CN102237413B - 太阳能电池的边框组件、模块、系统及安装方法 - Google Patents

Abstract

公开了一种用于太阳能电池模块的边框组件，其包围着太阳能电池模块的电池板，所述边框组件具有多个边框段以及通过插接的方式将彼此成角度的相邻边框段相连的角接头，并且太阳能电池模块的接线盒被构造成适于形成所述边框组件中的边框段或角接头的至少一部分。还公开了具有这种边框组件的太阳能电池模块，以及由这样的太阳能电池模块组成的太阳能电池系统及安装方法。根据本申请的太阳能电池模块容易安装及维护，减少支架和线缆的使用、固定及保护。

Description

太阳能电池的边框组件、模块、系统及安装方法

技术领域

本申请涉及一种用于太阳能电池模块的边框组件、包含这种边框组件的太阳能电池模块、由这种太阳能电池模块形成的系统以及这种太阳能电池系统的安装方法。

背景技术

近年来太阳能电池(光伏电池)得到了迅猛发展，各种太阳能电池，例如块状(通常为晶体硅)太阳能电池、薄膜太阳能电池等，在技术和商业两个方面都取得了很大进展。

典型的太阳能电池模块主要包括电池板、边框组件和接线盒。边框组件围绕着电池板。电池板的引出线连接到接线盒。传统的接线盒通常安置在电池板背面。

在晶体硅太阳能电池的情况下，电池板通常为层合板的形式，其内布置着太阳能电池片(如晶硅电池片)的阵列。通常，需要将多个太阳能电池片串联起来形成太阳能电池片组，再将多个这样的太阳能电池片组通过汇流条串联起来，以提供所需的电池输出电压。这些太阳能电池片组的引出线连接到接线盒中。

接线盒具有正负极端子，输出缆线连接着正负极端子。正负极端子之间设有连接线路，该连接线路中以串联的方式设有开关型二极管，以防止连接线路中出现反向电流。二极管的数量对应于太阳能电池片组的数量。每个太阳能电池片组的引出线分别连接至相应二极管的两端。

对于薄膜太阳能电池，通常使用含有一个二极管的接线盒，电池板的两根引出线连接到接线盒内该二极管的两侧。

边框组件包围着电池板的外周，以便保护电池板。考虑到电池板机械负载的要求及阳光照射、风雨等气候条件的影响，边框组件目前通常由铝合金制成。例如边框组件由铝合金挤出型材段和角接头组装而成。

在实际应用中，通常有多个太阳能电池模块被排布在阳光采集表面例如屋顶上以形成太阳能电池系统，多个太阳能电池模块之间通过接线盒之间缆线而被串联和/或并联。传统技术中太阳能电池模块之间的组装、电连接、线缆的保护和固定、太阳能电池模块向支撑表面例如屋顶的安装过程非常麻烦和耗时，且需要支架、线缆、线槽等许多零部件，从而费用昂贵。此外，太阳能电池系统的检测、维护、部件更换等操作也非常麻烦。

因此，希望对太阳能电池模块、尤其是其接线盒、边框组件和安装结构进行改进，以解决现有技术中存在的上述问题。

发明内容

本申请旨在提供一种改进的太阳能电池模块，以避免现有技术中存在的上述问题，即希望所提供的太阳能电池模块本身容易组装，各太阳能电池模块之间容易彼此组装到一起、并且容易安装到支撑表面上。

根据本申请的一个方面，提供了一种用于太阳能电池模块的边框组件，其包围着太阳能电池模块的电池板，所述边框组件具有多个边框段以及通过插接的方式将彼此成角度的相邻边框段相连的角接头，并且太阳能电池模块的接线盒被构造成适于形成所述边框组件中的边框段或角接头的至少一部分。

根据本申请的一个优选实施方式，所述边框段和所述角接头优选由塑料制成。当然，边框段和角接头处也可以使用金属材料、复合材料等。

根据本申请的一个优选实施方式，所述接线盒本身设置在边框段的任何位置处，或者接线盒被集成在角接头中。

根据本申请的一个优选实施方式，所述接线盒包括：

本体，其由绝缘材料制成，并且包括彼此形成一体或连接在一起的夹持部和容置部，所述夹持部被构造成适于夹持电池板的边缘；

位于所述本体的两端的插接块，所述插接块适于插接到边框段中；

接线电路板，其安置在所述容置部中，所述接线电路板具有连接线路，所述连接线路中设有至少一个开关型二极管；

公连接缆线，其内端电连接着所述连接线路的一端，外端带有位于接线盒纵向第一端部外面的插头；以及

母连接缆线，其内端电连接着所述连接线路的另一端，外端带有位于接线盒纵向第二端部外面的插座。

根据本申请的一个优选实施方式，所述接线盒被构造为共用型接线盒，其被组装在两个彼此对接的相邻电池板之间。

根据本申请的一个优选实施方式，所述边框段包括由金属或塑料制成的型材，并且包括彼此形成一体或连接在一起的夹持部和框体部，所述夹持部被构造成适于夹持电池板的边缘。

根据本申请的一个优选实施方式，所述角接头具有拐角形状的本体，该本体由彼此成角度的两个分支构成，每个所述分支包括彼此形成一体或连接在一起的夹持部和框体部；

在每个所述分支的末端，沿着该分支的延伸方向连接着或一体形成有插接块，用于插入并固定于相邻型材段中。

根据本申请的一个优选实施方式，所述夹持部被构造成适于夹持电池板的边缘。

根据本申请的一个优选实施方式，所述角接头的本体的至少一个分支和与该分支相连的插接块中形成有缆线通孔和将所述缆线通孔与外界连通的缆线引出口。

根据本申请的另一方面，提供了一种太阳能电池模块，其包括：

电池板，其具有至少一个太阳能电池片；

前面描述的边框组件，其包围所述电池板的外周，并且其边框段或角接头的至少一部分由接线盒形成。

根据本申请的一个优选实施方式，所述太阳能电池片为晶体硅太阳能电池片或薄膜型太阳能电池片。

根据本申请的另一方面提供了一种太阳能电池系统，其包括：

以阵列的方式分布的多个前面描述的太阳能电池模块，其中，相邻太阳能电池模块以相同的排布方向或相对的排布方向定位。

根据本申请的一个优选实施方式太阳能电池系统可还包括：高度可调型支撑夹持器，其被构造成夹持太阳能电池模块的边框组件的边框段，并且可调节该边框段的高度。

根据本申请的一个优选实施方式，所述高度可调型支撑夹持器包括：

底座，其适合于固定到将要安装太阳能电池系统的支撑表面上；

螺柱，其在下端固定在底座上，并且沿着垂直于底座的方向延伸；

螺合在螺柱上的上螺母和下螺母；以及

被螺柱垂直地穿过并且位于所述上螺母和下螺母之间的上夹板和下夹板，所述边框段适于夹持在所述上夹板和下夹板之间。

根据本申请的一个优选实施方式，所述高度可调型支撑夹持器的所述上夹板和下夹板之一设有在所述螺柱两侧向所述上夹板和下夹板中的另一个延伸的垂直壁。

根据本申请的一个优选实施方式，所述高度可调型支撑夹持器的底座、螺柱、上螺母和下螺母由金属制成，所述上夹板和下夹板由金属或高强度塑料制成。

根据本申请的一个优选实施方式，所述太阳能电池系统还包括附加的附加模块间连接件和/或设在太阳能电池模块的边框组件上的模块间连接结构；通过附加模块间连接件与相邻太阳能电池模块的边框组件或是边框组件上的模块间连接结构之间的配合，或是通过相邻太阳能电池模块的边框组件上的模块间连接结构本身之间的配合，实现相邻太阳能电池模块的组装。

根据本申请的一个优选实施方式，所述模块间连接结构形成在或安装在所述边框组件的任何部位。

根据本申请的一个优选实施方式，所述附加模块间连接件为模块间插接体，所述模块间连接结构为形成在相邻太阳能电池模块的边框组件的角接头或边框段中的彼此面对着的插接体插孔，所述模块间插接体被构造成适于插入相邻太阳能电池模块的彼此面对着的插接体插孔中。

根据本申请的又一方面，提供了一种太阳能电池系统安装方法，其包括依次执行的下述步骤：

步骤1：准备多个前面描述的太阳能电池模块以及相应的高度可调型支撑夹持器；

步骤2：在将要安装太阳能电池系统的支撑表面上规划出阵列形式的太阳能电池模块安装区域；

步骤3：利用所述高度可调型支撑夹持器将太阳能电池模块依次安装在第一行安装区域中，该行中的相邻太阳能电池模块以相对的排布方向定位，同时根据电路规划连接好来自接线盒的相应的连接缆线接头；

步骤4：对其它行安装区域重复步骤3中的操作，直至全部安装区域都被安装上太阳能电池模块。

根据本申请的一个优选实施方式，每列中的各太阳能电池模块之间通过它们的接线盒的输出连接缆线被串联在一起。

根据本申请的一个优选实施方式，相邻太阳能电池模块列之间被串联或并联。

根据本申请的一个优选实施方式，根据电路规划把电池模块阵列的正负极引出到逆变器或用电负荷设备根据本申请的一个优选实施方式，在步骤3中，在利用所述高度可调型支撑夹持器安装太阳能电池模块的过程中，借助于支撑条临时支撑太阳能电池模块；

在该太阳能电池模块安装完后，支撑条被从该太阳能电池模块下面撤出并且用于辅助安装下一个太阳能电池模块。

根据本申请的一个优选实施方式，所述高度可调型支撑夹持器夹持着太阳能电池模块长边框段。

根据本申请的一个优选实施方式，利用所述高度可调型支撑夹持器进行微调，以使得相邻太阳能电池模块之间的边缘对齐，并且各太阳能电池模块大体上随从于支撑表面的轮廓。

根据本申请的一个优选实施方式，所述太阳能电池系统还包括附加的附加模块间连接件和/或设在太阳能电池模块的边框组件上的模块间连接结构；所述步骤3还包括：在相邻太阳能电池模块以相对的排布方向定位后，通过附加模块间连接件与该行中的相邻太阳能电池模块的边框组件或是边框组件上的模块间连接结构之间的配合，或是通过该行中的相邻太阳能电池模块的边框组件上的模块间连接结构本身之间的配合，将该行中的相邻太阳能电池模块组装在一起。

根据本申请的创新的太阳能电池模块，接线盒通过诸如塑料注射成型等方法集成于一边框段中，而不是在电池板背面直接位于太阳能电池片下面，因此，容易向电池板上安装接线盒。这种配置的一个附加优点是，接线盒不会受到电池板工作时局部温升的作用，从而不会因此而影响组件的输出效率并降低组件的长期使用寿命。

此外，各个太阳能电池模块之间可以通过简单插接操作而实现彼此间的机械连接和电连接，而不需要使用任何额外的机械连接部件以及额外的缆线及缆线固定和保护部件。

此外，在太阳能电池系统的安装过程中，不需要支撑表面上安装额外的安装支撑轨架，仅使用高度可调型支撑夹持器就能将太阳能电池模块固定在支撑表面上，因此可以简化太阳能电池模块的安装流程，缩短安装时间。

此外，由于夹持器可以是高度可调型的，可以适应支撑表面的局部不平整或整体非平面形状，容易将太阳能电池模块排布在理想的高度和角度，使电池模块的光电转化效率更佳，并且不必使用任何支撑轨架。

通过上述种种措施，使得太阳能电池系统的安装和拆卸过程能够以简便、快速、低成本、美观的方式完成。

附图说明

下面将参照附图描述本申请的优选实施方式，在附图中：

图1a是根据本申请优选实施方式的一种太阳能电池模块的示意图。

图1b是根据本申请优选实施方式的另一种太阳能电池模块的示意图。

图2是根据本申请优选实施方式的一种接线盒的示意性透视图。

图3是解释根据本申请优选实施方式的接线盒与相应边框型材段之间组合方式的示意性分解透视图。

图4是根据本申请优选实施方式的接线盒的示意性剖视图。

图5是根据本申请优选实施方式的一种太阳能电池模块用边框组件的示意性透视图。

图6a、6b分别是根据本申请的两种优选实施方式的电池间组装方式的示意图。

图7a、7b分别是根据本申请优选实施方式的边框型材段的透视图和端视图。

图8a、8b、8c分别是根据本申请优选实施方式的角接头的正视图以及从两个方向所作的透视图。

图9a是根据本申请优选实施方式的模块间插接体的透视图。

图9b是根据本申请优选实施方式的模块间连接护套的透视图。

图10a、10b分别是根据本申请优选实施方式的高度可调型支撑夹持器的透视图和正视图。

图11至16分别是根据本申请优选实施方式的太阳能电池系统的安装过程中的各个步骤的示意图。

具体实施方式

下面参照附图来描述本申请的各种优选实施方式。

首先需要指出，本申请既适用于块状太阳能电池(如晶体硅太阳能电池)，也适用于薄膜太阳能电池。但为了方便解释本申请的基本原理，附图中显示的实施例主要为块状太阳能电池。但显然，本申请中的与块状太阳能电池相关的各种特征，同样适用于薄膜太阳能电池。

如图1a所示，根据本申请的一个优选实施方式，一种太阳能电池模块100主要包括电池板10、边框组件30和接线盒50。

电池板10为层合板的形式，其内布置着太阳能电池片1。所述太阳能电池片可以由任何具有光电转换性的材料制成，例如，在本申请的一个实例中，所述太阳能电池片是由晶硅片(包括单晶硅和多晶硅片)制成。其中，多个太阳能电池片通过导电条4串联起来形成太阳能电池片组2，再通过汇流条6将多个这样的太阳能电池片组2串联起来，以提供所需的电池输出电压。具体而言，前一个太阳能电池片组2的末端与相邻的后一个太阳能电池片组2的起始端连接在一个汇流条6上。这样，全部太阳能电池片都在电池板10内串联起来形成完整的太阳能电池片阵列，电池板的引出线连接到接线盒50中。这些引出线包括第一个太阳能电池片组2的起始端引出线8a、各汇流条6的引出线8b、最后一个太阳能电池片组2的末端引出线8c。

如图1b所示，根据本申请的另一个优选实施方式，一种太阳能电池模块200(如薄膜太阳能电池模块)主要包括电池板10、边框组件30和接线盒50。电池板10主要由薄膜太阳能电池片10构成，电池片10通过两根汇流条6(引出线)连接到接线盒50，接点位于单一开关型二极管54的两侧。

边框组件30包围着电池板10的外周，以便保护电池板。边框组件可以是分段式(拼接式)的，也可以是一体式的。

根据本申请的优选实施方式，边框组件30可由铝合金制成。例如，如图1a中所示，边框组件30由铝合金挤出型材段32和插装到型材段32的空心部分上的角接头34组装而成。

根据本申请的优选实施方式，边框组件30也可由塑料制成。例如，边框组件包括类似于图1a中所示的塑料挤出型材段32和角接头34。或者，边框组件30是由塑料注射成型制成的一体式部件。

根据本申请的一种优选实施方式的型材段32的示意图见于图7a、7b。型材段32包括彼此组装在一起或形成为一体的夹持部14和框体部15。夹持部14被构造成适于夹持电池板的边缘。框体部15被构造成具有中空空间17。

在图7a、7b所示的实施方式中，所述夹持部14与框体部15形成一体。然而，夹持部14可以与框体部15分开形成、再组装到框体部15上。

在图7a、7b所示的实施方式中，夹持部14包括从所述框体部15的顶壁15a向上延伸的直立壁14a和从所述直立壁的上缘大体垂直于所述直立壁延伸的横壁14b，所述横壁14b与所述框体部15的顶壁15a相面对且平行，所述顶壁15a与所述横壁14b之间限定出适于被电池板的边缘插入的电池板插槽。

可以理解，夹持部14的形状并不局限于图7a、7b中所示的，只要其能够形成电池板插槽即可。

根据本申请的一种优选实施方式的角接头34的示意图见于图8a、8b、8c。

角接头34构造为将彼此成角度(例如直角)的相邻边框段32相连，以便形成边框组件30(参看图5)

如图8a、8b、8c所示，角接头34具有拐角形状的本体，该本体由彼此成角度的两个分支37a、37b构成。每个分支具有与型材段32一致的外轮廓，即包括彼此组装在一起或形成为一体的夹持部14和框体部15。

在每个分支37a、37b的末端，沿着该分支的延伸方向连接着或一体形成有插接块28，用于插入并固定于相邻型材段32的中空空间17中。插接块28的外表面和/或框体部15的中空内部的内表面上可形成有导向和/或锁定和/或紧固结构，以有助于插接块28向框体部15中的插入和固定。

角接头34的本体的每个框体部15分别具有顶壁、前后侧壁、纵向外端壁和底壁。所述顶壁与所述夹持部14的横壁之间限定出适于被电池板的边缘插入的电池板插槽。

在角接头34的一或两个本体的框体部15中，形成有插接体插孔35，用于被如后文所述的模块间插接体70插入。在角接头34的一个分支(图8a、8b、8c中显示为分支37b)上的插接块28中，沿着该分支的延伸方向形成有缆线通孔28a。该缆线通孔28a从开通于插接块28外端面的外端开始延伸到相应分支的框体部15内，然后朝向该框体部15的所述前后侧壁和底壁中的至少一个延伸而形成向外开通的缆线引出口33。在仅有一个插接体插孔35的情况下，其优选与缆线通孔28a同方向延伸，或在与缆线通孔28a垂直的方向上延伸。在设有两个插接体插孔35的情况下，其中一个插接体插孔与缆线通孔28a同方向延伸，另一个插接体插孔在与缆线通孔28a垂直的方向上延伸。

角接头34的另一个分支(图8a、8b、8c中显示为分支37a)上的插接块28中，可以沿着该分支的延伸方向形成盲孔。或者，该分支上的插接块28和框体部15中，可以形成同样的缆线通孔28a和插接体插孔35。

插接块28以及适于与其配合的中空空间17的横截面形状并不局限于图中所示的。能够使得二者之间插接配合在一起的各种横截面形状都可以采用。为了容易定位且防止扭转松动，非圆形横截面形状是优选的。

可以看出，角接头34具有以下主要功能：将彼此成角度的相邻边框段连接在一起；借助于模块间插接体70将彼此相邻的太阳能电池模块组装在一起；在与接线盒相邻或带有接线盒的情况下，将公或母连接缆线从接线盒引导到边框组件外侧，以便进行外部接线操作。

图9a中示出了根据本申请优选实施方式的模块间插接体70。模块间插接体70优选为中空的筒形件，用于插入两个相邻太阳能电池模块上的相邻角接头34的彼此面对的插接体插孔35中，从而以简单的插装方式将两个相邻太阳能电池模块组装在一起。

除了图9a所示的插入型模块间插接体，其它形式的模块间插接体也是可行的。例如，图9b所示的根据本申请优选实施方式的模块间连接护套70’，其内形成有适于被两个相邻太阳能电池模块100插入的插槽，以便将这两个相邻太阳能电池模块组装在一起。

进一步讲，用于将两个相邻太阳能电池模块彼此组装在一起的结构并不一定设置在太阳能电池模块的角部，而是可以设置在边框组件的任何部位。

总而言之，为了将两个相邻太阳能电池模块彼此组装在一起，可以提供附加模块间连接件和/或在太阳能电池模块的边框组件上提供模块间连接结构。通过附加模块间连接件与相邻太阳能电池模块的边框组件或是边框组件上的模块间连接结构之间的配合，或是通过模块间连接结构本身之间的配合，来实现相邻太阳能电池模块的组装。

模块间插接体70以及适于与其配合的插接体插孔35的横截面形状并不局限于图中所示的。能够使得二者之间插接配合在一起的各种横截面形状都可以采用。为了容易定位，非圆形横截面形状是优选的。

进一步优选地，模块间插接体70的外形尺寸略小于与其配合的插接体插孔35的内形尺寸，以使得通过模块间插接体70插接在一起的两个角接头34之间可有一定的相对转动，这在用于安装太阳能电池模块的支撑表面不是平面时是有利的。

根据本申请的优选实施方式，接线盒50构成边框的一段。根据电池板的不同形状，不同形状的接线盒可以构成边框组件中的不同部分。例如，对于圆形的电池板，接线盒可以构成圆形边框中的一个弧形边框段。对于多边形的电池板，接线盒可以构成一段直线边框段。例如，在图1b所示的矩形电池板的情况下，接线盒50可以沿着电池板的一条短边或长边构成为这条边处的完整边框段；在图1a所示的情况下，接线盒50沿着电池板的一条短边或长边构成为这条边处的边框段的一部分。

接线盒50被构造成沿纵向(平行于电池板的相邻边缘)延伸，这样，接线盒在纵向上具有第一端部和第二端部。

如图2所示，接线盒50包括由绝缘材料制成的本体12，该本体包括彼此组装在一起或形成为一体的夹持部14和容置部16。夹持部14被构造成适于夹持电池板的边缘。容置部16被构造成具有容置空间18。

接线盒50还包括接线电路板20，其安置在所述容置空间18中，接线电路板20具有连接线路。接线电路板20的其它结构细节将在后文中描述。

接线盒50还包括公连接缆线22和母连接缆线24。公连接缆线22的内端电连接着所述连接线路的一端，外端带有位于所述第一端部处的插头22a。母连接缆线24的内端电连接着所述连接线路的另一端，外端带有位于所述第二端部处的插座24a。

优选地，所述插头22a和插座24a是彼此匹配类型的。这样，当两个同样的太阳能电池模块100彼此相邻着排布时，一个太阳能电池模块100的插头22a(或插座24a)能与另一个太阳能电池模块100的插座24a(或插头22a)通过简单的插接而连接在一起，从而可以方便快捷地排布多个太阳能电池模块100，以形成太阳能电池系统。如果仅有一个太阳能电池模块100被使用，则可利用插头22a和插座24a将该太阳能电池模块与用电设备相连。

可以理解，在与带有接线盒的边框段相连的角接头中，需要设置用于将接线盒的公连接缆线22或母连接缆线24引出的孔道。

在图2所示的实施方式中，所述容置部16具有顶壁16a和底壁16b。所述顶壁16a适于与电池板10的边缘抵接。所述容置部16还具有位于顶壁和底壁之间的前后侧壁及纵向两端壁。所述容置空间18形成在顶壁、前后侧壁、纵向两端壁和底壁之间。所述容置空间具有敞开的操作开口，操作者可通过该操作开口实施安装接线电路板20、向接线电路板上接线以及维护等操作。所述操作开口形成在所述前后侧壁和底壁中的至少一个中。

所述接线盒50还包括接线盒盖26，所述接线盒盖以可拆除的方式封闭所述操作开口。接线盒盖26具有大致板状主体。在与接线盒的本体12相面对的表面上，该板状主体上附设有密封条(例如硅胶)，用于在接线盒盖26与本体12之间形成密封。

接线盒盖26还具有用于将其以可拆卸的方式固定在本体12上的结构。

进一步优选地，可以在接线盒安装完毕在扣上盒盖之前，用灌封胶填充接线盒的整个容置空间，然后扣上盒盖。灌封胶通常是导热率较高的硅胶，起到密封保护电器元件的作用，同时兼顾散热。

在图2所示的实施方式中，所述夹持部14与容置部16形成一体。然而，夹持部14可以与容置部16分开形成、再组装到容置部16上。

在图2所示的实施方式中，夹持部14包括从所述容置部16的顶壁16a向上延伸的直立壁14a和从所述直立壁的上缘大体垂直于所述直立壁延伸的横壁14b，所述横壁14b与所述容置部的顶壁16a相面对且平行，所述顶壁16a与所述横壁14b之间限定出适于被电池板的边缘插入的电池板插槽。

可以理解，接线盒50、型材段32和角接头34各自的夹持部14的形状并不局限于图中所示的，只要其能够形成电池板插槽即可。

在接线盒50形成边框段的至少一部分的情况下，接线盒50还包括位于本体12的至少一个纵向端部上的插接块28。具体地讲，在图2的实施方式中，所述本体12每个纵向端部上都带有一个插接块28；然而，可以只在本体12的一个纵向端部上带有插接块28。在接线盒50形成一整段边框段的情况下，本体12上没有任何插接块28。

插接块28和容置部16的端壁中设有沿纵向从插接块外端延伸到所述容置空间的一或多个缆线通孔28a，这样，每个所述公或母连接缆线可以延伸穿过插接块28和容置部16的端壁而在内端与接线电路板20连接。

如图3所示，所述插接块28适于插接到边框型材段32’中，从而所述接线盒与所述型材段一起构成一个边框段。这里，型材段32’可以与前面描述的型材段32具有相同或不同的结构。

相应的公连接缆线22的插头22a或母连接缆线24的插座24a延伸到该边框段的相应外端，优选延伸到该边框段的相应外端外面一段适于外部插接操作的距离。

通过在本体12的每端设置或不设置插接块28，以及选择插接块28的纵向长度，实际上可以将接线盒50设置在边框段的任何位置。

本领域人员可以理解，作为进一步的实施方式，接线盒甚至可以构造为将彼此成角度的相邻边框段相连的角接头的形式。例如，在图8a所示的角接头34中，可在分支37b的框体部15中，形成用于安装接线电路板的容置空间，该容置空间与插接体插孔35和缆线通孔28a相通。

优选地，接线盒的插接块与本体由相同的绝缘材料制成。例如，所述本体和/或所述插接块由塑料或陶瓷等绝缘材料制成。进一步优选地，所述插接块与所述本体形成一体。当然，所述插接块也可以与所述本体分开形成、然后组装在一起。

在前面描述的实施方式中，接线盒的输出端即插头22a和插座24a位于接线盒所在边框段的两端。在进一步的实施方式中，参看图1a，可以在接线盒50中设置附加的连接缆线3。该连接缆线3沿纵向延伸穿过接线盒50(以及可能有的位于接线盒一端或两端的型材段32’)并且两端露出。连接缆线3的一端带有与所述插座24a相邻且匹配的插头3a，另一端带有与所述插头22a相邻且匹配的插座3b。这样，当需要从接线盒所在边框段的一端进行外部接线时，可将插座24a与插头3a插接，从而利用相邻且匹配的插头22a和插座3b进行外部接线；或将插头22a与插座3b插接，从而利用相邻且匹配的插座24a和插头3a进行外部接线。

图4中示出了接线盒中的连接缆线的连接方式。在图4所示的实施方式中，公连接缆线22和母连接缆线24优选分别通过连接导线连接到接线电路板20。然而，公连接缆线22和母连接缆线24也可以直接连接到接线电路板20。

如图4所示，所述容置部16的顶壁16a开设有适于被电池板的引出线穿过的穿孔40。

所述本体12沿纵向具有不变的外轮廓形状，并且所述插接块28也沿纵向具有不变的外轮廓形状。

优选地，如图3所示，与接线盒配合的型材段32’的外轮廓形状一致，这样，在接线盒与一端或两端的型材段32’组合在一起后，将形成外轮廓一致的边框段。具体而言，型材段32’具有与接线盒本体的夹持部14外轮廓一致的夹持部14’和与接线盒在容置部16外轮廓一致的框体部15’。框体部15’是中空的，插接块28的外形与框体部15’的中空内部的形状互补，由此插接块28与框体部15’的中空内部形成紧密配合。插接块28的外表面和/或框体部15’的中空内部的内表面上可形成有导向和/或锁定和/或紧固结构，以有助于插接块28向框体部15’中的插入和固定。

需要指出，边框组件中的其它边框段的结构和/或外轮廓可以与带有接线框的边框段相同或不同。

进一步如图4所示，接线电路板20通过螺钉、卡扣结构等方式被固定在容置部16的容置空间中。

接线电路板20可包括基板，基板上固定着插接式接线部52，并且开关型二极管54如图1a、1b所示的方式固定在基板上。这样，在基板上形成了由串联起来的插接式接线部52和二极管54组成的连接线路。

接线电路板20可以是印刷电路板(PCB)，在这种情况下，基板为PCB基板。然而，接线电路板20也可以有任何其它方式构成，只要能够将连接线路固定在其上即可。例如，基板可以是绝缘材料例如塑料制成的条形件，其上具有凹槽或类似结构，以将插接式接线部52和二极管54固定于其上。

太阳能电池片1或太阳能电池片组2的引出线可穿过容置部16的顶壁16a中的穿孔40而被引入容置部的容置空间中，然后插入到插接式接线部52中。

在图示的优选实施方式中，插接式接线部52是簧片型的。这样，在太阳能电池板的引出线插入簧片之间后，对置簧片之间被弹性撑开并且因此而夹紧引出线端部。

通过采用簧片型的接线部52，太阳能电池板的引出线可以容易地通过插接而电连接到接线部52，并且在需要时可以容易地拔除。这极大地简化了接线盒的安装和维护操作。

可以理解，接线盒还可以被构造为共用型接线盒，其被组装在两个彼此对接的相邻电池板之间。在这种共用型接线盒中，本体包括彼此组装在一起或形成为一体的夹持部和容置部。夹持部被构造成适于在其两侧夹持两块电池板的边缘。所述容置部可以具有顶壁和底壁，所述顶壁适于与两块电池板的边缘抵接。所述顶壁和底壁之间形成有公共容置空间，用于容纳公共的接线电路板、公连接缆线和母连接缆线等。

所述夹持部包括从所述容置部的顶壁的纵向中心线向上延伸的公共直立壁和从所述公共直立壁的上缘垂直于所述直立壁朝向所述直立壁的相反两侧延伸的横壁，这两个横壁与所述容置部的顶壁相面对且平行，所述容置部的顶壁与所述夹持部的两个横壁之间限定出两个适于分别被所述两个彼此对接的相邻电池板的边缘插入的电池板插槽。

这种共用型接线盒的其它结构特征与前面描述的用于单一电池板的接线盒类似，因此不再详细描述。

所述边框段、所述角接头、所述接线盒的本体和插接块都可由塑料制成，例如通过注射成型、挤出成型等。它们的材料可以相同或不同，并且可以选择下面一组中的至少一种：PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)，PBT(聚对苯二甲酸丁二酯)，PTT(聚对苯二甲酸丙二醇酯)，PA6(聚己内酰胺)，PA66(聚酰胺66)，PA46(聚酰胺46)，PAR(聚芳酰胺)，PC(聚碳酸酯)，ABS(丙烯腈/丁二烯/苯乙烯共聚物)，PU(聚氨酯)，PPO(聚苯醚)，LCP(液晶高分子聚合物)，PEI(聚醚酰亚胺)，PVC(聚氯乙烯)，或其共混物等。

图5中示出了根据本申请的带有接线盒的边框组件的组装方式的示意图。

图5所示的矩形边框组件30包括两个长边框段32-1、一个短边框段32-2、另一个由接线盒50与其两端的框型材段32’组成的短边框段，这四个边框段之间由角接头34以插装的方式连接在一起，从而形成完整的边框组件30。由接线盒50延伸出的公连接缆线22和母连接缆线24分别延伸穿过框型材段32’和相连角接头34，从而从角接头的缆线引出口(图5中未示出)露出。

图6a、6b示出了根据本申请的两种优选实施方式的电池间组装方式，其中图6a中显示的是两个太阳能电池模块以相同的排布方向(即它们的接线框朝向同一侧)的方式排列，通过将模块间插接体70插入相邻角接头34的彼此面对着的插接体插孔35中，两个太阳能电池模块被组装到一起。之后，通过将两个太阳能电池模块之间的相邻插头22a和插座24a插接到一起，就实现了这两个太阳能电池模块之间的串联。

图6b中示出的是两个太阳能电池模块以相对的排布方向(即它们的接线框彼此面对)的方式利用模块间插接体70组装在一起。之后，通过将两个太阳能电池模块之间的相邻两组插头22a和插座24a中的一组插接到一起，就实现了这两个太阳能电池模块之间的串联。

上述两种特定的排布方向有利于各太阳能电池模块之间通过它们的公母连接缆线实现串联/并联连接以及与外部电缆之间的连接。然而，太阳能电池模块的排布方向并不局限于此，而是可以根据实际需要来排布。

下面将描述本申请的太阳能电池模块向支撑表面上的安装方式。

可以理解，本申请的具有上述结构的太阳能电池模块可以通过固定夹持器固定到支撑表面上。然而，根据本申请的进一步优选实施方式，利用高度可调型支撑夹持器将太阳能电池模块固定到支撑表面上。

图10a、10b中示出了一种示例性的高度可调型支撑夹持器80。该支撑夹持器80包括：底座82，其适合于通过螺钉或其它紧固装置安装到支撑表面上，该底座82具有大致平坦的底板和从底板的上表面升高的突起部82a；螺柱90，其下端固定在突起部82a上(例如拧入突起部82a中，焊接在突起部82a上，等等)，并且沿着垂直于底座82的底板的方向向上延伸；螺合在螺柱90上的上螺母92和下螺母84；被螺柱90垂直地穿过并且位于所述上螺母92和下螺母84之间的上夹板86和下夹板84。上夹板86具有在螺柱90的两侧从上夹板的板体部分朝向下夹板84伸出的垂直壁86a。垂直壁86a的高度略小于太阳能电池模块的边框段的厚度。这样，上夹板86的板体部分、垂直壁86a和下夹板84在螺柱90的两侧分别限定了适于夹持太阳能电池模块的边框的夹持空间。

当然，垂直壁也可以形成在下夹板84上，而非上夹板86上。

在支撑夹持器80中，通过相对于螺柱90旋拧下螺母84，可以确定并且调节下夹板84的高度，由此确定并且调节下夹板对太阳能电池模块的边框段的支撑高度。另一方面，通过旋拧上螺母92，可以将该边框段夹紧在上夹板86和下夹板84之间。

所述高度可调型支撑夹持器的底座82、螺柱90、上螺母92和下螺母84优选由金属制成，以提供足够的强度。所述上夹板86和下夹板84可由金属或高强度塑料制成。

显然，本申请中的太阳能电池模块可以利用其它高度可调型支撑夹持器固定到支撑表面上，而不局限于图10a、10b中所示的。

图11至16显示了根据本申请优选实施方式的太阳能电池系统的安装过程中的各个步骤。

首先，如图11所示，准备多个太阳能电池模块100(或200)，足够数量的高度可调型支撑夹持器80，以及足够数量的可选的模块间插接体70(或是模块间连接护套等模块间连接件；而在太阳能电池模块的框架组件的模块间连接结构本身之间能够形成配合的情况下，不必提供模块间连接件)。

接下来，如图12所示，在支撑表面90(例如屋顶、墙壁、山坡等)上，根据支撑表面所能提供的安装空间，规划出各太阳能电池模块的安装区域。图12中以横向边界线90a和纵向边界线90b表示安装区域的边界。图中显示了4列3行的安装区域阵列。

接下来，如图13所示，从位于支撑表面90上的一个角部安装区域(例如图中所示的左下角)开始，将用于第一个太阳能电池模块的支撑夹持器80沿着横向边界线90a或纵向边界线90b固定在支撑表面90上，并且将支撑夹持器80的支撑高度调节到适宜的高度。然后，将第一个太阳能电池模块安装在支撑夹持器80上。在安装太阳能电池模块时，可能需要借助于支撑条92临时支撑太阳能电池模块；在该太阳能电池模块安装完后，支撑条92可从该太阳能电池模块下面撤出并且用于辅助安装下一个太阳能电池模块。然后，将模块间插接体70插入第一个太阳能电池模块上的将要与下一个太阳能电池模块插接组装在一起的那条边框上的两个角接头上。

需要指出，在图13所示的实施方式中，两个支撑夹持器80夹持着一个太阳能电池模块的两个相对的长边框段，这两个边框是不需要与相邻太阳能模块插接组装的自由边框段。然而，支撑夹持器80的数量和位置可以不同于图中显示的，只要其能够实现牢固地将太阳能电池模块固定在支撑表面上即可。

接下来，如图14所示，将用于同一行中第二个太阳能电池模块的支撑夹持器80固定在支撑表面90上，并且大致调节支撑夹持器80的支撑高度。然后，利用已经插接到第一个太阳能电池模块上的模块间插接体70，将该第二个太阳能电池模块组装到第一个太阳能电池模块上，然后精确调节支撑夹持器80的支撑高度，以使得两个太阳能电池模块之间的边缘对齐并且大体上随从于支撑表面的轮廓。

图14中显示的第一、第二个太阳能电池模块以彼此相对的排布方向组装，以使得它们的接线盒50相邻。

接下来，如图15所示，以类似的方式在同一行中安装第三、第四个太阳能电池模块。第三、第四个太阳能电池模块也以彼此相对的排布方向组装，以使得它们的接线盒50相邻。

在第一行中的太阳能电池模块安装完成后，开始安装第二行中的太阳能电池模块。优选地，第二行中的各太阳能电池模块与第一行中的相邻太阳能电池模块之间的相邻插头和插座被插接到一起，从而实现了这两个太阳能电池模块之间的串联。

最终，如图16所示，支撑表面90的整个安装区域装满了太阳能电池模块。各行中的太阳能电池模块的排布方向优选彼此相同，这样，在最终排布完成后，各太阳能电池模块的接线盒沿着纵向边界线分布。每列中的各太阳能电池模块之间通过它们的相邻插头和插座被串联在一起。彼此的接线盒相邻的两列太阳能电池模块中各自的最后一个太阳能电池模块100-3、100-4之间相邻的插头和插座被插接到一起，就实现了这两列太阳能电池模块的串联，而这两列太阳能电池模块中各自的第一个太阳能电池模块100-1、100-2的插头或插座分别通过外部缆线98连接到外部设备例如逆变器95。这样，就在支撑表面90上完成了一个太阳能电池系统。图16中所示的接线方式为，第一、第二列太阳能电池模块与第三、第四列太阳能电池模块并联连接到逆变器95；当然，它们也可以被串联连接到逆变器95。

根据本申请，太阳能电池模块的接线盒可集成于一段边框中，而不是在电池板背面直接位于太阳能电池片下面，因此，容易向电池板上安装接线盒。这种配置的一个附加优点是，接线盒不会受到电池板工作时局部温升的作用，从而不会因此而影响组件的输出效率并降低组件的长期使用寿命。

此外，各个太阳能电池模块之间可以通过简单插接操作而实现彼此间的机械连接和电连接，而不需要使用任何额外的机械连接部件以及额外的缆线及缆线固定和保护部件。

此外，在太阳能电池系统的安装过程中，仅需要利用支撑表面上的安装架上的高度可调支撑夹持器就能将太阳能电池模块固定在安装架上，因此各个太阳能电池模块可被快速地固定就位或拆除。同时，通过太阳能电池模块彼此之间的插装组合以及使用高度可调支撑夹持器将太阳能电池模块安装到支撑表面上，容易将太阳能电池模块排布在理想的高度和角度，并且不必使用任何支撑轨架。

此外，由于仅使用高度可调型支撑夹持器就能将太阳能电池模块固定在支撑表面上，因此，根据本申请的太阳能电池系统可适用于任何支撑表面形状。即支撑表面不一定是完美平面，其也可以具有局部不平整，或者支撑表面整体上是非平面的，例如是曲面、不规则表面等。

此外，太阳能电池模块的边框组件可以由绝缘材料例如塑料制成，以取代金属边框，因此不需要为边框组件设置接地结构。

通过上述种种措施，使得整个太阳能电池系统及其各太阳能电池模块的安装和拆卸过程能够以简便、快速、低成本的方式完成。

虽然前面针对优选实施方式显示和描述了本申请，但本领域技术人员可以理解，在不脱离权利要求书中限定的本申请范围的前提下，可以做出各种变化和修改。

Claims (26)

1.一种用于太阳能电池模块的边框组件，其包围着太阳能电池模块的电池板，所述边框组件具有多个边框段以及通过插接的方式将彼此成角度的相邻边框段相连的角接头，并且太阳能电池模块的接线盒被构造成适于形成所述边框组件中的边框段或角接头的至少一部分；

其中，所述接线盒包括：

本体，其由绝缘材料制成，并且包括彼此形成一体或连接在一起的夹持部和容置部，所述夹持部被构造成适于夹持电池板的边缘；

位于所述本体的两端的插接块，所述插接块适于插接到边框段中；

接线电路板，其安置在所述容置部中，所述接线电路板具有连接线路，所述连接线路中设有至少一个开关型二极管；

公连接缆线，其内端电连接着所述连接线路的一端，外端带有位于接线盒纵向第一端部外面的插头；以及

母连接缆线，其内端电连接着所述连接线路的另一端，外端带有位于接线盒纵向第二端部外面的插座。

2.根据权利要求1所述的边框组件，其中，所述边框段和所述角接头由塑料、金属或复合材料制成。

3.根据权利要求1所述的边框组件，其中，所述接线盒本身设置在边框段的任何位置处，或者接线盒被集成在角接头中。

4.根据权利要求1所述的边框组件，其中，所述接线盒被构造为共用型接线盒，其被组装在两个彼此对接的相邻电池板之间。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的边框组件，其中，所述边框段包括由金属或塑料制成的型材，并且包括彼此形成一体或连接在一起的夹持部和框体部，所述夹持部被构造成适于夹持电池板的边缘。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的边框组件，其中，所述角接头具有拐角形状的本体，该本体由彼此成角度的两个分支构成，每个所述分支包括彼此形成一体或连接在一起的夹持部和框体部；

在每个所述分支的末端，沿着该分支的延伸方向连接着或一体形成有插接块，用于插入并固定于相邻型材段中。

7.根据权利要求6所述的边框组件，其中，所述夹持部被构造成适于夹持电池板的边缘。

8.根据权利要求6所述的边框组件，其中，所述角接头的本体的至少一个分支和与该分支相连的插接块中形成有缆线通孔和将所述缆线通孔与外界连通的缆线引出口。

9.一种太阳能电池模块，包括：

电池板，其具有至少一个太阳能电池片；

根据权利要求1至8中任一所述的边框组件，其包围所述电池板的外周，并且其边框段或角接头的至少一部分由接线盒形成。

10.根据权利要求9所述的太阳能电池模块，其中，所述太阳能电池片为晶体硅太阳能电池片或薄膜型太阳能电池片。

11.一种太阳能电池系统，包括：

以阵列的方式分布的多个根据权利要求9或10所述的太阳能电池模块，其中，相邻太阳能电池模块以相同的排布方向或相对的排布方向定位。

12.根据权利要求11所述的太阳能电池系统，还包括：

高度可调型支撑夹持器，其被构造成夹持太阳能电池模块的边框组件的边框段，并且可调节该边框段的高度。

13.根据权利要求12所述的太阳能电池系统，其中，所述高度可调型支撑夹持器包括：

底座，其适合于固定到将要安装太阳能电池系统的支撑表面上；

螺柱，其在下端固定在底座上，并且沿着垂直于底座的方向延伸；

螺合在螺柱上的上螺母和下螺母；以及

被螺柱垂直地穿过并且位于所述上螺母和下螺母之间的上夹板和下夹板，所述边框段适于夹持在所述上夹板和下夹板之间。

14.根据权利要求13所述的太阳能电池系统，其中，所述高度可调型支撑夹持器的所述上夹板和下夹板之一设有在所述螺柱两侧向所述上夹板和下夹板中的另一个延伸的垂直壁。

15.根据权利要求13所述的太阳能电池系统，其中，所述高度可调型支撑夹持器的底座、螺柱、上螺母和下螺母由金属制成，所述上夹板和下夹板由金属或高强度塑料制成。

16.根据权利要求11至15中任一项所述太阳能电池系统，还包括附加的附加模块间连接件和/或设在太阳能电池模块的边框组件上的模块间连接结构；

通过附加模块间连接件与相邻太阳能电池模块的边框组件或是边框组件上的模块间连接结构之间的配合，或是通过相邻太阳能电池模块的边框组件上的模块间连接结构本身之间的配合，实现相邻太阳能电池模块的组装。

17.根据权利要求16所述太阳能电池系统，所述模块间连接结构形成在或安装在所述边框组件的任何部位。

18.根据权利要求16所述太阳能电池系统，所述附加模块间连接件为模块间插接体，所述模块间连接结构为形成在相邻太阳能电池模块的边框组件的角接头或边框段中的彼此面对着的插接体插孔，所述模块间插接体被构造成适于插入相邻太阳能电池模块的彼此面对着的插接体插孔中。

19.一种太阳能电池系统安装方法，所述太阳能电池系统为根据权利要求12至15中任一项所述的太阳能电池系统，所述安装方法包括依次执行的下述步骤：

步骤1：准备多个根据权利要求9或10所述的太阳能电池模块以及相应的高度可调型支撑夹持器；

步骤2：在将要安装太阳能电池系统的支撑表面上规划出阵列形式的太阳能电池模块安装区域；

步骤3：利用所述高度可调型支撑夹持器将太阳能电池模块依次安装在第一行安装区域中，该行中的相邻太阳能电池模块以相对的排布方向定位，同时根据电路规划连接好来自接线盒的相应的连接缆线接头；

步骤4：对其它行安装区域重复步骤3中的操作，直至全部安装区域都被安装上太阳能电池模块。

20.根据权利要求19所述的太阳能电池系统安装方法，其中，每列中的各太阳能电池模块之间通过它们的接线盒的输出连接缆线被串联在一起。

21.根据权利要求20所述的太阳能电池系统安装方法，其中，相邻太阳能电池模块列之间被串联或并联。

22.根据权利要求19至21中任一项所述的太阳能电池系统安装方法，其中，根据电路规划把电池模块阵列的正负极引出到逆变器或用电负荷设备。

23.根据权利要求19至21中任一项所述的太阳能电池系统安装方法，其中，在步骤3中，在利用所述高度可调型支撑夹持器安装太阳能电池模块的过程中，借助于支撑条临时支撑太阳能电池模块；

在该太阳能电池模块安装完后，支撑条被从该太阳能电池模块下面撤出并且用于辅助安装下一个太阳能电池模块。

24.根据权利要求19至21中任一项所述的太阳能电池系统安装方法，其中，所述高度可调型支撑夹持器夹持着太阳能电池模块的长边框段。

25.根据权利要求19至21中任一项所述的太阳能电池系统安装方法，其中，利用所述高度可调型支撑夹持器进行微调，以使得相邻太阳能电池模块之间的边缘对齐，并且各太阳能电池模块大体上随从于支撑表面的轮廓。

26.根据权利要求19至21中任一项所述的太阳能电池系统安装方法，其中，所述太阳能电池系统还包括附加的附加模块间连接件和/或设在太阳能电池模块的边框组件上的模块间连接结构；

所述步骤3还包括：在相邻太阳能电池模块以相对的排布方向定位后，通过附加模块间连接件与该行中的相邻太阳能电池模块的边框组件或是边框组件上的模块间连接结构之间的配合，或是通过该行中的相邻太阳能电池模块的边框组件上的模块间连接结构本身之间的配合，将该行中的相邻太阳能电池模块组装在一起。