CN106134069B - 太阳能光伏模块夹紧系统 - Google Patents

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Abstract

一种用于将4个光伏模块的拐角固定到车库檩条的夹紧系统，所述夹紧系统具有：上体部分和下体部分，上体部分和下体部分具有大小可调的间隙，以便在其中接收檩条；以及在所述夹紧组件的相对端处的一对旋转连接器，每一个旋转连接器具有从相对侧伸出的臂，所述臂被旋转为锁在光伏模块的侧槽内。

Description

太阳能光伏模块夹紧系统
相关申请:
本申请要求提交于2014年6月11日的名称为"太阳能光伏模块夹紧系统(SolarPhotovoltaic Module Clamping System)"的美国申请No.14/301,522的优先权，其作为美国专利No.8,957,302发表于2015年2月17日，并且要求提交于2014年5月12日的名称为"太阳能光伏模块夹紧系统"的美国申请No.61/992,118的优先权。本申请还要求提交于2015年1月8日的名称为"太阳能光伏模块夹紧系统"的美国申请No.14/592,594的优先权，以及提交于2015年2月3日的名称为"太阳能光伏模块夹紧系统"的美国申请No.14/612,783的优先权。通过引用完整结合上述申请，如同在本文中完整阐述。
技术领域
本发明一般涉及用于太阳能光伏模块阵列的安装系统，并且特别地涉及在车库檩条上安装光伏模块的系统。
背景技术
在建筑屋顶上组装太阳能光伏模块阵列已经有很多年了。在安装过程中，安装者通常于屋顶上在模块之上工作。然而，近来的趋势是这样安装太阳能光伏模块阵列，从而使得它们构成车库的“屋顶”。这种车库设施在商业停车场中正变得更常见，特别是在美国西南部。这些太阳能车库提供双重益处，即，提供发电，同时还给停在太阳能模块阵列之下的车遮阴。
建造这些太阳能模块阵列车库提出了特殊的挑战。首先，不存在当组装模块阵列时安装者站立的建筑物“屋顶”。取而代之，模块本身构成结构的“屋顶”。因此，车库太阳能模块阵列实质上被从下组装，各个模块被举过操作员，并且被固定在支撑模块的檩条/梁上。
令人遗憾的是，关于如何自下方将光伏模块阵列组装到檩条上的理想解决方案已被证明是个挑战。取而代之，希望用于在车库檩条上固定连续光伏模块的快速并且简单的系统(从而可以迅速并且容易地形成模块阵列)。理想地，这种新系统将使得安装者能够尽可能地在形成的阵列之下工作。如将示出的，本发明提供这种系统。另外，本系统不限于车库。它也可用于各种地面安装结构。
发明内容
本发明提供了一种用于将4个光伏模块的角部固定到梁或者檩条的夹紧组件，包括:(a)上体部分；(b)下体部分，其从上体部分伸出，以便在上下体部分之间形成间隙，所述间隙具有在其中容纳梁或者檩条的一部分的尺寸；(c)上体部分的相对端部的每一个处的旋转连接器，每一个旋转连接器具有从相对侧伸出的臂，其中所述臂具有(例如通过锁入成对的相邻光伏模块内的侧槽中)将模块固定在一起的尺寸；和(d)下体部分中的紧固件，其中所述紧固件调整上下体部分之间容纳所述梁的所述部分的间隙的大小(以便将所述夹紧组件固定在梁或者檩条上)。
在优选的方面，所述梁或者檩条形成车库的结构，光伏模块跨在檩条之间，形成车库的“屋顶”。
本夹紧组件的优点是可用于将4个不同的光伏模块的角部同时保持在一起，允许从阵列之下进行拉紧和锁定功能/操作。
旋转连接器中的每一个固定在两个光伏模块上。通过在夹紧组件的相对端提供可旋转的连接器，单个夹紧组件可用于将4个不同的光伏模块的角部固定在一起。优选地，每个旋转连接器具有一对臂，它们可被旋转到被锁在光伏模块的侧槽内的位置。因此，一个连接器的旋转将两个相邻的光伏模块固定在一起。优选地，旋转连接器的底端部带螺纹，并且提供螺母以便将它们紧固到它们最终的锁定位置。在安装过程中，操作员首先紧固下体部分中的紧固件(以便将夹紧组件固定到檩条/梁上)。接着，安装者将模块紧挨着夹紧组件定位，并且旋转连接器，从而使得它们锁在模块的侧槽内。
本系统的一个优点是它可作用于不同梁和不同形状的檩条。本发明的另一个优点是它容易安装，并且从阵列之下操作。本发明的另一个优点是它允许去除中间模块。
附图说明
图1是夹紧组件的第一立体图。
图2是夹紧组件的第二立体图。
图3是夹紧组件的侧视图。
图4是夹紧组件的端视图。
图5是旋转连接器的底部立体图。
图6是附接到檩条上的夹紧组件的立体图。
图7A到7C是固定在三个不同檩条上的夹紧组件的侧视图。
图8A到8D是示出了一对光伏模块在一个旋转连接器上的安装的连续端视图。
图9A到9D是示出了移动旋转连接器，以便松开光伏模块，从而可以去除一个模块以便维修。
图10是装配好的车库光伏模块阵列的立体图。
图11是图10所示的装配好的阵列的一部分的近视图。
图12是图10所示的装配好的阵列的一部分的另一个近视图。
具体实施方式
图1到4示出了夹紧组件的不同视图。图5示出了夹紧组件的一个旋转连接器的进一步细节。图6到7C示出了附接到檩条的夹紧组件。图8A到8D示出了将一对光伏模块安装在一个旋转连接器上。图9A到9D示出了松开一个光伏模块以便去除/维修。图10到12示出了装配好的车库光伏模块阵列的进一步细节。
首先参考图1到4，提供了用于将光伏模块固定到梁或者檩条的夹紧组件10。夹紧组件10包括:上体部分20；下体部分30。下体部分30从上体部分20向下延伸，以便形成间隙40。间隙40具有在其中容纳梁/檩条100(见图6到7C)的一部分的尺寸。
夹紧组件10还包括在上体部分20的相对端部处的一对旋转连接器22。每一个旋转连接器22具有从其相对侧伸出的一对臂24。如将示出的，臂24具有锁在一对相邻的光伏模块内的侧槽中的尺寸。最后，夹紧组件10包括下体部分30内的紧固件50。紧固件50调整上下体部分20和30之间的间隙40的尺寸。如可以看到的，下体部分30优选地从上体部分20的一侧伸出，以便形成大体C形的夹紧组件。
通过上体部分20的相对端内的孔23容纳每一个旋转连接器22。在优选实施例中，每一个旋转连接器22包括：上部25，臂24从上部25伸出；带螺纹的底部26；带螺纹的底部26上的螺母28。如可以看到的，上部25被定位在孔23之上，带螺纹底部26穿过孔23，并且螺母28定位在孔23之下。
在可选择的优选实施例中，孔23具有槽口，从而旋转连接器22被安置在其中，当带螺纹底部上的螺母28被紧固时，它们的臂24垂直于穿过两个旋转连接器的中心的轴。可以在图11和12的安装视图中看到旋转连接器22的这种定位。在可选择的优选实施例中，每一个旋转连接器22的臂24之一上具有面向下的齿27。
在可选择的优选实施例中，紧固件50包括穿过下体部分30内的螺纹孔52的螺栓51。如图所示，优选地，螺栓51的头端定位在孔52之下。可选择地，围绕螺栓51安装扭矩螺母54。如可以看到的，螺栓51的头端优选地具有比扭矩螺母54小的直径。其优点是安装者首先紧固螺栓51，以便将夹紧组件10固定到车库檩条。接着，安装者将扭矩螺母54紧固在螺栓51上。这将夹紧组件10可靠地固定到车库檩条。有利地，因为螺栓51的头端的直径小于扭矩螺母54的直径，安装者可以在扭矩螺母54上使用紧固工具，其仅滑过螺栓51的头端的较小直径(在螺栓51被首先固定到位之后)。有利地，可以由在阵列之下工作的安装者进行螺栓51和扭矩螺母54两者的紧固。
图5示出了旋转连接器22的其它结构细节。例如，可以在带螺纹的部分26的底部提供槽29。槽29理想地适于去除中间模块(通过逆转如下所述的锁定步骤)。特别地，安装者可以将螺丝刀插入槽29，并且旋转连接器22，从而臂24可被旋转为锁在一对光伏模块的侧槽内。通过在夹紧组件的底侧具有槽29，可以从阵列下面接触到槽29。因此，可以在阵列之下工作而将臂24锁定到光伏模块。另外，可以包括可选择的接地肋21。当旋转到其最后的锁定位置时，接地肋21切入模块的阳极氧化表面，从而提供接地的模块到模块接触。
图6示出了固定在檩条100的顶部上的夹紧组件10。图7A到7C示出了夹紧系统的通用性，其可用于连接到不同形状和截面的檩条(例如:檩条100A，100B和100C)。在将檩条的顶端插入间隙40之后，紧固紧固件50(从而相对于檩条的内部容纳螺栓51的顶部)。接着，紧固扭矩螺母54，从而防止螺栓51松开。
图8A到8D是示出了一对光伏模块在一个旋转连接器上的安装的连续端视图，具体如下。首先，如图8A所示，光伏模块框架200A的侧边被放置在与旋转连接器22相邻放置的上部20上。如可以看到的，光伏模块框架200A中具有侧槽202。接着，如图8B所示，安装者在旋转连接器22的底部向上推或者拉(优选地从下面)，抬起旋转连接器22，然后将旋转连接器22在方向R上旋转90度，从而使得臂24被容纳在框架200A的侧槽202内。接着，如图8C所示，安装者降低旋转连接器22(从而使得齿27向下装配到侧槽202的底部内)，然后部分地紧固螺母28，从而将框架200A固定到锁定位置。(此时，旋转连接器22向下安置入槽口23，防止连接器旋转)。最后，如在图8D中可见，安装者将第二光伏模块框架200B滑动到“无齿”臂24上。按照需要，可以进一步紧固螺母28，以便将光伏模块框架200A和200B固定到夹紧组件10上。仅仅在一对臂24中的一个上具有齿27的优点是，如果需要，可以去除第二模块200B(通过松开螺母28)。另外，这允许在没有齿的一侧上调整光伏模块，从而使得可以略微拉出模块以便进行调整。
图9A到9D是示出了移动旋转连接器，以便松开光伏模块(例如:图10中的中间阵列模块200B)，从而使得可以去除一个模块以便维修的连续的端视图，具体如下。图9A以与图8D相同的时间点开始。接着，在图9B，安装者松开螺母28。接着，在图9C，安装者在底部26的底上向上推(例如，以使螺丝刀的端部容纳到槽29内)。最后，在图9D，安装者将底部26在方向R2上旋转90度，从而使得臂24从模块框架200A和200B中的每一个内的侧槽202中解锁。
图10到12示出了根据本系统的装配好的车库光伏模块阵列(图10)，示出了阵列的部分的近视图(图11和12)。
光伏模块200的阵列300形成车库的“屋顶”。因此，阵列300通过多个夹紧组件10安装在檩条100上。图11示出了阵列300的端部。如可以看到的，单个夹紧组件10将两个相邻的光伏模块200的角部保持在一起。图12示出了4个相邻的光伏模块200的视图(然而，为了清楚起见，去除了一个光伏模块200B)。如可以看到的，单个夹紧系统10将光伏模块的4个角部边保持在一起，每一个旋转连接器22被这样定位，从而使得其臂24被旋转为锁在光伏模块200的侧槽202内。如可以看到的，光伏模块200的4个角部可被一起保持在檩条100上的一个位置处。

Claims (16)

1.一种夹紧组件，用于将光伏模块固定到梁，所述夹紧组件包括：
上体部分，其具有第一端部和第二端部；
下体部分，其在所述第一端部处连接到所述上体部分，并且向所述第二端部伸出，形成所述上体部分和所述下体部分之间的间隙，所述间隙被配置为在其中容纳梁的一部分；
安装到所述上体部分的所述第一端部的可旋转的第一连接器，所述第一连接器包括第一光伏模块连接部分和第二光伏模块连接部分，其中所述第一光伏模块连接部分被配置为通过旋转可旋转的所述第一连接器而被容纳在位于所述上体部分上的第一光伏模块的框架的槽内，并且所述第二光伏模块连接部分被配置为被容纳在位于所述上体部分上的第二光伏模块的框架的槽内；
安装到所述上体部分的所述第二端部的可旋转的第二连接器，所述第二连接器包括第三光伏模块连接部分和第四光伏模块连接部分，其中所述第三光伏模块连接部分被配置为通过旋转可旋转的所述第二连接器而被容纳在位于所述上体部分上的第三光伏模块的框架的槽内，并且所述第四光伏模块连接部分被配置为被容纳在位于所述上体部分上的第四光伏模块的框架的槽内；和
紧固件，其穿过所述下体部分并且包括位于所述间隙内的紧固件端部，其中所述紧固件在第一位置和第二位置之间是可移动的，其中所述第二位置距所述上体部分比所述第一位置近，并且其中所述紧固件被配置为固定所述梁的在所述紧固件端部和所述上体部分之间的部分。
2.如权利要求1所述的夹紧组件，其中可旋转的所述第一连接器上的所述第一光伏模块连接部分和所述第二光伏模块连接部分被配置为将第一光伏模块和第二光伏模块固定到所述梁，并且可旋转的所述第二连接器上的所述第三光伏模块连接部分和所述第四光伏模块连接部分被配置为将第三光伏模块和第四光伏模块固定到所述梁。
3.如权利要求2所述的夹紧组件，其中所述夹紧组件被配置为支撑所述第一光伏模块、所述第二光伏模块、所述第三光伏模块和所述第四光伏模块中的每一个的角部。
4.如权利要求1所述的夹紧组件，其中所述第一光伏模块连接部分和所述第二光伏模块连接部分位于可旋转的所述第一连接器的相对侧，并且所述第三光伏模块连接部分和所述第四光伏模块连接部分位于可旋转的所述第二连接器的相对侧。
5.如权利要求1所述的夹紧组件，其中可旋转的所述第一连接器和所述第二连接器以及所述紧固件具有带螺纹的下端，所述下端被配置为容纳上紧螺栓。
6.如权利要求1所述的夹紧组件，其中可旋转的所述第一连接器和所述第二连接器被配置为从所述下体部分的与所述间隙相对的一侧上的位置被旋转以将光伏模块固定到所述夹紧组件。
7.如权利要求1所述的夹紧组件，其中可旋转的所述第一连接器包括接地肋，所述接地肋被配置为将被固定到所述夹紧组件的光伏模块接地。
8.如权利要求1所述的夹紧组件，其中所述夹紧组件包括螺栓，所述螺栓穿过所述下体部分中的带螺纹的孔，并且其中所述螺栓的头端位于所述下体部分的与所述间隙相对的一侧。
9.如权利要求8所述的夹紧组件，还包括被围绕所述螺栓容纳的扭矩螺母，其中所述螺栓的头端具有比所述扭矩螺母小的直径。
10.一种太阳能车库，包括：
梁；
光伏模块，其位于所述梁的第一侧上并且形成所述太阳能车库的屋顶的一部分；
用于将所述光伏模块固定到所述梁的夹紧组件，其中所述夹紧组件包括：
上体部分，其具有第一端部和第二端部；
下体部分，其在所述第一端部处连接到所述上体部分，并且向所述第二端部伸出，形成所述上体部分和所述下体部分之间的间隙，其中所述梁的一部分位于所述间隙内；
安装到所述上体部分的所述第一端部的可旋转的第一连接器，所述第一连接器包括第一光伏模块连接部分和第二光伏模块连接部分，其中所述第一光伏模块连接部分通过旋转可旋转的所述第一连接器而被容纳在所述光伏模块的框架的槽内，从而将所述光伏模块固定到所述夹紧组件；和
紧固件，其穿过所述下体部分并且包括位于所述间隙内的紧固件端部，其中所述紧固件在第一位置和第二位置之间是可移动的，其中所述第二位置距所述上体部分比所述第一位置近，并且其中所述紧固件被配置为固定所述梁的在所述紧固件端部和所述上体部分之间的部分。
11.如权利要求10所述的太阳能车库，还包括：
第二光伏模块，
其中所述第二光伏模块连接部分通过被容纳在所述第二光伏模块的框架的槽内，将所述第二光伏模块固定到所述夹紧组件。
12.如权利要求11所述的太阳能车库，还包括：
第三光伏模块和第四光伏模块，
其中所述夹紧组件还包括安装到所述上体部分的所述第二端部的可旋转的第二连接器，所述第二连接器包括第三光伏模块连接部分和第四光伏模块连接部分，
其中所述第三光伏模块连接部分通过旋转可旋转的所述第二连接器而被容纳在所述第三光伏模块的框架的槽内，从而将所述第三光伏模块固定到所述夹紧组件，并且
其中所述第四光伏模块连接部分通过被容纳在所述第四光伏模块的框架的槽内，将所述第四光伏模块固定到所述夹紧组件。
13.如权利要求12所述的太阳能车库，其中所述第一光伏模块连接部分和所述第二光伏模块连接部分位于所述第一连接器的相对侧，并且所述第三光伏模块连接部分和所述第四光伏模块连接部分位于所述第二连接器的相对侧。
14.如权利要求12所述的太阳能车库，其中可旋转的所述第一连接器和所述第二连接器被配置为从所述梁的与所述第一侧相对的第二侧的位置被旋转以将所述第一光伏模块、所述第二光伏模块、所述第三光伏模块和所述第四光伏模块固定到所述夹紧组件。
15.如权利要求10所述的太阳能车库，其中所述夹紧组件包括螺栓，所述螺栓穿过所述下体部分中的带螺纹的孔，并且其中所述螺栓的头端位于所述梁的与所述第一侧相对的第二侧。
16.如权利要求15所述的太阳能车库，还包括被围绕所述螺栓容纳的扭矩螺母，其中所述螺栓的头端具有比所述扭矩螺母小的直径。
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