CN106031026A

CN106031026A - 光伏模块

Info

Publication number: CN106031026A
Application number: CN201580011137.XA
Authority: CN
Inventors: 约瑟夫·约阿希姆·格迈纳
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2014-02-28
Filing date: 2015-02-26
Publication date: 2016-10-12
Also published as: DE102014102729A1; EP3111551A1; WO2015128433A1; CA2940782A1; US20160365831A1

Abstract

本发明涉及一种光伏模块（1），其具有由支撑型材（3a、3b、4a、4b）构成的框架（2）和固定在所述框架（2）上的复合体（10），所述复合体包括多个光伏电池、以及至少一个安放在所述光伏电池上的透明层、优选EVA层和/或透明的玻璃板。该本发明的光伏模块（1）的特征在于，固定在所述框架（2）上的间隔保持装置（20）设置得与所述复合体（10）的上侧（11）间隔开来以及与所述复合体（10）的端侧（15）间隔开来，使得在间距保持装置（10）与所述复合体（10）的上侧（11）以及端侧（15）之间设置有连续的路径（28），水、尤其是雨水能够通过所述路径（28）流出。同时还介绍了一种用来加工已知的光伏模块的方法。

Description

光伏模块

技术领域

光伏模块通常包括光伏电池，EVA层（乙烯-醋酸乙烯共聚物）和最后的玻璃板放置在此光伏电池上。在下侧上大多设置有所谓的Tedlar膜，其具有至少一个聚氟乙烯层（PVF）（所谓的底膜），其将从下侧保护膜免受环境影响。除了高的抗UV性以外，该Tedlar膜也当作湿气屏蔽器来用。该由电池、EVA层、玻璃板和Tedlar膜构成的复合物在边缘侧由环绕的铝制框架容纳着，该铝制框架大多由四个支撑型材构成，其中在复合物（电池/EVA/玻璃板/Tedlar）和框架之间设置有横截面呈U形的密封件。

背景技术

在已知的光伏模块中经常会出现不期望的层离，其中松开了上面提到的由电池、EVA、玻璃和Tedlar膜构成的复合物。其原因可能各不相同。例如密封件可能受损，因此水、尤其是雨水能够渗入复合物和框架的间隙中。因此会产生所谓的接地，其中光伏模块的产生的太阳能电流不再通过连接导线流出，而是在电池的两个印制导线之一（要么是正极导体，要么是负极导体）和模块的框架之间产生导电连接。这种情况是致命的，因为该电流在用手接触该框架时会通过人的身体流出。

如果许多水通过受损的密封件进入该模块中使得正极导体和负极导体都通过水相互连接，则产生短路，这例如可能会引起火灾，包括损坏该模块的接线盒中的二极管。

发明内容

本发明的目的是，将上面描述的危险降至最低。

此目的通过独立权利要求的特征得以实现。

本发明的优点尤其在于，间距保持装置提供了连续的路径，其使得沿着复合体表面流动的水能够通过按本发明提供的间隙流出。为此间距保持装置这样构成，即其一部分设置得与复合体的至少一个边缘侧的上侧隔开，并且另一部分与复合体的相对而置的端侧隔开。在间距保持装置和边缘侧的上侧以及复合体的连接到它上面的端侧之间由此产生了连续的路径，因此水（尤其是雨水的形式）不再由于框架和复合体之间的受损密封件而聚集，所述雨水聚集可能会引起接地或短路。现在，水能够多得多地朝复合体的最外边缘并且越过其端侧朝下流出。所述路径优选至少设置在复合体的如下端侧上：该端侧在模块的安装状态下、例如处于斜顶上时位于该模块的水平延伸的下边缘上。

特别优选的是，粘合剂从未被框架围住的端侧放入复合体的至少两个层之间。“层”这一概念在此指光伏电池的层、膜中的一个或多个和/或玻璃板。粘合剂渗入玻璃板、EVA层（如果存在）和/或电池之间，并且阻止尤其水蒸气的向内扩散，因此复合体随着时间的推移也能保持完好。它还使这些层保持在一起，因此它们不会随着时间的推移而“松散”。因此能够阻止层离。

按特别有利的实施例，间距保持装置包括拉长的型材元件，其沿着所述的端侧以所述的间距延伸。当然还可能的是，应用多个相互衔接和/或彼此重叠的型材元件。

在此证实为特别有利的是，该间距保持装置包括至少一个弯曲的和/或折弯的型材元件（优选呈L形），其优选由铝或VA钢制成。

在L形的构造方案中，肘形零件的第一边棱优选固定在框架上并且优选以基本上恒定的间距沿着复合体的所述端侧延伸，而与之垂直延伸的第二棱边以优选同样恒定的间距从复合体的边缘的上侧突出。由此产生的连续路径能够留出空间以供水在第二边棱和复合体的上侧之间穿行，并随后在第一边棱和端侧之间通行。该路径朝下构成为敞开的，因此水能够沿着框架的外侧滴落。

此外，前述实施例所具有的优点是，L形肘形零件的所述第一和第二边棱同时构成了对上述从端侧装入的粘合剂的UV防护，否则所述粘合剂在直接的来自太阳的UV辐射下随着时间的推移将会变得易碎，因此湿气可能会进入所述复合体中。在其它弯曲和/或折弯的实施方式中，也可以实现这种UV防护。

间距保持装置优选固定在所述框架的型材元件的至少一个外边缘上，其设置在里面有复合体下侧延伸的平面之下。在此优选使用螺钉或铆钉。所述框架尤其适合这样安放间距保持装置，因为它是稳定和刚性的。

优选按定义地确定间距保持装置和相对而置的、附近存在复合体的所述端侧的框架之间的相对位置（在此尤其是间距），为此尤其应用一个或多个间隔垫片。例如能够应用螺母、套筒、或垫圈等等，它们通过铆钉推入，其中这些铆钉用来将间距保持装置固定在框架上。那么，由此确定了间距保持装置和复合体的相对而置的端侧之间的间隙。那么在应用L形肘形零件时，则第二边棱不需要额外固定，而是将第一棱边固定在型材元件上就够了。

特别优选的是，复合体在其边缘处以下侧位于框架上，即不从框架突出。因此，确保了复合体的稳定支承。同时相对地保护所述端侧免受正面损坏。

本发明尤其还涉及一种方法，借助它来加工已知的光伏元件，其中将支撑型材的包围着复合体的端侧和上侧的部位铣离，随后除去该处存在的密封件。随后，使间隔保持装置与所述复合体的露出的上侧隔开地并且与所述复合体的露出的端侧隔开地固定在所述支撑型材上。以这种方式在间距保持装置和上侧以及所述复合体的端侧之间设置有连续的路径，水、尤其是雨水能够通过所述路径流出。

附图说明

下面借助附图更详细地阐述本发明。其中：

图1 示出了已知的光伏模块的俯视图；

图2 示出了图1的光伏模块的侧视图；

图3 示出了沿着图1的线A-A的剖面图；

图4 示出了来自图1的放大的截取部分B；

图5 示出了按本发明的光伏模块的俯视图；

图6 示出了图5的光伏模块的侧视图；

图7 示出了沿着图5的线A-A的剖面图；

图8 示出了来自图6的放大的截取部分B；以及

图9 示出了来自图5的扩大的截取部分C。

具体实施方式

在图1-4中描绘了从现有技术已知的光伏模块101（下面也简称为模块101），其包括环绕的框架2和镶嵌在框架2中的复合体10。众所周知，复合体10具有设置在平面中的光伏电池，EVA膜设置在这些光伏电池上，并且玻璃板设置在此EVA膜上。Tedlar膜能够设置在电池的下侧上。在这些附图中只将复合体10作为整体示出，即其元件（电池、膜、玻璃板）未详细示出。

该复合体10在边缘侧位于四个相互连接的支撑型材上，即框架2的横向延伸的支撑型材3a、3b和纵向延伸的支撑型材4a、4b（见图1）。这些横向延伸的支撑型材3a在此定义为这样的支撑型材，即它在将该模块101竖立在斜顶等等上时构成其水平的下边缘。因此，落到该模块101上的水沿此支撑型材3a的方向流到玻璃板上。

该框架2在此（见图3）从横截面来看具有环绕的双壁结构，其中拉长的、垂直于光伏电池延伸的侧壁5a、5b以及垂直于这些侧壁5a、5b延伸的壁6a、6b构成中空腔7（也从横截面来看）。角形连接器13推入这些中空腔7中，用来在这四个转角区域中将各两个相互垂直设置的支撑型材3a、3b和4a、4b连接起来（见图4）。这些壁6a、6b越过中空腔7朝内伸至框架中部，其中上壁6b从下方支撑着复合体10（图3）。

在框架2的上侧与壁6b平行且隔开地设置有环绕的框架边棱8，其通过侧壁5b的延长部位5c与壁6b相连。框架边棱8、延长部位5c以及壁6b构成环绕的沟槽9，复合体10推入该沟槽9中。在该模块1的无缺陷状态下，复合体10与所述元件5c、6b、8没有直接接触。而是密封件14被置入到沟槽9中，该沟槽9具有基本上呈U形的横截面（见图3）。

如果所述密封件14出现缺陷或者随着时间的流逝变得不密封，则水会进入沟槽9中，这可能会引起复合体10的端侧层离并且引起不期望的电短路等等。

相应地，本发明提出了一种按图5-9的光伏模块1（或也简称为模块1），其与按图1-4已知的光伏模块101相比具有一些修改，这些修改在下面首先借助（从模块101开始）待执行的方法步骤进行描述。为此，准备了已知的光伏模块101（经修改的按本发明的光伏模块1包含在下面用到的附图标记1），其上面提到的潜在的或已经出现的弱点将被排除。

首先对光伏模块1进行清洁，因此污染不会对最终结果产生不利影响。

随后对框架2进行铣磨，其中除去了延长部位5c以及支撑型材3a的框架边棱8。此外，还磨去了复合体10的端侧15处以及在边缘侧露出的上侧11处的受损密封件14，并且对复合体10的露出的端侧15进行清洁。这一点尤其是还用于，消除在之前受损密封件的情况下出现的铜绿。

随后，从复合体10的露出的端侧15将粘合剂16压入复合体10的玻璃板、EVA层、光伏电池层和/或Tedlar膜之间，使得这些层相互粘合并且必要时将该端侧封闭。因此这些层牢固地保持在一起并且不会裂开。水蒸气也不能渗入。

在粘合剂16硬化之后，在框架2的支撑型材3a的侧壁5a和5b中钻出钻孔18，其适合用来容纳铆钉或螺钉等等（见下文）。在分别相叠地设置各两个钻孔，其中在支撑型材3a的两个外端部上钻出了至少两对这样的钻孔18。同样可以在位于它们之间的部段中设置有这样的钻孔对。

随后在支撑型材3a上设置有间距保持装置20，其与复合体10的端侧15具有例如8mm的间距d2（见图7）。按图5-9的实施例，间距保持装置20具有L形的肘形零件21，该肘形零件21具有第一边棱22和第二边缘23，其中如果该肘形零件21设置在框架2上，则第一边棱22平行于端侧15和侧壁5a、b延伸，第二边棱23被定向为与第一边棱22垂直并且从中空腔7和复合体10突出，其中维持了与复合体10的上侧11的间距d1（见图7）。该间距例如是1或2mm。肘形零件21的第一边棱22借助双铆钉25固定在支撑型材3a上，其相互的间距d2通过各一个定位在它们之间的间隔垫片26（在此是以六角螺母的形式）来确定。

此外，第二边棱23能有效地为粘合剂16提供UV防护，因为太阳辐射不能直接抵达粘合剂16。

通过这两个间距d1和d2，在间距保持装置20和复合体10的露出的上侧11以及下侧15之间提供了连续的路径，在模块1上往下流出的水能够穿过该路径。水现在不受阻挡地沿着复合体10的端侧15流出，而该水在按现有技术的模块101中被框架边棱8和玻璃板之间的密封件14上拦住并且在密封件14受损时渗入沟槽9中。换言之，通过除去框架边棱8和延长部位5c来移除所述沟槽9，其中作为替代提供了连续的路径28，使在其它情况下堵住的水穿过。水能够通过该路径28沿着支撑型材3a朝下流出。

图8示出了按本发明的光伏模块1的截取部分的侧视图，并且水的路程在此通过路径28借助箭头f1标出。在所示侧视图中被遮盖的路径28在此用虚线示出。

本发明既涉及用来加工现有光伏模块的方法，也涉及生成的模块自身。

本发明已借助实施例进行更详细阐述。权利要求内的改动能够轻易地实现。例如按本发明，超过一个端侧配备有间距保持装置。还可考虑的是，光伏模块的仅仅一个端侧部段或多个相互间隔开的端侧部段借助一个或多个间距保持装置来保护。替代于L形肘形零件，也能够应用横截面呈其它形状的型材元件，例如横截面局部呈节圆状的型材元件。

参考标记清单

1光伏模块

101 已知的光伏模块

2 框架

3a、b 支撑型材

4a、b 支撑型材

5a、b 侧壁

5c 延长部位

6a、b 壁

7 中空腔

8 框架边棱

9 沟槽

10 复合体

11 复合体的上侧

13 角形连接器

14 密封件

15 端侧

16 粘合剂

18 钻孔

20 间距保持装置

21 L形肘形零件

22 第一边棱

23 第二边棱

25 双铆钉

26 间隔垫片

28 路径

Claims

1.一种光伏模块（1），其具有由支撑型材（3a、3b、4a、4b）构成的框架（2）和固定在所述框架（2）上的复合体（10），所述复合体（10）包括多个光伏电池、以及至少一个安放在所述光伏电池上的透明层、优选EVA层和/或透明的玻璃板，其特征在于，固定在所述框架（2）上的间隔保持装置（20）设置得与所述复合体（10）的上侧（11）间隔开来并且与所述复合体（10）的端侧（15）间隔开来，使得在间距保持装置（10）与所述复合体（10）的上侧（11）以及端侧（15）之间存在连续的路径（28），水、尤其是雨水能够通过所述路径（28）流出。

2.根据权利要求1所述的光伏模块，其特征在于，粘合剂（16）从未被框架（2）包围的端侧（15）被放入所述复合体（10）的至少两个层之间，尤其放入光伏电池的层、膜中一个或多个和/或玻璃板之间。

3.根据上述权利要求中至少一项所述的光伏模块，其特征在于，所述间距保持装置（20）包括拉长的、优选由金属制成的型材元件，其沿着所述的端侧（15）以所述的间距（d2）延伸。

4. 根据上述权利要求中至少一项所述的光伏模块，其特征在于，所述间距保持元件（20）包括至少一个弯曲的和/或折弯的型材元件（21），其优选呈L形并且优选由铝制成。

5.根据上述权利要求中至少一项所述的光伏模块，其特征在于，间距保持装置（20）的L形肘形零件（21）的边棱（23）以与所述复合体（10）的上侧（11）基本上恒定的间距（d1）延伸。

6.根据上述权利要求中至少一项所述的光伏模块，其特征在于，优选借助形式为螺钉或者铆钉的固定器件将所述间距保持装置（20）固定在所述框架（2）的至少一个支撑型材（3a）上。

7.根据上述权利要求中至少一项所述的光伏模块，其特征在于，一个或多个间隔垫片（26）确定了间距保持装置（20）与所述端侧（15）的基本上恒定的间距（d2）。

8.根据上述权利要求中至少一项所述的光伏模块，其特征在于，所述复合体（10）从下侧由所述框架（2）支撑着，其在此优选从所述复合体（10）的至少一个端侧（15）突出。

9.一种用来加工光伏模块（1）的方法，其具有由支撑型材（3a、3b、4a、4b）构成的框架（2）和镶嵌在所述框架（2）中的复合体（10），所述复合体（10）包括光伏电池、以及至少一个安放在所述光伏电池上的透明层、优选EVA层和/或透明的玻璃板，其中所述方法包括以下步骤：

- 至少沿着支撑型材（3a）在所述镶嵌的区域内对所述框架（2）进行铣磨，并且至少将该处围起来的端侧（15）以及所述复合体（10）的围起来的边缘侧的上侧（11）露出，

- 间隔保持装置（3a）与所述复合体（10）的露出的边缘侧的上侧（11）隔开地并且与所述复合体（10）的露出的端侧（15）隔开地固定在所述至少一个支撑型材（3a）上，使得在间距保持装置（20）与所述复合体（10）的上侧（11）以及端侧（15）之间设置有连续的路径（28），水、尤其是雨水能够通过所述路径（28）流出。

10.根据上述权利要求所述的方法，其特征在于，粘合剂从未被框架（2）包围的端侧（15）被放入所述复合体（10）的至少两个层之间，尤其放入光伏电池的层、膜中一个或多个和/或玻璃板之间。

11.根据上述方法权利要求中至少一项所述的方法，其特征在于，所述间距保持装置（20）被选择为使得它包括至少一个拉长的金属型材。

12.根据上述方法权利要求中至少一项所述的方法，其特征在于，所述间距保持元件（20）被选持为使得它包括弯曲的和/或折弯的型材元件（21），其优选呈L形并且优选由铝制成。

13.根据上述方法权利要求所述的方法，其特征在于，包括L形肘形零件（21）的间距保持装置（20）在所述框架（2）上被固定为使得所述肘形零件（21）的边棱（23）以与所述复合体（10）的边缘侧上侧基本上恒定的间距（d1）延伸。

14.根据上述方法权利要求中至少一项所述的方法，其特征在于，优选借助螺钉或者铆钉，将所述间距保持装置（20）固定在所述框架（2）的环绕的外部支撑型材（3a）上。

15.根据上述方法权利要求中至少一项所述的方法，其特征在于，使用一个或多个间隔垫片（26），以便确定间距保持装置（20）与所述框架（2）的相对位置，以便定义所述间距保持装置（20）与相对而置的所述端侧（15）的基本上恒定的间距（d2）。