CN104779901A - 具有集成逆变器的太阳能电池组件 - Google Patents

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Abstract

具有集成逆变器的太阳能电池组件。公开了一种太阳能电池组件,该太阳能电池组件包括太阳能电池面板和逆变器装置,逆变器装置设置在太阳能电池面板的背面并包括:具有面对太阳能电池面板的背表面的底壁的外壳,在底壁和面板的背表面之间具有间隙,底壁包括金属材料并在其中设置有第一通孔;被容纳在外壳中并被构造为从由太阳能电池面板提供的直流电流生成交流电流的电路,该电路包括连接到传输直流电流的一个或多个电线构件的至少一个端子,所述一个或多个电线构件从太阳能电池面板延伸穿过第一通孔;以及在外壳和太阳能电池面板之间的粘合构件,该粘合构件将外壳粘附到太阳能电池面板并相对于第一通孔环绕地延伸。

Description

具有集成逆变器的太阳能电池组件
技术领域
本发明的实施方式涉及包括集成逆变器(inverter)的太阳能电池组件(module)。
背景技术
最近,由于现有能源的消耗,例如石油和煤,对取代现有能源的替代能源的兴趣在增加。最重要的是,太阳能电池是将太阳能转换成电能的最受欢迎的下一代电池。
具有太阳能电池的太阳能电池面板连接到接线盒,进而,接线盒通过从接线盒伸出的直流输出电缆连接到直流(DC)-交流(AC)逆变器。更特别地,DC-AC逆变器将通过从接线盒伸出的正极输出电缆和负极输出电缆传输的直流电压(DC电压)或直流电流(DC电流)转换成交流电压(AC电压)或交流电流(AC电流)。由DC-AC逆变器产生的交流电压或交流电流通过AC输出电缆被传输到另一太阳能电池组件,或被传输到输电网等。
此种情况下,因为接线盒和DC-AC逆变器必须被分别制造和安装(例如,分别在不同情形的中制造和安装),安装空间和安装时间根据它所应用的太阳能电池组件而增加。此外,因为必须在接线盒和DC-AC逆变器之间设置用于它们之间连接的DC输出电缆(即,两个输出电缆),所以需要附加的安装空间和安装时间。特别地,这些输出电缆是庞大的且笨重的,因此导致了安装的困难。为此,接线盒和DC-AC逆变器的安装进程具有非常低的生产率。另外,互连接线盒和DC-AC逆变器的两个输出电缆在运送期间和在使用时可能摇晃或从接线盒和DC-AC逆变器分开,因此导致几个问题,如由于与太阳能电池面板的碰撞而对太阳能电池面板的损坏。
发明内容
本发明的实施方式被限定在附加的权利要求中。根据一个方面,提供的太阳能电池组件包括太阳能电池面板和逆变器装置,逆变器装置设置在太阳能电池面板的背面,并包括:具有面对所述太阳能电池面板的背表面的底壁的外壳,在所述底壁和所述面板的所述背表面之间具有间隙,所述底壁包括金属材料并在其中设置有第一通孔;被容纳在所述外壳中并被构造为从由所述太阳能电池面板提供的直流电流生成交流电流的电路,所述电路包括连接到传输所述直流电流的一个或多个电线构件的至少一个端子,所述一个或多个电线构件从所述太阳能电池面板延伸穿过所述第一通孔;以及在所述外壳和所述太阳能电池面板之间的粘合构件,所述粘合构件将所述外壳粘附到所述太阳能电池面板并相对于所述第一通孔环绕地延伸。
外壳的底壁可以邻近太阳能电池面板设置。粘合构件可以是密封剂。可选地,粘合构件可以由树脂或金属形成。在此情况下,当粘合构件被加热时,树脂的粘合构件通过加热被固化或变硬以附接外壳和太阳能电池,或者金属的粘合构件可以由加热而熔化且然后固化以附接外壳和太阳能电池面板。
在某些实施方式中,围绕太阳能电池面板并固定到太阳能电池面板的外缘部分的框架包括第一横截面框架段(面板插入部)和第二横截面框架段(延伸部分)。面板插入部可包括设置在太阳能电池面板的前表面的前部分,设置在太阳能电池面板侧面的侧部分,和设置在太阳能电池面板的背表面的背部分。前、侧和后部分可彼此连接以定义第一空间(第一插入槽(insertion channel)),太阳能电池面板的外缘部分被插入其中。延伸部分可包括平行于侧面部分或与侧面部分形成在相同平面的第一部分和相对于第一部分弯曲(例如,以直角)的第二部分。第二部分与背部分分开而因此定义由背部分、第一部分和第二部分限定的第二空间(第二插入槽)。从外壳突出的紧固附加件可延伸进入第二插入槽并被紧固到第二框架段。为此,紧固附加件和第二框架段(例如其第二部分)可具有紧固孔,且一个或多个紧固螺栓或其它紧固构件可插入到紧固孔中。
逆变器装置的外壳可用作电接地。接地结构可用于电连接安置在外壳中的印刷电路板到外壳并电连接围绕太阳能电池面板的框架(由导电材料形成)到外壳。
第一接地结构可包括设置在外壳上的压铆螺母,形成在电路板中对应于压铆螺母的位置处的紧固孔,和延伸穿过紧固孔的螺纹紧固螺栓,且螺纹紧固螺栓与压铆螺母啮合。紧固螺栓和压铆螺母均可由导电材料形成,或包括导电材料。紧固螺栓的头部可接触电路板的导电块(conductive patch)。该导电块可以是设置在电路板的表面上的图案化金属层的一部分。
第二接地结构可在外壳和框架之间建立接地连接。第二接地结构可通过紧固逆变器装置的外壳到框架的机械联接结构实施。
在外壳由不同的壳体构件组成时,其中,这些构件彼此联接以形成外壳,第三接地结构可用于将壳体构件中的第一和第二壳体构件彼此电连接,使得第一和第二壳体构件都处于接地电势。
在电路板上安装时,可存在电连接到至少一个端子的至少一个旁路二极管、一个或多个DC-DC转换器和一个或多个DC-AC逆变器。
根据另一方面,提供包括太阳能电池面板和逆变器装置的太阳能电池组件,逆变器装置设置在太阳能电池面板的背面并包括:限定底壁和从所述底壁延伸的侧壁的外壳构件,所述底壁面对所述太阳能电池面板的背表面;印刷电路板,其包括电路组件,所述电路组件被构造为从由所述太阳能电池面板提供的直流电流生成交流电流;以及可拆卸地联接到所述外壳构件的内壳构件,所述内壳构件限定容纳所述印刷电路板的隔间。
根据另一个方面,提供包括太阳能电池面板和逆变器装置的太阳能电池组件,逆变器装置包括:连接到太阳能电池面板的端子;电连接到端子的旁路二极管;逆变器电路,其包括电连接到旁路二极管的DC-AC逆变器;被构造成将端子和旁路二极管中的至少一个与位于其中的DC-AC逆变器集成的壳体。端子、旁路二极管和DC-AC逆变器中的至少一个可以形成在电路板上,从而通过电路板彼此集成,或由灌封件包围从而通过灌封件彼此集成。端子、旁路二极管和DC-AC逆变器可以形成在电路板上并通过电路图案彼此连接。逆变器可包括单个配置成向外传输由逆变器装置产生的交流电流的单个AC输出电缆。逆变器装置可包括位于壳体中的内部构件,其中设置有端子、旁路二极管和DC-AC逆变器的电路板和至少部分覆盖电路板、旁路二极管和DC-AC逆变器的灌封件被设置在内部构件内。壳体可包括通过固定件相互固定的第一壳体部件和第二壳体部件。第二壳体部件可包括第一部分和与第一部分分开的第二部分。固定件可包括粘合构件、弹性构件、闩锁构件和紧固构件中的至少一个。逆变器可包括:配置成感测逆变器装置中的功率是否在正常水平的电流传感器;和配置成转换从旁路二极管传输来的DC功率的DC-DC转换器,DC-DC转换器包括以交错的方式操作的至少三个转换器,其中,电流传感器和旁路二极管通过电路板上的电路图案彼此连接。
附图说明
下文中将参考附图对本发明进行进一步详细的说明。
图1是根据本发明的实施例的包括集成逆变器的太阳能电池组件的前透视图;
图2是图1中示出的太阳能电池组件的后透视图;
图3是图1中沿III-III线的截面图;
图4是图2中的部分A的放大透视图;
图5是图2中的A部分的放大透视图,显示集成逆变器的邻近与集成逆变器隔开的太阳能电池面板的表面;
图6是显示图1中示出的集成逆变器的一些部分的透视图;
图7是沿图5中的线VII-VII的截面图,示出不同示例(a)和(b);
图8是显示替换实施例的透视图,其可用于图1中示出的太阳能电池组件的集成逆变器;
图9是显示端子和连接到端子的带状物(ribbon)的透视图,该端子可用于图1中示出的太阳能电池组件的集成逆变器;
图10是显示图1中示出的太阳能电池组件和集成逆变器的端子的示例的方框图;
图11是图10中示出的集成逆变器的示例电路图;
图12A是沿图4的A-A线的截面图;
图12B是沿图4的B-B线的截面图;
图12C是沿图4的C-C线的截面图。
图13A-13D是显示通过图12C中示出的三个紧固构件形成的接触部分的各种示例的视图。
具体实施方式
现在将参考附图中的示例对本发明的实施例进行详细说明。但是,将理解的是,本发明不应该限制于这些实施例,且可以以各种方式修改。
附图中,为了清晰并简要解释本发明的实施例,忽略与说明书没有关系的元件的描述,且同样或相似的元件在本说明书中用相同的参考标记标识。另外,附图中,为更清晰地解释,元件的尺寸,如厚度、宽度等,被放大或变小,因此本发明实施例的厚度、宽度等并不限于附图中的图解。
下文中,根据本发明实施例的集成逆变器和包括该集成逆变器的太阳能电池组件将参考附图进行详细描述。
图1是显示根据本发明的实施例的包括集成逆变器的太阳能电池组件的前透视图,图2是显示图1中的太阳能电池组件的后透视图。另外,图3是沿图1中的III-III线的截面图。
参考图1-3,根据本发明的实施例,参考标记100标识的太阳能电池组件包括具有太阳能电池12的太阳能电池面板10和安装并连接到太阳能电池面板10的逆变器30(本文中指集成逆变器)。太阳能电池组件100可进一步包括固定到太阳能电池面板10的外缘部分的框架20。密封构件可位于太阳能电池面板10和框架20之间以气密密封并使太阳能电池面板10和框架20彼此附接。这将在下面进行详细描述。
太阳能电池面板10包括一个或多个太阳能电池12。另外,太阳能电池面板10可包括围绕太阳能电池12以气密密封同一元件的密封层14,在太阳能电池12的前面,前衬底16设置在密封层14的一个表面上,在太阳能电池12的背面,背衬底18设置在密封层14的另一个表面上。
在一个示例中,太阳能电池面板10可包括太阳能电池12、半导体衬底(例如,单晶半导体衬底,更特别地,单晶硅晶片)、形成在半导体衬底上或在其上的第一和第二导电区,第一和第二导电区具有相反的导电性,且第一和第二电极分别连接到第一和第二导电区。此处,半导体衬底可具有低浓度p-型或n-型掺杂剂,且第一和第二导电区的一个可具有p-型掺杂剂而另一个导电区可具有n-型掺杂剂。此外,第一或第二导电区可以是通过用掺杂剂掺杂半导体衬底的一部分而形成的掺杂区,且可以是各自形成在半导体衬底之上并掺杂有掺杂剂的半导体层。此外,太阳能电池12可配置在一条线上以形成太阳能电池串,使得一个太阳能电池12的第一电极由带状物等连接到另一个相邻的太阳能电池12的第二电极。各种其它熟知的结构可以应用到太阳能电池12的结构、太阳能电池12的连接结构等结构中。
如上面描述的,本发明的实施例示例出的太阳能电池12是单晶硅半导体太阳能电池。但是,本发明的实施例并不限于此,太阳能电池12可从各种其它太阳能电池的结构中进行选择,例如薄膜太阳能电池,燃敏太阳能电池,串联式太阳能电池,复合半导体太阳能电池等。此外,尽管本发明的实施例示例提供多个太阳能电池12,但也可以提供单个太阳能电池12。
密封层14可包括位于太阳能电池12和前衬底16之间的第一密封层14a和位于太阳能电池12和背衬底18之间的第二密封层14b,第一密封层14a和第二密封层14b彼此粘合。密封层14围绕并气密密封太阳能电池12,因此阻挡了对太阳能电池12有负面影响的湿气和氧。此外,太阳能电池组件100的组成组件(即前衬底,太阳能电池12和背衬底18)彼此化学联接。通过执行依次堆叠背衬底18、第二密封层14b、太阳能电池12或太阳能电池串、第一密封层14a和前衬底16的层压工艺,随后,通过施加热和/或压力将它们彼此粘合,所有的这些组成组件可彼此结合在一起。
第一密封层14a和第二密封层14b可由乙烯醋酸乙烯酯(EVA)共聚物树脂、聚乙烯醇缩丁醛、硅树脂、酯基树脂、烯烃基树脂等形成。在此情况下,第一密封层14a和第二密封层14B可由相同材料形成,或可由不同的材料形成。但是,本发明的实施例不限于此。因此,第一和第二密封层14a和14b可通过各种其它方法而不是前述的层压工艺由多种其它材料的一个或多个形成。
前衬底16设置在第一密封层14a上以形成太阳能电池面板10的前表面。前衬底16可由具有足够强度以保护太阳能电池12免受外部振动等影响和具有足够透光率以透射光如太阳光等的材料形成。在一个示例中,前衬底16可以是玻璃衬底。在此种情况下,前衬底16可以是钢化玻璃衬底,以获得加强的强度,以及其中前衬底16此外包括各种其它材料以获得各种增强的特性的各种其它变化是可能的。可选择地,前衬底16可以是由树脂等形成的薄板或膜。即,本发明的实施例并不限于前衬底16的这些组分材料,且前衬底16可以由各种其它材料形成。
背衬底18是设置在第二密封层14b上以在太阳能电池12背面保护太阳能电池12的保护材料。背衬底18可具有防水、电绝缘和防紫外线功能。
基于期望的太阳能电池面板10的结构,背衬底18可具有足够的强度以保护太阳能电池12免受外部振动等的影响并可用于透过或反射光。在一个示例中,在背衬底18通过光的结构中,背衬底18可由透光材料形成。在背衬底18反射光的结构中,背衬底18可由不透光或反射光的材料形成。在一个示例中,背衬底可由如玻璃衬底形成,或可由薄膜或薄板形成。例如,背衬底18可为聚氟乙烯/PET/聚氟乙烯(TPT)衬底,或可以由形成在聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的至少一个表面上的聚偏二氟乙烯(PVDF)树脂形成。聚偏二氟乙烯是具有(CH2CF2)n结构的聚合物并具有双氟键,因此展现出优良的机械特性、耐气候性和防紫外线性能。本发明的实施例不限于背衬底18的这些组分材料。
为了可靠地固定具有上面描述的层的太阳能电池面板10,太阳能电池面板10的外缘部分可固定到框架20。尽管附图示出的太阳能电池面板10的整个外缘部分固定到框架20,但本发明的实施例并不限于此。因此,各种其它变化也是可能的,例如,太阳能电池面板10的仅部分边缘固定到框架20。
在本发明的实施例中,框架20可包括太阳能电池面板10的至少一部分插入的面板插入部22,和从面板插入部22向外延伸的延伸部24。
更特别地,面板插入部22可由位于太阳能电池面板10的前表面的前面部分222、位于太阳能电池面板10的侧表面的侧面部分224和位于太阳能电池面板10的背面的背面部分226组成。面板插入部22的这些部分222、224和226可彼此连接来限定太阳能电池面板10的外缘部分插入的空间(第一插入槽)。一个示例中,面板插入部22可进行两次弯曲以具有“U”形或“C”形横截面,从而使得太阳能电池面板10的边缘位于面板插入部22内。但是,本发明的实施例并不限于此,前面部分222、侧面部分224和背面部分226的任何一个可以省略或每一部分可以部分去除。各种其它的变化也是可能的。
延伸部24,从面板插入部22向后延伸,可由从面板插入部22向后延伸的第一部分242和从第一部分242弯曲的第二部分244组成,第一部分242平行于侧面部分224(或与侧面部分224形成在同一平面),第二部分244与太阳能电池面板10的背面分开或与背面部分226隔开一定距离。第二部分244可平行于太阳能电池面板10的背面或背面部分226,或从其倾斜。这样,延伸部24可弯曲一次以具有“L”形或“└”形横截面,使得在延伸部24和背面部分266之间限定空间(第二插入槽)。
延伸部24用于增强框架20的强度并构造成固定到地面、支撑体、地板等。延伸部24可具有孔24a,穿过该孔,紧固被紧固到地面、支撑体或地板的紧固件。由于紧固件等通过与太阳能电池面板10隔开的第二部分244紧固,可阻止使用紧固件在太阳能电池组件100上安装时对太阳能电池面板10的损坏。
为可靠地固定紧固件等,第二部分244可具有等于或大于背面部分226的面积的面积(即,可具有等于或大于背面部分226的宽度的宽度)。此外,可以使用各种所知道的结构的紧固件。本发明的实施例并不限于此,且延伸部24可具有各种其它形状而不是上面描述的形状。
框架20可通过各种方法固定到太阳能电池面板10。一个示例中,太阳能电池面板10的外缘部分可以是弹性部分(例如,松紧带),同时太阳能电池面板10可使用其弹性部分插入到框架20的面板插入部22中。但是,本发明的实施例并不限于此,而各种其它的变化是可能的,如一种变化,其中,框架20的组成部件被组装并围绕太阳能电池面板10彼此联接。
此外,根据本发明的实施例,集成逆变器30可连接到太阳能电池面板10的太阳能电池12。一个示例中,集成逆变器30可设置在太阳能电池面板10的背面并位于邻近太阳能电池面板10的上端部分。此种情况下,集成逆变器30的厚度T1可等于或小于框架20凸起超过太阳能电池面板10的背面的高度H1。此处,框架20凸起超过太阳能电池面板10的背面的高度H1可被定义为太阳能电池面板10的背面到延伸部24的第二部分244的外表面的距离。这样,集成逆变器30可具有所需的厚度以阻止集成逆变器30从第二部分244的外表面突出。即,集成逆变器30的背面(即与太阳能电池面板10相反的表面)可位于与第二部分244的内表面相同的平面内,或可定位为相比第二部分244的内表面更邻近太阳能电池面板10。此外,至于集成逆变器30位于延伸部24内的部分,对应部分的背面(即与太阳能电池面板10相反的表面)可与第二部分244的内表面位于相同的平面,或定位为相比于第二部分的内表面更接近太阳能电池面板10,其可以帮助集成逆变器30容易地设置在延伸部24内。这样,可能最小化太阳能电池组件100的体积并有效使用在太阳能电池面板10背面的空间。此外,考虑到制造多个太阳能电池组件100的情况,然后在运送等时堆叠一个在另一个之上,可最小化太阳能电池组件100之间的碰撞振动。根据本发明的实施例,集成逆变器30可邻近太阳能电池面板10的上端部分被联接到框架20延伸部24,和/或可被附接到太阳能电池面板10的背面。这将在下面进行详细的描述。
根据本发明实施例的集成逆变器30是传统接线盒的至少一部分和传统逆变器的至少部分的集成的组合。因此,集成逆变器30可称为接线盒集成逆变器、旁路二极管集成逆变器、集成接线盒、集成逆变器的接线盒等。逆变器30在下面将参考图1-3和图4-9进行详细描述。
图4是图2中的部分A放大的透视图,图5是图2中的部分A的放大透视图,显示集成逆变器30邻近与集成逆变器30隔开的太阳能电池面板的表面;图6是显示图1中示出的集成逆变器30的一些部件的透视图。为了清楚描述,灌封件(pottingmember)372从图4中省略。下面将参考图6详细描述灌封件372,灌封件372可通过浇铸液体或糊状材料覆盖逆变器30的电路组件并随后固化(凝固)该材料而形成。作为浇铸液态材料的替代,沉积工艺如化学气相沉积可用于沉积绝缘材料而因此形成灌封件372。
参考图4和5,根据本发明的集成逆变器30通过将连接到太阳能电池(参见图3中的标记12)(或太阳能电池面板10)的端子31和/或电连接到端子31的旁路二极管33,和电连接到旁路二极管33并且具有一个或多个DC-AC逆变器352的逆变器电路35集成而形成。此种情况下,端子31可连接到从太阳能电池面板10延伸的电线(如带状物)122。在根据本发明实施例中,壳体39(更特别地,外壳49)包括导电材料层(参见图12A-12C的标记47),因此,外壳49具有接地功能。更特别地,根据本发明实施例的集成逆变器30可包括配置成使外壳49和电路板37接地的第一接地结构72和配置成使外壳49和框架20接地的第二接地结构74。假如外壳49包括彼此联接的第一壳体部件491和第二壳体部件492,集成逆变器30可进一步包括配置成使第一壳体部件491和第二壳体部件492接地的第三接地结构76。一个示例中,第一到第三接地结构72、74和76可通过第一到第三紧固件62、64和66(在附图示出的示例中,被配置为每一个具有头部和栓部的螺栓,其中栓部具有螺纹)紧固而得到。在形成整个集成逆变器30的描述之后,第一至第三接地结构72、74和76将在下面参考图12A-12C和图13A-13D进行详细的描述。
在根据本发明实施例的中,端子31和/或旁路二极管33和逆变器电路35彼此集成在一起。
此处,集成可包括所有的状态,其中,当在安装期间或之后固定到太阳能电池面板10和/或框架20时,两个或更多个组件被认为是任何一个元件、物件、物体或部件。例如,集成的意思可以是两个或多个组件位于同一个壳体中并通过相同的壳体集成,意思可以是两个或多个组件通过装配或连接固定到相同的部件并通过该相同的部件集成,意思可以是两个或多个组件在相同的部件上形成在一起并构成该相同部件的一部分,和意思可以是两个或多个组件由相同的部件围绕或固定到相同的部件。另一方面,当两个或多个组件经由附加的输出电缆等彼此连接时,这可能很难被认为是集成。在此种情况下,端子31、旁路二极管33和逆变器电路35可不可分开地彼此集成在一起,或可以是可分开地彼此集成在一起而能够在修复或更换时容易分开。
在根据本发明实施例的逆变器30中,端子31、旁路二极管33和逆变器电路35形成在具有电路图案(或线)的电路板37上。这样,可以说,端子31、旁路二极管33和逆变器电路35通过电路板37彼此集成。此外,如图6示出的例子,灌封件372可设置以覆盖或围绕电路板37。这样,可以说旁路二极管33和逆变器电路35通过灌封件372彼此集成,此外,其上形成有端子31、旁路二极管33和逆变器电路35的电路板37可被适应性配置在同一个壳体39中。这样,可以说端子31、旁路二极管33和逆变器电路35通过同一个壳体39彼此集成。
根据本发明的实施例示例出的端子31、旁路二极管33和逆变器电路35通过同一个电路板37、同一个灌封件372和同一个壳体39彼此集成。更特别地,当端子31、旁路二极管33和逆变器电路35配置在同一个电路板37上,以及灌封件372覆盖旁路二极管33和逆变器电路35和电路板37时,端子31、旁路二极管33、逆变器电路35、电路板37和灌封件372彼此集成而构成电路板单元300。电路板单元300可固定在壳体39中。这可使得端子31、旁路二极管33和逆变器电路35更牢固地彼此集成。但是,本发明的实施例并不限于此,且前述的组件可以使用各种集成方法中的至少一种以简单的结构彼此集成。此外,尽管本发明的实施例示例出端子31、旁路二极管33和逆变器电路35彼此集成,但本发明的实施例并不限于此。因此,可以是仅仅旁路二极管33和逆变器电路35彼此集成,而各种其它的变化也是可能的。
在本发明的实施例中,壳体39可具有用来提供空间的各种结构和形状,其中端子31、旁路二极管33和逆变器电路35彼此集成,该空间是适配的并使得太阳能电池面板10和/或框架20稳定地固定在其中。
在一个示例中,在本发明的实施例中,壳体39可包括形成壳体39的外部形状或外部表面的外壳49和位于外壳49内的内壳构件59,外壳49固定到太阳能电池面板10和/或框架20,内壳构件59中容纳电路板单元300。此种情况下,内壳构件59可分开地联接于外壳49,使得电路板单元300容纳在内壳构件59中,以容易固定到外壳49或容易从外壳49分离。这将在下面进行详细的描述。
在下面将参考图7以及图4和5对外壳49进行详细的描述。图7是图5中沿线VII-VII的截面图,显示在(a)和(b)中的不同示例。
本发明的实施例中,外壳49由第一壳体部件491和第二壳体部件492组成,两者彼此结合以形成整体壳体。这样,在第一壳体部件491和第二壳体部件492彼此分开的情形中,电路板单元300和/或内壳构件59插入外壳49或从外壳49去除可容易执行。同样,在第一壳体部件491和内壳构件59彼此联接的情形中,电路板单元300和内壳构件59可牢固地容纳在外壳49中。
此处,第一壳体部件491可包括:内部空间部分494,该内部空间部分494由它的底壁4942和侧壁4944限定内部空间;以及,从内部空间部分494的上端延伸的粘合法兰(bonding flange)496,粘合法兰496相对于底壁4942平行或倾斜。此种情况下,侧壁4944可形成在底壁4942的所有边缘,使得在内部空间部分494内限定的内部空间仅具有一个开口面。例如,当底壁4942为矩形时,四个侧壁4944可分别从矩形底壁4942的四个边缘延伸以限定具有一个开口面的长方体。一个示例中,内部空间部分494可具有至少5个面,使得仅一个面开口。
在附图中,底壁4942可具有四条直线并在两条相邻的直线相遇的角部被弄圆。例如,底壁4942可具有近似矩形形状并在它的四个角部被弄圆。侧壁4944可在底壁4942的所有边缘形成并延伸以与底壁4942(例如,在垂直于底壁4942的方向)交叉。这样,侧壁4944可包括对应于四条直线的四个平面和分别位于两个相邻的平面之间的四个弄圆的表面。这种形状可以提供足够的内部空间并防止用户被尖角伤害。但是,本发明的实施例并不限于此,底壁4942和侧壁4944的形状等可以各种方式变化。
粘合法兰496可从侧壁4944弯曲从而向外延伸。粘合法兰496提供应用粘合构件493的区域,因此帮助第一壳体部件491和第二壳体部件492通过粘合构件493彼此粘合。此种情况下,从侧壁4944弯曲从而向外延伸的粘合法兰496打开了内部空间部分494的整个内部空间,这可使得端子31、旁路二极管33和逆变器电路35容易地插入或从外壳49去除,而不会有被粘合法兰限制的风险。粘合法兰496可包括平行于底壁4942的平坦表面,或垂直于侧壁4944的平坦表面。因此,结合构件493可以牢固地应用到粘合法兰496。但是,本发明的实施例并不限于此。
本发明的实施例中,当在平面中观察到从侧壁4944的端部延伸的粘合法兰496时,粘合法兰496连续形成以封闭由内部空间部分494限定的内部空间。此处,粘合法兰496可包括平坦表面从而位于同一平面中。因此,第一壳体部件491和第二壳体部件492可通过施加到粘合法兰496的粘合构件493完全彼此粘合,这可维持外壳49内部高度密封效果。此种情况下,粘合法兰496可具有一致的宽度以确保粘合构件493均匀的施加,因而使得第一壳体部件491和第二壳体部件492彼此牢固粘合。此外,当需要修复、更换等时,切割工具(例如刀具等)可引入到粘合法兰496和第二壳体部件492之间的间隙中并沿着粘合法兰496移动来切割粘合构件493,其能够使得第一壳体部件491和第二壳体部件492容易地分开。即,可通过沿着粘合法兰496的平坦表面移动切割工具而使第一壳体部件491和第二壳体部件492容易地分开。
在本发明的实施例中,第二壳体部件492可形成平板形状,其覆盖内部空间部分494的开口面并具有与粘合法兰496的外边缘匹配的边缘轮廓。
此种情况下,如由图7的示例(a)示出的,第二壳体部件492可包括平行于底壁4942的平坦内部部分(盖壁)497和位于内部部分497的外侧以延伸远离第一壳体部件491的倾斜的外部部分499。与对应的粘合法兰496重叠的外部部分499的一部分通过粘合构件493粘合到粘合法兰496。
由于形成倾斜的外部部分499,肉眼可见的或设备检测到的边界线(或边界部分)形成在内部部分497和外部部分499之间。因此,第一壳体部件491和第二壳体部件492的位置可通过定位外部部分499覆盖粘合法兰496或通过定位外部部分499以不偏离粘合法兰496进行粗略的对准。此种情况下,内部部分497相比底壁4942的面积具有较小的面积。例如,外部部分499的宽度W2可大于粘合法兰496的宽度W1。因此,第一壳体部件491和第二壳体部件492的位置可通过将内部部分497和外部部分499之间的边界线定位在粘合法兰496内(即,内部空间中)而更容易地粗略对准。内部部分497和外部部分499之间的边界线或内部或外部部分497或499可作为引导、对准标记等
此外,如图7中的示例(a)示出的,由于外部部分499从内部部分497倾斜,粘合法兰496和外部部分499之间的距离(即位于粘合法兰496和外部部分499之间的粘合构件493的厚度)在粘合法兰的外部边缘稍微大于在粘合法兰496的内部边缘。因此,由于第一壳体部件491和第二壳体部件492之间的距离在粘合法兰496的外部边缘更大,所以切割工具可以容易地进入粘合法兰496和外部部分499之间的间隙,从而根据第一壳体部件491和第二壳体部件492的分离来切割粘合构件493。
但是,本发明的实施例并不限于此,内部部分497和外部部分499可具有各种其它形状。例如,如图7中的示例(b)示出的,内部部分497和外部部分499可经弯曲彼此形成阶梯。此种情况下,内部部分497可从外部部分499向第一壳体部件491突出,外部部分499相比内部部分497离第一壳体部件491更远。因此,内部部分497可位于第一壳体部件491的内部,而外部部分499可位于对应的粘合法兰496上,这可改善第一壳体部件491和第二壳体部件492的固定稳定性。
此外,本发明的实施例示例,第二壳体部件492包括内部部分497和外部部分499。本发明的实施例并不限于此,而第二壳体部件492可包括具有不同形状和由不同材料等形成的第一部分和第二部分。这样,第一部分和第二部分之间的边界线或第一或第二部分可作为引导、标记等。可选地,第一和第二部分的一个可使用施加到其上的粘合构件493而将第一和第二壳体部件491和492彼此固定。
位于第一壳体部件491的每一个粘合法兰496和第二壳体部件492的外部部分499之间的粘合构件493用于粘合且密封第一壳体部件491和第二壳体部件492,因此,阻止了从外部引入杂质、污染物等并改善了密封和防水性能。粘合构件493可由具有粘合和/或密封特性的各种材料的任何一个形成,例如可以是密封剂。
尽管本发明的实施例示出,第一壳体部件491和第二壳体部件492彼此通过粘合构件493固定,但本发明的实施例并不限于此。即,第一壳体部件491和第二壳体部件492可使用弹性构件彼此固定,例如0形环或橡胶材料,具有闩联接结构的闩构件,紧固构件,例如螺栓、螺母等,以及各种其它固定构件。此种情况下,为改善密封性能,粘合构件、弹性构件、闩构件和紧固固件中的至少两个可以一起使用。例如,当使用弹性构件、闩构件和紧固构件的一个作为粘合构件时,固定的稳定性和密封的稳定性都可最大化。各种其它结构也可使用。
但是,本发明的实施例并不限于此,外壳49可形成为不密封整个内部空间。此外,各种变化是可能的,例如,其中第一壳体部件491的侧壁部分或全部省略而第二壳体部件492的部分用于侧壁。此外,外壳49可由三个或更多个彼此联接的部件组成,以及各种其它变化也是可能的。
通过提供第一壳体部件491和第二壳体部件492,内部组件容易插入和移除是可能的。此外,通过使用粘合构件493粘合第一壳体部件491和第二壳体部件492,内部牢固的密封是可能的,其可阻止由于外部湿气等问题并可靠地保护内部组件免受外部振动的影响。但是,本发明的实施例并不限于此,且外壳49可包括第一壳体部件491和第二壳体部件492的至少一个。各种变化是可能的,例如变化,不设置第二壳体部件492并且第一壳体部件491的粘合法兰496接触到太阳能电池面板10,因此导致太阳能电池面板10作为第二壳体部件492使用。
外壳49可包括连接太阳能电池12、外部结构(例如,另一个太阳能电池组件100或输电网)等的结构。即,外壳49可具有:第一通孔49a,连接太阳能电池12的带状物122穿过该第一通孔;和第二通孔49b,交流电压或传输由集成逆变器30产生的交流电流的单个AC输出电缆38穿过该第二通孔。
即,用于与太阳能电池12连接的第一通孔49a和用于AC输出电缆38的第二通孔49b形成在同一个外壳49中。这是因为端子31和/或旁路二极管33和逆变器电路35彼此集成。在现有技术中,用于连接太阳能电池的第一通孔已被形成在接线盒的壳体中,用于AC输出电缆的第二通孔已形成在逆变器电路所在的逆变器的壳体中。因此,第一通孔和第二通孔不能形成在同一壳体中。另一方面,在本发明的实施例中,连接太阳能电池面板10的结构和用来向外施加交流电压的输出电缆38可通过电路板37彼此集成。
在一个示例中,第一通孔49a可形成在外壳邻近太阳能电池面板10的表面(即第一壳体部件491的底壁4942)。这样,从太阳能电池12延伸穿过形成在第二密封层14b和背衬底18中的孔的带状物122可通过较短的路径连接到端子31。第一通孔49a可以是单个孔,分别对应太阳能电池串的带状物122(n个带状物122)穿过该孔,或可包括多个孔,它们彼此分隔开以对应于各个带状物122。在附图示出的结构中,外壳49具有单个通孔49a,带状物122一起穿过该通孔,这可保证第一壳体部件491更容易的工艺流程。
第二通孔49b可以形成在确保与外部电路容易连接的位置。在一个示例中,在本发明的实施例中,第二通孔49b形成在离端子31最远的侧壁4944内,使得从太阳能电池面板10供应给端子31的电压在顺序地通过旁路二极管33和逆变器电路35之后通过AC输出电缆38向外释放。这可提供端子31、旁路二极管33和逆变器电路35的有效布置。
在本发明的实施例中,AC输出电缆38是其中布置有连接到带状物122的端子31和/或旁路二极管33的集成逆变器30的输出电缆。因此,单个AC输出电缆38可穿过第二通孔49b向外延伸。通常,AC输出电缆38可具有三条具有3相电压(电流)的导线。即,一个AC输出电缆38具有三条导线。单个AC输出电缆38的三条导线可结合成一条以穿过单个第二通孔49b,这可导致简单的结构。但是,本发明的实施例并不限于此,而各种变化是可能的,例如三条导线分别穿过不同的第二通孔49b而放电的变化。
在本发明的实施例中,其中布置有连接到带状物122的端子31和/或旁路二极管33的集成逆变器30的输出电缆是AC输出电缆38,并且没有DC输出电缆。这是因为端子31和/或旁路二极管33和逆变器电路35彼此集成。在现有技术中,因为直流电压或直流电流从布置有端子和旁路二极管接的接线盒释放,所以有两个包括正极输出电缆和负极输出电缆的DC输出电缆。
外壳49可进一步具有与框架20联接的紧固附件49c。紧固附件49c是通过紧固构件62联接到框架20的部件。在本发明的实施例中,紧固附件49C可整体与第一壳体部件491或第二壳体部件492形成,从而从那里延伸。这样,具有紧固附件49c的外壳49可通过相同的工艺形成,这可以改善生产效率。
紧固附件49C可从外壳49邻近框架20的部分(即附图中的上端部分)延伸并接触框架20的至少一个表面(更特别地,框架20的第二部分244)。当紧固附件49C和第二部分244设置有紧固孔490c和244c,而紧固构件64(例如螺母)穿过紧固孔490c和244c紧固时,外壳49可被固定到框架20。这样,外壳49和框架20可经由简单的结构紧紧地彼此固定。此外,第二接地结构74可通过穿过形成在紧固附件49c和第二部分244中的紧固孔490c和244c紧固第二紧固构件64而构造。第二接地结构74将在下面进行详细的描述。
在一个示例中,在本发明的实施例中,紧固附件49c包括紧固到框架20的紧固部分491c。此外紧固附件49c可进一步包括从紧固部分491c连接到内部空间部分494的延伸部分492c、493c和494c。延伸部分492c、493c和494c可包括从紧固部分492c弯曲以向太阳能电池面板10延伸的第一延伸部分492c、从第一延伸部分492c弯曲以平行于太阳能电池面板10而延伸的第二延伸部分493c,和从第二延伸部分493c弯曲以延伸到太阳能电池面板10的背面和粘合法兰496的第三延伸部分494c。
紧固部分491c被定位接触(或紧密接触)框架20的第二部分244。在一个示例中,紧固部分491c可被定位紧密接触到第二部分244的内表面(即面对背面部分226或太阳能电池面板10的表面),使得紧固附件49c被定位在延伸部24内的空间。此种情况下,紧固孔224c和490c形成在第二部分244和紧固部分491c的与第二部分244的内表面紧密接触的对应位置。此外,支撑零件490d可形成在紧固部分491c的侧边缘,从而穿过第二部分244的支撑孔244d。因此,在紧固附件49c被通过将紧固部分491c的支撑零件490d固定在第二部分244的支撑孔244d中而设定在想要的位置之后,紧固附件49c和第二部分244可通过紧固构件62彼此固定。在本发明的实施例中,支撑零件490d可以是凸起,其在与太阳能电池面板10相反的方向上凸起以穿过第二部分244,且支撑孔244d可以形成在对应于支撑零件490c的位置。这样,紧固附件49c和第二部分244的位置可以使用简单的结构轻易对准。此外,当支撑零件490d分别形成在紧固部分491c的两个侧边缘且两个支撑孔244d对应于各自的支撑零件490d形成时,对准性能可以提高。但是,本发明的实施例并不限于此。因此,关于紧固附件49c和框架20的联接结构、支撑零件490d和支撑孔244d的联接结构、这些组件的形状、位置和数量的各种变化是可能的。
第一延伸部分492c可与框架20(更准确地,第一部分242)接触(或紧密接触)。更特别地,第一延伸部分492c可与第一部分242的内部表面接触(或紧密接触)。这样,紧固附件49c和框架20可更牢固地彼此固定。
第二延伸部分493c可以与太阳能电池面板10或框架20隔开。在本发明的实施例中,在使用第二延伸部分493c的情况下第一壳体部件491和第二壳体部件492可通过第三紧固构件66彼此紧固。第二延伸部分493c与太阳能电池面板10隔开的原因是为了保证第一壳体部件491和第二壳体部件492更容易联接。但是,本发明的实施例并不限于此,且第一壳体部件491和第二壳体部件492可仅仅使用粘合构件493而不用另外的紧固方法来彼此粘合,或可以在不同位置彼此紧固。此种情况下,第二延伸部分493c可与太阳能电池面板10的背面或框架20的背面部分226紧密接触而改善固定的稳定性。各种其它的变化也是可能的。
至少一个通孔490f可连续形成在第一延伸部分492c和第二延伸部分493c中,以确保紧固附件49c在多次经受弯曲的时候更容易的工艺流程。为了改善工艺流程的容易性,可形成多个通孔490f,尽管本发明的实施例并不限于此。此外,通孔490f的形状、尺寸等并没有很大的限制。
当紧固附件49c多次弯曲以包括第一至第三延伸部分492c、493c和494c以及紧固部分491c时,紧固附件49c可作为加强构件,因此具有高的强度。因此紧固附件49c的联接到框架20的一部分可获得足够的强度。
可提供覆盖紧固附件49c的前侧的支架(即紧固部分491c和第三延伸部分494c之间的至少一个间隙)从而改善紧固附件49c的外观。支架可以是通过闩(1atch)结构等可分离地固定到紧固附件49c。但是,本发明的实施例并不限于此,而支架可以通过各种其它方法固定。
第二壳体部件492的对应于紧固附件49c的一部分可设置有固定凸缘(fixation lug)49d以被固定到紧固附件49c。固定凸缘49d可包括配置成与第二延伸部分493c接触(或紧密接触)的第一固定部分491d和从紧固部分491c弯曲以延伸并连接到外部部分499的第二固定部分492d。第一固定部分491d和第二延伸部分493c可具有形成在相应位置的紧固孔490e和490g。当第三紧固构件66穿过紧固孔490e和490g被紧固时,第一壳体部件491和第二壳体部件492可以更牢固地彼此联接。这样,外壳49可获得改善的密封结构和固定结构。此外,在本发明的实施例中,第三接地结构76可经由穿过紧固附件49c和固定凸缘49d而紧固第三紧固构件66来构造。这将在下面进行更详细的描述。
在本发明的实施例中,外壳49固定或附接到太阳能电池面板10。即,在本发明的实施例中,粘合构件(后面被称为粘合剂构件)69可位于外壳49邻近太阳能电池面板10的底壁(例如,第一壳体部件491的底壁4942)以牢固地将太阳能电池面板10固定到外壳49(或集成逆变器30)并获得好的密封和防水性能。
更特别地,粘合剂构件69可被配置成在其中限定封闭空间,同时,当平面观察时,围绕外壳49的第一通孔49a。这样,外壳49可通过间隙与太阳能电池面板10的背面间隔开(例如在图12C中的描述)而粘合剂构件69可用于将在太阳能电池面板10和外壳49之间的被限定在其中的空间与外部空间隔开,同时允许带状物122穿过外壳49的第一通孔49a插入外壳49。这样,粘合剂构件69可气密地密封具有第一通孔49a的外壳49。
如上所述,外壳49具有第一通孔49a和第二通孔49b。第二通孔49b容纳AC输出电缆38并因此保持气密密封的状态,而第一通孔49a必须开口以确保带状物122d的光滑通道。因此,当不设置粘合剂构件69时,外面物质、杂质、湿气等可通过第一通孔49a进入外壳49。因此,在本发明的实施例中,围绕经由第一通孔49a打开的空间的粘合剂构件69可用于阻止外壳49的内部通过第一通孔49a与外面连通。这可改善外壳49的气密密封和防水性能。此外,粘合剂构件69可将外壳49固定到太阳能电池面板10,因此改善了固定的稳定性。
在一个示例中,平面观看时,粘合剂构件69可具有圆形、多边形等。如附图中示出的,第一通孔49a可具有矩形而粘合剂构件69可具有矩形。但是,本发明的实施例并不限于此,而粘合剂构件69可具有各种其它结构和形状,以阻止第一通孔49a和外壳49的内部之间的连通。
在本发明的实施例中,具有用于带状物122和端子31之间连接的第一通孔49a的集成逆变器30设置有粘合剂构件69,因此获得改善的气密密封性能。另一方面,传统的逆变器并不具有上面所描述的连接太阳能电池12的第一通孔。
粘合剂构件69可由具有高的粘合性和气密密封性能等的各种材料中的任何一个形成。在一个示例中,粘合剂构件69可以是密封剂。但是,本发明的实施例并不限于此。因此,各种变化是可能的,如其中粘合剂构件69是由树脂、金属等形成的结构,从而以热的方法将外壳49和太阳能电池面板10彼此连接的变型。
上面描述的外壳49可具有确定的外部形状或外部表面并可包括能够保护配置在其中的各种元件、物件、部件等的各种材料。在一个示例中,外壳49可包括导电材料层47以获得增强的结构稳定性并可以用于接地等。例如,外壳49的导电材料层47可以是金属层。此种情况下,当外壳49由表面处理的金属(或涂敷金属)形成时,导电材料层47可位于外壳49内部并且具有电绝缘特性的表面处理层48(参考图12A-12C的标记48)可以位于导电材料层47的周围以围绕导电材料层47。这样,电绝缘材料形成的表面处理层48可获得改善的耐磨性和外观,且内部导电材料47可用于接地等。接地结构将在下面进行更详细的描述。
在一个示例中,外壳49可由阳极氧化处理的金属(如,阳极氧化的铝)形成。这样,外壳49可包括包含铝的导电材料层47和包含氧化铝的表面处理层48。此外,一经表面处理(例如阳极氧化),外壳49可被着色而改善外观。例如,外壳49可以被着色成黑色、棕色、银色等。
在本发明的实施例中,内壳构件59可位于外壳49之内。内壳构件59将在下面参考图4-6进行详细描述。图6示出了外壳49的第一壳体部件491、内壳构件59的内部空间部分594、和位于内部空间部分594内的电路板单元300等。
内壳构件59用于支撑或容纳电路板单元300,使得电路板单元300容易从外壳49分离。因此,当需要进行修复、更换等时,当外壳49被打开时电路板单元300可从外壳49中分离出来,然后内壳构件59从外壳49分离。此外,当需要更换时,其中支撑或容纳端子31、旁路二极管33、逆变器电路35等的内壳构件59可简单地更换,因为内壳构件59被插入外壳49中。
内壳构件59可进一步作为容纳密封端子31、旁路二极管33、逆变器电路35的灌封件372的容器。即,因为在端子31、旁路二极管33、逆变器电路35等布置在内壳构件59中的状态下具有流动性的灌封件372注入或倾入内壳构件59,然后通过干燥、热处理等固化,所以内壳构件59、端子31、旁路二极管33、逆变器电路35等可彼此集成。这可简化灌封件372的施加方法并提供旁路二极管33和逆变器电路35的更牢固的集成结构。
内壳构件59可具有支撑或容纳端子31、旁路二极管33、逆变器电路35等的多种结构中的任何一个。
在一个示例中,本发明的实施例中,内壳构件59可包括内部空间部分594,该内部空间部分594具有位于第一壳体49的除第一通孔49a之外的部分处的底壁5942和从底壁5942延伸的侧壁5944。当侧壁5944形成在底壁5942的所有边缘时,内壳构件59可更有效地执行用于灌封件372的容器的角色。但是,本发明的实施例并不限于此,而内部空间部分594可仅具有底壁5942以不限定内部空间。此外,内壳构件59可包括盖部分592,该盖部分592被构造以覆盖内部空间部分594的上表面。盖部分592被构造成不覆盖第一通孔49a和端子31,即暴露第一通孔49a和端子31,这可确保带状物122和端子31之间更容易的连接。但是,本发明的实施例并不限于此,盖部分592可以省略。
此外,在一些情况下(例如,外壳49是导电的情况下),内壳构件59可用于针对电路板37等的电路图案保持电绝缘距离。此种情况下,内壳构件59可由电绝缘材料形成,以保持外壳49和电路板37之间的电绝缘距离。但是,本发明的实施例并不限于此。即,即使当外壳49是导电的,内壳构件59可由导电材料形成。可替换地,内壳构件59可省略。当内壳构件59不能满足电绝缘距离的要求或被省略的时候,可以提供另一个满足电绝缘距离的结构。这将在下面参考图8进行详细的描述。
图8是示出各种可替换实施例的透视图,可替换实施例可用于图1示出的太阳能电池组件100的集成逆变器30。图8中,为清楚而简单描述,仅示出需要描述的组件而其它组件的描述省略。
例如,如图8的示例(a)示出的,端子31、旁路二极管33、逆变器电路35、电路板37等可由灌封件372或另外的电绝缘材料整体密封。然后,由灌封件372或另外的电绝缘材料密封的电路板单元300等可位于没有内壳构件59的外壳49内。这样,灌封件372或另外的电绝缘材料可满足电绝缘距离。
在一另个示例中,如图8的例子(b)示出的,间隔件82可以设置在外壳49内(例如,第一壳体部件491的内表面)。间隔件82用于保持外壳49和内壳构件59之间或外壳49和电路板37之间的恒定的距离,并由电绝缘材料形成。这样,间隔件82满足了电绝缘距离的要求。间隔件82的形状、布置等可以各种方式替代。
在另一个示例中,如图8的示例(c)示出的,绝缘垫84可附接到外壳49的内表面的一些位置(例如,第一壳体部件491的内表面)。可替换地,如图8的示例(d)示出的,绝缘片86可位于外壳49和内壳构件59之间或位于外壳49和电路板37之间。可替换地,外壳49可涂有电绝缘材料或经受表面处理以满足电绝缘距离的要求。各种其它方法、结构等也可以应用。
内壳构件59、绝缘垫84、绝缘片86等可称为内部构件,它们位于外壳49与电路板单元300之间的位置。除了上面描述的例子之外的各种结构、形状等可以用于内部构件。
再参考图4到图6,尽管附图示出的示例的内壳构件59不与第一通孔49a重叠,但本发明的实施例并不限于此,以及对应于第一通孔49a的开口形成在内壳构件59内。此外,允许已经穿过第一通孔49a的带状物122通过内壳构件59连接到端子31的各种其它结构可用于内壳构件59。
外壳49和内壳构件59可分离地通过各种结构彼此联接。在一个示例中,在本发明的实施例中,第一压铆螺母(如pem螺母)490h可位于外壳49,并且紧固孔590f可形成在内壳构件59内对应于第一压铆螺母490h的位置。
更特别地,第一压铆螺母490h和紧固孔590f可分别位于连接到带状物122的端子31的两侧(或在第一通孔49a的两侧),以允许外壳49和内壳构件59在已经穿过第一通孔49a的带状物122连接到端子31的部分处彼此联接,这可以最小化在对应部分间隙的产生。这能够使得带状物122稳定地联接。此种情况下,设置有紧固孔590f的紧固部分590h可在通过与第一压铆螺母490h相同的高度与底壁5942隔开的位置处从内壳构件59的内部空间部分594的侧壁5944向外延伸。
第一压铆螺母490h可经由嵌缝等固定到外壳49。当在内壳构件59的紧固孔590f与第一压铆螺母490h对准的状态下紧固构件68紧固到第一压铆螺母490h时,内壳构件59可固定到外壳49。紧固构件68用于当紧缩的时候将内壳构件59牢固地固定到外壳49,而当松开的时候允许内壳构件59容易地从外壳49分离。
此外,第二压铆螺母490i可与第一压铆螺母490h相反地位于外壳49的边缘附近。此外,内壳构件59可具有对应于第二压铆螺母490i的紧固孔590i,且紧固孔37i可形成在电路板37(或电路板单元300)中。
第二压铆螺母490i可经由嵌缝等固定到外壳49。第二压铆螺母490i可从底壁4944向电路板37突出。这样,第二压铆螺母490i作为间隔件以支撑按照固定距离与外壳49隔开的电路板37,进而改善电路板37固定的稳定性。当在内壳构件59的紧固孔590i和电路板37的紧固孔37i与第二压铆螺母490i对准的状态下第一紧固构件62紧固到第二压铆螺母490i时,内壳构件59和电路板37可固定到外壳49。第一紧固构件62使得当紧缩的时候内壳构件59和电路板37牢固地固定到外壳59,而当松开的时候使得内壳构件59和电路板37容易地从外壳49分离。此外,第一接地结构72可通过穿过第二压铆螺母490i和紧固孔37i紧固第一紧固构件62而形成。这将在下面进行详细描述。
端子31、旁路二极管33、逆变器电路35等设置在壳体39中。在本发明的实施例中,端子31、旁路二极管33、逆变器电路35一起位于电路板37上,从而通过电路板37彼此集成。这样,在本发明的实施例中,与相关技术不同,连接到带状物122的端子31和旁路二极管33位于电路板37上。
电路板37可以是其上形成有各种电路图案(例如,在电路板37上的电线,端子,各种连接元件)的板。电路板37可具有各种结构的任何一个。在一个示例中,印刷电路板(PCB)可用作电路板37。附图描述的端子31、旁路二极管33、逆变器电路35等全部形成在一个电路板37上以获得简单的结构。但是,本发明的实施例并不限于此,可提供多个电路板37并经由其它电路板(例如,柔性印刷电路板(FPCB))、连接器等彼此连接。各种其它变化也是可能的。
在本发明的实施例中,端子31和/或旁路二极管33设置在电路板37上。这不同于相关技术中端子和旁路二极管是设置在接线盒内而不是设置在电路板37上。当端子31和/或旁路二极管33形成在电路板37上时,端子31和旁路二极管33可经由电路板37的电路图案彼此连接,并且旁路二极管33和逆变器电路35可经由电路板37的电路图案彼此连接,这可产生简化的连接结构。此外,形成在电路板37的金属板(例如,铜板)可增强热辐射。特别地,因为在驱动期间旁路二极管33产生大量的热,所以将旁路二极管33设置在电路板37上可大大地增强热辐射。
端子31连接到从太阳能电池12延伸的带状物122从而电连接到太阳能电池面板10。这样,端子31接收由太阳能电池面板10产生的直流电压或直流电流并将接收到的直流电压或直流电流传输到旁路二极管33和逆变器电路35。
连接到带状物122的端子31定位为邻近电路板37的一侧(更特别地,电路板37的邻近第一通孔49a的一个边缘)。当连接到带状物122的端子31定位为邻近第一通孔49a时,带状物122的路径减少,这可使得带状物122容易地固定到端子31。带状物122和端子31的固定结构将在下面参考图9进行更详细的描述。图9是示出端子31和连接到该端子31的带状物122的透视图,该端子31可用于图1示出的太阳能电池组件100的逆变器30。
参考图9,端子31与带状物12的数量是相等的,使得按照一比一的比例对应于带状物122。在本发明的实施例中,端子31可被构造成可分离地联接到带状物122。例如,在本发明的实施例中,端子31的每一个包括位于对应的带状物122的上方的上部件312和位于带状物122的下方的下部件314。上部件312可包括在带状物122一侧固定到电路板37以从电路板37向带状物122的上面一侧延伸的第一上部件312a和在带状物122的另一侧固定到电路板37以从电路板37向带状物122的上面的另一侧延伸的第二上部件312b,第一上部件312a和第二上部件312b彼此间隔开。此外,位于第一上部件312a和第二上部件312b的下方的下部件314固定到电路板37的位置比第一和第二上部件312a和312b离第一通孔49a更远,使得下部件314从电路板37延伸并然后平行于带状物122延伸,从而与第一和第二上部件312a和312b交叉。此外,下部件314的与第一和第二上部件312a和312b交叉的一部分相比于它的两个端部可具有更向上凸起的中心部分。这样,下部件314的中心部分位于比端部更接近于第一和第二上部件312a和312b的位置。
在固定到电路板37的下部件314的一部分被向下推以增加端子31的上部件312和下部件314之间的距离时,带状物122被插入上部件312和下部件314之间。然后,在施加到端子31的下部件314的推力被去除时,下部件314向上部件312移动,因此导致带状物122固定在上部件312(更特别地,上部件312的中心)和下部件314之间。为了将带状物122与端子31分离,下部件314的固定到电路板37的部分被再次向下推以增加上部件312和下部件314之间的距离,然后带状物122被去除。
端子31的上部件312和下部件314可由各种方法固定到电路板37。在一个示例中,上部件312和下部件314的固定到电路板37的部分可具有闩(或支撑片)312c和314c,并且支撑孔37c可形成在电路板中与闩312c和314c相对应的位置。因此,当上部件312和下部件314的闩312c和314c适配进入电路板37的支撑孔37c或从电路板37的支撑孔37c释放时,端子31可容易地从电路板37分离或联接到电路板37。但是,本发明的实施例并不限于此,端子31可固定到电路板38以不能分离,以及各种其它方法也是可以的。
由于端子31可分离地联接到带状物122,当需要修复、更换等时,带状物122可容易从端子31分离,且然后如需要的话,可再次容易地连接到端子31。但是,本发明的实施例并不限于此,端子31可具有各种其它结构。此外,端子31可以是金属垫、焊垫等,使得带状物122通过熔接、焊接等结合到端子31。这样,带状物122可固定到端子31以不能从端子31分离。这可简化端子31的结构并减少端子31的制造费用。
再次参考图4到图6,经由从端子31延伸的电路图案连接到端子31的旁路二极管33被布置在电路板37上。旁路二极管33在数量上比端子31少一个。即,假如端子31的数量是n,则旁路二极管33的数量是n-1。每一个旁路二极管33可位于两个端子31之间并通过电路图案连接到两个端子31。当因为太阳能电池面板10的一部分被遮蔽或由于击穿的发生等形成不产生电力的区域时,旁路二极管33用于通过引导电流旁路该区域而保护对应的区域。旁路二极管33可具有各种已知的结构的任何一种。
此外,通过从旁路二极管33延伸的电路图案连接到旁路二极管33的逆变器电路35被布置在电路板37上。逆变器电路35用于将从旁路二极管33供应的直流电流(或直流电压)转换为交流电流(或交流电压)。逆变器电路35可包括将直流电流转换为交流电流的DC-AC逆变器352以及可进一步包括一个或多个电流传感器34、一个或多个电容器356、一个或多个DC-DC转换器358等,它们被要求用来稳定地将直流电流转换为交流电流。逆变器电路35的电流传感器354、电容器356、DC-DC转换器358、DC-AC逆变器352等可通过电路板37或形成在电路板37上的电路图案与端子31和/或旁路二极管33集成。
电流传感器354连接到从旁路二极管33延伸的电路图案,或通过电路图案连接到电容器356、DC-DC转换器358、DC-AC逆变器352等。电流传感器354用于感测来自旁路二极管33或来自电容器356的电流、DC-DC转换器358、DC-AC逆变器352等的电流是否正常,由此选择性地停止逆变器电路35的操作。在本发明的实施例中,旁路二极管33、电流传感器354、电容器356、DC-DC转换器358和DC-AC逆变器352可通过在同一个壳体39内形成在电路板37上的电路图案彼此连接。旁路二极管33和电流传感器354之间的如此连接排除了另外的输出电缆等,导致了简单的结构。
在本发明的实施例中,电流传感器354连接到电容器356,该电容器356存储已经通过电流传感器354的直流电流并传输具有恒定电压的电流至DC-DC转换器358。同样,电流传感器354和电容器356可通过在同一壳体39内形成在电路板37上的电路图案彼此连接。
来自电容器356的具有恒定电压的电流可被传输至DC-DC转换器358,由此被转换为具有不同的恒定电压值的直流电流。在本发明的实施例中,可设置多个DC-DC转换器358。相比于单个DC-DC转换器358,多个DC-DC转换器358能够实现每个DC-DC转换器358的厚度的减小,这可以使得集成逆变器30的厚度小于延伸部24的厚度。但是,本发明的实施例并不限于此,可以设置单个DC-DC转换器358。
已经通过DC-DC转换器358的直流电流或直流电压可以被传输至DC-AC逆变器352,由此被转换为交流电流或交流电压。由上面描述的逆变器电路35产生的交流电流或交流电压通过AC输出电缆38向外传输,该电缆38连接到集成逆变器30并通过壳体39的第二通孔49b。例如,交流电流或交流电压可通过AC输出电缆38传输至另一个太阳能电池组件100,或可传输至电力网、电力系统等。
DC-AC逆变器352、电流传感器354、电容器356和DC-DC转换器358可具有各种已知的结构。此外,各种其它组件,例如控制器359a、滤波器359b、通信单元等,可以布置在电路板37上。尽管在发明的实施例的逆变器电路35包括依次布置的电流传感器354、电容器356、DC-DC转换器358和DC-AC逆变器352,但本发明的实施例并不限于此。因此,电流传感器354、电容器356、DC-DC转换器358和DC-AC逆变器352的位置、连接关系等可以各种方式变化。根据本发明的另一个实施例的逆变器电路35的连接关系将在下面参考图10和图11进行描述。
如图6示出的示例,电路板37以及布置在电路板37上的旁路二极管33和逆变器电路35可通过灌封件372密封。在本发明的实施例中,灌封件372可形成以填充内壳构件59的内部空间部分594的内部。
在本发明的实施例中,灌封件372可以被形成为覆盖旁路二极管33、逆变器电路35、电路板37等,同时暴露连接到带状物122的端子31。当灌封件372覆盖连接到带状物122的端子31时,在更换电路板单元300时,灌封件372可能使得难以将带状物122与端子31断开连接。因此,带状物122可被切割使得仅仅它的从灌封件372向外暴露的部分是可接近的。这将导致带状物122长度减小,因此使得带状物122达到将被更换的电路板单元300的端子31是困难的。此外,当灌封件372均匀地覆盖将被更换的电路板单元300的端子31时,带状物122到端子31的连接可能是不可能的。
考虑到上面描述的问题,在本发明的实施例中,灌封件372被构造成暴露端子31。这样,在更换电路板单元300时,可分离地联接到带状物122的端子31可从带状物122分离。当端子31通过熔接等固定到带状物122时,端子31可从带状物122撕掉。以这种方式,在保持带状物122的原始长度的同时,带状物122可容易从端子31分离。此外,带状物122可容易固定或连接到将被更换的电路板单元300的暴露的端子31。
在该情况下,在本发明的实施例中,可设置分割构件60以将布置有端子31的第一区域A1与布置有旁路二极管33、逆变器电路35等的第二区域A2分开。此外,灌封件372可位于第二区域A2(或被定位为覆盖第二区域S2或封闭第二区域A2)。通过设置分割构件60,即使使用具有流动性的灌封件372,可以物理上阻止灌封件372流向端子31并覆盖端子31。这样,端子31可保持完全暴露。
分割构件60可被构造成帮助带状物122容易进入布置有端子31的第一区域A1,同时将第一区域A1和第二区域A1彼此分离。例如,分割构件60可具有开口,该开口形成在该分割构件60的与带状物122的移动路径相对应的位置处以便于带状物122穿过。可替换地,分割构件60的与带状物122的移动路径相对应的部分或面可被去除。去除的部分或面可理解成是开口。
如上面描述的,本发明实施例的端子31可位于邻近电路板37的与第一通孔49a邻近的一侧。在该情况下,分割构件60可具有在电路板37的邻近第一通孔49a的边缘处的开口,或分割构件60的邻近第一通孔49a的部分可被去除。这可确保端子31和带状物122之间容易连接。此外,分割构件60可被构造成围绕除与电路板37的上面描述的一侧相对应的周围边缘之外的端子31的周围边缘。以这样的方式,可有效地阻止灌封件372进入除带状物122和端子31之间的连接区域之外的电路板37的部分。
分割构件60可固定到电路板37。这样,分割构件60可通过简单的结构稳定地固定在端子31、旁路二极管33和逆变器电路35之间。分割构件60可分离地定位在电路板37上。例如,电路板37可具有保持凹进37a且分割构件60的邻近电路板37的两个端部可设置有保持件60a以被保持凹进37a抓住。每一个保持件60a可以采用闩的形式。即,保持件60a可具有从其窄端部宽度逐渐增加的闩部分60b,并且具有阶梯部分,从该阶梯部分开始,保持件60a的宽度减小。这样,当施加压力以将闩部分60b的端部插入保持凹进37a时,具有宽度逐渐增加的闩部分60b穿过保持凹进37a,直到闩部分60b的最宽的部分形成阶梯部分以阻止闩部分60b无意地从保持凹进37a分离。以这样的方式,只要不施加额外的压力,保持件60a保持被保持凹进37a抓住。相反地,当在相反的方向向闩部分60b施加压力时,保持件60a可从保持凹进37a分离。以这样的结构,分割构件60可用简单的结构容易地固定到电路板37。此外,因为保持凹进37a可在没有相关技术中使用的电路板37设计的显著变化的情况下形成,容易将分割构件60应用到电路板37。此外,当发现缺陷时,电路板37或分割构件60可被容易地去除或更换。
分割构件60可包括垂直于电路板37延伸的分割部分610和位于分割部分610的与电路板37邻近的端部处的底部部分620,底部部分620的宽度比分割部分610的宽度更大。分割部分610不形成在端子31的邻近第一通孔49a的第一侧(附图的上侧),而是形成为将与第一通孔49a相反的第二侧(附图的下侧)和位于端子31的相反横向侧的第三和第四侧彼此连接(附图的左和右侧)。这样,分割部分610可形成为围绕端子31的至少三个外围边缘。底部部分620可具有与分割部分610大致相同或相似的形状,并具有比分割部分610的宽度更大的宽度。这可最大化在分割构件60和电路板37之间在分割构件60的与电路板邻近的部分处的接触面积,因此阻止了灌封件372在分割构件60和电路板37之间流动。此外,被电路板37的保持凹进37a抓住的保持件60a可从底部部分620延伸以获得增强的结构稳定性。
分割构件60的与前述的第三和第四侧相对应的部分可固定到内壳构件59的侧壁5944。这可有效地阻止灌封件372的进入路径。
分割构件60的与第一通孔49a邻近的端部可设置有凸起60c以被适配到内壳构件59的侧壁5944中。内壳构件59的侧壁5944可具有凸起60c适配到其中的插入凹进590c。当凸起60c被适配到插入凹进590c中时,分割构件60可被固定到内壳构件59。这样,分割构件60的与电路板37邻近的端部通过保持件60a被固定到电路板37,并且分割构件60的与第一通孔49a邻近的端部通过凸起60c固定到内壳构件59的侧壁5944。可替换地,粘合剂等可设置在凸起60c和插入凹进590c之间。可替换地,当灌封件372粘合性地填充凸起60c和插入凹进590c之间的间隙时,灌封件372可不再穿过间隙。各种其它变化也是可能的。
凸起60c从电路板37的与第一通孔49a邻近的一侧凸起,换句话说,从电路板37凸起贯穿电路板37的与第一通孔49a邻近的一侧,因此有效地阻挡灌封件372的进入路径。
在电路板单元300和分割构件60被布置在内壳构件59的状态中,具有液态或凝胶状态的流动性的灌封件372可注入到第二区域A2中,然后通过干燥和/或热处理固化从而覆盖第二区域A2。当灌封件372在电路板单元300位于内壳构件59内的状态下被导入时,覆盖电路板单元300的灌封件372可容易地形成而不用额外的模具等。此种情况下,通过设置分割构件60,灌封件372不形成在布置有端子31的第一区域A1并且在整个第二区域A2形成。这使得灌封件372覆盖除第一区域A1之外的布置在第二区域A2的旁路二极管33、逆变器电路35和电路板37。
上面的描述例示电路板37的上表面(即,与内壳构件59的底壁5944相反的部分)通过分割构件60被分为第一区域A1和第二区域A2以便于供灌封件372的导入。但是,本发明的实施例并不限于此,分割构件60可用内壳构件59的一部分替代。
例如,分割部分5960可整体从内壳构件59的底壁5944突出以分离第一区域A1和第二区域A2,因此用于阻止灌封件372导入第一区域A1。此种情况下,通过分割构件60在电路板37上限定的第一区域A1可具有与由形成在内壳构件59的底壁5944处并且位于电路板下面的分割部分610限定的区域不同的平面形状。例如,不同于分割构件60,本发明实施例的分割部分5960可成形为将布置有分离端子31的部分和布置有电容器356的部分与其余部分分开。这是因为,基于组件在电路板37的上部分和下部分的布置,灌封件372不被引入的部分可自由地设计成想要的形状。各种其它变化也是可能的。
在上面的描述中,灌封件372覆盖诸如旁路二极管33和逆变器电路35这样的对象包括覆盖对象的全部,但是也包括仅仅覆盖对象的一部分。即,在旁路二极管33、逆变器电路35等具有被处理以展现出电绝缘性能的部分的情况下,灌封件372可覆盖这些组件的除被处理的部分之外的其余部分。例如,密封件371可覆盖从旁路二极管33、逆变器电路35等向外暴露的对应于电路图案(例如电线)的一部分。因此,可理解的是,覆盖旁路二极管33和逆变器电路35的电路图案可以意味通过灌封件372灌封。此外,即使逆变器电路35的DC-AC逆变器352、电流传感器354、电容器356、DC-DC转换器358的至少一个通过灌封件372被覆盖和灌封,而其它组件不被灌封件372覆盖,也能够说,逆变器电路35由灌封件372灌封。例如,在一些实施例中,电容器356等可不被灌封件372灌封。
根据本发明的另一个实施例的集成逆变器30的内部电路(更特别地,电路板单元300的结构)将在下面参考图10和图11进行详细描述。图10是示例性的方框图,示出了图1中示出的太阳能电池组件的端子和集成逆变器。
参考附图,集成逆变器30可包括旁路二极管33(或旁路二极管单元33)、DC-DC转换器358(或转换器单元)、电容器356、DC-AC逆变器352(或逆变器单元)和控制器359a。
旁路二极管33可包括旁路二极管Da、Db和Dc,它们分别布置在经由带状物(参见图4中的标记122)和端子(参见图4中的标记31)形成的太阳能电池组件100的第一到第四导电线135a、135b、135c和135d之间。此种情况下,可设置一个或多个旁路二极管,并优选地,旁路二极管的数量比导电线的数量(端子31的数量或带状物122的数量)少一个。
旁路二极管Da、Db和Dc接收使用太阳光产生的、来自太阳能电池组件100(更特别地,来自太阳能电池组件100的第一至第四导电线135a、135b、135c和135d)的直流电流功率。此外,当反向电压发生在来自第一至第四导电线135a、135b、135c和135d中的至少一个的直流电流功率中时,旁路二极管Da、Db和Dc可旁路直流电流功率。
同时,已经通过旁路二极管33的输入功率Vpv被输入到DC-DC转换器358。
DC-DC转换器358转换从旁路二极管33输出的输入功率Vpv。同时,DC-DC转换器358可称为第一功率转换器。
例如,DC-DC转换器358可转换输入直流电流功率Vpv为准DC电压。这样,电容器356可存储具有准DC电压的功率。同时,电容器356的两个端子可称为DC端子而电容器356可称为DC端子电容器。在另一个示例中,DC-DC转换器358可升高输入直流电流功率Vpv以将其转换为直流电流功率。这样,DC端子电容器356可存储升高的直流电流功率。
DC-AC逆变器352可将存储在电容器356中的直流电流功率转换为交流电流功率。同时,DC-AC逆变器352可被称为第二功率转换器。
例如,DC-AC逆变器352可将具有由DC-DC转换器358转换的准DC电压的功率转换为交流电流功率。在另一个示例中,DC-AC逆变器352可将由DC-DC转换器358升高的直流电流功率转换为交流电流功率。
同时,DC-DC转换器358优选包括多个交错的转换器,用于转换为具有准DC电压的功率或转换为具有升高的直流电流的功率。
特别地,本发明的实施例示例出DC-DC转换器358包括三个或多个交错的转换器。
附图示出,n个转换器610a、610b、...、610n彼此并联连接。该n个转换器610a、610b、...、610n可具有相同能量转换电容。
输入直流电流功率Vpv的大小由n个转换器610a、610b、...、610n减小到1/N,且各个转换器的输出电流在n个转换器610a、610b、...、610n的输出端子处合并。
同时,n个转换器610a、610b、...、610n执行交错的操作,且n个转换器610a、610b、...、610n的每一个保持相对于基准相位的+(360°/N)或-(360°/N)的电流相位(current phase)或接近该电流相位的相位延迟。
如上面描述的,当n个转换器执行交错的操作时,DC-DC转换器358的输入电流和输出电流的波纹减少。这有利地减小了在功率转换组件700中的电路元件的电容和尺寸。
同时,如上描述的,当使用两个交错的转换器时,大电感、大变换器等被要求输出的交流电流功率在290W至330W范围内。当电感、变换器等尺寸增加时,必须增加接线盒的厚度,进而,集成逆变器30的厚度可能大于太阳能电池组件100的框架20的厚度。
为解决上面所描述的问题,在本发明的实施例中,至少使用三个交错的转换器。因此,更小尺寸的电感、变换器等可用于输出在290W至330W范围之内的前述的交流电流功率,进而,集成逆变器30的厚度可小于太阳能电池组件100的框架20的厚度。
同时,交错的转换器可以是抽头电感转换器、反激式转换器等。
图11是图10的集成逆变器的示例性的电路图。
参考附图,集成逆变器30可包括旁路二极管33、DC-DC转换器358、电容器356、DC-AC逆变器352、控制器359a和滤波器359b。
图11示出抽头电感转换器作为交错的转换器。在附图中,DC-DC转换器358包括第一到第三抽头电感转换器611a、611b和611c。
旁路二极管33包括第一至第三旁路二极管Da、Db和Dc,它们分别对应于第一至第四导电线135a、135b、135c和135d,并布置在节点a、b、c和d之间。
DC-DC转换器358可使用从旁路二极管33输出的直流电流功率Vpv执行功率转换。
尤其,第一抽头电感转换器至第三抽头电感转换器611a、611b和611c向电容器356输出经由交错的操作而转换来的直流电流功率。
第一抽头电感转换器611a包括抽头电感T1、连接在抽头电感转换器T1和接地端子之间的开关元件S1,和连接到抽头电感T1的输出端子以执行单向传导的二极管D1。同时,电容器356连接在二极管D1的输出端子即阴极和接地端子之间。
更特别地,开关元件S1可连接在抽头电感T1的抽头和接地端子之间。此外,抽头电感T1的输出端子(次级侧)连接到二极管D1的阳极,以及电容器356连接在二极管D1的阴极和接地端子之间。
同时,抽头电感T1的初级侧和次级侧具有相反的极性。同时,抽头电感T可称为变换器。
抽头电感T1的初级侧和次级侧如附图中示出的彼此连接。这样,抽头电感转换器可以是非隔离转换器。
同时,当三个抽头电感转换器611a、611b和611c如附图示出的彼此并联连接从而以交错的方式驱动时,输入电流被并联地分叉,因此通过各个抽头电感转换器611a、611b和611c的电流输出的波动减少。
各个抽头电感转换器611a、611b和611c可适应性地操作以对应于想要的输出交流电流功率值。
例如,当要求功率值在大约90W-130W范围之内时,仅第一转换器611a可操作。当要求的功率值在大约190W-230W范围内时,第一和第二转换器611a和611b可操作。当要求的功率值在大约290W-330W范围内时,第一至第三转换器611a、611b和611c的所有可操作。即,各个抽头电感转换器611a、611b和611c可选择性地操作。这种选择性的操作可以由控制器359a控制。
DC-AC逆变器352将在电平上由DC-DC转换器358转换的DC功率转换为AC功率。附图描述了全桥逆变器。即,彼此串联连接的上臂开关元件Sa和Sb是配对的而彼此串联连接的下臂开关元件S′a和S′b是配对的,使得两对上和下臂开关元件Sa&S′a和Sb&S′b彼此并联连接。
在DC-AC逆变器352中的开关元件可基于来自控制器359a的逆变器开关控制信号导通或断开。因此,具有规定频率的AC功率被输出。优选地,AC功率可具有与输电网的AC频率(例如,大约60Hz或50Hz)相同的频率。
滤波器359b执行低通滤波以平滑从DC-AC逆变器352输出的AC功率。鉴于此,附图描述了电感Lf1和Lf2,但是各种其它示例是可能的。
同时,转换器输入电流感测单元A感测输入到DC-DC转换器358的输入电流ic1,且转换器输入电压感测单元B感测输入到DC-DC转换器358的输入电压vc1。感测的输入电路ic1和感测的输入电压vc1可输入到控制器359a。
转换器输出电流感测单元C感测从DC-DC转换器358输出的输出电流ic2,即DC端子电流,且转换器输出电压感测单元D感测从DC-DC转换器358输出的输出电压vc2,即DC端子电压。感测的输出电流ic2和感测的输出电压vc2可被输入到控制器359a。
逆变器输出电流感测单元E感测从DC-AC逆变器352输出的电流ic3,而逆变器输出电压感测单元F感测从DC-AC逆变器352输出的电压vc3。感测的电流ic3和感测的电压vc3被输入到控制器359a。
转换器输入电流感测单元A、转换器输入电压感测单元B、转换器输出电流感测单元C、转换器输出电压感测单元D和逆变器输出电流感测单元E可对应于图4中示出的电流传感器354。
同时,控制器359a可输出控制信号以控制DC-DC转换器358的开关元件S1。尤其,控制器359a可基于感测的输入电流ic1、感测的输入电压vc1、感测的输出电流ic2、感测的输出电压vc2、感测的输出电流ic3或感测的输出电压vc3中的至少一个而输出用于DC-DC转换器358中的开关元件S1的导通定时信号。
控制器359a也可输出逆变器控制信号以控制DC-AC逆变器352的各个开关元件Sa、S′a、Sb和S′b。尤其,控制器359a可基于感测的输入电流ic1、感测的输入电压vc1、感测的输出电流ic2、感测的输出电压vc2、感测的输出电流ic3或感测的输出电压vc3中的至少一个而输出用于DC-AC逆变器352中的各个开关元件Sa、S′a、Sb和S′b的导通定时信号。
同时,控制器359a可计算关于太阳能电池组件100的最大功率点并控制DC-DC转换器358以输出对应于最大功率的DC功率。
其中内部电路结构与旁路二极管33集成的根据本发明实施例的集成逆变器30可与其中端子、旁路二极管和逆变器电路是单独地形成的相关技术不同。
如上面描述的,在本发明的实施例中,在第一壳体部件491固定到太阳能电池面板10的状态中,第一壳体部件491被打开以使得电路板单元300修复或更换。这可确保电路板单元300容易修复或更换。此外,外壳49可保留,因为可以仅更换电路板单元300。因此,即使当集成逆变器30损坏,外壳49也可以保留,导致减少修复成本。尤其,当外壳49由金属形成以增强耐久性等,修复成本可以大大减少。
下文中,根据本发明实施例的集成逆变器30的接地结构将参考图12A、12B和12C在下面进行详细描述。图12A、12B和12C是分别示出可应用到图4示出的集成逆变器30的第一至第三接地结构72、74和76的截面图。此处,图12A是沿图4的线A-A的截面图,图12B是沿图4的线B-B的截面图,以及图12C是沿图4的线C-C的截面图。在图12A-12C中,仅简要地示出需要描述的部件。
参考图12A到图12C,在本发明的实施例中,通过外壳49的接地可经由第一至第三紧固构件62、64和66的紧固而获得。此种情况下,第一至第三紧固构件62、64和66可包括导电材料(例如,金属)。外壳49可包括导电材料层47和形成在导电材料层47的表面上的表面处理层48。此外,表面处理层48的其中第二和第三紧固构件64和66被紧固到外壳49的至少一部分被去除以形成在此处导电材料层47被暴露的接触部分48a。第二和第三紧固构件64和66穿过接触部分48a接触导电材料层47,从而使得彼此电连接,因此形成接地结构。这将在下面进行更详细的描述。
参考图12A,第一接地结构72可包括位于外壳49的第二压铆螺母490i,形成在电路板37中对应于第二压铆螺母490i的位置处的紧固孔37i,和穿过紧固孔37i紧固到压铆螺母490i中的第一紧固构件62。即,当在电路板37的紧固孔37i位于从外壳49的内部空间部分494的底壁4942向电路板37突出的第二压铆螺母490i的上方的状态中,第一紧固构件62穿过紧固孔37i被紧固时,第二压铆螺母490i的内表面接触第一紧固构件62的螺纹部分62a,因此获得接地。
第二压铆螺母490i可由导电材料形成并通过接触第二压铆螺母490i的内表面的第一紧固构件62的螺纹部分62a而被容易地电连接。此外,第一紧固构件62的头部分62b的内表面可连接到电路板37、构成电路板37的金属板、电路板37的电路图案等。
但是,本发明的实施例并不限于此,且第二压铆螺母490i可被设置在具有由电绝缘材料等形成的表面处理层48的表面,类似于外壳49的第一壳体部件491或第二壳体部件492。通过设置表面处理层48,当第二压铆螺母490i固定到第一紧固构件62时,形成在第二压铆螺母490i的内表面的表面处理层48通过螺纹部分62a去除,因此导致螺纹部分62a接触导电材料。可替换地,可以在第一紧固构件62的紧固之前执行从第二压铆螺母490i的内表面去除表面处理层48的另外的工艺,以获得第一紧固构件62和第二压铆螺母490i的导电材料之间的稳定接触。各种其它变化也是可能的。
当第二压铆螺母490i和电路板37经由第一紧固构件62彼此连接时,电路板37可稳定地接到到外壳49。因此,具有各种电路图案中的任何一个的电路板37、旁路二极管33、逆变器电路35等可连接到外壳49(更特别地,第一壳体部件491)以形成接地通道,从而保持电路板37的接地电势。
当通过穿过位于外壳49的第二压铆螺母490i和形成在电路板37内的紧固孔37i紧固第一紧固构件62而形成第一接地结构72时,第一接地结构72可经由简化的结构和工艺形成。此外,当外壳49和电路板37通过第一紧固构件62彼此机械连接时,可获得外壳49和电路板37的改进的固定稳定性。
参考图12B,可通过经由第二紧固构件64将外壳49的紧固附件49c紧固到框架20而构造第二接地结构74。即,当在外壳49的紧固附件49c的紧固部分491c接触框架20的第二部分244的内表面的状态下,第二紧固构件64穿过紧固附件49c的紧固孔490c和第二部分244的紧固孔244c被紧固时,形成第二接地结构74。此种情况下,框架20可由导电材料形成,以获得抵抗外部冲击的耐久性。在一个实施例中,框架20可由金属等形成。
此种情况下,外壳49的表面处理层48从其中定位有第二紧固构件64的紧固孔490c的内表面去除,以形成其中导电材料层47被暴露的接触部分48a。接触部分48a的形状将在下面参考图13A到图13D进行更详细的描述。
当紧固部分491c和第二部分244通过第二紧固构件64彼此紧固时,接地路径可经由外壳49(更特别地,第一壳体部件491)和框架20的连接而形成。当电路板37和外壳49通过第一接地结构72接地且外壳49和框架20通过第二接地结构74接地时,接地路径可通过电路板37、外壳49和框架20而形成。这样,当太阳能电池组件100的构成组件,即外壳49、框架20等构造成接地路径时,可以获得简化的接地结构。此外,框架20可连接到相邻的太阳能电池组件100的框架20,以在相邻的太阳能电池组件100之间形成连续的接地结构。框架20可设置有接地线或多种其它接地结构中的任何一个。
第二接地构件74可经由简化的结构和工艺通过使用第二紧固构件64将紧固部分491c紧固到第二部分244而形成。此外,外壳49和框架20可通过第二紧固构件64彼此机械固定,这可使得外壳49更牢固地固定到太阳能电池组件100。
但是,本发明的实施例并不限于此,且第二接地结构74可省略。例如,当框架20不包括导电材料时,不设置第二接地结构74。因此,外壳49可设置有用于接地的单独的接地线。各种其它变化也是可能的。
参考图12C,可通过使用第三紧固构件66将第一壳体部件491的延伸部分492c、493c和494c(更特别地,第二延伸部分493c)紧固到第二壳体部件492的固定凸缘49d而构造第三接地结构76。即,当在外壳49的紧固附件49c的第二延伸部分493c接触固定凸缘49d的紧固部分491d的状态下,第三紧固构件66穿过第二延伸部分493c的紧固孔490e和第一固定部分491d的紧固孔490g被紧固时,形成第三接地结构76。
此种情况下,外壳49的表面处理层48从其中定位有第三紧固构件66的紧固孔490e和490g的内表面去除,以形成其中导电材料层47被暴露的接触部分48a。接触部分48a的形状将在下面参考图13A到图13D进行更详细的描述。
当紧固附件49C和固定凸缘49d通过第三紧固构件66彼此紧固时,可经由第一壳体部件491和第二壳体部件492的连接形成接地路径。因为电路板37和第一壳体部件491通过第一接地结构72接地,第一壳体部件491和第二壳体部件492通过第三接地结构76接地,并且第一壳体部件491和框架20通过第二接地结构74接地时,所以接地路径可通过电路板37、外壳49的第一和第二壳体部件491和492以及框架20而形成。这样,当太阳能电池组件100的构成组件,即,外壳49的第一和第二壳体部件491和492、框架20等构成接地路径时,简化的接地结构可在不需要另外元件等的情况下形成。
第三接地构件76可经由简化的结构和工艺通过使用第三紧固构件66将紧固附件49c紧固到紧固凸缘49d而形成。此外,第一壳体部件491和第二壳体部件492可通过第三紧固构件66彼此机械固定,这可在它们之间提供更牢固的固定。
本发明的实施例示例出第二壳体部件492以与第一壳体部件491相同的方式包括导电材料层47和表面处理层48。当第二壳体部件492包括导电材料层47和表面处理层48时,外壳49可获得增强的强度和耐磨性、改善的外观等。但是,本发明的实施例并不限于此,且第一壳体部件491和第二壳体部件492可由不同材料形成。例如,第二壳体部件492可由电绝缘材料形成,因此具有电绝缘特性。当第二壳体部件492由电绝缘材料形成时,可省略第三接地结构76。
在本发明的实施例中,当外壳49的表面处理层48被从第二和第三紧固构件64和66所处的位置去除时,形成接触部分48a。涉及这种接触部分48a的形成的各种示例将在下面参考图13A到图13D进行详细的描述。图13A到图13D是示出通过图12C示出的第三紧固构件66形成的接触部分48a的各种示例的视图。参考图13的涉及由第三紧固构件66形成的接触部分48a的描述可用于涉及由第二紧固构件64形成的接触部分48a和由接触部分48a形成的第二接地结构74的描述。因此,涉及第二紧固构件64的描述将用涉及第三紧固构件66的描述代替,且第二紧固构件64下面将不进行详细描述。图13A到图13D示出对应于图12C的部分B的部分。
如图13A中的示例示出的,接触部分48a通过去除表面处理层48的与第三紧固构件66的头部66b和螺纹部分66a对应的一部分以暴露邻近第三紧固构件66的导电材料层47而形成。换句话说,接触部分48a可形成在紧固孔490e和490f的接触螺纹部分66a的整个内表面上和形成在外壳49的接触头部66b的内表面的整个表面。可通过在紧固第三紧固构件66之前在对应于第三紧固构件66的头部66b和螺纹部分66a的部分上执行激光工艺、机械工艺(例如,端铣刀工艺)等而形成接触部分48a。当整个接触部分48a经由激光工艺或机械工艺形成时,第三接地结构76可更牢固地形成。
可替换地,如图13B示出的示例,接触部分48a可形成以部分地暴露与第三紧固构件66的头部66b和螺纹部分66a对应的部分。当在穿过紧固孔490e和490g紧固时,紧固构件66切割外壳49的接触第三紧固构件66的表面处理部分48的时候,接触部分48a可被形成。此种情况下,头部66b可设置有向外壳49突出的脊形部P,以有效地去除表面处理层48。脊形部P可具有各种形状的任何一个。在一个示例中,脊形部P具有各种形状的任何一个,当平面观察时,例如梳形图案、圆形图案、星状图案等。
在一个示例中,紧固孔490e和490g的紧密接触第三紧固构件66的螺纹部分66b的内部表面可设置有具有对应于螺纹部分66b的形状的接触部分48a。即,当表面处理层48以与穿过紧固孔490e和490g的内部表面的螺纹部分66b的螺纹对应的形状被去除时,接触部分48a可形成为对应于螺纹的形状。此外,可通过从外壳49的紧密接触第三紧固构件66的头部66b的表面去除与头部66b的脊形部P对应的部分而形成接触部分48a。
如上描述的,当接触部分48a一经紧固第三构件66而形成时,形成接触部分48a的另外的工艺是多余的,这可以导致生产率的改善。
图13B示出示出了形成在头部66b的内表面的脊形部P。但是,本发明的实施例并不限于此。在另一个示例中,如图13C示出的示例,具有脊形部P的垫片构件67可进一步设置在外壳49和头部66b之间,以部分暴露外壳49的对应于第三紧固构件66的头部66b的部分。垫片构件67可具有圈形或环形,以限定用于第三紧固构件66穿过的紧固孔,并在其接触外壳49的表面可设置有脊形部P。脊形部P可具有各种形状中的任何一个,例如平面观察时的梳形图案、圆形图案、星状图案等。
通过设置垫片构件67,压力可更有效地施加到外壳49的对应于头部66b的表面处理层48,这可确保更容易形成接触部分48a。此外,垫片构件67的期望的形状可以是另外的并在工艺上容易使用。
可替换地,如图13D示出的示例,表面处理层48可从外壳49的接触第三紧固构件66的螺纹部分66a的部分去除,以部分地关于对应于螺纹部分66a的部分形成接触部分48a,且表面处理层48可从外壳49的接触头部66b的整个部分去除,以整体地关于对应于头部66b的部分形成接触部分48a。这用于通过在紧固构件66的紧固之前在对应于头部66b的部分形成接触部分48a而改进接地结构的稳定性,并用于在考虑到紧固孔490e和490g通常是小的且从其去除表面处理层48具有困难的事实的情况下,通过基于紧固构件的紧固,在紧固孔490e和490g的内表面形成接触部分48a而改善生产率。在另一个示例中,接触部分48a形成在对应于头部66b的部分中的一部分上以及形成在对应于螺纹部分66a的整个部分上。各种其它变化也是可能的。
尽管本发明的实施例示出的第一接地结构72经由电路板37和第一壳体部件491的连接形成,但本发明的实施例并不限于此。因此,第一接地结构72可经由电路板37和第二壳体部件492的连接而形成。各种其它变化也是可能的。
在具有上面描述的结构的太阳能电池组件100的集成逆变器30中,连接到带状物122的端子31和/或提供旁路路径的旁路二极管33和转换直流电流为交流电流的逆变器电路35彼此集成。这种集成可导致简化的安装工艺和简化的结构。此外,当旁路二极管33和逆变器电路35通过电路图案彼此连接时,用于在旁路二极管33和逆变器电路35之间连接的输出电缆(即DC输出电缆)可以省略,其可导致简化的结构并阻止由输出电缆导致的对太阳能电池面板10的损坏。
另一个方面,在相关技术中,接线盒和逆变器必须独立制造并固定到太阳能电池面板或框架,且此后,接线盒的正极输出电缆和负极输出电缆必须连接到逆变器。此外,具有逆变器的AC输出电缆。这可增大安装空间和安装时间并引起太阳能电池面板10的损坏或击穿,因为在运送期间或使用的时候三个输出电缆给太阳能电池面板10施加冲击。
在本发明的实施例中,另外地,因为电路板单元300与外壳49是分开的,电路板单元300可容易修复和更换,这可提高集成逆变器的修复和更换效率并最小化更换的成本。在本发明的实施例中,集成逆变器30的第一接地结构72使用集成逆变器30的外壳49构造,这可简化接地结构,同时获得电路板37的可靠性以及,进而提高集成逆变器30的稳定性。此种情况下,通过第二接地结构74将外壳49和框架20接地可提供足够的接地路径,以简化接地结构。此外,当外壳49包括第一和第二壳体部件491和492以使得电路板单元300容易地放置在外壳49中时,外壳49和电路板单元300可通过第三接地结构74接地,这可进一步提高集成逆变器30的电稳定性。这可最小化意外事故,比如电短路、电击等。
本申请要求在韩国知识产权局2014年1月15日申请的、申请号10-2014-0005263和2014年1月27日申请的、申请号为10-2014-0009834的韩国专利申请的优先权,所述韩国专利申请的内容通过引用全部被合并在本文中。

Claims (15)

1.一种太阳能电池组件,该太阳能电池组件包括太阳能电池面板(10)和逆变器装置(30),所述逆变器装置(30)设置在所述太阳能电池面板的背面并包括:
具有面对所述太阳能电池面板的背表面的底壁的外壳(49),在所述底壁和所述面板的所述背表面之间具有间隙,所述底壁包括金属材料并在其中设置有第一通孔(49a);
被容纳在所述外壳中并被构造为从由所述太阳能电池面板提供的直流电流生成交流电流的电路(35),所述电路包括连接到传输所述直流电流的一个或多个电线构件的至少一个端子,所述一个或多个电线构件从所述太阳能电池面板延伸穿过所述第一通孔;以及
在所述外壳和所述太阳能电池面板之间的粘合构件(69),所述粘合构件将所述外壳粘附到所述太阳能电池面板并相对于所述第一通孔环绕地延伸。
2.如权利要求1所述的太阳能电池组件,其中,所述粘合构件环形围绕所述第一通孔以在所述太阳能电池面板(10)和所述壳体的所述底壁之间限定封闭的空间。
3.如权利要求1所述的太阳能电池组件,所述太阳能电池组件进一步包括在所述太阳能电池面板的周围边缘的周长的至少一部分上围绕所述边缘的框架(20),其中,所述外壳(49)通过紧固连接的方式紧固到所述框架。
4.如权利要求3所述的太阳能电池组件,其中,所述框架(20)限定第一插入槽和第二插入槽,其中,所述太阳能电池面板的边缘部分被插入到所述第一插入槽中,并且从所述外壳凸起的紧固附件(49c)延伸进入所述第二插入槽中。
5.如权利要求4所述的太阳能电池组件,其中,所述第一插入槽通过横截面为一般的U形的第一框架段(22)限定,其中,横截面为一般的L形的第二框架段(24)从所述第一框架段延伸以限定所述第二插入槽,其中,所述紧固附件(49c)被紧固到所述第二框架段(24)。
6.如权利要求3所述的太阳能电池组件,其中,所述紧固连接建立在所述外壳和所述框架之间的电连接。
7.如权利要求3所述的太阳能电池组件,其中,所述框架从所述太阳能电池面板向后突出的高度(H1)至少是所述逆变器装置的厚度(TI)。
8.如权利要求3所述的太阳能电池组件,其中,所述太阳能电池面板一般具有矩形的周边,其中,所述外壳在所述矩形的一个边缘的区域中被紧固到所述框架。
9.如权利要求1所述的太阳能电池组件,所述太阳能电池组件进一步包括可拆卸地安装在所述外壳中的内壳构件(59),其中,所述内壳构件限定容纳实施所述电路的至少一部分的印刷电路板的隔间,其中,优选地,绝缘材料被设置在所述隔间中以至少部分地覆盖所述电路板和安装在所述电路板上的一个或多个电路组件。
10.如权利要求9所述的太阳能电池组件,其中,所述外壳(49)包括第一壳体部件(491)和第二壳体部件(492),所述第一壳体部件限定所述底壁以及从所述底壁延伸的侧壁,所述第二壳体部件被定位在所述侧壁的顶部并限定所述外壳的盖壁(497),其中,所述内壳构件可拆卸地安装到所述第一壳体部件。
11.如权利要求10所述的太阳能电池组件,其中,第二通孔(49b)形成在由所述第一壳体部件限定的所述侧壁(4944)中的一个侧壁内,并且传输所述交流电流的输出电缆(38)从所述外壳向外延伸穿过所述第二通孔。
12.如前述权利要求中的任一项所述的太阳能电池组件,其中,所述外壳(49)包括形成所述底壁的壳体部件(491),所述壳体部件具有金属层(47)和形成在所述金属层的表面上的绝缘层(48),其中,接地结构(72,74,76)延伸穿过所述绝缘层进入所述金属层以建立所述壳体部件与另一个导电部件的接地连接。
13.如权利要求12所述的太阳能电池组件,其中,所述壳体部件(491,492)由经阳极氧化的金属制成并且/或者所述接地结构包括由导电材料制成的螺栓(62,64,66)。
14.如权利要求12所述的太阳能电池组件,所述太阳能电池组件包括:
第一接地结构(72),其相对于所述壳体部件(491)将容纳在所述外壳内的电路板(37)接地;
第二接地结构(74),其相对于所述壳体部件(491)将围绕所述太阳能电池面板(10)的框架(20)接地;以及
第三接地结构(76),其相对于所述壳体部件(491)将另一个壳体部件(492)接地。
15.一种太阳能电池组件,可选地根据前述权利要求中的任一项所述的太阳能电池组件,所述太阳能电池组件包括太阳能电池面板(10)和逆变器装置(30),所述逆变器装置(30)设置在所述太阳能电池面板的背面并包括:
限定底壁和从所述底壁延伸的侧壁的外壳构件(491),所述底壁面对所述太阳能电池面板的背表面;
印刷电路板(37),其包括电路组件,所述电路组件被构造为从由所述太阳能电池面板提供的直流电流生成交流电流;以及
可拆卸地联接到所述外壳构件的内壳构件(59),所述内壳构件限定容纳所述印刷电路板的隔间。
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