CN102870231A - 用于支撑光伏组件的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本文说明了用于支撑光伏（“PV”）组件的方法和装置。鞍状支架具有：安装表面，其将一个或多个PV组件支撑在管上方；角撑板，其与所述安装表面连接；以及安装特征件，其与所述角撑板连接以与所述管连接。接地垫圈具有与支撑件连接的第一部分以及与所述第一部分连接以便为PV组件提供接地路径的第二部分。PV系统具有：鞍状支架；位于所述鞍状支架上方的PV组件；以及与所述鞍状支架和所述PV组件连接的接地垫圈。鞍状支架能够与扭矩管的预定位置连接。PV组件能够与鞍状支架连接。

Description

用于支撑光伏组件的方法及装置

本文所述的发明是在由United States Department of Energy（美国能源部）给予的合同号为DE-FC36-07GO 17043的政府支持下做出的。政府可具有本发明中的一些权利。

技术领域

本发明的至少一些实施例总体涉及光伏（“PV”）系统，尤其涉及为光伏组件提供支撑的技术。

背景技术

通常，常称为太阳能电池的光伏电池是将太阳辐射转换成电能的器件。一般地，太阳能电池是利用半导体处理技术被制造在半导体晶片或基板上以在基板表面附近形成p-n结。撞到基板表面上的太阳辐射在大片基板中形成电子和空穴对，电子和空穴对迁移到基板的p掺杂区和n掺杂区，从而在掺杂区之间产生电压差。掺杂区与太阳能电池上的金属触点连接以将来自电池的电流引导到与其连接的外部电路。一般地，每个太阳能电池互连的太阳能电池阵列安装到共用或共享的平台上以提供光伏组件。多个光伏组件或组件群可与配电网电连接，而形成光伏系统。

通常，由光伏层压片构成的光伏组件可能相对较大且易破裂。

将这种光伏组件安装到例如大型电厂中可能需要非常关注公差、定位和安全性，并且消耗大量时间。

另外，PV组件需要可靠地接地。目前，将PV组件接地需要在结构上设置销来刺入PV组件的铝框架的阳极氧化物。典型地，该销接口部位于两个面之间并且不是明显便于查验的。此外，接地销和PV组件的与销接触的表面之间的相对运动会磨损销下方的表面的材料。磨损销下方的表面的材料会增加PV组件和地之间的路径的电阻。

附图说明

在附图的各幅图中通过举例而非限制的方式示出了本发明，在

附图中用相似的附图标记表示相似的元件。

图1示出了光伏系统的示例性实施例的正二轴测图。

图2示出了光伏系统的另一示例性实施例的正二轴测图。

图3示出了在扭矩管上设有鞍状支架的系统的示例性实施例的正二轴测图。

图4A示出了用于将一个或多个光伏组件支撑在扭矩管上方的鞍状支架的示例性实施例的正二轴测图。

图4B是鞍状支架的安装表面上的槽的示例性实施例的放大图。

图4C是鞍状支架的示例性实施例的侧视图。

图4D是鞍状支架的示例性实施例的俯视图。

图5示出了将鞍状支架设置在扭矩管顶部的示例性实施例的正二轴测图。

图6A示出了在扭矩管顶部设有鞍状支架的光伏系统的示例性实施例的俯视图。

图6B示出了相对于彼此沿相反方向取向的两个鞍状支架的示例性实施例的俯视图。

图6C示出了光伏系统的示例性实施例的仰视图。

图7示出了光伏组件附接至位于扭矩管的边缘处的鞍状支架的示例性实施例的正二轴测图。

图8示出了两个光伏组件附接至位于扭矩管的边缘处的鞍状支架的示例性实施例的正二轴测图。

图9A示出了将光伏组件接地的接地垫圈的示例性实施例的正二轴测图。

图9B是接地垫圈的示例性实施例的正视图。

图9C是接地垫圈的示例性实施例的侧视图。

图9D是接地垫圈的示例性实施例的俯视图。

图9E是接地垫圈的示例性实施例的后视图。

图10是具有接地垫圈的光伏系统的一个示例性实施例的示意图。

图11A示出了将光伏组件接地的接地垫圈的另一示例性实施例的正二轴测图。

图11B是接地垫圈的示例性实施例的侧视图。

图11C是接地垫圈的示例性实施例的正视图。

图11D是接地垫圈的示例性实施例的俯视图。

图12是具有接地垫圈的光伏系统的另一示例性实施例的示意图。

图13A示出了将光伏组件接地的接地垫圈的另一示例性实施例的正二轴测图。

图13B是接地垫圈的示例性实施例的侧视图。

图14A示出了将光伏组件接地的接地垫圈的另一示例性实施例的正二轴测图。

图14B是接地垫圈的垫圈侧部的示例性实施例的示意图。

图14C是接地垫圈的示例性实施例的正视图。

图14D是接地垫圈的接地侧部的示例性实施例的示意图。

图14E是接地垫圈的示例性实施例的侧视图。

图15是具有接地垫圈的光伏系统的另一示例性实施例的示意图。

图16是具有位于扭矩管上方的接地垫圈和鞍状支架的光伏系统的示例性实施例的示意图。

图17是制造光伏系统的方法的一个示例性实施例的流程图。

具体实施方式

此处描述了用于支撑光伏（“PV”）组件的方法和装置。参照

下面阐述的多个细节来描述本发明的实施例，并且附图将示出本发明的实施例。下面的描述和附图用于示例性地说明本发明的实施例，而不应认为是限制本发明。描述了多个具体的细节以提供对本发明的全面理解。然而，在一些情形下，为了避免不必要地在细节上混淆本发明，没有描述公知的或常规的细节。

在整篇说明书中提到“至少一些实施例”、“另一实施例”或“实施例”是指在本发明的至少一些实施例中包含有结合所述实施例而描述的特定的特征、结构或特性。因此，在整篇说明书中的各处出现的短语“在至少一些实施例中”或“在实施例中”不一定全部指相同的实施例。此外，可以在一个或多个实施例中以任何适合的方式将特定的特征、结构或特性结合起来。

本文描述了支撑光伏（“PV”）组件的方法和装置。更具体地，描述了将一个或多个光伏（“PV”）组件支撑在管上方的鞍状支架。在至少一些实施例中，鞍状支架具有：安装表面，其将一个或多个PV组件支撑在管上方；角撑板，其与安装表面连接；以及安装特征件，其与角撑板连接，所述角撑板构造为与管的一侧连接。

此外，描述了用于将光伏（“PV”）组件接地的接地垫圈。在至少一些实施例中，接地垫圈具有：第一部分，其与支撑件连接；以及第二部分，其与所述第一部分连接以便为PV组件提供接地路径。在至少一些实施例中，接地垫圈的第一部分沿着第一平面设置，并且接地垫圈的第二部分沿着第二平面设置。

此外，描述了光伏（“PV”）系统。在至少一些实施例中，PV系统具有鞍状支架。PV组件可设置在鞍状支架上方。接地垫圈可置于鞍状支架和PV组件之间。

在至少一些实施例中，光伏系统具有扭矩管。扭矩管可具有一个或多个定位特征。一个或多个鞍状支架可在一个或多个定位特征处设置在扭矩管上方。一个或多个PV组件可设置在一个或多个鞍状支架上方。

在至少一些实施例中，描述了制造光伏（“PV”）系统的方法。所述方法可以包括：将一个或多个鞍状支架连接至扭矩管的一个或多个预定位置。所述方法还可以包括：将一个或多个PV组件连接至一个或多个鞍状支架。

本文所述的支撑光伏（“PV”）组件的方法和装置直接减少了安装PV组件和/或PV板所需的工作时间，同时也提高了PV组件和/或PV板安装后的安全性。本文所述的支撑光伏（“PV”）组件的方法和装置能够使用预定的和预先制造的定位特征和铆钉来减少安装时间并消除对于任何间隔件和专用定位工具的需要。一旦安装，铆钉更加难以移除，并且在该设计中，在不使用合适专用工具组的情况下也更难以触及，这样提高了安装的安全性。

图1示出了PV系统的示例性实施例的正二轴测图100。如图1所示，PV系统102包括PV组件，诸如PV组件101。PV组件可设置在扭矩管103的整个长度上的预定位置处。在至少一些实施例中，扭矩管103具有定位特征（未示出）。如图1所示，扭矩管103具有横截面104。扭矩管的横截面，诸如横截面104，可以具有矩形、方形、圆形或椭圆形形状。在至少一些实施例中，诸如扭矩管103等扭矩管为具有圆形横截面的圆形扭矩管。

在至少一些实施例中，PV组件与诸如鞍状支架105等鞍状支架连接，而鞍状支架在定位特征处设置在扭矩管103上方。也就是说，呈鞍形的支架105坐落于管103的顶部，管103可用作PV系统的脊部。在至少一些实施例中，支架105铆接到管103中的预钻开口（例如，孔）中，从而预钻开口确定了支架的位置。在至少一个实施例中，支架105被焊接到管103上的预定定位特征处。

如图1所示，PV组件具有框架，诸如框架107。在至少一些实施例中，PV组件的框架在预定位置处附接至位于扭矩管上方的鞍状支架。在至少一些实施例中，PV组件铆接到支架105顶部的特定开口组以将PV组件设置在其最终位置，如下面进一步详细阐述的。在至少一些实施例中，接地垫圈（未示出）与鞍状支架连接；并且与PV组件的框架连接，如下面更加详细描述的。在至少一些实施例中，PV组件的框架包括铝。

图2示出了PV系统的另一示例性实施例的正二轴测图200。如图2所示，PV系统202包括位于扭矩管203一侧的诸如PV组件201等PV组件、以及位于扭矩管203另一侧的预定位置处的诸如PV组件207等PV组件。在至少一些实施例中，扭矩管203具有定位特征（未示出）。

每个PV组件均具有框架，诸如框架204。在至少一些实施例中，如上文所阐述的，PV组件连接至诸如鞍状支架205等鞍状支架，而鞍状支架在定位特征处设置在扭矩管203上方。在至少一些实施例中，PV组件的框架附接至设置于扭矩管上方的鞍状支架。在至少一些实施例中，在鞍状支架和PV组件的框架之间置有接地垫圈（未示出）。在至少一些实施例中，PV组件的框架包括铝。

具有这里所述的鞍状支架的PV系统使得能加固PV组件的铝框架以及将框架固定至跟踪器（扭矩管），同时解决了多个不同的限制，一个是将组件定位，另一个是减少安装时间以及便于使用铆钉和铆接工具。

在至少一些实施例中，扭矩管（例如，扭矩管103或203）的至少一端延伸而超出PV组件（例如，PV组件框架107或204），如图1和图2所示。

图3示出了具有位于扭矩管上方的鞍状支架的系统的示例性实施例的正二轴测图300。如图3所示，扭矩管305具有在一个方位303（例如“南”）和另一方位305（例如“北”）之间延伸的长度。扭矩管301在预定位置处具有用于与诸如鞍状支架311等鞍状支架连接的定位特征，例如定位特征315。例如，位置313处的鞍状支架311能够借助定位特征（未示出）附接至管。在至少一些实施例中，定位特征为管中的开口（例如，孔）。

如图3所示，各个鞍状支架大致对称地设置在管301的整个长度上。鞍状支架具有附接至管301的一侧309（例如，东）的安装特征件（未示出）以及附接至管301的另一侧307（例如，西）的另一安装特征件（未示出）。在至少一些实施例中，在制造厂的预组装过程中，将鞍状支架附接至扭矩管。将PV组件安装到设置于跟踪器（扭矩管）上方的鞍状支架上的步骤简化了整个装配线并且使其更高效。

图4A示出了用于将一个或多个光伏（“PV”）组件支撑在扭矩管上方的鞍状支架的示例性实施例的正二轴测图400。如图4A所述，鞍状支架401具有安装表面403，安装表面403构造为将一个或多个PV组件支撑在扭矩管上方。如图4A所示，安装表面403具有一个或多个开口，诸如开口409和410，该一个或多个开口用于接纳例如铆钉、螺栓、销等紧固件以与一个或多个PV组件连接。在至少一些实施例中，诸如开口409等开口为用于接纳紧固件以便与一个PV组件连接的圆孔。在至少一些实施例中，诸如开口410等开口为用于接纳紧固件以便与另一PV组件连接的槽。

图4D是将一个或多个光伏（“PV”）组件支撑在扭矩管上方的鞍状支架401的示例性实施例的俯视图450。如图4D所示，安装表面403具有宽度471和长度473。在至少一些实施例中，长度473大于宽度471。在至少一些实施例中，用于支撑一个PV组件的鞍状支架的宽度471比用于支撑多个PV组件的鞍状支架的宽度471小。如图4D所示，安装表面403沿着长度473具有用于一个PV组件和/或PV板的一对孔（例如，圆形开口），诸如孔409，并且沿着长度473具有用于下一个PV组件和/或PV板的一对槽（例如，椭圆形开口），诸如槽410。如图4D所示，孔和槽沿着宽度471定位。在至少一些实施例中，孔的尺寸由一个量度（例如，孔的直径）限定。在至少一些实施例中，鞍状支架的安装表面上的孔的直径为从大约3毫米（“mm”）至大约7.5毫米。更具体地，孔的尺寸可以为从大约6.5mm至大约7.5mm。在至少一些实施例中，槽的尺寸由至少两个量度限定，如下面参照图4B进一步详细阐述的。将一对孔和一对槽设于支架的安装表面中以在安装过程中适应PV板和/或PV组件的制造公差。在至少一些实施例中，在将PV板和/或PV组件附接至一个支架上的一组孔之后，可随后将PV板和/或PV组件附接至扭矩管上的另一支架上的一组槽。在至少一些实施例中，鞍状支架的安装表面上的孔使PV组件在钢结构上定位，而槽容许存在公差，因此无需进行对准。

图4B是鞍状支架的安装表面上的槽的示例性实施例的放大图。如图4B所示，槽510的尺寸由量度402（例如，“长度”）和量度404（例如，“宽度”）确定。在至少一些实施例中，长度402大于宽度404以在PV组件的安装过程中适应公差。在至少一些实施例中，长度402为从大约10mm至大约25mm。在至少一些实施例中，槽的宽度404与安装表面403上的孔的直径基本相等。在至少一些实施例中，宽度404为从大约5mm至大约15mm。

再次参照图4A，角撑板405和角撑板413与安装表面403连接。每个角撑板均具有两个支腿，诸如支腿425和支腿426。在至少一些实施例中，每个支腿均相对于安装表面403成角度延伸。如图4A所示，安装特征件406将支腿425与角撑板413的支腿（未示出）相连。安装特征件406构造为附接至扭矩管的一侧。安装特征件411将角撑板405的支腿426与角撑板413的支腿427相连。安装特征件411构造为附接至扭矩管的另一侧。在至少一些实施例中，安装特征件具有用于接纳紧固件以与沿着扭矩管的预定位置连接的一个或多个开口（例如，孔、槽）。

鞍状支架401能够起到至少两个用途：其将PV组件和/或PV板固定到扭矩管，同时还使PV组件和/或PV板与管顶部隔开，从而容许在风力加载期间偏转。

图4C是鞍状支架401的示例性实施例的侧视图450。如图4C所示，鞍状支架具有长度473和高度451。在至少一些实施例中，长度473在大约300mm至大约325mm之间的范围内。鞍状支架401具有使PV组件和/或PV板远离扭矩管的高度451。远离扭矩管为在风力加载期间PV组件和/或PC板的偏转提供了安全空间。在至少一些实施例中，鞍状支架的高度451由PV组件的可能偏转的幅度确定。为了支撑具有较大偏转幅度的PV组件，高度451也较大。也就是说，鞍状支架可用作安装固定件，同时还用作PV组件的间隔件。另外，通过增加移除PV板和/或PV组件的难度，使鞍状支架用作安全装置，鞍状支架具有接纳铆钉以便与PV组件和/或板以及与扭矩管连接的开口。

如图4C所示，各个支腿426和425的内侧以大致直角452从安装表面403延伸出来以将鞍状支架紧固到扭矩管顶部。在至少一些实施例中，支腿426和425的外侧能够以相对于安装表面成角度454倾斜，如图4C所示，以降低角撑板的材料成本。在至少一些实施例中，各个角撑板405和413由单片金属片材（例如，钢制金属片材）制成以在与扭矩管隔开的同时提高刚性。在至少一些实施例中，金属片材可以为金属、金属合金或复合物。金属片材可以包括例如钢、铜（Cu）、镍（Ni）、钴（Co）、铬（Cr）、铁（Fe）、钛（Ti）、铝（Al）或它们的任意组合。

如图4C所示，安装特征件407附接至支腿426以便与管（未示出）的一侧连接，并且安装特征件453附接至支腿425以便与管（未示出）的另一侧连接。提供位于安装特征件之间的空间456以容纳管（未示出）的宽度。在至少一些实施例中，安装特征件被焊接到角撑板的支腿。在至少一些其它实施例中，安装特征件借助钎焊法附接至角撑板的支腿。在至少一些其它实施例中，安装特征件利用螺栓、铆钉、销或者本领域技术人员公知的其它附接技术附接至角撑板的支腿。

图5示出了将鞍状支架设置在扭矩管顶部的示例性实施例的正二轴测图500。如图5所示，鞍状支架501具有安装表面507、诸如角撑板509等两个角撑板以及诸如安装特征件511等安装特征件。安装特征件具有开口（未示出）以与管502连接。管502具有位于预定位置处的用于接纳铆钉、螺栓或销505的开口503（例如，孔）。如图5所示，可通过使铆钉、螺栓或销505穿过支架501的安装特征件中的开口插入到开口503中而将支架501紧固到管502的顶部上方。

图6A示出了具有位于扭矩管顶部的鞍状支架的PV系统的示例性实施例的俯视图600。如图6A所示，第一系列鞍状支架607、611和615以及第二系列鞍状支架621、619、623和609设置到在方位605（例如“南”）和方位603（例如“北”）之间延伸的扭矩管601的顶部上。如上所述，鞍状支架可在定位特征（例如，预钻孔）（未示出）处设置在扭矩管601上方。在至少一些实施例中，扭矩管601顶部上的鞍状支架相对于彼此的取向具有预定模式。在至少一些实施例中，扭矩管601顶部上的至少两个鞍状支架相对于彼此沿相反的方向取向。

图6B示出了两个鞍状支架相对于彼此沿相反的方向取向的示例性实施例的俯视图610。如图6B所示，鞍状支架611朝北向取向，而鞍状支架607朝相反的南向取向。如图6B所示，“N”可以指在扭矩管601的北侧设有槽的鞍状支架，并且“S”可以指在扭矩管601的南侧设有槽的鞍状支架。也就是说，鞍状支架611和607相对于彼此沿相反的方向设置。如图6B所示，鞍状支架607具有位于安装表面624的右边缘处的槽，诸如槽625。鞍状支架611具有位于安装表面627的左边缘处的槽，诸如槽626。如图6B所示，支架607的槽与支架611的槽相邻。如图6B所示，支架607的孔（例如，孔631）和支架611的孔（例如，孔628）设置为彼此远离。

再次参照图6A，第一系列边缘支架607和615朝相同方向（例如“北”）取向，并且第二系列边缘支架609和617朝相同方向（例如“北”）取向，而边缘支架之间的支架，诸如支架611或支架621、619和623，朝与边缘支架的取向相反的方向（例如，“南”）取向。在至少一些实施例中，至少一个鞍状支架比其它鞍状支架窄。例如，位于扭矩管的端部处的支架可以支撑一个PV组件。该边缘支架可比其它支架窄。

在至少一些实施例中，鞍状支架能够绕自身的以特定模式安装到扭矩管上方的中心旋转，以使PV组件与孔或槽配合，该孔或槽容许PV组件的尺寸存在变化。

在PV组件的框架上可以存在位于不与扭矩管上的孔的位置对应的位置处的孔。鞍状支架的安装表面中的槽提供将PV组件的框架上的孔与扭矩管上的孔连接的公差。

图6C示出了PV系统的示例性实施例的仰视图620。如图6C所示，中间鞍状支架，诸如支架611附接有两个PV组件，诸如PV组件641和642，而在扭矩管601的边缘处的支架607附接有一个PV组件，诸如PV组件641。在至少一些实施例中，支撑一个PV组件的边缘鞍状支架比支撑两个PV组件的中间鞍状支架窄。在至少一些实施例中，边缘鞍状支架缩进到PV组件的下方，这允许将PV设置为尽可能接近扭矩管的端部。

图7示出了将PV组件703附接至位于扭矩管701的边缘处的鞍状支架704的示例性实施例的正二轴测图700。如插图710（“A”）所示，鞍状支架704的安装特征件中的预钻孔705与扭矩管701中的预钻孔对准以接纳铆钉、螺栓或销从而将鞍状支架紧固到管的顶部。鞍状支架的安装表面中的开口（例如，孔或槽）与PV组件的框架（未示出）中的开口对准以接纳铆钉、螺栓或销，从而将PV组件紧固到支架上。

图8示出了将两个PV组件809和805附接至位于扭矩管801的边缘处的鞍状支架807的示例性实施例的正二轴测图800。如插图810（“A”）所示，组件809和805附接至PV撑架809以形成PV板。鞍状支架807的安装表面中的开口（例如，孔或槽）与PV撑架809中的开口对准以接纳铆钉、螺栓或销811，从而将PV板紧固到支架807上。鞍状支架807的安装特征件中的预钻孔（未示出）与扭矩管801的预钻孔（未示出）对准以接纳铆钉、螺栓或销。

图9A示出了使PV组件接地的接地垫圈的示例性实施例的正二轴测图900。图9B是接地垫圈的示例性实施例的正视图910。图9C是接地垫圈的示例性实施例的侧视图920。图9D是接地垫圈的示例性实施例的俯视图930。图9E是接地垫圈的示例性实施例的后视图940。

接地垫圈901具有部分903和905。如图9A所示，部分903大致沿着由轴线YOZ形成的平面902，并且部分905大致沿着由轴线XOZ形成的平面904。在至少一些实施例中，部分903设置成相对于部分905成角度，如图9A和图9C所示。在至少一些实施例中，部分903设置成相对于部分905成大致垂直的角度。在至少一些实施例中，部分905是接地垫圈的构造成与PV支撑件（例如，PV撑架）连接的垫圈侧。在至少一些实施例中，PV支撑件包括鞍状支架。

部分903是接地垫圈的构造成为PV组件提供接地路径的接地侧。在至少一些实施例中，接地垫圈901是弯曲的金属（例如，钢）片材。在至少一些实施例中，部分903和部分905为由弯曲的金属片材制成的部分。在至少一些实施例中，金属片材可以为金属、金属合金或复合物。金属片材可以包括例如钢、铜（Cu）、镍（Ni）、钴（Co）、铬（Cr）、铁（Fe）、钛（Ti）、铝（Al）或它们的任意组合。

如图9A和图9D所示，部分905具有接纳螺栓、销或铆钉以与PV支撑件（例如，PV撑架）连接的开口（例如，孔）907。如图9A、图9B、图9C和图9E所示，部分903具有为PV组件提供接地路径的刺入点909。通常，要求PV组件可靠地接地。接地垫圈901具有与PV支撑件连接的一部分和为PV组件提供接地路径的另一部分且使得接地路径极易可见，并使能以极低成本实现重复（redundant）接地。即使在形成接地路径的表面之间产生相对运动的情况下，接地垫圈901也能实现持续的低电阻电接触。因此，接地路径变得更加可见且更加可靠。在至少一些实施例中，将张力指示器连接至部分903以向用户指示张力。在至少一些实施例中，张力指示器能够显示接合件何时处于设计张力。

图10是具有接地垫圈的PV系统的一个示例性实施例的示意图1000。如图10所示，接地垫圈1005的一部分具有开口（例如，孔），所述开口用于接纳螺栓、销或铆钉1003以通过PV撑架1001中的开口（例如，孔）与PV组件（未示出）的框架1009相连。

PV框架1009具有用于接纳螺栓、销或铆钉1003的开口。在至少一些实施例中，垫圈1013和螺母1011从PV框架1009的另一侧紧固螺栓1003，如图10所示。接地垫圈1005的另一部分具有为PV组件提供接地路径的刺入点1007。在至少一些实施例中，接地垫圈1005的为PV组件提供接地路径的部分具有弹性张力。在至少一些实施例中，刺入点1007是刺入PV框架1009的自刺入弹性点。也就是说，这里所述的接地垫圈是双重用途的垫圈，其具有用于附接至PV撑架的通孔以及用于将PV组件的框架接地的刺入件。具有弹性张力的垫圈在被向下拉紧到钢制PV支撑结构上时，能够从可见侧刺入PV组件的铝框架。

图11A示出了使PV组件接地的接地垫圈的另一示例性实施例的正二轴测图1100。图11B是接地垫圈的示例性实施例的侧视图1110。图11C是接地垫圈的示例性实施例的正视图1120。图11D是接地垫圈的示例性实施例的俯视图1130。接地垫圈1101具有部分1102和部分1103。如图11A所示，如上文参照图9A所阐述的，部分1102大致沿着一个平面，而部分1103大致沿着另一平面。在至少一些实施例中，部分1102设置成相对于部分1103成角度，如图11A和图11B所示。在至少一些实施例中，部分1102设置成相对于部分1103成大致垂直的角度。在至少一些实施例中，部分1103为构造成接地垫圈的与PV支撑件（例如，PV撑架）连接的垫圈侧。在至少一些实施例中，PV支撑件包括鞍状支架。部分1102为构造成为接地垫圈的PV组件提供接地路径的接地侧。

如图11A和图11D所示，部分1103具有用于接纳螺栓、销或铆钉以便与PV支撑件（例如，PV撑架）连接的开口（例如，孔）1104。如图11A和图11C所示，部分1102具有为PV组件提供接地路径的开口（例如，孔）1105。在至少一些实施例中，接地垫圈1101为如上所述的弯曲金属（例如，钢）片材。在至少一些实施例中，部分1102和部分1103为由弯曲金属片材制成的部分。通常，销接口部因位于两个面之间而可能不是明显便于查验的。如图11所示，接地垫圈1101不需要在结构上设置销来刺入铝框架组件并且可容易触及以便查验。通常，接地销和其接触的表面之间的相对运动可能磨损销下方的材料，使得电阻增加。接地垫圈1100可用作螺接或铆接接合部的支承表面。这使得螺栓或铆钉的负荷分配均匀，从而因为这保护铝框架免于变形，而能实现更加坚固、更可靠的接合。

图12是具有接地垫圈的PV系统的另一示例性实施例的示意图1200。如图12所示，接地垫圈1201的部分1203具有用于接纳螺栓、销或铆钉1202以便为PV组件提供接地路径的开口（例如，孔）。如图12所示，接地垫圈1201的部分1204具有用于接纳螺栓、销或铆钉1206以便通过PV撑架1207中的开口（例如，孔）与PV组件（未示出）的框架1205附接的开口（例如，孔）。PV框架1205具有用于接纳螺栓、销或铆钉1003的开口。在至少一些实施例中，垫圈1208和螺母1209从PV框架1205的一侧1210紧固螺栓1206，如图12所示。在至少一些实施例中，接地垫圈1201的为PV组件提供接地路径的部分1203具有弹性张力。

如上所述，在至少一些实施例中，接地垫圈为弯曲的金属片材，其在一侧具有孔并且作为垫圈与附接到PV组件的结构（例如，PV撑架）螺接。接地垫圈能够用自钻螺钉、螺栓、铆钉经由另一孔附接至PV组件框架，或者能够利用弹性张力和刺入点来形成通往PV组件的铝框架的接地路径。垫圈可具有张力指示特征件，张力指示特征件向用户指示（例如，显示）何时接合部被适当安装。这能够确保尽可能最可靠的接合。

图13A示出了将PV组件接地的接地垫圈的另一示例性实施例的正二轴测图1310。图13B是接地垫圈的示例性实施例的侧视图1320。如图13A和图13B所示，接地垫圈1311具有将部分1301和部分1302相连的连接部1303。如图13A和图13B所示，如上所述，部分1301大致沿着一个平面，并且部分1302大致沿着另一平面。在至少一些实施例中，部分1302与部分1301大致平行以形成夹持件，如图13A和图13B所示。在至少一些实施例中，部分1301作为垫圈附接至PV支撑件（例如，PV撑架），为PV组件提供接地路径的部分1302作为另一垫圈附接至PV组件的框架。换言之，接地垫圈1311可以为围绕PV组件的框架和PV撑架设置的夹持件，并且用作接合部两侧的垫圈。

如图13A和图13B所示，部分1301具有用于接纳螺栓、销或铆钉以便与PV支撑件（例如，PV撑架，鞍状支架的安装表面）中的孔连接的开口（例如，孔）1304。如图13A和图13B所示，部分1302具有开口（例如，孔）1305，开口1305用于接纳螺栓、销或铆钉以便将PV支撑件（例如，PV撑架，鞍状支架的安装表面）连接至PV组件框架从而提供接地路径。在至少一些实施例中，铆钉将鞍状支架、接地垫圈夹持件的一侧、PV框架和夹持件的另一侧保持到一起。在至少一些实施例中，在将PV组件附接到鞍状支架上之前，在PV系统组装过程中，将接地垫圈夹持件置于鞍状支架上。

部分1301和1302可以为矩形、方形或类菱形形状的板。在至少一些实施例中，部分1301和1302具有一个或多个刺入点（例如，尖凸起部），诸如刺入点1306、1307和1308。刺入点可以为从垫圈的一部分（例如，部分1302）上竖起的小凸缘且用于刮除PV组件的铝框架的阳极氧化物。当接地垫圈被例如铆钉夹紧时，刺入点钻入铝中并且提供接地路径。

如图13A和图13B所示，诸如刺入点1307和1308等刺入点能够设置在部分1311的相对边缘处。在至少一些实施例中，诸如刺入点1306、1307和1308等刺入点是自刺入弹性点。在至少一些实施例中，接地垫圈1311是如上所述的弯曲金属片材。在至少一些实施例中，部分1301和部分1302是由弯曲金属片材制成的部分。

图14A示出了将PV组件接地的接地垫圈的另一示例性实施例的正二轴测图1400。图14B是接地垫圈的垫圈侧部的示例性实施例的示意图1410。图14C是接地垫圈的示例性实施例的正视图1420。图14D是接地垫圈的接地侧部的示例性实施例的示意图1430。图14E是接地垫圈的示例性实施例的侧视图1440。如图14A和图14E所示，接地垫圈1401具有将垫圈侧部1402和接地侧部1403相连的连接部（“脊”）1404。如图14A、图14C和图14E所示，如上所述，垫圈侧部1402大致沿着一个平面，并且接地侧部1403大致沿着另一平面。在至少一些实施例中，垫圈侧部1402与接地侧部1403大致平行以形成夹持件，如图14A和图14E所示。在至少一些实施例中，垫圈侧部1402作为垫圈附接至PV支撑件（例如，PV撑架），并且接地侧部1403为PV组件提供接地路径。接地侧部1403能够附接至PV组件的框架。在至少一些实施例中，接地垫圈1401用作将PV组件的框架和PV撑架围绕的夹持件，并且用作接合部两侧的垫圈。

如图14A和图14B所示，部分1402具有开口（例如，孔）1405，开口1405用于接纳螺栓、销或铆钉以与PV支撑件（例如，PV撑架）连接。如图14A和图14D所示，部分1403具有开口（例如，孔）1407，开口1407用于接纳螺栓、销或铆钉以便与PV组件框架连接从而提供接地路径。部分1401和1402可以为大致矩形、有齿方形或类菱形形状的板。在至少一些实施例中，部分1403具有刺入点（例如，尖凸起部）1421和1422。如图13A和图13B所示，刺入点1421和1422设置于部分1403的相邻边缘处。在至少一些实施例中，诸如刺入点1421和1422等刺入点为自刺入弹性点。在至少一些实施例中，连接部1404被焊接到部分1402和1403。在至少一些实施例中，接地垫圈1311如上所述由弯曲金属片材形成。在至少一些实施例中，利用钎焊、胶合或本领域技术人员公知的任何其它附接技术将连接部1404附接至部分1402和1403。在至少一些实施例中，将张力指示器（未示出）连接至部分1403以向用户指示张力。

图15是具有接地垫圈的PV系统的另一示例性实施例的示意图1500。接地垫圈1503的一部分具有如下开口（例如，孔）（未示出），所述开口用于接纳螺栓、销或铆钉1512以附接至PV组件（未示出）的框架1501。接地垫圈1503的另一部分具有如下开口（例如，孔）（未示出），所述开口接纳螺栓、销或铆钉1512以通过开口（例如，孔）（未示出）附接至位于一侧1511处的PV撑架1502。

图15的插图1510示出示意图1500的部分A的放大图。如插图1510所示，接地垫圈1503为围绕PV框架1501的一部分设置的夹持件。在至少一些实施例中，接地垫圈1503的尖凸起部1505安装在PV组件框架1501和PV撑架1502之间。

图16是示出具有位于扭矩管上方的接地垫圈和鞍状支架的PV系统的示例性实施例的示意图1600。如图16所示，如上所述，PV系统具有一个或多个鞍状支架，例如鞍状支架1602，一个或多个鞍状支架利用一个或多个第一定位特征件（例如，定位特征件1613）附接至扭矩管1601。如上文参照图1至图8所阐述的，一个或多个PV组件，例如具有框架1603的PV组件层压件1607附接至鞍状支架的安装表面。如图16所示，例如接地垫圈1604等接地垫圈作为夹持件围绕PV框架1603安置。

如图16所示，接地垫圈1604的一部分附接至PV框架1603的内侧1608，并且接地垫圈1602的另一部分置于PV框架1603的外侧1612和鞍状支架1602的安装表面之间。在至少一些实施例中，如上所述，接地垫圈1604的上述一部分具有用于接纳螺栓、销或铆钉1606以便与鞍状支架连接的孔。在至少一些实施例中，如上所述，接地垫圈的置于PV框架和鞍状支架之间的部分具有为PV组件的框架提供接地路径的自刺入弹性点。在至少一些实施例中，如上所述，接地垫圈的置于PV框架和鞍状支架之间的部分具有尖凸起部以便为PV组件的框架提供接地路径。在至少一些实施例中，接地垫圈的置于PV框架和鞍状支架之间的部分具有用于接纳螺栓、铆钉或销1606以便为PV组件的框架1603提供接地路径的孔。如图16所示，PV框架1603通过坐落在鞍状支架顶部而在扭矩管上方与扭矩管可靠地隔开，并同时具有通过接地垫圈1604提供的可靠的接地路径。也就是说，接地垫圈提供接地连接，用作通过散布负荷来加固PV组件和鞍状支架之间的接合的垫圈。此外，接地垫圈使PV框架与鞍状支架向上隔开，这给予了应对鞍状支架的不平坦安装表面的容差，从将应力从PV框架上移除。此外，将接地垫圈夹持件设置到PV框架上使得无需用手安装。

图17是制造光伏（“PV”）系统的方法的一个示例性实施例的流程图。方法开始于操作1701，包括：如上文所阐述的，将一个或多个鞍状支架连接至扭矩管的一个或多个预定位置。如上所述，一个或多个鞍状支架能够通过开口与扭矩管上的一个或多个预定位置连接。在至少一些实施例中，如上文所阐述，鞍状支架具有角撑板以及与角撑板连接的安装表面。为了将鞍状支架连接至PV组件框架，能够将例如铆钉、螺栓、销等紧固件通过安装表面中的开口插入到PV组件的框架中的开口中。鞍状支架可具有与角撑板连接的安装特征件。在至少一些实施例中，将一个或多个鞍状支架连接至扭矩管的步骤包括：如上文所阐述，将例如铆钉、螺栓、销等紧固件通过安装特征件中的开口插入到扭矩管中的开口中。方法转入操作1702，操作1702包括：将一个或多个PV组件连接至一个或多个鞍状支架。在至少一些实施例中，将一个或多个PV组件连接至一个或多个鞍状支架的步骤包括：如上文所阐述，将例如铆钉、螺栓、销等紧固件通过安装表面中的开口插入到PV组件的框架中的开口中。在操作1703中，如上文所阐述，将接地垫圈连接到至少一个PV组件和至少一个鞍状支架。

在前面的说明书中，已经参照具体的示例性实施例说明了本发明的实施例。显然，可以在不偏离本发明的更宽的主旨和范围的情况下对本发明的实施例进行各种变型。因此，应当在示例的意义而非在限制的意义上理解说明书和附图。

Claims (38)

1.一种鞍状支架，其将一个或多个光伏（“PV”）组件支撑在管上方，所述鞍状支架包括：

安装表面，其构造为将所述一个或多个PV组件支撑在所述管的上方；

第一角撑板，其与所述安装表面连接；以及

安装特征件，其与所述第一角撑板连接，所述安装特征件构造为与所述管连接。

2.如权利要求1所述的鞍状支架，其中，每个所述第一角撑板均具有相对于所述安装表面成角度延伸的第一支腿和第二支腿。

3.如权利要求1所述的鞍状支架，还包括：

第二角撑板，其与所述安装表面连接。

4.如权利要求1所述的鞍状支架，其中，所述安装表面具有用于接纳紧固件以与所述一个或多个PV组件连接的一个或多个开口。

5.如权利要求4所述的鞍状支架，其中，所述一个或多个开口包括槽。

6.如权利要求4所述的鞍状支架，其中，所述一个或多个开口包括圆孔。

7.如权利要求4所述的鞍状支架，其中，所述一个或多个开口包括用于接纳紧固件以与第一PV组件连接的至少一个槽，以及用于接纳铆钉、螺栓或销以与第二PV组件连接的至少一个圆孔。

8.如权利要求1所述的鞍状支架，其中，所述安装特征件具有用于接纳紧固件以与沿着所述管的预定位置连接的至少一个开口。

9.如权利要求1所述的鞍状支架，其中，与所述第一角撑板连接的所述安装特征件构造为使所述一个或多个PV组件与所述管隔开。

10.一种接地垫圈，其用于使光伏（“PV”）组件接地，所述接地垫圈包括：

第一部分，其与第一支撑件连接；以及

第二部分，其与所述第一部分连接以便为所述PV组件提供接地路径，其中，所述第一部分沿着第一平面，并且所述第二部分沿着第二平面。

11.如权利要求10所述的接地垫圈，其中，所述第一部分具有用于接纳螺栓、销或铆钉以与所述第一支撑件连接的第一孔。

12.如权利要求10所述的接地垫圈，其中，所述第二部分具有为所述PV组件提供所述接地路径的刺入点。

13.如权利要求10所述的接地垫圈，其中，所述第二部分具有弹性张力以便为所述PV组件提供所述接地路径。

14.如权利要求10所述的接地垫圈，其中，所述第二部分具有第二孔。

15.如权利要求10所述的接地垫圈，其中，沿着所述第一平面的所述第一部分与沿着所述第二平面的所述第二部分大致平行以形成夹持件。

16.如权利要求10所述的接地垫圈，其中，沿着所述第一平面的所述第一部分相对于沿着所述第二平面的所述第二部分成角度。

17.如权利要求10所述的接地垫圈，还包括：

脊，其将所述第一部分和所述第二部分相连。

18.如权利要求10所述的接地垫圈，其中，所述第一支撑件为PV撑架，所述PV撑架与鞍状支架连接。

19.如权利要求10所述的接地垫圈，还包括：

张力指示器，其与所述第二部分连接以向用户指示张力。

20.如权利要求10所述的接地垫圈，其中，所述第一部分和所述第二部分是由弯曲金属片材制成的部分。

21.一种光伏（“PV”）系统，包括：

鞍状支架；

PV组件，其具有位于所述鞍状支架上方的框架；以及

接地垫圈，其具有与所述鞍状支架连接的第一部分，以及与所述PV组件的框架连接的第二部分。

22.如权利要求21所述的PV系统，还包括：

扭矩管，其设置于所述鞍状支架的下方。

23.如权利要求21所述的PV系统，其中，所述鞍状支架具有至少一个角撑板、以及与所述至少一个角撑板连接的安装表面。

24.如权利要求21所述的PV系统，其中，所述第一部分具有用于接纳螺栓、销或铆钉以与所述鞍状支架连接的第一孔。

25.如权利要求21所述的PV系统，其中，所述第二部分具有为所述PV组件的框架提供接地路径的刺入点。

26.如权利要求21所述的PV系统，其中，所述第二部分具有弹性张力以便为所述PV组件的框架提供接地路径。

27.如权利要求21所述的PV系统，其中，所述第二部分具有为所述PV组件的框架提供接地路径的第二孔。

28.一种光伏（“PV”）系统，包括：

扭矩管，其具有一个或多个第一定位特征；

一个或多个鞍状支架，其在所述一个或多个第一定位特征处位于所述扭矩管上方；以及

一个或多个PV组件，其布置在所述一个或多个鞍状支架的上方。

29.如权利要求28所述的PV系统，其中，位于所述扭矩管上方的所述鞍状支架相对于彼此的取向具有预定模式。

30.如权利要求28所述的PV系统，其中，至少两个所述鞍状支架相对于彼此朝相反方向取向。

31.如权利要求28所述的PV系统，其中，至少一个所述鞍状支架比其它鞍状支架窄。

32.如权利要求28所述的PV系统，其中，至少一个所述鞍状支架具有至少一个角撑板、以及与所述至少一个角撑板连接的安装表面。

33.如权利要求28所述的PV系统，还包括：

一个或多个接地垫圈，其与所述PV组件连接，其中，至少一个所述接地垫圈具有与所述鞍状支架连接的第一部分；以及

第二部分，其与所述第一部分连接以便为PV组件提供接地路径，所述第一部分沿着第一平面，并且所述第二部分沿着第二平面。

34.一种制造光伏（“PV”）系统的方法，包括：

将一个或多个鞍状支架连接至扭矩管的一个或多个预定位置；以及

将一个或多个PV组件连接至所述一个或多个鞍状支架。

35.如权利要求34所述的方法，其中，借助于一个或多个开口将所述一个或多个鞍状支架连接至所述一个或多个预定位置。

36.如权利要求34所述的方法，其中，至少一个所述鞍状支架具有角撑板以及与所述角撑板连接的安装表面，并且将所述一个或多个PV组件连接至所述一个或多个鞍状支架的步骤包括：

将紧固件通过所述安装表面中的开口插入到PV组件的框架中的开口中。

37.如权利要求35所述的方法，其中，至少一个所述鞍状支架具有安装表面、与所述安装表面连接的角撑板以及与所述角撑板连接的安装特征件，并且将所述一个或多个鞍状支架连接至所述扭矩管的步骤包括：

将紧固件通过所述安装特征件中的开口插入到所述扭矩管中的开口中。

38.如权利要求35所述的方法，还包括：

将接地垫圈连接到至少一个所述PV组件和至少一个所述鞍状支架。

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