CN101728659B - 建筑光伏一体化系统的接线模块 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种建筑光伏一体化系统的接线模块，包括：壳体，具有设置于其第一表面上的用于插入与太阳能电池板的正极或负极电连接的引线端子的第一开口；容纳于所述壳体中的连接导体；以及容纳于所述壳体中的圆形或椭圆形弹性夹，所述圆形或椭圆形弹性夹将与太阳能电池板的正极或负极连接的引线端子与所述连接导体压在一起以形成稳定电连接。通过采用上述技术方案，避免了现有技术中焊接操作费时，生产成本比较高的问题，同时对操作工艺的要求不高，从而降低了建筑光伏一体化系统的工艺成本；同时使太阳能电池组件的接线端子与接线模块中的导电元件形成稳定和可靠的电连接，进而提高了产品的合格率和可靠性。

Description

建筑光伏一体化系统的接线模块

技术领域

本发明涉及建筑光伏一体化(BIPV)技术，尤其涉及用于建筑光伏一体化系统的接线模块。

背景技术

太阳能是一种可再生的能源。将太阳能转化为电能既能节约能源，缓解供电紧张问题，又能减少环境污染，因此这样的技术得到了公众的关注。一种常见的太阳能利用方式是将太阳能电池组件(光伏组件)通过支架安装在已建好的屋顶上，与之相匹配的接线模块通常设置在太阳能电池组件的背面。

近年来出现了一种新的太阳能利用技术—建筑光伏一体化(BIPV)技术，该技术将太阳能发电(光伏)产品集成为建筑的一部分，例如采光屋顶、窗户或玻璃幕墙，这样的光伏产品在发电的同时还能起到遮风挡雨和采光的作用。在上述建筑光伏一体化(BIPV)技术中，从太阳能电池组件的光电转换元件中延伸出来的接线端子(焊带)一般通过焊接方式与接线模块中的导电元件形成电连接，然后，通过灌胶方式进行密封。

在上述接线模块中，至少存在下述缺陷和不足之处：首先，接线模块中的导电元件通过焊接方式与从太阳能电池组件输入的接线端子(焊带)电连接，连接方式比较复杂，从而连接操作比较费时，生产成本比较高；其次，由于采用焊接手段，对操作工艺的要求，例如操作场合的供电要求、焊接操作的气体、温度等方面的要求比较高，从而工艺成本较高；再次，由于建筑光伏一体化玻璃板的接线模块的体积需要比较小以适应建筑物的要求，在如此小的空间内实施焊接操作增加了焊接操作的难度，使产品的合格率和可靠性降低。最后，由于焊接方式形成永固定性连接，从而使太阳能电池组件与接线模块的分离不容易。

发明内容

本发明的目的旨在解决现有技术中存在的上述问题和缺陷的至少一个方面。

相应地，本发明的目的之一在于提供一种安装方便和拆卸容易的建筑光伏一体化系统的接线模块。

本发明的另一目的在于提供一种建筑光伏一体化系统的接线模块，其采用弹性夹替代焊接方式，从而使太阳能电池组件的接线端子与接线模块中的导电元件形成稳定和可靠的电连接。

根据本发明的一个方面，其提供一种建筑光伏一体化系统的接线模块，包括：壳体，具有设置于其第一表面上的用于插入与太阳能电池板的正极或负极电连接的引线端子的第一开口；容纳于所述壳体中的连接导体；以及容纳于所述壳体中的圆形或椭圆形弹性夹，所述圆形或椭圆形弹性夹将与太阳能电池板的正极或负极连接的引线端子与所述连接导体压在一起以形成稳定电连接。

优选地，该接线模块还包括：位于所述壳体的第一表面的一侧的第二表面上的第二开口。

进一步地，接线模块还包括：盖，所述盖连接到所述壳体的第二开口上以覆盖所述第二开口。

在一种实施方式中，接线模块还包括：容纳于所述壳体中的导电体，其中所述导电体与所述连接导体电连接。

具体地，所述连接导体还包括第一、第二连接导体，所述圆形或椭圆形弹性夹包括第一、第二圆形或椭圆形弹性夹，所述第一、第二圆形或椭圆形弹性夹将与太阳能电池板的正极和负极连接的两个引线端子与所述连接导体压在一起以形成稳定电连接。

在一种实施方式中，所述导电体包括第一、第二导电体；以及所述接线组件还包括连接在所述第一和第二导电体之间的旁路二极管。

在一种具体实施方式中，所述导电体的一端设置成可插入到与所述壳体一端连接的电缆连接器中，而所述导电体的另一端设置有与所述旁路二极管的引脚匹配的插口。

在一种实施方式中，所述连接导体通过焊接方式连接到所述导电体上。可选择地，所述连接导体包绕在所述导电体上，以使所述连接导体与导电体形成稳定的电连接。

在一种优选实施方式中，当所述盖连接到所述壳体的第二开口上时，所述圆形或椭圆形弹性夹的外壁与所述盖的内壁相邻接，以通过所述盖向所述圆形或椭圆形弹性夹施加偏置作用力且防止其沿所述第二开口方向脱出。

在一种具体实施方式中，所述导电体的横截面大体呈圆形或半圆形。

在一种实施方式中，所述壳体大体为空心柱体形状，所述壳体的至少一端形成为封闭端或开有与外部电缆相连接的开口。

优选地，所述盖和所述第二开口之间进一步设置密封件，以形成所述盖与所述壳体之间的密封。

可选地，所述第一、第二连接导体分别从所述第一、第二导电体上延伸出来且与所述第一、第二导电体一体形成。

在一种优选实施方式中，接线模块还包括：设置于所述壳体的第一表面上的另一第一开口，与太阳能电池板的正、负极连接的两个引线端子分别通过所述第一开口和所述另一第一开口与所述壳体中的第一、第二连接导体分别电连接。

通过上述技术方案，同现有技术相比，本发明采用弹性夹替代焊接方式，从而避免了现有技术中焊接操作费时，生产成本比较高的问题，同时对操作工艺的要求不高，从而降低了建筑光伏一体化系统的工艺成本；另外，根据本发明中的接线模块适应了建筑光伏一体化系统对体积的小型化要求，安装操作方便，从而使太阳能电池组件的接线端子与接线模块中的导电元件形成稳定和可靠的电连接，进而提高了产品的合格率和可靠性。此外，通过采用弹性夹方式，避免了太阳能电池组件与接线模块之间的永久连接，从而使太阳能电池组件与接线模块的拆卸方便，便于对接线模块内部元件的维修和检查。

附图说明

图1是根据本发明的一种具体实施方式中的建筑光伏一体化系统的接线模块的立体外观图；

图2是显示图1中的接线模块的正视图；

图3是图1中的接线模块的立体图，其盖被移除；

图4是显示图3中的接线模块中的导电体、连接导体与接线端子之间的连接关系的立体图，其中壳体被移除；

图5是图3中的接线模块中的导电体、连接导体、弹性夹与接线端子之间的连接关系的立体图，其中壳体被移除；

图6是显示弹性夹、接线端子和盖之间的装配过程的立体图；以及

图7是沿图2中F-F线截取的截面图。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。在说明书中，相同或相似的附图标号指示相同或相似的部件。下述参照附图对本发明实施方式的说明旨在对本发明的总体发明构思进行解释，而不应当理解为对本发明的一种限制。

参见图1-6，其示出了本发明的一种具体实施方式中的用于建筑光伏一体化系统的接线模块1，包括：壳体2，具有设置于壳体的一个表面，例如图1中的下表面上的用于插入与太阳能电池板的正极或负极电连接的引线端子4的第一开口6；容纳于所述壳体2中的连接导体10；以及容纳于所述壳体中的圆形弹性夹5，所述圆形弹性夹5将与太阳能电池板的正极或负极连接的引线端子4与所述连接导体10压在一起以形成稳定电连接。在上述接线模块中，壳体2可由绝缘材料构成。引线端子4和连接导体10均由导电材料，例如铜、铝等材料构成。

虽然，图中示出了弹性夹5采用横截面形状大体为圆形的柱体形状，但是本发明并不仅限于此。例如，弹性夹5的横截面也可以采用大体为椭圆形等形状。弹性夹5的材料由弹性材料，例如橡胶、硅酮等材料构成，以在外力作用下能够具有弹性回复力。

参见图1-3，该接线模块1还包括：位于所述壳体2的下表面的一侧的表面，例如图3中的侧表面上的另一开口8。进一步地，接线模块1还可包括盖7，其连接到所述壳体2的开口8上以覆盖所述开口。参见图7，当所述盖7连接到所述壳体2的开口8上时，所述圆形或椭圆形弹性夹5的外壁与所述盖7的内壁相邻接，以通过所述盖7向所述圆形或椭圆形弹性夹5施加偏置作用力且圆形或椭圆形弹性夹5沿所述开口8方向脱出。

盖7可以通多种连接方式，例如卡扣、铰链、螺纹连接等连接到壳体2上以密封开口8。通过设置连接到所述壳体2的开口8上以覆盖所述开口8的盖7，可以形成对开口8一侧的密封，防止外部环境，例如温度和湿气等对接线模块中的部件的不利影响。当然，开口8并不是必须的，当将弹性夹5通过下表面的开口6放置到壳体2中时，所述开口8也可以省略。

在图7所示的一种实施例中，所述盖7和所述开口8之间进一步设置密封件9，以形成所述盖7与所述壳体2之间的密封。显然，密封件9可以设置在所述盖7和所述开口8之间的任何适宜的位置，只要其能够形成所述盖7与所述壳体2之间的密封。

参见附图4-5和7，在一种实施方式中，接线模块1还包括：容纳于所述壳体2中的导电体3，其中所述导电体3与所述连接导体10电连接。类似地，导电体3由导电材料构成。在一种优选实施例中，连接导体10还包括第一、第二连接导体10’、10”，所述圆形或椭圆形弹性夹5包括第一、第二圆形或椭圆形弹性夹5’、5”，所述第一、第二圆形或椭圆形弹性夹将与太阳能电池板的正极和负极连接的两个引线端子4与所述连接导体10压在一起以形成稳定电连接。

参见附图4-5，在一种具体实施方式中，所述导电体3包括第一、第二导电体3’、3”；以及所述接线模块还包括连接在所述第一和第二导电体3’、3”之间的旁路二极管11。

参见附图4，在一种优选实施方式中，所述导电体3的一端设置成可插入到与所述壳体2一端连接的电缆连接器(图中为示出)中，而所述导电体3的另一端设置有与所述旁路二极管11的引脚11a、11b匹配的插口30。如图4所示，导电体3的一端呈圆柱体，但是本发明并不仅限于此，例如其可以设置成任何适宜的其它形状，例如棱柱形等。

参见图7，在一种实施方式中，所述连接导体10包绕在所述导电体3上，以使所述连接导体10与导电体3形成稳定的电连接。可选择地，所述连接导体10可通过焊接方式连接到所述导电体3上，以使所述连接导体10与导电体3形成稳定的电连接。例如，所述焊接方式可包括激光焊、锡焊和电弧焊等。

参见图7，在一种具体实施方式中，导电体3的横截面大体呈半圆形。显然，本发明并不仅限于此，例如，导电体3的横截面也可以呈圆形。

参见图1-3，参见图2和3，壳体2大体为空心柱体形状，该空心柱体的所述壳体的至少一端可形成为具有直接与外部电缆相连接的开口2a的开口端。例如图2和3中的左端可与正极连接电缆相连接，右端可与负极连接电缆相连接。每个正、负极连接电缆可通过电缆连接器(图中未示出)分别与相邻的接线模块的负、正极连接电缆相连，从而增加建筑光伏一体化系统的输出功率。在一种变更实施例中，在上述开口2a中，导电体3可通过电缆连接器(图中未示出)与外部电缆相连接。可选择地，空心柱体的所述壳体的至少一端也可形成为封闭端。

下面参照图4-7对根据本发明的一种实施例的连接导体10、导电体3、弹性夹5与接线端子4的连接和结合关系进行说明。其中图4是显示图3中的接线模块中的导电体、连接导体与接线端子之间的连接关系的立体图，其中壳体被移除；图5是图3中的接线模块中的导电体、连接导体、弹性夹与接线端子之间的连接关系的立体图，其中壳体被移除；图6是显示弹性夹、接线端子和盖之间的装配过程的立体图；以及图7是沿图2中F-F线截取的截面图。

首先，将连接导体10通过开口6设置到壳体2中。然后，在优选实施例中，连接导体10包绕在所述导电体3上或通过焊接方式连接到导电体3上，以使所述连接导体10与导电体3形成稳定的电连接。接着，将与太阳能电池板的正极或负极连接的引线端子4通过开口6设置到壳体2中，以使引线端子4的一侧与连接导体10形成接触。接下来，将圆形或椭圆形弹性夹5通过开口8放置到壳体2，以使圆形或椭圆形弹性夹5与引线端子4的另一侧形成接触。最后，将盖7连接到开口8上，以使所述圆形或椭圆形弹性夹5的外壁与所述盖7的内壁相邻接，以通过所述盖7向所述圆形或椭圆形弹性夹5施加偏置作用力且圆形或椭圆形弹性夹5沿所述开口8方向脱出。在圆形或椭圆形弹性夹5的弹性偏置作用下，与太阳能电池板的正极或负极连接的引线端子4与所述连接导体10被压在一起以形成稳定电连接。

上述弹性夹5、连接导体10和引线端子4的结合方式的各种示例性实施例不是限制性的，而可以有各种更改和变型形式，以使所述弹性夹5与引线端子4相结合并向引线端子4施加偏置作用力，从而使引线端子4与连接导体3形成稳定电连接。本发明中各附图中所示出的各组成构件的具体结构仅仅是示例性的，而不具有限制意义。例如，对于弹性夹5，只要其能够在外力作用下具有回弹性作用力，该弹性作用力向引线端子4施加偏置作用力，以使引线端子4与所述导电体3形成稳定电连接，对于其纵向方向的结构(参见图5)不受到限制。

在一种优选实施例中，如图3所示，在一种优选实施方式中，接线模块还包括：设置于所述壳体2的下表面上的另一开口6’，与太阳能电池板的正、负极连接的两个引线端子4分别通过所述开口6和所述另一开口6’与所述壳体2中的第一、第二连接导体10、10’分别电连接。进一步地，在优选实施例中，所述导电体3采用包括两个导电体3’、3”的形式；以及所述接线模块还包括一个旁路二极管10，所述旁路二极管10连接在所述第一和第二导电体3’、3”之间。在图4和图5中，与太阳能电池的正、负极相连的两个引线端子4、4在弹性夹5的弹性偏置作用下分别与第一、第二连接导体10、10’连接，由于第一、第二连接导体10、10’分别与第一、第二导电体3’、3”导电连接，由此，实现了两个引线端子4、4与第一、第二导电体3’、3”导电连接。在第一、第二导电体3’、3”的两端可以连接有正负极连接电缆(图中未示出)。在一种优选实施例中，每根连接电缆通过连接器或另一连接电缆与相邻的电池模块串联，以此来扩大输出功率，最外端的两个模块的正、负极连接电缆形成一输出电压，用于实现整个太阳能电池组的电能输出。旁路二极管10以与电池的输出电压相反的方向连接，以便分流电池的反向偏压的电流。参见附图3，与下表面上的所述开口6和所述另一开口6’对应，壳体2的侧表面上设置有两个开口8。

参见图5和图6，在上述实施例中，所述弹性夹5包括第一、第二弹性夹5’、5”，所述第一、第二弹性夹5’、5”以使连接太阳能电池的正、负极的两个引线端子4、4分别与第一、第二连接导体10、10’连接形成稳定电连接的方式将所述两个引线端子4、4与所述第一和第一、第二连接导体10、10’连接压在一起。

虽然，在上述实施方式中，与太阳能电池板的正、负极连接的两个引线端子4、4通过所述开口6和所述另一开口6’与所述壳体2中的第一、第二连接导体10、10’分别电连接，但是本发明并不仅限于此。例如，开口6和另一开口6’也可以形成为一个开口，与太阳能电池板的正、负极连接的两个引线端子4、4通过一个开口与所述壳体2中的第一、第二连接导体10、10’分别电连接。

虽然在上述实施方式中，所述连接导体10焊接或包绕到所述导电体3上，以使所述连接导体10与导电体3形成稳定的电连接。但是，本发明并不间限于此，例如所述第一、第二连接导体10、10’分别从所述第一、第二导电体3’、3”上延伸出来且与所述第一、第二导电体3’、3”一体形成。

从本发明上述内容可以看出，本发明提供了一种改进的一种建筑光伏一体化系统的接线模块，通过上述技术方案，同现有技术相比，本发明采用弹性夹替代焊接方式，从而避免了现有技术中焊接操作费时，生产成本比较高的问题，同时对操作工艺的要求不高，从而降低了建筑光伏一体化系统的工艺成本；另外，根据本发明中的接线模块适应了建筑光伏一体化系统对体积的小型化要求，安装操作方便，从而使太阳能电池组件的接线端子与接线模块中的导电元件形成稳定和可靠的电连接，进而提高了产品的合格率和可靠性。此外，通过采用弹性夹方式，避免了太阳能电池组件与接线模块之间的永久连接，从而使太阳能电池组件与接线模块的拆卸方便，便于对接线模块内部元件的维修和检查。

虽然本发明结合附图对本发明进行了说明，但是附图中公开的实施例旨在对本发明优选实施方式进行示例性说明，而不能理解为对本发明的一种限制。说明书中表示方位的术语例如“上”、“下”、“上表面”、“下表面”为表述的方便，为各个附图中的上方和下方，但是上述方位可以指示任何方位，例如“下”、“上”、“左”和“右”等。

虽然本总体发明构思的一些实施例已被显示和说明，本领域普通技术人员将理解，在不背离本总体发明构思的原则和精神的情况下，可对这些实施例做出改变，本发明的范围以权利要求和它们的等同物限定。

Claims (11)

1.一种建筑光伏一体化系统的接线模块，包括：

壳体，具有设置于其第一表面上的用于插入与太阳能电池板的正极或负极电连接的引线端子的第一开口；

容纳于所述壳体中的连接导体；

容纳于所述壳体中的圆形或椭圆形弹性夹，所述圆形或椭圆形弹性夹将与太阳能电池板的正极或负极连接的引线端子与所述连接导体压在一起以形成稳定电连接；

位于所述壳体的第一表面的一侧的第二表面上的第二开口；以及

盖，所述盖连接到所述壳体的第二开口上以覆盖所述第二开口；

其中，当所述盖连接到所述壳体的第二开口上时，所述圆形或椭圆形弹性夹的外壁与所述盖的内壁相邻接，以通过所述盖向所述圆形或椭圆形弹性夹施加偏置作用力且防止其沿所述第二开口方向脱出。

2.根据权利要求1所述的接线模块，其特征在于还包括：

容纳于所述壳体中的导电体，其中所述导电体与所述连接导体电连接。

3.根据权利要求1所述的接线模块，其特征在于：

所述连接导体还包括第一、第二连接导体，

所述圆形或椭圆形弹性夹包括第一、第二圆形或椭圆形弹性夹，所述第一、第二圆形或椭圆形弹性夹将与太阳能电池板的正极和负极连接的两个引线端子与所述连接导体压在一起以形成稳定电连接。

4.根据权利要求3所述的接线组件，其中：

所述导电体包括第一、第二导电体；以及

所述接线组件还包括连接在所述第一和第二导电体之间的旁路二极管。

5.根据权利要求4所述的接线模块，其中：

所述导电体的一端设置成可插入到与所述壳体一端连接的连接器中，而所述导电体的另一端设置有与所述旁路二极管的引脚匹配的插口。

6.根据权利要求2所述的接线模块，其中：

所述连接导体焊接或包绕到所述导电体上，以使所述连接导体与导电体形成稳定的电连接。

7.根据权利要求2所述的接线模块，其中：

所述导电体的横截面大体呈圆形或半圆形。

8.根据权利要求1所述的接线模块，其中：

所述壳体大体为空心柱体形状，

所述壳体的至少一端形成为封闭端或设有直接或通过电缆连接器与外部电缆相连接的开口。

9.根据权利要求1所述的接线模块，其中：

所述盖和所述第二开口之间进一步设置密封件，以形成所述盖与所述壳体之间的密封。

10.根据权利要求4所述的接线组件，其中：

所述第一、第二连接导体分别从所述第一、第二导电体上延伸出来且与所述第一、第二导电体一体形成。

11.根据权利要求3所述的接线模块，其特征在于还包括：

设置于所述壳体的第一表面上的另一第一开口，与太阳能电池板的正、负极连接的两个引线端子分别通过所述第一开口和所述另一第一开口与所述壳体中的第一、第二连接导体分别电连接。

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