件608和底部元件604分離。朝向框架頂部的槽606被配置為在框架之中容納(hold)并支撐光電電池。(在模塊安裝之后，頂部面向陽光)。光電電池形成可以夾在玻璃層622和聚合物層626之間的娃層624。
根據本發明實施例，凸對準部件(例如，銷釘或凸起軌道)506包括在框架的頂部表面的所選位置處。可以在框架制造過程期間將對準部件506插入到框架的頂部表面之·中。所插入的對準部件506優選地保留在玻璃層622之上并且不會打破玻璃層622，從而維持對于硅層包圍的完整性。可替換地，可以在框架的壓制期間形成對準部件506。
對應的凹對準部件(例如，孔或凹槽)610也形成在框架的底部元件中。這些凹對準部件610形成在框架的底部區域上的位置處，該位置對應于(并且在銷釘和孔的情況下，同軸對準)凸對準部件506在框架的頂部區域上的位置。如此，利用這些凸對準部件和凹對準部件，模塊框架可以按照緊固且互鎖的方式直接在彼此之上堆疊。在一個實施例中，一個或多個對應的孔還可以在框架底部用作排水孔。
圖7示出了根據本發明實施例具有凸對準部件和凹對準部件的模塊框架的第二剖面。如圖所示，框架包括側面元件702，其耦接至頂部元件708和底部元件704和705。朝向框架頂部的槽706被配置為在框架之中容納并支撐光電電池。光電電池形成可以夾在玻璃層722和聚合物層726之間的硅層724。還示出了通道(channel) 712，其可以用來提供用于自攻螺釘的錨固。
根據本發明實施例，凸對準部件506包括在框架的頂部表面的所選位置處。可以在框架制造過程期間將凸對準部件(例如，銷釘或凸起軌道)506插入到框架的頂部表面之中。所插入的對準部件506優選地保留在玻璃層722之上并且不會打破玻璃層722，從而維持對于硅層包圍的完整性。可替換地，可以在框架的壓制期間形成對準部件506。
對應的凹對準部件(例如，孔或凹槽)710也形成在框架的底部元件中。這些凹對準部件710形成在框架的底部區域上的如下位置處，該位置對應于(并且在銷釘和孔的情況下，同軸對準)凸對準部件506在框架的頂部區域上的位置。如此，利用這些凸對準部件和凹對準部件，模塊框架可以按照緊固且互鎖的方式直接在彼此之上堆疊。在一個實施例中，一個或多個對應的孔還可以在框架底部用作排水孔。
圖8描述了根據本發明實施例附接至模塊框架802的示例性對準部件804。如圖所示，該(凸)對準部件804可以包括從框架的頂部表面之上升起的突出部分806以及將其緊固至框架的嵌入部分808。
在此特定實施例中，使用自緊夾頭實現對準部件804。可以通過在針對該對準部件的位置處鉆孔然后使用自動按壓將夾頭的自鉚緊部分插入到所鉆的孔中，來將夾頭安裝在框架的頂部表面中。
在可替換實施例中，嵌入部分可以是螺釘，可以將該螺釘擰入形成在框架中的螺孔之中。在此實施例中，在將模塊解除堆疊(un-stack)之后，如果期望可以移除對準部件。還可以使用其他方法來將對準部件附接至模塊框架。
突出部分806優選地足夠高以嚙合在其上堆疊的相鄰框架。優選地，突出部分還足夠短，使得通過側カ破損的機會較低，并且使得突出部件不會對太陽能模塊的移動造成干渉。另外，突出部分優選地充分短，從而避免在操作期間光電模塊所不期望的陰影。
圖9描述了根據本發明實施例彼此互鎖的光電模塊902的堆疊。有利地，光電模塊902直接在彼此之上堆疊，部分地，使用凸對準部件和凹對準部件以使得相鄰模塊互鎖。可以將互鎖的模塊902的堆疊用帶固定到木制托盤904并作為一個單元一起運送。可以在堆疊外側上使用保護紙板薄板，但不使用紙板箱來容納模塊。這種互鎖的太陽能模塊堆疊是有效的，這是因為在運輸期間提供了模塊的密集包裝。與現有的包裝技術相比，這使得能夠在相同的體積空間運送更多數量的模塊。避免了由紙板箱占用的或者由角元件產生的浪費的空間。
另外，減少了現有的包裝技術中所需的無論是紙板箱還是角元件的材料成本。由于不需要從箱子打開包裝，并且也不需要丟棄、回收或運送箱子或角元件，所以減少了勞動力。
圖10示出了本發明可替換實施例中的模塊框架的剖面。如圖所示，框架包括側面元件1002，其附接至頂部元件1008和底部元件1004并將它們分開。朝向框架頂部的槽1006被配置為在框架之中容納并支撐光電電池。光電電池形成可以夾在玻璃層1022和聚合物層1026之間的硅層1024。
根據本發明實施例，在框架的底部的外邊沿處包括凸緣1009。配置凸緣1009，從而與框架的底部表面形成內角1010。將內角1010配合到在堆疊中相鄰框架的頂部處的外角1012上并與之互鎖。外角1012由框架的側面元件1002與頂部表面形成。
雖然已經提供了本發明的特定實施例，但應當理解，這些實施例僅用于示例說明而非限制。對于閱讀了本公開的本領域普通技術人員來說，許多另外的實施例是顯而易見的。
例如，可替換的實施例可以在框架的頂部表面上提供凹對準部件，而在框架的底部表面上提供對應的凸對準部件。這些部件也能夠針對運輸提供光電模塊的有利的直接堆疊。
權利要求
1.一種針對運輸進行配置的光電模塊的布置，該布置包括 多個光電模塊， 每個所述光電模塊均包括至少具有頂部元件和底部元件的框架； 在每個框架的頂部元件上的多個對準部件；以及 在每個框架的底部元件上的多個對準部件， 其中相鄰的光電模塊通過下部模塊的頂部元件上的對準部件與上部模塊的底部元件上的對準部件配合在一起而互鎖。
2.根據權利要求
I的針對運輸進行配置的光電模塊的布置，其中在頂部元件上的對準部件包括凸對準部件，并且在底部元件上的對準部件包括凹對準部件，該凹對準部件適合將另一框架的凸對準部件配合于其中。
3.根據權利要求
2的針對運輸進行配置的光電模塊的布置，其中在頂部元件上的凸對準部件是自鉚緊的，使得凸對準部件一旦被按壓進頂部元件中的孔之中就緊固地附接至頂部元件。
4.根據權利要求
2的針對運輸進行配置的光電模塊的布置，其中在頂部元件上的凸對準部件被擰入頂部元件中的螺孔之中。
5.根據權利要求
2的針對運輸進行配置的光電模塊的布置，其中在頂部元件上的凸對準部件是與框架的頂部元件成為整體的壓制部件。
6.根據權利要求
2的針對運輸進行配置的光電模塊的布置，其中凹對準部件中的至少一個包括框架的底部元件中的排出孔。
7.根據權利要求
I的針對運輸進行配置的光電模塊的布置，其中在頂部元件上的對準部件包括外角，每個外角由頂部表面和側面表面形成，并且在底部元件上的對應對準部件包括內角，每個內角由凸緣和底部表面形成。
8.根據權利要求
I的針對運輸進行配置的光電模塊的布置，還包括托盤，將互鎖的多個光電模塊用帶固定到該托盤。
9.根據權利要求
I的針對運輸進行配置的光電模塊的布置，其中將光電模塊直接在彼此之上堆疊，在相鄰的光電模塊之間沒有實質性空間。
10.根據權利要求
I的針對運輸進行配置的光電模塊的布置，其中每個框架支撐多個硅晶片，在硅晶片的頂部覆蓋有玻璃層并且在硅晶片下面有聚合物層。
11.根據權利要求
10的針對運輸進行配置的光電模塊的布置，其中在頂部元件上的對準部件被緊固至頂部元件而沒有穿過玻璃層的平面。
12.根據權利要求
I的針對運輸進行配置的光電模塊的布置，其中在頂部元件上的對準部件包括凹對準部件，并且在底部元件上的對準部件包括凸對準部件，該凸對準部件適合配置于另一框架的凹對準部件之中。
13.—種光電模塊,包括 太陽能電池陣列；以及 用于支撐該太陽能電池陣列的框架，該框架包括由側面元件連接的頂部元件和底部元件； 在頂部元件上的多個對準部件；以及 在底部元件上的多個對準部件，將底部元件上的對準部件配置為與另一個模塊的頂部元件上的對準部件耦接。
14.根據權利要求
13的光電模塊，其中在頂部元件上的對準部件包括凸對準部件，并且在底部元件上的對準部件包括在與頂部元件上的凸對準部件同軸的位置處的凹對準部件。
15.根據權利要求
14的光電模塊，其中凸對準部件是自鉚緊的，使得凸對準部件一旦被按壓進頂部元件中的孔之中就緊固地附接至頂部元件。
16.根據權利要求
14的光電模塊，其中凸對準部件被擰入頂部元件中的螺孔之中。
17.根據權利要求
14的光電模塊，其中凸對準部件是與框架的頂部元件成為整體的壓制部件。
18.根據權利要求
14的光電模塊，其中凹對準部件中的至少一個包括框架的底部元件中的排出孔。
19.根據權利要求
14的光電模塊，其中太陽能電池陣列包括多個硅晶片，在硅晶片的頂部覆蓋有玻璃層并且在硅晶片下面有聚合物層，并且進一步其中凸對準部件被緊固至頂部元件而沒有穿過玻璃層的平面。
20.根據權利要求
13的光電模塊，其中在頂部元件上的對準部件包括外角，每個外角由頂部表面和側面表面形成，并且在底部元件上的對應對準部件包括內角，每個內角由凸緣和底部表面形成。
21.根據權利要求
13的光電模塊，其中在頂部元件上的對準部件包括凹對準部件，并且在底部元件上的對準部件包括凸對準部件，該凸對準部件適合配置到另一框架的凹對準部件之中。
專利摘要
本實用新型的一個實施例涉及針對運輸進行配置的光電模塊的布置(900)。該布置包括多個光電模塊(902)，每個光電模塊均包括至少具有頂部元件(608)和底部元件(604)的框架(602)。在每個框架的頂部元件(608)上包括多個對準部件(506)，并且在每個框架的底部元件(604)上包括多個對準部件(610)。相鄰的光電模塊通過下部模塊的頂部元件上的對準部件與上部模塊的底部元件上的對準部件配合在一起而互鎖。還公開了其他實施例、方面和特征。
文檔編號H01L31/048GKCN202601653SQ201090000732
公開日2012年12月12日 申請日期2010年1月15日
發明者布賴恩·S·瓦里斯 申請人:太陽能公司導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan