CN104604122A - 太阳能模块框架 - Google Patents
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Abstract
一种有框架的太阳能模块，包括在一对板状物之间具有太阳能单元的太阳能模块。太阳能模块被安装在框架中，优选地在封闭的框架中，所述封闭的框架具有连续的基底，以及在直立的支脚中期望有太阳能模块的角的位置处具有V形的开口或者部分地V形的开口。在框架的内表面和太阳能模块的外周边缘以及边际边缘部分之间提供的柔韧的防水的密封剂的层。间隔物，例如而不限于在封闭的框架的内表面上形成的多个间隔的突起啮合太阳能模块的外表面以在框架和太阳能模块之间提供具有均匀厚度的层。
Description
相关专利申请
本申请要求2012年9月5日提交的序列号为61/696,846的以RichardA.Beuke和Michael J.Buchanan名义的“太阳能模块框架(solarmodule frame)”的美国临时专利申请的权益，通过引用将申请序列号61/696,846的内容全部并入于此。
背景技术
1.技术领域
本发明涉及金属或者塑料框架以保护在框架内的物品(article)，例如而不限于太阳能模块；涉及堆叠有框架的太阳能模块以用于装运和存储，涉及安装有框架的太阳能模块以面向太阳能的源，以及更具体地涉及安装层压的太阳能模块的边际的和外周边缘部分的框架，所述框架具有凸起区域以设置位于框架的内表面和太阳能模块的边际的和外周边缘部分之间的密封剂层的厚度，以及在本发明的其它非限制实施例中，所述框架包括保持构件或者支脚以安装有框架的太阳能模块来用于装运、存储和使用。
2.目前可用的技术的讨论
典型的太阳能模块包括两个或更多个板状物(sheet)，其中一个板状物是透明的板状物并且通常玻璃板状物，层压在一起以提供在板状物之间具有组织的组件的单个集成结构，以将太阳能转换为电能。框架通常由挤压的金属(例如而不限于钢和/或铝)制成，被安装在太阳能模块的外周边缘之上，以及被安装在太阳能模块边际边缘部分之上，以在装运、存储和使用期间保护模块的边缘。典型的太阳能模块并入挤压的金属框架以执行多个功能。框架(1)提供强度以在风和/或雪载荷之下加强(stiffen)太阳能模块，(2)帮助密封层压的太阳能模块，(3)保护模块的玻璃边缘在运输、安装和操作期间免受损坏，以及(4)提供用于安装模块以用于装运、存储和使用的平台。
在一个设置中，当前的框架由8件组成：四个线性的挤压的边部分以及将件接合在一起的四个角栓(corner key)。一些模块制造线自动化这些框架的安装，但是操作需要一些前期工作来安装所述栓以及将框架部分分段运输(stage)到安装设备中或者到货栈(magazine)中以供给(feed)设备。在其它设置中，框架由四个线性的挤压的边部分组成，每个部分具有与邻近的边部分的斜接端相接在太阳能模块的角处的斜接端。可选地采用密封剂来防止或者减小在框架和模块之间的水分渗透。密封剂可以为具有密封剂的层的双边的带的形式，例如而不限于防水的或者水分不能渗透的粘合剂，或者防水的或者水分不能渗透的粘合剂的柔韧的层。
虽然目前可用于为太阳能模块加框的框架以及在太阳能模块上安装框架的方法是可接受的，但是存在缺点。更具体地，目前的框架技术的一个缺点是缺乏提供用于控制防水的粘合剂或者密封剂的柔韧的层的厚度来提供具有均匀的预定厚度的密封剂层的技术。如被理解的，非均匀厚度的密封剂层提供对于抗水分渗透的随机的保护，而提供具有以下设置的框架将是有利的：提供具有足够防止水分渗透的均匀的预定厚度的密封剂层。
发明内容
本发明指向一种有框架的太阳能模块，其中包括：包括位于一对层压在一起的板状物之间的能量转换器的太阳能模块，所述太阳能模块具有外周边缘和边际边缘部分，其中所述能量转换器将太阳能转换为非太阳能；框架，所述框架具有基底、第一支脚、第二支脚、第一端和第二端，其中所述基底、所述第一支脚和所述第二支脚接合在一起，所述第一支脚和所述第二支脚为面对关系并且彼此间隔，以提供具有U形截面的框架用于在所述太阳能模块的所述外周边缘和所述边际边缘部分之上安装所述框架，其中所述框架的所述第一端和所述第二端接合在一起以及所述框架的基底从所述框架的所述第一端到所述第二端是连续的；在所述框架的内表面和所述太阳能模块的所述外周边缘以及所述边际边缘部分之间的柔韧的粘合剂和/或防水的密封剂的层，以及间隔物，所述间隔物作用于所述框架以限制所述框架朝着所述太阳能模块的所述外周边缘和所述边际边缘部分移动，以在所述框架和所述太阳能模块之间提供具有均匀厚度的柔韧的粘合剂和/或防水的密封剂的层。
本发明还指向有框架的太阳能模块，其中包括：第一太阳能模块，所述第一太阳能模块包括位于一对层压板状物之间的能量转换器，其中所述能量转换器将太阳能转换为非太阳能；以及框架，所述框架具有第一支脚构件、第二支脚构件、第三支脚构件、第一端、第二端以及保持支脚构件，其中所述第一支脚构件和所述第三支脚构件接合到所述第二支脚构件，所述第一支脚构件和所述第三支脚构件是彼此面对的关系并且彼此间隔，以提供具有内通道的第一子框架，其中所述太阳能模块的所述边际边缘部分和所述外周边缘被保持在所述第一子框架的所述内通道中以及，其中所述第一子框架的基底的外表面位于第一面以及所述保持支脚构件的外表面位于第二面，所述第一面和所述第二面大体彼此平行，所述保持支脚构件连接到所述第一子框架以及延伸远离在所述第一子框架的所述内通道中保持的所述太阳能模块以提供腔，所述腔的尺寸被设定为容纳堆叠保持基底或者第二有框架的模块的第二子框架。
进一步，本发明指向安装太阳能模块以接收太阳能的的方法。所述方法其中包括：构造有框架的太阳能模块，其包括：第一太阳能模块，所述第一太阳能模块包括在一对层压板状物之间的能量转换器，其中所述能量转换器将太阳能转换为非太阳能，以及框架，所述框架具有第一支脚构件、第二支脚构件、第三支脚构件、第一端、第二端以及保持支脚构件，其中所述第一支脚构件和所述第三支脚构件接合到所述第二支脚构件，所述第一支脚构件和所述第三支脚构件是彼此面对的关系并且彼此间隔，以提供具有内通道的第一子框架，其中所述太阳能模块的所述边际边缘部分和所述外周边缘被保持在子框架的通道中，并且其中所述子框架的基底的外表面位于第一面，所述保持支脚构件的外表面位于第二面，所述第一面和所述第二面大体彼此平行，所述保持支脚构件连接到所述子框架以及延伸远离保持的太阳能模块以提供腔，所述腔的尺寸被设定为容纳安装块的阵列的安装块；构造面对或者追踪太阳能的源的安装块的阵列，安装块中的每一个具有预定的形状和尺寸以装配到由所述第一子框架的所述保持支脚构件提供的所述腔中；在所述安装块被设置在所述保持支脚构件的所述腔中的情况下，在安装块中的每一个上安装有框架的太阳能模块；以及将所述有框架的太阳能模块固定到所述安装块。
附图说明
图1是现有技术太阳能模块的等轴视图。
图2是现有技术有框架的太阳能模块的等轴视图。
图3是本发明的框架的段的非限制实施例的等轴视图。
图4是示出本发明的有框架的太阳能模块的与图2的图类似的图。
图5是示出本发明的锁定(locking)装置的非限制实施例的本发明的框架的段的等轴视图。
图6是现有技术有框架的太阳能模块的部分截面侧视图。
图7是示出本发明的有框架的太阳能模块的非限制实施例的与图6的图类似的图。
图8是示出本发明的有框架的太阳能模块的其它非限制实施例的与图6的图类似的图。
图9A和图9B示出用于制造本发明的框架的角的非限制实施例的本发明的处理步骤的非限制实施例。
图10是根据本发明的教导具有应用于太阳能模块的本发明的框架的太阳能模块的等轴视图。
图11是安装在支持框架上的本发明的有框架的太阳能模块的分段的截面侧视图。
图12是根据本发明堆叠的有框架的太阳能模块的堆叠体的平面升高图。
图13是沿着图12的线13-13截取的图。
图14A-14E示出用于制造具有用于堆叠本发明的有框架的模块的保持构件的本发明的框架的非限制实施例的本发明的处理步骤的非限制实施例。
图15是示出堆叠太阳能模块的本发明的其它非限制实施例的与图13的图类似的图。
具体实施方式
如在此使用的，诸如“左”、“右”、“内”、“外”、“上”、“下”等等的空间的或者方向的用语，涉及如在附图中示出的本发明。然而，应当理解，本发明可以采用各种替代的方向，因此，这样的用语不被认为是限制。进一步，如在此使用的，在说明书以及权利要求中使用的所有表达尺寸、物理特性、处理参数、成分数量、反应条件等等的数字被理解为在一切情况下被通过用语“约”来修改。因此，除非相反地表明，在以下说明书和权利要求中陈述的数字值可以依赖于旨在通过本发明得到的期望的特性而变化。至少，并且不是试图限制将等同原则应用至权利要求的范围，应该至少根据报告的有效数字的数以及通过应用通常的舍入技术来解释每个数字值。此外，所有在此公开的范围被理解为包括开始和结束范围值以及在其中包含的任何及全部子范围。例如，声明的“1至10”的范围应该被考虑为包括在最小值1和最大值10之间的(以及包括在内的)任何及全部子范围；即，以最小值1或更大开始以及以最大值10或更小结束，例如，1至3.3、4.7至7.5、5.5至10，等等。进一步，如在此使用的，用语“在...之上形成”、“在...之上应用”、“在...之上沉积”或者“在...之上提供”意指在表面上形成、应用、淀积或者提供而不一定与表面接触。例如，涂覆层“形成在”衬底“之上”没有排除位于形成的涂覆层和衬底之间相同的或者不同的成分的一个或多个其它涂覆层或者膜的存在。
在讨论本发明的非限制实施例之前，应当理解由于本发明能够实现其它实施例，因此本发明在其应用中不被限制到在此讨论和示出的特定非限制实施例的细节。进一步，在此使用的来讨论本发明的术语是出于说明的目的而不是限制。更进一步，除非在下面的讨论中另外表明，相似的编号指的是相似的元件。
在此讨论的本发明的非限制实施例指向用于太阳能模块的框架，然而本发明不限于此，并且本发明的框架可以被用来为任何板状物物品加框，例如而不限于任何材料(例如而不限于玻璃、塑料、金属和/或木材)的单个板状物。进一步，在下面的讨论中，太阳能模块具有4个角，然而，本发明不限于此，以及太阳能模块可以具有多于四个角，例如而不限于5、7、9或更多个，以及可以具有小于4个角，例如而不限于1、2或者3个。
参考图1和图2，示出包括在一对玻璃板状物24和26之间层压的太阳能电池阵列22的太阳能模块20(图1)。虽然不限制本发明，但是太阳能电池阵列22被构造为将太阳能转换为电能。导线28和30将太阳能电池阵列22互连至接线盒32以提供至太阳能电池阵列22的电气访问。在图2中示出的是现有技术有框架的太阳能模块34。有框架的太阳能模块34包括太阳能模块20和框架36。现有技术太阳能框架36包括具有斜接端44和46的四个挤出的细长铝边构件38-41。边构件38-41中的每一个具有基底48和一对直立的支脚50和52，被成形为给细长的构件38-41提供U形截面。如可以被理解的，截面的形状依赖于有框架的模块的取向。例如以及不限制本发明，如图2所示的边构件38具有反向的U形；如图2所示的边构件39具有反向的C形；如图2所示的边构件40具有U形，以及如图2所示的边构件41具有C形。如在此使用的，术语“U形”意指位于太阳能模块20上的构件40可以被取向为具有U形截面。
根据需要继续参考图1和图2，边构件38-41的直立的支脚50覆盖玻璃板状物24的外表面62的边际边缘部分60，边构件38-41的基底48覆盖太阳能模块20的外周边缘64，以及边构件38-41的直立的支脚52覆盖玻璃板状物26的外表面68的边际边缘部分66。如现在可以被理解的，板状物24的边际边缘部分60与板状物26的边际边缘部分66相反。注意，如图2所示，每一个边构件的基底48在每个角处结束，以及在有框架的模块34的每个角处基底是不连续的。
图3中示出的是本发明的框架或者封闭的框架78(见图4)的段76的非限制实施例。段76示出具有连续的基底80的封闭的框架78的角79。连续的基底80从封闭的框架78的一端82延伸到封闭的框架78的相对的端84，以及具有优选地等于或者大于太阳能模块20的周界的长度，使得太阳能模块20的周界完全地被封闭的框架78围绕，即以在下面讨论的方式将封闭的框架78应用于太阳能模块20的外周边缘64和边际边缘部分60。封闭的框架78进一步包括一对直立的支脚86和88以给封闭的框架78提供U型的截面(见图3)。在图3中示出的，直立的支脚86和88中的每一个具有多个V形的开口(cut out)，例如但是不限制本发明，直立的支脚86具有类似于开口92的间隔的开口，以及直立的支脚88具有类似于开口94的间隔的开口。封闭的框架78分别的支脚86和88的邻近的V形的开口92和94的尖端96之间的直立的支脚86和88的部分的长度，稍微大于要由框架带状物76覆盖的太阳能模块20的边的长度。利用该设置，框架78覆盖太阳能模块20的边，以及粘合剂层106的厚度，见图7和下面的讨论。
设置框架78的基底80从封闭的框架78的端82至端84是连续的，装备封闭的框架78(图4)，使其具有不多于一个角分隔而不是如在现有技术中以及图2所示提供四个角分隔。封闭的框架78的端82和84可以在太阳能模块20的角处相接或者可以在太阳能模块的两个角之间相接。如现在可以由本领域技术人员理解的，当框架78的端82和84在太阳能模块20的角处相接时，框架78的直立的支脚86和88是斜接的；而当框架带状物76的端82和84在太阳能模块的邻近的角之间相接时，直立的支脚86和88优选地，但是不限制本发明，处于与框架78的基底80垂直的线。
图5中示出的是用于本发明的框架78的闭合(closing)装置100的非限制实施例。闭合装置100包括从框架78的端82处的基底80延伸的突出部102。突出部102的尺寸被设定使得突出部102可以装配在框架78的端84处的直立的支脚86和88之间。可以由柔韧的粘合剂密封剂的层106将突出部102固定至直立的支脚86和88之间的基底80。
本发明不限制于框架78的材料或者厚度。在本发明的优选实践中，框架78由例如金属的材料构成，所述材料是水分以及气体不能渗透的以防止水分进入到太阳能模块20的外周64，并具有结构完整性以防止对太阳能模块20的边缘的损坏。在本发明的一个非限制实施例中，框架带状物76由304不锈钢卷料构成，所述不锈钢卷料具有在约0.007至0.008英寸(0.0178-0.0203厘米)范围内的厚度，从太阳能模块20的一边的边际边缘部分延伸至太阳能模块20的对边的边际边缘部分所需要的宽度以及足够包围太阳能模块20的长度。期望的是现有技术支脚构件38-41具有0.04英寸(0.102厘米)的厚度。
继续本发明的讨论，密封剂粘合剂层106的材料不限制本发明以及优选地是水分和/或气体不能渗透的材料以防止水分进入到太阳能模块20的外周边缘64。虽然不限制本发明，但是在本发明的实践中可以使用的粘合剂包括但不限于在本领域中使用的类型：丁基、硅树脂以及聚氨酯胶粘剂，以限制或者防止在框架78和太阳能模块20之间的水分渗透。可以利用具有厚度小于约0.125英寸(0.32厘米)，更具体地，约0.005英寸(0.013厘米)到约0.125英寸(0.32厘米)，优选地约0.010英寸(0.025厘米)到约0.020英寸(0.050厘米)以及最优选地约0.015英寸(0.38厘米)的粘合剂层106实践本发明。
在本发明的实践中，框架带状物76被设计为与粘合剂和/或水分不能渗透的密封剂的柔韧的层106一起使用。更具体地，并参考图6示出在间隔物框架36和太阳能模块20的边际边缘部分60和66、以及外周边缘部分64之间使用对折(double backing)粘合剂或者密封剂粘合剂104的层的现有技术设置。图7所示出的是本发明的非限制实施例，在本发明的框架110和太阳能模块20的边际边缘部分60和66之间提供均匀厚度的柔韧的粘合剂和/或密封剂的层106。图7所示出的框架110与图3所示出的框架78类似，具有以下区别：直立的支脚86和88中的每一个在基底80之上具有朝着彼此弯曲的边缘部分112，使得端部112啮合太阳能模块20的边际边缘部分60和66以设置太阳能模块20的边际边缘部分60和66处的密封剂层的厚度。
图8所示出的是本发明的非限制实施例，在本发明的框架带状物114和太阳能模块20的边际边缘部分60和66以及外周边缘64之间提供更均匀厚度的密封剂层106。图8所示出的框架114与图3所示出的框架78类似，具有以下区别：直立的支脚86和88和基底80中的每一个具有多个间隔的扣状物(button)或者突起116。所述扣状物116啮合太阳能模块20的边际边缘部分60和66以及外周边缘64，以设置太阳能模块20的边际边缘部分60和66以及外周边缘64处的密封剂层的厚度。如现在可以理解的，使用扣状物116在框架带状物和太阳能模块之间提供均匀厚度的密封剂，层106的厚度依赖于扣状物的高度。已经确定，增加扣状物116的高度，增加了V形开口92(见图3)的尖端96之间的间隔的距离。可以通过以减小的厚度保持扣状物的高度或者通过使用图9A和9B所示出的框架118管理该限制。
本发明不限制提供框架114实践的方法，以及突起116可以在框架114中被冲压(stamped)或者冲孔(punched)，或者扣状物可以粘附于框架114。
参考图9A和图9B，示出框架118的段119。框架118包括直立的支脚86和88、基底80和局部的或者修改形状的开口120(在图9的段119中仅示出在连续框架118中的6或8个开口中的两个开口)。修改形状的开口120中的每一个包括：一对面对倾斜边缘表面122和124，起始于它们相应的一个直立的支脚86和88的边缘126，以及终止在框架118的基底80上面间隔的升高的基底128处。在升高的基底128和基底80之间的开口120的部分130具有减弱线132-134。减弱线132是开口120的倾斜线122的延伸；减弱线133是开口120的倾斜线124的延伸，以及减弱线134从减弱线132和133的尖端136延伸到在倾斜线122和124之间的中点处的升高的基底128。减弱线132-134是没有穿过直立的支脚86和88的厚度的凹陷(depressions)，但是随着框架的角136(见图9B，仅示出一个角)形成，足够深以在框架118的基底80之上朝着彼此弯曲开口120的部分130。在本发明的一个非限制实施例中，减弱线132-134具有等于修改的开口120的外部的直立的支脚86和88的厚度的50-85％范围内的厚度。本发明不限于在开口120的部分130中使用减弱线；然而，在本发明的实践中优选的使用减弱线来提供控制的弯曲结果。
在下面的讨论中，参考指向框架78，然而，除非另外表明，讨论指向在此讨论的框架的所有非限制实施例，包括而不限于框架110(图7)、114(图8)、118(图9A和9B)。框架的长度不限制本发明，以及本发明预期框架具有等于或者大于太阳能模块20的周界的长度，以及具有三个V形的开口79。以该方式，框架78的突出部102被设置在第四角处的框架78的端84中，以及通过粘合剂和/或密封剂层106将其固定就位。如上面所讨论的，可选地框架的直立的支脚86和88中的每一个可以被设置有四个开口120以及框架78的端82和84在太阳能模块20的两个角之间的位置处连接。
本发明预期使用本发明的框架78、110、114和118的本发明的一个或多个非限制实施例，例如而不限制本发明，可以与图7所示出的封闭的框架110的弯曲部分112一起使用在图8所示出的框架114上使用的扣状物116(提供均匀厚度的柔韧的密封剂的层106)以用于当框架围绕太阳能模块的外周边缘包起来以及对着太阳能模块20压时，或者当太阳能模块20的边缘在框架114的直立的支脚86和88之间移动时，防止柔韧的粘合剂的层106从框架和太阳能模块20之间挤出。
本发明不限制将框架应用于太阳能模块20的方法，以及本领域中已知的任何方法，例如而不限于在美国专利No.5,313,761中公开的方法，通过引用将其全部内容并入在此的该专利可被用于本发明的实践。参考图10，在本发明的一个非限制实施例中，金属带状物被冲孔(冲孔的带状物在图10中被标识为编号138)为在指定将是直立的支脚86和88的带状物的部分上具有三个V形的开口79。将密封剂的层106应用于指定为面对太阳能模块20的带状物138的表面部分。如图10所示，具有突出部102的冲孔的带状物138的部分被设置在太阳能模块的角中的一个角处，以及突出部102跨太阳能模块20的角144弯曲。通过对于太阳能模块20的外周边缘60偏置指定将是基底80的带状物138的部分，在太阳能模块的每个边处由带状物138形成框架。此后对于太阳能模块20(见图10)的边际边缘部分66偏置指定将是直立的支脚86和88的冲孔的带状物138的部分。上述步骤被重复直到框架完全地围绕太阳能模块20的外周边缘60和边际边缘部分66。
在本发明的另一非限制实施例中，通过将密封剂层106应用到带状物138以及对于太阳能模块20的外周边缘60偏置指定将是基底80的带状物138的部分，来将框架应用于太阳能模块20的边缘。在对于太阳能模块20的外周边缘60偏置基底80，以及将V形的开口79(见图3)设置在太阳能模块20的角处之后，相对于太阳能模块的边际边缘部分偏置指定将形成直立的支脚86和88的带状物138的部分。在本发明的其它非限制实施例中，通过弯曲冲孔的带状物138以形成具有V形截面的框架78来将框架78安装在太阳能模块20的边缘上。可以利用诸如滚轧成形的本领域中已知的任何已知技术来实现弯曲冲孔的带状物138以形成具有V形截面的框架的方法。用密封剂的层106填充直立的支脚之间的间隔，以及太阳能模块的边在直立的支脚86和88之间移动。突出部102相对于太阳能模块20的外周边缘弯曲。此后，太阳能模块的第二边在框架的间隔的直立的支脚之间移动，随后在框架的直立的支脚之间偏置太阳能模块的第三边，随后在框架的直立的支脚之间偏置太阳能模块的第四边，以包住框架的外周边缘和边际边缘部分以及覆盖突出部102(见图10)。
在弯曲框架之前或者在弯曲框架之后但是在围绕太阳能模块20的周界装配框架之前，可以将柔韧的密封剂的层106注入到本发明的框架中，例如而不限于框架78和/或118。也可以使用涂覆的卷料以提供匹配顶板(roof)或者其它周围的事物(surroundings)的颜色协调的框架设计。本发明的框架可以由可以被滚轧成形以及保持其形状的任何材料(例如不锈钢卷料)制成。
图11中示出具有框架带状物118(见图9A和9B)以及太阳能模块20的有框架的太阳能模块146。有框架的太阳能模块146的边缘147被安装在现有技术的结构149的槽148中，用于设置太阳能模块面对以及可选地追踪太阳能源，例如而不限于太阳。通过在框架118和太阳能模块20的边际边缘部分以及外周边缘之间设置水分不能渗透的密封剂的层消除了在结构149和有框架的太阳能模块146的边缘147之间防水的或者水分不能渗透的粘合剂的层的需要。
上面讨论的本发明的非限制实施例通常指向，而不限于用于太阳能模块的框架。本发明的以下非限制实施例通常指向，而不限于，具有以下增加的特征的用于太阳能模块的框架：用于堆叠有框架的太阳能模块以用于存储和装运以及用于在架子(rack)上装配有框架的模块以面对太阳能的源，例如而不限于太阳(未示出)。在下面的讨论中，本发明的框架78被修改以包括本发明的附加的实施例；然而，本发明不限于此，以及上面讨论的任何框架，例如而不限于框架110(图7)，框架114(图8)以及框架118(图9)可被用于以下讨论。
如由本领域技术人员理解的，太阳能模块制造商通常购买通常由塑料制成的特殊的角件，用于装运太阳能模块20。这些角件中的一个角件装配于每个模块中的每个角，并允许模块在货板(pallet)上堆叠以及嵌套在一起以防止在装运以及/存储期间堆叠体的移动。根据需要参考图12和13，其示出根据本发明设置在堆叠体152中的有框架的太阳能模块150。如由运输以及存储玻璃的领域的技术人员所理解的，如图12和13所示，可以在边缘上堆叠玻璃板状物或者层压的玻璃板状物，玻璃板状物的主表面在通常垂直位置(离法线5-15度)，或者玻璃板状物的主表面在水平位置。
图14A-14E示出制造具有用于堆叠有框架的太阳能模块152的保持(retention)构件172的本发明的间隔物框架154的非限制实施例的步骤。根据需要参考图14A-14E，不锈钢卷料(不锈钢卷料未示出)的部分156具有想象的弯曲线158-161，沿着所述弯曲线部分156被弯曲。冲孔部分156以提供V形的开口79(见图3)。在图14A中，V形的开口79被冲孔以提供菱形的开口157。菱形的开口157以在下面讨论的方式提供V形的开口79。应当理解示出V形的开口的部分156可以被冲孔以具有开口120(见图9)。图14B示出具有想象的弯曲线158-161的图14A的部分156的侧视图。图14C示出沿着弯曲线158和159弯曲部分156以提供具有开口79(图3所示出的)的垂直支脚164，基底166和具有弯曲线160和161以及菱形的开口157的部分156的垂直部分168。图14D示出部分156沿着弯曲线160往回弯曲越过在弯曲线159和160之间的部分156，使得在想象的弯曲线159-161之间的部分156的部分提供具有开口79的第二垂直支脚170，由于在下面讨论的原因想象的弯曲线161延伸超过基底166。图14E示出部分156沿着想象的弯曲线161弯曲以提供保持构件172和框架154的截面。
参考图13，以任何方便的方式有框架的太阳能模块152被一个在另一个之上地堆叠。例如而不限制本发明，底部的有框架的太阳能模块152的保持构件172被围绕块或者货板176放置，块或者货板176具有与有框架的太阳能模块152相同的形状和尺寸以及被固定到运输车辆(未示出)(例如而不限于卡车或者轨道车)的底177。下一个将被堆叠的有框架的太阳能模块的保持构件172围绕先前堆叠的有框架的太阳能模块152的框架的基底166放置。所述处理被重复直到完成有框架的太阳能模块的堆叠体150。约束被应用于堆叠体150以使堆叠体150一体化。
在本发明的一个非限制实施例中，保持构件172是连续的(形成封闭的腔)，其限制堆叠的有框架的太阳能模块的侧方移动。在保持构件172是连续的实例中，增加第二垂直支脚170(见图14E)的长度以增加由保持构件172形成的腔的开口，以便于在下面的有框架的太阳能模块之上放置一个有框架的太阳能模块。本发明还预期具有与有框架的太阳能模块的每一个边相关的保持支脚构件172，并且保持支脚构件172与彼此间隔的框架的边相关。这可以通过在部分156中提供切割线173(以图14A中的虚线(phantom)示出)实现，所述切割线从菱形开口157延伸到部分156的边缘174。在保持支脚构件彼此间隔的实例中，保持支脚构件172中的相对的构件朝着彼此成角度以啮合在下面的有框架的太阳能模块。
如现在可以理解的，框架154的保持支脚构件以及保持构件172防止有框架的太阳能模块的侧方移动，而没有目前使用的角件的代价。如上所述以及在图14E中示出的，在弯曲线159和160之间的部分的长度短于在想象的弯曲线160和161之间的部分的长度，便于在下面的有框架的太阳能模块(见图13)之上滑动保持支脚构件以及保持支脚172。上述差别不限制本发明，以及在本发明的一个实施例中弯曲线160和161之间的部分以及弯曲线159和160之间的部分之间的长度差别在大于零至1/2英寸的范围之内，或者换言之弯曲线161和162之间的部分以在大于零至1/2英寸的范围内的长度延伸超过基底166。在本发明的一个非限制实施例中，保持支脚构件以及保持构件172的长度不大于在下面的有框架的太阳能模块的基底的宽度。
如可以进一步被理解的，太阳能模块的一个表面被指定面向太阳能的源。本发明不限于具有保持支脚172的有框架的太阳能模块的边。在本发明的优选的实践中，保持支脚172从指定为背向(face away)太阳能的源的有框架的太阳能模块的表面延伸。作为示例而不限制本发明，如果太阳能模块的表面60被指定面向太阳能的源，则保持支脚构件或者保持构件172优选地从太阳能模块20的表面66延伸远离。以该方式，具有保持支脚构件或者保持构件172的有框架的太阳能模块可以使用保持支脚172以在安装平台上将有框架的太阳能模块152固定为面向太阳能的源。
优选地在没有连接到太阳能模块20的太阳能电池阵列22的接线盒32(见图1)的情况下，进行在图12和13中示出的有框架的太阳能模块的堆叠布置。在堆叠布置包括接线盒32时的那些实例中，在图15中示出的附加的垫舱物料(dunage)178被用来使堆叠的有框架的太阳能模块152平坦。进一步，本发明预期放置可以用作垫舱物料的接线盒32的包。
虽然已经详细描述以及示出本发明的优选实施例，但是本发明不考虑限于公开的精确构造。本发明涉及的本领域技术人员可以想到本发明的各种改编、修改和用途，以及意图在此覆盖落入所附权利要求的精神或者范围内的所有这样的改编、修改以及用途。
Claims (21)
1.一种有框架的太阳能模块，包括：
太阳能模块，所述太阳能模块包括位于一对层压在一起的板状物之间的能量转换器，所述太阳能模块具有外周边缘和边际边缘部分，其中所述能量转换器将太阳能转换为非太阳能；
框架，所述框架具有基底、第一支脚、第二支脚、第一端和第二端，其中所述基底、所述第一支脚和所述第二支脚被接合在一起，所述第一支脚和所述第二支脚为彼此面对关系并且彼此间隔，以提供具有U形截面的框架用于在所述太阳能模块的所述外周边缘和所述边际边缘部分之上安装所述框架，其中所述框架的所述第一端和所述第二端被接合在一起并且所述框架的所述基底从所述框架的所述第一端到所述第二端是连续的；
柔韧的粘合剂和/或防水的密封剂的层，位于所述框架的内表面和所述太阳能模块的所述外周边缘以及所述边际边缘部分之间，以及
间隔物，所述间隔物作用于所述框架来限制所述框架朝着所述太阳能模块的所述外周边缘和所述边际边缘部分的移动，以在所述框架和所述太阳能模块之间提供具有均匀厚度的所述柔韧的粘合剂和/或防水的密封剂的层。
2.根据权利要求1所述的有框架的太阳能模块，其中所述框架是封闭的框架，所述太阳能模块具有多个角，并且所述框架的所述第一支脚和所述第二支脚中的每一个具有间隔的V形的开口，其中所述第一支脚的V形的开口中的一个V形的开口和所述第二支脚的V形的开口中的相应的一个V形的开口位于所述太阳能模块的所述角中的选择的一个角处。
3.根据权利要求2所述的有框架的太阳能模块，其中封闭的间隔物框架的所述第一端和所述第二端通过从角栓和从所述框架的所述第一端处的所述框架的所述基底延伸的突出部的组中选择的装置而接合，所述突出部的尺寸被设定以装配在所述框架的所述第二端处的所述第一支脚和所述第二支脚之间。
4.根据权利要求2所述的有框架的太阳能模块，其中所述太阳能模块具有指定为角一、角二、角三和角四的四个角，所述第一支脚具有指定为1-1、1-2和1-3的三个V形开口，并且所述第二支脚具有指定为2-1、2-2、和2-3的三个V形开口，其中V形开口1-1和2-1在所述太阳能模块的所述角一处，V形开口1-2和2-2在所述太阳能模块的所述角二处，V形开口1-3和2-3在所述太阳能模块的所述角三处，并且所述封闭的框架的所述第一端和所述第二端在所述角四处接合。
5.根据权利要求2所述的有框架的太阳能模块，其中所述太阳能模块具有指定为角一、角二、角四个和角四的四个角，所述第一支脚具有指定为1-1、1-2、1-3和1-4的四个V形开口，并且所述第二支脚具有指定为2-1、2-2、2-3和2-4的四个V形开口，其中V形开口1-1和2-1在所述太阳能模块的所述角一处，V形开口1-2和2-2在所述太阳能模块的所述角二处，V形开口1-3和2-3在所述太阳能模块的所述角三处，V形开口1-4和2-4在所述太阳能模块的所述角四处，并且所述封闭的框架的所述第一端和所述第二端在所述太阳能模块的角一和角四之间的位置处接合。
6.根据权利要求1所述的有框架的太阳能模块，其中所述间隔物包括形成在所述封闭的框架的所述内表面上的多个间隔的突起，并且所述突起啮合所述太阳能模块的所述外周边缘和所述边际边缘部分以提供具有均匀的预定厚度的所述柔韧的粘合剂和/或防水的密封剂的层。
7.根据权利要求6所述的有框架的太阳能模块，其中所述间隔物进一步包括在所述基底之上朝着彼此弯曲以及啮合所述太阳能模块的外表面的所述第一支脚的边缘和所述第二支脚的边缘，以在所述封闭的框架的所述第一支脚和所述第二支脚以及所述太阳能模块之间提供具有均匀的预定厚度的所述柔韧的粘合剂和/或防水的密封剂的层。
8.根据权利要求1所述的有框架的太阳能模块，其中所述间隔物包括在所述基底之上朝着彼此弯曲以及啮合所述太阳能模块的表面的所述第一支脚和所述第二支脚的边缘，以在所述封闭的框架的所述第一支脚和所述第二支脚以及所述太阳能模块之间提供具有均匀厚度的所述柔韧的粘合剂和/或防水的密封剂的层。
9.根据权利要求1所述的有框架的太阳能模块，其中所述太阳能模块的所述能量转换器是将太阳能转换为电能的多个太阳能单元。
10.根据权利要求1所述的有框架的太阳能模块，其中所述第一支脚和所述第二支脚的开口中的每一个具有第一倾斜表面和相对的第二倾斜表面，随着离所述基底的距离减小，所述第一支脚和所述第二支脚的开口的所述第一倾斜表面和所述第二倾斜表面之间的距离减小，所述第一支脚和所述第二支脚的开口的所述第一倾斜表面和所述第二倾斜表面在定义为终止边缘的离所述框架的所述基底的间隔的距离处终止，所述第一支脚的第一部分和所述第二支脚的第二部分分别位于所述框架的所述基底和所述第一支脚以及所述第二支脚的所述终止边缘之间，所述第一支脚的所述开口的所述第一部分具有从所述第一倾斜表面延伸到所述基底的第一减弱线、从第二倾斜表面延伸到所述基底的第二减弱线、以及第三减弱线，其中随着离所述基底的距离减小，所述第一支脚的所述第一部分的所述第一减弱线和第二减弱线之间的距离减小，所述第一减弱线和所述第二减弱线在所述基底处相接，并且所述第三减弱线从第一和第二减弱线的接合处延伸到所述第一部分的边缘，所述第二支脚的所述开口的所述第二部分具有从所述第二支脚的所述开口的所述第一倾斜表面延伸到所述框架的所述基底的第一减弱线、从所述第二支脚的所述开口的第二倾斜表面延伸到所述基底的第二减弱线、以及第三减弱线，其中随着离所述基底的距离减小，所述第二支脚的所述开口的所述第二部分的所述第一减弱线和第二减弱线之间的距离减小，所述第二支脚的所述开口的所述第二部分的所述第一减弱线和所述第二减弱线在所述框架的所述基底处相接，并且所述第二支脚的所述开口的所述第二部分的所述第三减弱线从所述第二部分的第一和第二减弱线的接合处延伸到所述第二部分的终止边缘，其中在所述框架卷绕所述太阳能模块的情况下，所述第一支脚的开口中的每一个的所述第一部分以及所述第二支脚的开口中的每一个的所述第二部分在所述基底之上朝着彼此弯曲。
11.根据权利要求10所述的有框架的太阳能模块，其中在所述封闭的框架的所述内表面上形成多个间隔的突起，并且所述突起啮合所述太阳能模块的所述外周边缘和所述边际边缘部分以提供具有均匀的预定厚度的所述柔韧的粘合剂和/或防水的密封剂的层。
12.根据权利要求11所述的有框架的太阳能模块，其中所述间隔物包括在所述基底之上朝着彼此弯曲以及啮合所述太阳能模块的表面的所述第一支脚和所述第二支脚的边缘，以在所述封闭的框架的所述第一支脚和所述第二支脚以及所述太阳能模块之间提供具有均匀厚度的所述柔韧的粘合剂和/或防水的密封剂的层。
13.一种有框架的太阳能模块，包括：
第一太阳能模块，所述第一太阳能模块包括位于一对层压板状物之间的能量转换器，其中所述能量转换器将太阳能转换为非太阳能，以及
框架，所述框架具有第一支脚构件、第二支脚构件、第三支脚构件、第一端、第二端以及保持支脚构件，其中所述第一支脚构件和所述第三支脚构件接合到所述第二支脚构件，所述第一支脚构件和所述第三支脚构件是彼此面对的关系并且彼此间隔，以提供具有内通道的第一子框架，其中所述太阳能模块的边际边缘部分和外周边缘被保持在所述第一子框架的所述内通道中，并且其中所述第一子框架的基底的外表面位于第一面并且所述保持支脚构件的外表面位于第二面，所述第一面和所述第二面大体彼此平行，所述保持支脚构件连接到所述第一子框架以及延伸远离在所述第一子框架的所述内通道中保持的所述太阳能模块以提供腔，所述腔的尺寸被设定为容纳堆叠保持基底或者第二有框架的模块的第二子框架。
14.根据权利要求13所述的有框架的太阳能模块，其中所述框架由金属卷料的单个件成形，以具有包括所述第一支脚构件、所述第二支脚构件的截面，所述第二支脚构件具有接合到所述第一支脚构件的一个边，并且第二构件的相对边接合到所述件的段，所述件的段的尺寸被设定以形成所述第三支脚构件和所述保持支脚构件；所述件的段和所述第一支脚构件是彼此面对的关系并且彼此间隔，所述段沿着其长度往回弯曲以提供所述第三支脚构件和所述第一子框架，往回弯曲构件的一部分延伸超过所述第一子框架的所述第二支脚构件，并且所述段的剩余部分被成形为位于所述第二面中。
15.根据权利要求14所述的有框架的太阳能模块，其中所述太阳能模块具有四个角，并且金属卷料的单个件在所述第一支脚构件中具有用于至少三个角的V形的开口以及在所述第三支脚构件中具有用于至少三个角的菱形的开口。
16.根据权利要求15所述的有框架的太阳能模块，其中被指定为提供所述保持支脚构件的金属卷料的单个件的第三部分具有开口，以在所述太阳能模块的角处分离所述保持支脚构件。
17.根据权利要求13所述的有框架的太阳能模块，其中所述有框架的太阳能模块是作为有框架的太阳能模块的堆叠体的有框架的太阳能模块，所述堆叠体中的有框架的太阳能模块中的每一个包括保持支脚构件以及由所述保持支脚构件提供的腔，其中有框架的太阳能模块的所述堆叠体中的最低的有框架的太阳能模块安装在装载块上，所述装载块在由所述最低的有框架的太阳能模块的所述保持支脚构件提供的所述最低有框架的太阳能模块的所述腔中，剩余的有框架的太阳能模块一个在另一个之上地安装，其中底部的保持支脚构件的子框架在由上部的有框架的太阳能模块的保持支脚构件形成的腔中。
18.根据权利要求13所述的有框架的太阳能模块，其中所述框架是封闭的框架，并且所述第二支脚构件从所述第一端到所述第二端是连续的。
19.根据权利要求13所述的有框架的太阳能模块，其中所述太阳能模块具有至少一个角和玻璃板状物，以及所述第一子框架的所述第一支脚构件和所述第三支脚构件在所述角处具有修改的开口，所述第一支脚构件和所述第三支脚构件的所述修改的开口具有第一倾斜表面和相对的第二倾斜表面，随着离所述第二支脚构件的距离减小，所述第一支脚构件和所述第三支脚构件的修改的开口的所述第一倾斜表面和所述第二倾斜表面之间的距离减小，所述第一支脚构件和所述第三支脚构件的所述修改的开口的所述第一倾斜表面和所述第二倾斜表面在定义为终止边缘的离所述第一子框架的所述第二支脚构件间隔的距离处终止，所述第一支脚构件的第一部分和所述第三支脚构件的第二部分分别在所述子框架的所述第二支脚构件和所述第一支脚构件以及所述第三支脚构件的所述终止边缘之间，所述第一支脚构件的所述修改的开口的所述第一部分具有从所述第一倾斜表面延伸到所述第二支脚构件的第一减弱线、从第二倾斜表面延伸到所述第二支脚构件的第二减弱线、和第三减弱线，其中随着离所述第二支脚构件的距离减小，所述第一支脚构件的所述第一部分的所述第一减弱线和第二减弱线之间的距离减小，所述第一减弱线和所述第二减弱线在所述第二支脚构件处相接，所述第三减弱线从第一和第二减弱线的接合处延伸到所述第一部分的边缘，所述第三支脚构件的所述修改的开口的所述第二部分具有从所述第三支脚构件的所述修改的开口的所述第一倾斜表面延伸到所述第一子框架的所述第二支脚构件的第一减弱线、从所述第三支脚的所述开口的所述第二倾斜表面延伸到所述第二支脚构件的第二减弱线、以及第三减弱线，其中随着离所述第二支脚构件的距离减小，所述第三支脚的所述修改的开口的所述第二部分的所述第一减弱线和第二减弱线之间的距离减小，所述第三支脚构件的所述修改的开口的所述第二部分的所述第一减弱线和所述第二减弱线在所述第一子框架的所述第二支脚构件处相接，并且所述第三支脚构件的所述修改的开口的所述第二部分的所述第三减弱线从所述第二部分的第一和第二减弱线的接合处延伸到所述第二部分的终止边缘，其中在所述第一子框架卷绕所述太阳能模块的情况下，所述第一支脚构件的所述修改的开口中的每一个的所述第一部分以及所述第三支脚构件的所述修改的开口中的每一个的所述第二部分在所述第二支脚构件之上朝着彼此弯曲。
20.根据权利要求13所述的有框架的太阳能模块，其中由所述保持支脚构件形成的腔是连续的有壁的腔，所述支脚保持构件提供所述壁。
21.一种安装太阳能模块以接收太阳能的方法，包括：
构造有框架的太阳能模块，其包括：第一太阳能模块，所述第一太阳能模块包括位于一对层压板状物之间的能量转换器，其中所述能量转换器将太阳能转换为非太阳能，以及框架，所述框架具有第一支脚构件、第二支脚构件、第三支脚构件、第一端、第二端以及保持支脚构件，其中所述第一支脚构件和所述第三支脚构件接合到所述第二支脚构件，所述第一支脚构件和所述第三支脚构件是彼此面对的关系并且彼此间隔，以提供具有内通道的子框架，其中所述太阳能模块的边际边缘部分和外周边缘被保持在所述子框架的通道中，并且其中所述子框架的基底的外表面位于第一面并且所述保持支脚构件的外表面位于第二面，所述第一面和所述第二面大体彼此平行，所述保持支脚构件连接到所述子框架并延伸远离保持的太阳能模块以提供腔，所述腔的尺寸被设定为容纳安装块的阵列中的安装块；
构造面对或者追踪太阳能的源的安装块的阵列，安装块中的每一个具有预定的形状和尺寸以装配到由所述第一子框架的保持支脚构件提供的腔中；
在所述安装块被放置在所述保持支脚构件的所述腔中的情况下，在安装块中的每一个上安装有框架的太阳能模块，以及
将所述有框架的太阳能模块固定到所述安装块。
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