CN101626038A - 用于板状太阳能元件的框架 - Google Patents

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托马斯·加斯纳
迈克尔·施沃特福格
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Abstract

本发明涉及用于板状太阳能元件的框架，所述框架包括具有第一表面(24)的底部框架元件(21)和具有第二表面(14)的顶部框架元件(11)，其中第二表面(14)位于与所述第一表面(24)相对并从所述第一表面间隔开从而形成一可以容纳板状太阳能元件(31)的边缘区域的间隙。在该情形中第一表面和第二表面每个都是自粘性的。

Description

用于板状太阳能元件的框架
技术领域
本发明涉及用于板状太阳能元件的框架以及用于生产太阳能模块的这种框架的用途。
背景技术
太阳能模块包括围绕太阳能元件的框架，其通常包括安置在一个平面内并嵌入在塑料材料箔中的多个太阳能电池。通常，塑料材料箔由玻璃板覆盖并且在后侧上具有层合物，其通常也是由塑料材料制成。太阳能元件，其有时称作无框架太阳能模块或者层合物，由具有强化太阳能元件的效果的框架围绕，在运输过程中保护太阳能元件，特别是玻璃面板，并使得太阳能部件能够固定到建筑物和结构体。具有框架的太阳能元件通常称作太阳能模块。
根据现有技术水平，通常使用单件式框架。这种框架侧向按压到太阳能元件的外部边缘上，太阳能模块的边缘然后人工地在下面粘结。这种操作方法是低效的。
已知的还有两件式框架，其包括底部框架元件，太阳能元件布置到其上。实际的框架通过将顶部框架元件按压到底部框架元件中从而获得摩擦锁定或者正锁定(positive-locking)连接，一间隙实现在底部和顶部框架元件之间，太阳能元件的边缘区域插入到该间隙中。
DE20209218U1公开一种用于无框架太阳能模块的两件式框架，所述框架包括底部框架元件，太阳能模块布置到其一个表面上。此外，在底部框架元件中设置一缝，顶部有角度的框架元件的一部分插入到该缝中，从而获得在两个框架部件之间的正锁定和/或摩擦锁定连接。在太阳能模块布置到框架中之前，太阳能模块的边缘区域封装在弹性材料例如封条中，该封条在组装后定位在框架和太阳能模块之间。但是，这样的框架的生产以及封条的应用费时且成本高昂。
发明内容
本发明的目的是消除现有技术的缺点。特别地，致力于提供一种用于容纳板状太阳能元件的框架，其使得给太阳能部件上框架可以更加有效和更加经济。
该目的通过权利要求1和13的特征实现。本发明的有利的发展从权利要求2-12和14的特征中产生。
根据本发明提供一种用于板状太阳能元件的框架，所述框架包括具有第一表面的底部框架元件和优选地具有第二表面的顶部框架元件，其中第二表面与第一表面相对地定位并且从所述第一表面间隔开从而形成一可以容纳板状太阳能元件的边缘区域的间隙，其中第一表面和第二表面每个都是自粘性的。优选地，在这种情形中，第一表面设置有第一粘结条，第二表面设置有第二粘结条。该框架还可仅包括具有第二表面的底部框架元件，在该情形下，顶部框架元件可以省略。
第一和第二粘结条有利地为双面粘结条，优选地为双面泡沫粘结条。在该情形中，第一表面上的双面粘结条(第一双面粘结条)具有与第一表面接触的内粘结层，而外粘结层面对顶部框架元件的第二表面。第二表面上的双面粘结条(第二双面粘结条)同样具有与第二表面接触的内粘结层，而外粘结层面对底部框架元件的第一表面。
第一和第二框架元件可以由相同或者不同的材料制成。根据优选的特定实施例，底部和顶部框架元件由抗天气侵蚀材料例如铝或者其它适当材料制成。
术语太阳能元件在此是指围绕太阳能电池的层合物。太阳能元件是没有框架的。术语太阳能模块在此是指具有框架的太阳能元件，也就是已经插入到框架中的太阳能元件。
根据本发明的两件式框架使得可依靠与板状太阳能元件的边缘区域接触的两个表面上的表面(finish)在一方面分配封条而在另一方面手动地向下粘结。这意味着在太阳能模块不直接存在耗时、昂贵、笨拙的向下粘结过程，并且这以明显的方式简化将太阳能元件安装到框架中的安装过程。除了密封太阳能模块抵御天气的影响之外，两个粘结条具有在顶部和底部框架元件之间的连接作用，粘结摩擦锁定通过太阳能元件产生。此外，两个框架部件可以额外地通过可选的正锁定和/或摩擦锁定连接而互连。该组装程序通过根据本发明的框架而简化以使得，与生产车间中现有的传统组装一起，即使进行现场组装，目前也是可以考虑的。在这种情形下，初始地底部框架元件牢固地组装在目标点，然后太阳能元件和顶部框架元件如下所述地组装。
两个框架部件在其生产过程中设置有粘结条，没有分别与第一和第二表面接触的第一和第二粘结条的表面，每个都设置有覆盖物。这些覆盖物只有当安装太阳能模块时才移除。
为了生产太阳能模块，首先，覆盖物从位于底部框架元件的第一表面上的粘结层移除。然后，板状太阳能元件的底侧以其边缘区域布置到位于底部框架元件的第一表面上的粘结层上，从而在底部框架元件和太阳能元件之间实现粘结连接。然后，顶部框架元件安装到板状太阳能元件上面以使得位于顶部框架元件的第二表面上并且覆盖物已经在先前从其上移除的粘结层以其边缘区域接触板状太阳能元件的顶侧。这意味着在顶部框架元件和太阳能元件之间实现粘结连接。
一旦板状太阳能元件插入到框架中，板状太阳能元件的底侧以其边缘区域接触第一粘结条的粘结层，太阳能模块的顶侧以其边缘区域接触第二粘结条的粘结层。
底部框架元件优选地包括用于板状太阳能元件的邻接边缘，所述邻接边缘从第一表面沿第二表面方向延伸，并向外限定实现在第一表面和第二表面之间的一间隙。邻接边缘使得可能以精确的方式定位太阳能元件在第二表面上。
此外，底部框架元件可以包括实现在框架的外侧上并相对于第一表面垂直的凹陷，顶部框架元件可以具有可以被引入该凹陷中从而获得正锁定和/或摩擦锁定连接的部分，其中该部分相对于顶部框架元件的第二表面垂直实现并从该第二表面在底部框架元件的方向延伸。以这种方式获得框架的光滑的外侧边缘。
以有利的方式，底部框架元件和顶部框架元件二者每一个都由零散元件(part element)组成，其中这些零散元件通过连接元件互连。板状太阳能元件典型地为矩形以使得底部和顶部框架元件每一个由四个零散元件组成，各个框架元件的相邻零散元件彼此成直角地定位。零散元件优选地为具有成型中空空间的成型元件。连接元件，例如可商购的角接接头，其可以以正锁定的方式插入到成型中空空间中，设置用于连接相邻零散元件。因此，底部框架元件的第一表面的轮廓和顶部框架元件的第二表面的轮廓对应于太阳能元件的边缘区域。成型元件优选地为已经斜接并切割为预定长度的预加工成型元件，其意味着组装框架非常简单。此外，例如，安装太阳能模块在建筑物和结构件上所需的所有必要的孔已经置于两个框架元件中。自粘性的表面，特别是两个粘结条的安装可以以自动化的程序实施。
在底部框架元件和顶部框架元件之间可以有排水通道以将水排出。排水通道的底侧优选地由凹槽形成，该凹槽实现在没有被第一双面粘结条覆盖的底部框架元件的第一表面的区域中并且从其在框架的外侧边缘的方向间隔开。排水通道具有两个重要功能：一方面，在温度波动的情形下补偿部件的不同膨胀，另一方面，必要时，排出任何透过的湿气。此外，排水孔可以实现在底部框架元件和/或顶部框架元件中。
根据本发明还提供根据本发明的框架用于生产太阳能模块的用途。太阳能模块如下组装：一旦底部框架元件已经从零散部件组装起来，第一粘结条的覆盖物被移除，太阳能元件从上面布置到第一表面上。正确的可重来的定位优选地通过邻接边缘实施，其确保太阳能元件不会在错误位置向下粘附到底部框架元件。预组装好的顶部框架元件然后从上面推到具有太阳能元件的底部框架上。在这种情形下，同样地，第二粘结条的覆盖物已经首先被移除。
附图说明
下面通过附图更加详细地描述本发明，其中：
图1a是根据本发明的框架的第一特定实施例的顶部框架元件的零散元件的截面视图；
图1b是根据本发明的框架的第一特定实施例的底部框架元件的零散元件的截面视图；
图1c是根据在形成太阳能模块的组装后与太阳能元件一起的第一特定实施例的底部和顶部框架元件的截面视图；
图2a是根据本发明的框架的第二特定实施例的顶部框架元件的零散元件的截面视图；
图2b是根据本发明的框架的第二特定实施例的底部框架元件的零散元件的截面视图；
图2c是根据在形成太阳能模块的组装之后与太阳能元件一起的第二特定实施例的底部和顶部框架元件的截面视图；
图3a是根据本发明的框架的第三特定实施例的顶部框架元件的零散元件的截面视图；
图3b是根据本发明的框架的第三特定实施例的底部框架元件的零散元件的截面视图；
图3c是根据在形成太阳能模块的组装之后与太阳能元件一起的第三特定实施例的底部和顶部框架元件的截面视图；
图4a是根据本发明的框架的第四特定实施例的顶部框架元件的零散元件的截面视图；
图4b是根据本发明的框架的第四特定实施例的底部框架元件的零散元件的截面视图；
图4c是根据在形成太阳能模块的组装之后与太阳能元件一起的第四特定实施例的底部和顶部框架元件的截面视图；以及
图5是太阳能模块的顶部视图。
具体实施方式
图1a示出根据本发明的框架的第一特定实施例的顶部框架元件11。顶部框架元件11具有成角度的截面，第二表面14，其设置有粘结条3，实现在第一部分12的底侧。第二部分15，其邻接抵靠第一部分12的端面，相对于第一部分12垂直地实现。当框架已经组装好时，第二部分15位于底部框架元件21的外部22上。
底部框架元件21(图1b)具有第一表面24，其设置有粘结条23。顶部框架元件21还包括中空空间25，角接接头(未示出)可以以正锁定的方式插入到其中以互连数个底部框架元件21。
图1c示出安装在板状太阳能元件31上的框架。显然，太阳能元件31的底侧以其边缘区域位于粘结条23上，该粘结条23位于底部框架元件21的第一表面24上，太阳能模块31的底侧因而粘结到底部框架元件21。顶部框架元件11以其边缘区域通过位于第二表面14上的粘结条13粘结到太阳能模块31的顶侧，以使得顶部框架元件11的第二部分15邻接抵靠底部框架元件21的外部22。
图2a-2c示出根据本发明的框架的第二特定实施例，其非常类似于第一特定实施例。此外，有一凹陷26设置于邻接抵靠第一表面24的底部框架元件21的外部22的上部区域。凹陷26尺度适合以使得其能够容纳顶部框架元件11的第二部分15。框架的无阶梯外侧边缘以这种方式获得。剩余的标号与图1a-1c中的具有相同含义。通过具有实现在框架的外侧并相对于第一表面24垂直的凹陷26的底部框架元件21，正锁定和/或摩擦锁定连接得以形成。该摩擦锁定连接可以通过咬合类型或者锁定类型的连接而获得，例如，如果，代替框架元件21上的凹陷26，一凹槽被实现，其中在部分15上的珠状部分接合、锁定或者咬合所述部分，该部分优选地必需以弹回-弹性的方式形成。
对于根据本发明的框架的第三特定实施例，如图3a-3c所示，除了第二特定实施例的特征(见图2a-2c)之外，腹板27设置在底部框架元件21上，所述腹板从底部框架元件21的第一表面24在第二表面14的方向延伸并向外限定一实现在第一表面24和第二表面14之间的间隙。腹板27形成用于板状太阳能元件31的邻接边缘。腹板27的外部和底部框架元件21的外部位于优选地在一个平面内的凹陷26的区域中。剩余的标号与图2a-2c中的具有相同含义。
图4a-4c示出根据本发明的框架的第四特定实施例，其中底部框架元件21(如在前面的第一至第三特定实施例所示)和顶部框架元件11二者都实现为中空剖面。这使得可能通过正锁定角接接头(未示出)连接多个顶部框架元件11，所述角接接头插入到顶部框架元件11的中空空间16中。中空空间16通过腹板17获得，腹板17实现为平行于第二部分15延伸并且在第四表面14的方面从第二部分15间隔开。腹板17，其比第二部分15更短，开始于第一部分12的底侧上并延伸到另一腹板18，该腹板18平行于第一部分18延伸，但是比所述第一部分短。其它腹板18开始于部分15的内侧上并结束于腹板17中。
与前面所呈现的三个特定实施例不同，底部框架元件21的凹陷26尺度适合以使得其仅容纳位于腹板18的底侧下面的第二部分15的部分。底部框架元件21同样具有凹陷29，其由实现在远离第一表面24的腹板27的侧面上的表面24，向下限定。表面24和表面24’优选地位于一个平面内。在这种情形中，表面24从腹板27沿框架的外侧方向的延伸部分对应于顶部框架元件11的腹板18的长度。顶部框架元件的腹板17的长度小于或者等于腹板27的长度，以使得凹陷29由限定所述开口18的顶部框架元件的边缘填充。腹板27不必接触腹板14的表面。由空气间隙40形成的余隙通过部分15的长度限定，同样可能的是，空气间隙实现在腹板28’和17’(图4c)之间。腹板27的外部相对于底部框架元件的内壁28对齐。排水通道可以实现在区域A中。排水孔可以设置在区域B中。剩余的标号与图3a-3c中的具有相同的含义。
图5示出根据本发明的示出框架的太阳能模块的顶部视图。显然，顶部框架元件是由四个零散元件11a、11b、11c、11d组成。底部框架元件也可由四个零散元件(未示出)组成。
附图标记列表
11                       顶部框架元件
11a，11b，11c，11d       顶部框架元件的零散元件
12                       顶部框架元件的第一部分
13                       第二粘结条
14                       顶部框架元件的第二表面
15                       顶部框架元件的第二部分
16                       顶部框架元件中的中空空间
17                       竖直腹板
18                       水平腹板
21                       底部框架元件
22                       底部框架元件的外侧
23                       第二粘结条
24                       底部框架元件的第一表面
24’                     具有表面24的一个平面中的表面
25                       底部框架元件中的中空空间
26                       底部框架元件的外侧上的凹陷
27                       作为用于太阳能元件31的邻接边缘的腹板
28                       内壁
29    在表面24’上的凹陷
31    太阳能元件

Claims (14)

1.一种用于板状太阳能元件的框架，所述框架包括具有第一表面(24)的底部框架元件(21)和优选地具有第二表面(14)的顶部框架元件(11)，其中所述第二表面(14)与所述第一表面(24)相对地定位并从所述第一表面间隔开从而形成一能够容纳所述板状太阳能元件(31)的边缘区域的间隙，其中所述第一表面和所述第二表面每个都是自粘性的。
2.如权利要求1所述的框架，其特征在于，所述第一表面(24)设置有第一粘结条(23)，所述第二表面(14)设置有第二粘结条(13)。
3.如权利要求2所述的框架，其特征在于，所述第一粘结条(23)是双面粘结条，该双面粘结条具有与所述第一表面(24)接触的内粘结层和面对所述顶部框架元件(11)的所述第二表面(14)的外粘结层。
4.如权利要求2或者3所述的框架，其特征在于，所述第二粘结条(13)是双面粘结条，该双面粘结条具有与所述第二表面(14)接触的内粘结层和面对所述底部框架元件(21)的所述第一表面(24)的外粘结层。
5.如前述权利要求任一项所述的框架，其特征在于，当所述板状太阳能元件(11)插入到所述框架中时，所述板状太阳能元件(11)的底侧以其边缘区域与所述第一粘结条(23)的所述粘结层接触，所述太阳能模块(11)的顶侧以其边缘区域与所述第二粘结条(13)的所述粘结层接触。
6.如前述权利要求任一项所述的框架，其特征在于，所述底部框架元件(21)包括用于所述板状太阳能元件的邻接边缘(27)，所述邻接边缘从所述第一表面(24)在所述第二表面(14)方向延伸并向外限定实现在所述第一表面(24)和所述第二表面(14)之间的一间隙。
7.如前述权利要求任一项所述的框架，其特征在于，所述底部框架元件(21)包括实现在所述框架的外部并相对于所述第一表面(24)垂直的凹陷(26)，所述顶部框架元件(11)具有能够被引入到所述凹陷(26)内从而获得正锁定和/或摩擦锁定连接的部分(15)，其中所述部分(15)相对于所述顶部框架元件(11)的所述第二表面(14)垂直实现并从所述第二表面在所述底部框架元件(21)方向延伸。
8.如前述权利要求任一项所述的框架，其特征在于，所述底部框架元件(21)是由零散元件组成，其中所述零散元件是通过连接元件互连的成型(profiled)元件。
9.如前述权利要求任一项所述的框架，其特征在于，所述顶部框架元件(11)是由零散元件(11a，11b，11c，11d)组成，其中所述零散元件(11a，11b，11c，11d)是通过连接元件互连的成型元件。
10.如权利要求8或者9所述的框架，其特征在于，所述零散元件每一个具有中空空间(16，25)，所述连接元件插入到该中空空间(16，25)中。
11.如前述权利要求任一项所述的框架，其特征在于，所述底部框架元件(21)和所述顶部框架元件(11)之间设置一排水通道，其中所述排水通道的底侧由一凹槽形成，该凹槽实现在所述底部框架元件(21)的所述第一表面(24)的非自粘性的区域中，并从自粘性的表面沿所述框架的外侧边缘方向间隔开。
12.如前述权利要求任一项所述的框架，其特征在于，所述排水孔实现在所述底部框架元件(21)和/或所述顶部框架元件(11)中。
13.如权利要求1-12任一项所示的框架用于生产太阳能模块的用途。
14.如权利要求13所述的用途，其特征在于，初始地，所述板状太阳能元件(11)的底侧以其边缘区域设置到所述底部框架元件(21)的所述第一表面(24)上，其中借助所述第一粘结条(23)，一粘结连接实现在所述底部框架元件(21)和所述太阳能元件(31)之间，随后，所述顶部框架元件(11)以其边缘区域以这样的方式布置到所述板状太阳能元件(11)的顶侧上，借助所述第二粘结条(13)，一粘结连接实现在所述顶部框架元件(11)的所述第二表面(14)和所述板状太阳能元件(31)之间。
CN200910158754A 2008-07-07 2009-07-07 用于板状太阳能元件的框架 Pending CN101626038A (zh)

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