CN103219406A - 太阳能模块的支架与应用其的太阳能系统 - Google Patents

太阳能模块的支架与应用其的太阳能系统 Download PDF

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Abstract

一种太阳能模块的支架与应用其的太阳能系统，其用以支持至少一太阳能模块。太阳能模块具有框架。太阳能模块的支架包含有固定件、承载件以及锁固元件。固定件包含顶部以及连接并垂直于顶部两侧的延伸部，且顶部的中央具有一凹陷段。承载件包含一承靠部用以使框架承靠于其上，具有多个第一穿孔，延伸部用于穿过框架的第二穿孔与第一穿孔，而使框架夹设于该固定件与承载件之间。锁固元件用于锁固固定件于承载件。

Description

太阳能模块的支架与应用其的太阳能系统
技术领域
本发明是有关于一种太阳能系统，特别是有关于一种太阳能模块的支架。
背景技术
近几年来，由于世界各地的原油存量逐年的减少，能源问题已成为全球注目的焦点。为了解决能源耗竭的危机，各种替代能源的发展与利用实为当务之急。随着环保意识抬头，加上太阳能具有零污染、以及取之不尽用之不竭的优点，太阳能已成为相关领域中最受瞩目的焦点。因此，在日照充足的位置，例如建筑物屋顶、广场等等，愈来愈常见到太阳能面板的装设。
太阳能模块多需要搭接在支架上，以固定于建筑物屋顶，而如何简化太阳能模块的架设时所需要的工具以及步骤，便成为提升太阳能模块组装效率的重要因素。
发明内容
为了解决公知技术中的问题，本发明提供了一种太阳能模块的支架，用以简化太阳能系统的组装步骤。
本发明的一实施例提供了一种太阳能模块的支架，用于支持至少一太阳能模块，太阳能模块具有一框架。太阳能模块的支架包含有固定件、承载件以及锁固元件。固定件包含顶部以及连接并垂直于顶部两侧的延伸部，且顶部的中央具有一凹陷段。承载件包含一承靠部用以使框架承靠于其上，具有多个第一穿孔，其中延伸部用于穿过框架的第二穿孔与第一穿孔，而使框架夹设于固定件与承载件之间。锁固元件锁固固定件于承载件。
于一或多个实施例中，固定件的凹陷段具有第一开口，承载件具有第二开口，用以使锁固元件穿设于第一开口与第二开口而锁固固定件与承载件。
于一或多个实施例中，固定件的顶部另具有两承靠段位于凹陷段的两侧，用于使框架夹设于固定件的承靠段与承载件的承靠部之间。
于一或多个实施例中，第一穿孔与第二穿孔可以为长圆孔。
于一或多个实施例中，延伸部的数量可以为二，且承载件的第一穿孔数量为二，用于固定两组太阳能模块的框架。
于一或多个实施例中，延伸部的数量可以为四，且承载件的第一穿孔数量为四，用于固定四组太阳能模块的框架。
于一或多个实施例中，太阳能模块的支架每一延伸部更包含多个凸块，设置于延伸部的端部。
于一或多个实施例中，承载件另包含直立于承靠部侧边的限位部以及多个凸块设置于承靠部。
于一或多个实施例中，太阳能模块的支架更包含支撑架，其中支撑架包含基座、结合部、以及连接基座与结合部的三角形连接部，其中承靠部通过锁固元件固定于结合部。
于一或多个实施例中，支撑架更包含支撑肋，支撑肋设置于三角形连接部，并平行于基座。
于一或多个实施例中，支撑架更包含补强肋，补强肋设置于三角形连接部，其中补强肋与基座之间的夹角介于30度至65度之间。
本发明的另一实施例为一种太阳能系统，包含太阳能模块、固定件、承载件以及锁固元件。太阳能模块包含太阳能面板与一框架。框架用以固定太阳能面板于其中。其中框架包含用以挟持太阳能面板的挟持部、突出部，以及连接部。突出部位于框架相对于太阳能面板的外侧，且具有多个第一穿孔。连接部连接挟持部与突出部。固定件包含顶部以及连接并垂直于顶部两侧的延伸部，且顶部的中央具有一凹陷段。承载件包含一承靠部用以使框架承靠于其上，具有多个第二穿孔，其中延伸部用于穿过第一穿孔与第二穿孔，而使框架夹设于固定件与承载件之间。锁固元件锁固固定件于承载件。
于一或多个实施例中，固定件的凹陷段具有第一开口，承载件具有第二开口，用以使锁固元件穿设于第一开口与第二开口而锁固固定件与承载件。
于一或多个实施例中，固定件的顶部另具有两承靠段位于凹陷段的两侧，用于使框架夹设于固定件的承靠段与承载件的承靠部之间。
于一或多个实施例中，第一穿孔为长圆孔。
于一或多个实施例中，延伸部的数量可以为二，且承载件的第二穿孔数量为二，用于固定两组太阳能模块的框架。
于一或多个实施例中，延伸部的数量可以为四，且承载件的第二穿孔数量为四，用于固定四组太阳能模块的框架。
于一或多个实施例中，太阳能模块的支架每一延伸部更包含多个凸块，设置于延伸部的端部。
于一或多个实施例中，承载件另包含直立于承靠部侧边的限位部以及多个凸块设置于承靠部。
于一或多个实施例中，太阳能模块的支架更包含支撑架，其中支撑架包含基座、结合部、以及连接基座与结合部的三角形连接部，其中承靠部通过锁固元件固定于结合部。
于一或多个实施例中，支撑架更包含支撑肋，支撑肋设置于三角形连接部，并平行于基座。
于一或多个实施例中，支撑架更包含补强肋，补强肋设置于三角形连接部，其中补强肋与基座之间的夹角介于30度至65度之间。
使用本发明所提供的太阳能模块的支架，用以简化太阳能系统的组装步骤，从而提升太阳能模块组装效率。
附图说明
图1A与图1B分别绘示本发明的太阳能模块的支架一实施例组装完成的局部立体视图以及爆炸图；
图2绘示图1B中的框架的剖面图；
图3绘示图1B中的固定件的立体视图；
图4绘示图1B中的承载件的立体视图；
图5绘示本发明的太阳能模块的支架一实施例组装完成的局部剖面示意图；
图6A与图6B分别绘示本发明的太阳能模块的支架另一实施例的局部立体视图与爆炸图；
图7A与图7B分别绘示本发明中的太阳能模块的支架另一实施例的局部俯视图与局部仰视图；
图8绘示图7A中的固定件的立体视图；
图9绘示图7A中的承载件的立体视图；
图10A与图10B分别绘示本发明的太阳能模块的支架再一实施例的局部俯视图与局部仰视图。
其中，附图标记：
Figure BDA00002996955300041
具体实施方式
以下将以附图及详细说明清楚说明本发明的精神，任何本领域技术人员在了解本发明的较佳实施例后，当可由本发明所教示的技术，加以改变及修饰，其并不脱离本发明的精神与范围。
参照图1A与图1B，其分别绘示本发明的太阳能系统一实施例组装完成的局部立体视图以及爆炸图。太阳能系统100包含有太阳能模块以及用以支持太阳能模块的支架。太阳能模块包含有太阳能面板以及框架110。太阳能模块的支架包含有固定件120、承载件130，以及锁固元件140。框架110包含有用以挟持太阳能面板的挟持部112，突出部114、以及连接挟持部112与突出部114的连接部116。突出部114从连接部116的下缘起向外延伸，突出部114的至少一端具有第一穿孔118。
固定件120包含有顶部122以及连接并垂直于顶部122两侧的延伸部124。两延伸部124可分别穿过两框架110的相邻两突出部114的两第一穿孔118，以透过固定件120连接并固定多个框架110。
更具体地说，两个框架110分别具有突出部114，突出部114的一端设置有第一穿孔118，当两个框架110靠近时，两第一穿孔118亦彼此相邻。固定件120的延伸部124可穿过相邻的两第一穿孔118，使得固定件120作为跨桥结构而连接两个框架110。
承载件130则具有对应于第一穿孔118的第二穿孔132，固定件120的延伸部124更穿过第二穿孔132，使得突出部114被挟持在固定件120与承载件130之间，即突出部114的上表面抵触固定件120的下表面，而突出部114的下表面抵触承载件130的上表面。第一穿孔118与第二穿孔132可以为长圆孔。其中前述的长圆孔可以为矩形开口，并在其转角处形成圆形倒角制作而成。
固定件120的顶部122具有第一开口126，承载件130则包含有对应于第一开口126的第二开口134。相邻的两框架110之间不直接接触而保持有一定的间隔g，第一开口126与第二开口134的位置便是重叠于此间隔g。
锁固元件140包含有螺柱142以及螺帽144。螺柱142用于穿过第一开口126与第二开口134，螺帽144用来锁合于螺柱142上，以固定螺柱142、固定件120以及承载件130。更具体地说，当螺柱142穿过第一开口126与第二开口134后，螺帽144分别自螺柱142的两端旋入至两螺帽144分别抵触固定件120与承载件130，以将固定件120与承载件130固定于两螺帽144之间，而框架110的突出部114则被夹设于固定件120与承载件130之间。
如此一来，便可以实现快速且便利地组装太阳能系统100的功效。
前述的锁固元件140除了可以用于锁固固定件120与承载件130之外，通过增加螺柱142的长度，亦可以将螺柱142进一步地锁固于如金属屋顶、沥青材质屋顶等屋顶结构，使得太阳能系统100直接固定于屋顶上。
同时参照图1B与图2，其中图2绘示图1B中的框架110沿线段A-A的剖面图。框架110包含有用以挟持太阳能面板200的挟持部112，突出部114、以及连接挟持部112与突出部114的连接部116。挟持部112位于连接部116的上缘并具有向框架110内侧的开口用以挟持太阳能面板200，而突出部114从连接部116的下缘起向外延伸。组装后，太阳能面板200与突出部114分别朝向连接部116的相对两侧延伸。框架110的材料可以为金属，较佳地为重量较轻的铝。
第一穿孔118(见图1B)与突出部114端缘的间距d范围为10mm～20mm。其中第一穿孔118与突出部114端缘之间距大于10mm可确保第一穿孔118不会太靠近框架110边缘，而避免固定件120固定支撑框架110一段时间后发生因材料太少，第一穿孔118变形的可能性。又因固定件120穿过第一穿孔118后会同时固定两个邻近的框架110，当第一穿孔118与突出部114端缘或框架110边缘的间距d小于20mm则可以节省固定件120的材料，降低材料成本。
同时参照图1B与图3，其中图3绘示图1B中的固定件120的立体视图。固定件120包含有顶部122以及连接并垂直于顶部122两侧的延伸部124，延伸部124的数量为二。固定件120的顶部122包含有凹陷段121以及承靠段128，承靠段128连接于凹陷段121两侧，且凹陷段121相对于承靠段128凹陷，第一开口126设置于凹陷段121。更具体地说，凹陷段121有两倾斜部123与一下降部125，两倾斜部123分别连接下降部125以及两承靠段128。
如此一来，固定件120结合框架110与承载件130后，下降部125的位置可缩短固定件120与承载件130之间的间距。此种设计可以使得承载件130、框架110、固定件120通过锁固元件140结合后，减少因承载件130与固定件120间距较大，而使固定件120与螺柱142在固定时与固定后承受较大的作用力而变形弯曲的情形。下降部125下侧两端与邻近框架110碰触可产生反向作用力，以减少螺柱142固定时所产生的下压作用力对于固定件120的影响。
承靠段128与下降部125之间的高度差h为5mm～10mm。若是高度差h低于此范围，则会因为过小的段差无法达到降低高度的功能，若是高度差h大于此范围，则会产生过大的段差而增加固定件120变形的可能性。倾斜部123的宽度w1约为5mm～10mm。倾斜部123的宽度w1若是小于此范围，则使倾斜部123过于倾斜而可能在倾斜部123产生应力集中的可能性，倾斜部123的宽度w1若是大于此范围，则会浪费材料并增加与邻近框架110之间的距离。下降部125的宽度w2约为25mm～35mm。下降部125的宽度w2至少须可容许螺柱142穿过。而下降部125的宽度w2无需过宽则是为了节省材料并减少邻近两框架110之间的距离。其中图1A中之间隔g大致为2w1+w2。
固定件120上更选择性地包含有多个凸块150，凸块150设置于延伸部124的外表面。凸块150可以为如本实施例所示的多个V形凸肋，或是其他任意形状的凸块。凸块150的作用在于当延伸部124穿过框架110的第一穿孔118时，通过凸块150摩擦框架110表面，以破坏框架110表面的阳极处理层(绝缘层)，而达到接地的功效。此外，凸块150亦可以使得固定件120与框体110之间的结合更为稳固。
同时参照图1B与图4，其中图4绘示图1B中的承载件130的立体视图。承载件130包含有承靠部136以及直立于承靠部136的限位部138。限位部138直立于承靠部136的一端，使得承载件130的侧剖面具有近似于L形结构。第二穿孔132与第二开口134均位于承靠部136上。承靠部136用以在组装完成的后提供支撑框架110的支撑力。限位部138则可用以定位框架110。
同样地，承载件130更可选择性地包含有多个凸块150。凸块150可以设置于承靠部136上。当框架110固定于固定件120与承载件130之间时，承载件130上的凸块150可以摩擦框架110表面，以破坏框架110表面的阳极处理层(绝缘层)，而达到接地的功效。此外，凸块150亦可以提供额外的摩擦力，使得框体110与承载件130之间的结合更为稳固。
参照图5，其绘示图1A的太阳能系统一实施例组装完成后沿B-B线段的局部剖面示意图。相邻两框架的突出部114边缘会被挟持在固定件120与承载件130之间。锁固元件140锁固固定件120与承载件130，以进一步固定夹设于其间的突出部114。
固定件120的承靠段128与承载件130之间的间距约为框架的突出部114的厚度，但不限定，其间距亦可略小于突出部114的厚度。而固定件120的延伸部124的长度较佳为大于突出部114与承载件130的厚度总合，使得延伸部124凸出于承载件130，以有效地定位固定件120与承载件130。
参照图6A与图6B，其分别绘示本发明的太阳能系统另一实施例的局部立体视图与爆炸图。本实施例与前一实施例的差别在于，太阳能系统100除了前述的用以固定框架110的固定件120、承载件130以及锁固元件140之外，更包含有支撑架160。
具有支撑架160的太阳能系统100可以适用于具有倾斜角度的屋顶。支撑架160包含有基座162、结合部164以及连接基座162与结合部164的三角形连接部166。其中结合部164上具有第三开口168，锁固元件140更穿过第三开口168以将承载件130的承靠部136固定于结合部164上。基座162与结合部164位于三角形连接部166的同一侧，分别连接于三角形连接部166的两个顶点且约略平行设置，其中基座162与三角形连接部166的底边实质平行且连接。
三角形连接部166可以加强基座162与结合部164之间的牵制力并强化支撑架160的结构强度，除此之外，三角形连接部166通过较大的基部可以分散太阳能模块下压时的应力，避免支撑座160因外力挤压而变形。
支撑架160更包含有支撑肋161，支撑肋161设置于三角形连接部166内，支撑肋161平行于基座162。支撑肋161可用以强化三角形连接部166的结构强度，以避免三角形连接部166因为太阳能面板的重力挤压而变形。支撑肋161的位置为承受较大作用力的位置，因此，支撑肋161的厚度可以略大于支撑座160内其他部分的厚度，以强化支撑肋161的支撑力。
支撑架160更包含有补强肋163。补强肋163设置于三角形连接部166内。其中补强肋163与基座162之间的夹角θ介于30度至65度之间。如前所述，支撑架160应用于斜屋顶的安装，亦即当太阳能系统100安装完成之后，支架会平行于屋顶但是倾斜于地表，此时太阳能面板的下压力将会约略与补强肋163平行(视屋顶的倾斜角度以及补强肋163与基座162之间的夹角θ而定)。补强肋163的作用便是在于支撑太阳能面板的下压力，以确保支撑架160不因重力挤压而变形。
支撑架160的基座162上可更设置有螺丝孔165。太阳能系统100更可包含有另一锁固元件140’，用以穿过基座162的螺丝孔165之后，再将支撑架160锁固于如水泥块或屋顶等固定物上。
前述的太阳能系统100为将框架110两两一组的进行固定，但是若是经由改变固定件120与承载件130的设计，框架110亦可以被四个一组的固定，以进一步节省材料成本，详细说明如以下实施例。
参照图7A与图7B，其分别绘示本发明中的太阳能系统另一实施例的局部俯视图与局部仰视图。需说明的是，本太阳能系统100’中的支架用以固定四个框架110，但是于俯视图中其中两个框架110予以隐藏，以表现本实施例的特征。
本实施例与前述实施例的差别在于，本实施例中的固定件120’包含有四个延伸部124，而承载件130’上亦包含有四个第二穿孔132。待框架110就定位之后，固定件120’的延伸部124分别穿过框架110上的第一穿孔(图中未绘示)以及承载件130’上的第二穿孔132，延伸部124并突出于第二穿孔132以有效定位固定件120’以及承载件130’。锁固元件140再穿过固定件120’的第一开口126与承载件130’的第二开口134以固定两者，并使框架110的突出部114夹设于固定件120’与承载件130’之间。
参照图8，其绘示图7A中的固定件120’的立体视图。固定件120’包含有顶部122以及设置于顶部122两侧并垂直于顶部122的延伸部124，其中延伸部124的数量为四。顶部122包含有承靠段128以及凹陷段121，第一开口126位于凹陷段121的中央。延伸部124上更可选择性地设置有凸块150。
参照图9，其绘示图7A中的承载件130’的立体视图。承载件130’上包含有四个第二穿孔132与一个第二开口134，其中第二开口134位于承载件130’的约略中央处。承载件130’包含有承靠部136。承靠部136上可以选择性地设置有凸块150。
再参照图10A与图10B，其分别绘示本发明的太阳能系统再一实施例的局部俯视图与局部仰视图。本实施例与前一实施例的差别在于，太阳能系统100’更包含有支撑架160，锁固元件140穿过固定件120’与承载件130’的后固定于支撑架160上。
虽然本发明已以实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围当以权利要求书为准。

Claims (20)

1.一种太阳能模块的支架，其特征在于，用于支持至少一太阳能模块，该太阳能模块具有一框架，该支架包含：
一固定件，包含一顶部以及连接并垂直于该顶部两侧的多个延伸部，且该顶部的中央具有一凹陷段；
一承载件，包含一承靠部用以使该框架承靠于其上，具有多个第一穿孔，其中这些延伸部用于穿过该框架的多个第二穿孔与这些第一穿孔，而使该框架夹设于该固定件与该承载件之间；以及
一锁固元件，用于锁固该固定件于该承载件。
2.如权利要求1所述的太阳能模块的支架，其特征在于，该固定件的该凹陷段具有一第一开口，该承载件具有一第二开口，用以使该锁固元件穿设于该第一开口与该第二开口而锁固该固定件与该承载件。
3.如权利要求1所述的太阳能模块的支架，其特征在于，该固定件的该顶部另具有两承靠段位于该凹陷段的两侧，用于使该框架夹设于该固定件的该承靠段与该承载件的该承靠部之间。
4.如权利要求1所述的太阳能模块的支架，其特征在于，这些第一穿孔为长圆孔。
5.如权利要求1所述的太阳能模块的支架，其特征在于，这些延伸部的数量为两个，且该承载件的这些第一穿孔数量为两个，用于固定两组太阳能模块的框架。
6.如权利要求1所述的太阳能模块的支架，其特征在于，这些延伸部的数量为四个，且该承载件的这些第一穿孔数量为四个，用于固定四组太阳能模块的框架。
7.如权利要求1所述的太阳能模块的支架，其特征在于，每一这些延伸部还包含多个凸块，设置于这些延伸部的端部。
8.如权利要求1所述的太阳能模块的支架，其特征在于，该承载件另包含直立于该承靠部侧边的一限位部以及多个凸块设置于该承靠部。
9.如权利要求1所述的太阳能模块的支架，其特征在于，还包含一支撑架，其中该支撑架包含一基座、一结合部、以及连接该基座与该结合部的一个三角形连接部，其中该承靠部通过该锁固元件固定于该结合部。
10.如权利要求9所述的太阳能模块的支架，其特征在于，该支撑架还包含一支撑肋，设置于该三角形连接部内，并平行于该基座。
11.如权利要求9所述的太阳能模块的支架，其特征在于，该支撑架还包含一补强肋，设置于该三角形连接部内，其中该补强肋与该基座之间的夹角介于30度至65度之间。
12.一种太阳能系统，其特征在于，包含：
至少一太阳能模块，包含一太阳能面板与一框架，该框架用以固定该太阳能面板于其中，其中该框架包含：
一挟持部，用以挟持该太阳能面板；
一突出部，位于该框架相对于该太阳能板的外侧，且具有多个第一穿孔；以及
一连接部，连接该挟持部与该突出部；
一固定件，包含一顶部以及连接并垂直于该顶部两侧的多个延伸部，且该顶部的中央具有一凹陷段；
一承载件，包含一承靠部用以使该框架承靠于其上，具有对应于这些第一穿孔的多个第二穿孔，其中这些延伸部分别用于穿过该第一穿孔与该第二穿孔，而使该突出部夹设于该固定件与该承载件之间；以及
一锁固元件，用于锁固该固定件于该承载件。
13.如权利要求12所述的太阳能系统，其特征在于，该固定件的该凹陷段具有一第一开口，该承载件具有一第二开口，用以使该锁固元件穿设于该第一开口与该第二开口而锁固该固定件与该承载件。
14.如权利要求12所述的太阳能系统，其特征在于，该固定件的该顶部另具有两承靠段位于该凹陷段的两侧，用于使该框架的该突出部夹设于该固定件的该承靠段与该承载件的该承靠部之间。
15.如权利要求12所述的太阳能系统，其特征在于，这些第一穿孔与这些第二穿孔为长圆孔，这些延伸部的延伸长度大于该突出部的厚度。
16.如权利要求12所述的太阳能系统，其特征在于，这些延伸部的数量为两个，且该承载件的这些第二穿孔数量为两个，用于固定两组太阳能模块的框架。
17.如权利要求12所述的太阳能系统，其特征在于，这些框架与这些延伸部的数量为四个，且该承载件的这些第二穿孔数量为四个，用于固定四组太阳能模块的框架。
18.如权利要求12所述的太阳能系统，其特征在于，还包含一支撑架，其中该支撑架包含一基座、一结合部、以及连接该基座与该结合部的一个三角形连接部，其中该承靠部通过该锁固元件固定于该结合部。
19.如权利要求18所述的太阳能系统，其特征在于，该支撑架还包含一支撑肋，设置于该三角形连接部内，并平行于该基座。
20.如权利要求18所述的太阳能系统，其特征在于，该支撑架还包含一补强肋，设置于该三角形连接部内，其中该补强肋与该基座之间的夹角介于30度至65度之间。
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