CN106208947B - 太阳能板模块之强化结构 - Google Patents

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Abstract

提供一种太阳能板模块的强化结构，该太阳能板模块包括多片太阳能板以及位于该多片太阳能板的外缘的边框，该强化结构位于相邻的两该太阳能板之间的不发电区。

Description

太阳能板模块之强化结构
技术领域
本发明系关于太阳能板模块之强化结构，尤其是设于太阳能板模块之正面及/或背面的强化结构。
背景技术
太阳能板模块常会被安装于屋顶或户外，以致于经常暴露至恶劣的气候状况如强风或降雪。不论是可挠性或不可挠之太阳能板模块遭遇到过强之风压或过重之积雪时，容易形变弯曲甚至断裂，导致太阳能板模块失能或故障。
有鉴于此，业界需要一种协助太阳能板模块对抗恶劣气候状况的强化结构。
发明内容
本发明之目的在于提供一种使太阳能板模块能对抗恶劣气候状况的强化结构，该太阳能板模块包含复数片太阳能板以及位于该复数片太阳能板之外缘的边框，该强化结构系位于相邻之两该太阳能板之间的不发电区。
在一实施例中，该强化结构系藉由至少一固定装置如一张力调整装置或夹具而耦合至该边框；在另一实施例中，该强化结构系以缠绕方式箍住该边框。该强化结构一钢索、一圆形钢棒、一方形钢棒、一钢片或一工字钢梁。
在一实施例中，该太阳能板模块于其背面更包含一长形支撑结构。
在一实施例中，该强化结构为长条状，当阳光自垂直该强化结构之长轴的方向照射并与该太阳能板之平面夹30度时，该强化结构的影子不会遮蔽该太阳能板的发电区。
在一实施例中，该太阳能板模块更包含位于该强化结构与该边框之间及/或位于该支撑结构与该边框之间的缓冲垫。
为让本发明的上述目的、特征和优点更能明显易懂，下文将以实施例并配合所附图式，作详细说明如下。需注意的是，所附图式中的各组件仅是示意，并未按照各组件的实际比例进行绘示。
附图说明
图1显示太阳能板模块与根据本发明之第一、第二或第三实施例之正面强化结构的正面上视概图。
图2显示太阳能板模块、根据本发明之第一实施例之正面强化结构与根据本发明之一背面支撑结构的背面上视概图。
图3显示图2之太阳能板模块、根据本发明之第一实施例之正面强化结构与根据本发明之一背面支撑结构的纵剖面透视图。
图4显示太阳能板模块、根据本发明之第二或第三实施例之正面强化结构与根据本发明之一背面支撑结构的背面上视概图。
图5显示图4之太阳能板模块、根据本发明之第二实施例之正面强化结构与根据本发明之一背面支撑结构的纵剖面透视图。
图6显示图4之太阳能板模块、根据本发明之第三实施例之正面强化结构与根据本发明之一背面支撑结构的纵剖面透视图。
图7显示一太阳能板模块与根据本发明之一背面支撑结构的横剖面透视图或根据本发明之另一背面支撑结构的纵剖面透视图。
具体实施方式
下面将详细地说明本发明的较佳实施例，举凡本中所述的组件、组件子部、结构、材料、配置等皆可不依说明的顺序或所属的实施例而任意搭配成新的实施例，此些实施例当属本发明之范畴。
本发明的实施例及图示众多，为了避免混淆，类似的组件是以相同或相似的标号示之；为避免画面过度复杂及混乱，重复的组件仅标示一处，他处则以此类推。
现参考图1-3，其分别显示太阳能板模块1000、根据本发明之第一实施例之正面强化结构300与根据本发明之背面支撑结构500的正面上视概图、背面上视概图及纵剖面透视图。如图1、2与3所示，太阳能模块1000包含复数片不可挠之太阳能板100与100’(图示中只显示三片作为示意，可包含更多片)、一玻璃盖板130、背板140、以及边框160。
复数片太阳能板100与100’系呈矩形，每一者具有沿着x方向的短边以及沿着y方向的长边。玻璃盖板130与背板140亦呈矩形，每一者具有沿着y方向的短边以及沿着x方向的长边，且背板140系略大于玻璃盖板。太阳能板100与100’系沿着玻璃盖板130与背板140的长边毗邻并置且设于玻璃盖板130与背板140之间；太阳能板100与100’和玻璃盖板之间及和背板之间设有封装材(未图示)以辅助彼此之间的连接。每一片太阳能板100与相邻之太阳能板100’之间应保持适当的距离d，图1中由距离d所表示之区域为太阳能模块1000的不发电区域。
每一太阳能板100与100’由下至上具有由一背玻璃(未图标)与光电组件层(未图标)所构成的迭层结构。光电组件层(未图标)由下而上可包含图案化之下电极层、图案化之光电转换层、选择性的图案化缓冲层及图案化之透明上电极层如氧化铟锡(ITO)及/或氧化锌层(ZnO)。下电极与透明上电极层系用以传输由光电转换层所产生的电流。光电转换层系用以吸收穿透过透明上电极层与选择性缓冲层的光并将其转换为电流，其可包含由铜(Cu)、铟(In)、镓(Ga)与硒(Se)所构成的半导体材料，或可包含由Ib族元素如铜(Cu)或银(Ag)、IIIb族元素如铝(A1)、镓(Ga)或铟(In)与VIb元素如硫(S)、硒(Se)或碲(Te)所构成的化合物半导体材料。选择性缓冲层系用以在形成透明上电极层时保护光电转换层并协助电传输。太阳能板100与100’之结构相同，其相异之处在于配置的位向，因此后续仅说明其中一者作为代表。
每一太阳能板100(100’)尚包含设置在两侧电极处的正面正极配线121b(121b’)、正面负极配线111a(111a’)、由正面正极配线121b(121b’)反折至太阳能板100(100’)之背面的背面正极配线122b(122b’)及由正面负极配线111a(111a’)反折至太阳能板100(100’)之背面的背面负极配线112a(112a’)。正面正极配线121b(121b’)系作为太阳能板100(100’)的正极，正面负极配线111a(111a’)系作为太阳能板100(100’)的负极；背板140在对应至每一片太阳能板100(100’)之中央区域处可具有至少一个孔洞(未图示)，使每一片太阳能板100(100’)之背面的背面正极配线122b(122b’)与背面负极配线112a(112a’)可自此至少一个孔洞(未图示)穿出以向外连接并彼此连接。配线例如可由铜箔(Copper foil)或铜带(Copper ribbon)构成，亦可由其它金属或合金线材构成。每一太阳能板100(100’)可包含至少一个太阳能单位组件(unit cell)，或者可包含多个彼此串联的太阳能单位组件。应了解，可以串联或并联方式连接上述之配线并将配线电连接至一接线盒，但为了不模糊本发明之焦点，在图示中省略此些电连接及接线盒。
如图1-3所示，矩形边框160系利用封装材或防水胶材161而装设于玻璃盖板130、太阳能板100(100’)与背板140的外缘，夹持玻璃盖板130、太阳能板100(100’)与背板140的堆栈结构。以图1或2之上视图观之，矩形边框160可由分别包覆两个长边与两个短边的四个子结构所构成，或者，矩形边框160可由L形的两个子结构(每一子结构包覆一长边与一短边)所构成。矩形边框160例如是铝框。
根据本发明之第一实施例，在太阳能板模块1000之太阳能板100与100’间由距离d所表示的不发电区域中，沿着y方向设置正面强化结构300。在此实施例中，如图3所示，正面强化结构300系以缠绕方式在y方向上箍住整个太阳能板模块1000(箍住边框160)，因此其不只是设置于太阳能板模块1000之正面，其更延伸至太阳能板模块1000之背面成为背面强化结构300*。为了减少强化结构300(300*)滑动移位并减少强化结构300(300*)与边框160之间摩擦，可选择性地在强化结构300(300*)与边框160之间增设缓冲垫片162；又，为了避免强化结构300(300*)与玻璃盖板130(背板140)过于接近，亦可选择性地在强化结构300(300*)与玻璃盖板130(背板140)之间增设缓冲垫片。正面(背面)强化结构300(300*)较佳地为长条状之钢索。但如后续之实施例所示，由于强化结构的不同设计与固定方式，强化结构可仅位于正面且可为非钢索之长条状物如圆形钢棒或方形钢棒、钢片、工字钢梁等。缓冲垫片可固定在边框、玻璃盖板130或背板140上，亦可套在强化结构300(300*)上。钢索具有高张力，当装有钢索构成之强化结构300(300*)的太阳能板模块1000受到负载如风压2000或厚重积雪3000时，钢索会随着太阳能板模块1000形变而减少应力集中的现象，且当负载消失时，钢索形状会随着太阳能板模块1000的形状回复。
为了强化太阳能模块之正面受风力并避免太阳能板模块1000形变过度而脱离边框160，可如图2-3所示，在太阳能板模块1000的背面沿着不平行强化结构300(300*)的方向尤其是垂直强化结构300(300*)的方向如x方向设置长形的背面支撑结构500，该支撑结构500可以如垂直强化结构300(300*)的方向或可在太阳能板模块1000的背面沿着平行强化结构300(300*)的方向如y方向设置，长形的背面支撑结构500’(图2-3中未显示)，自边框内侧提供向外之张力以平衡强化结构300(300*)向内之挤压力。当太阳能板模块1000受到负载后，此两力可达稳定之平衡。请参考图7，其显示一太阳能板模块与根据本发明之背面支撑结构500的横剖面透视图或根据本发明之另一背面支撑结构500’(未显示背面视图)的纵剖面透视图，其中边框160之两短边(两长边)的内侧分别具有凹槽使支撑结构500(支撑结构500’)如支撑柱或工字钢梁的两端得以嵌入凹槽(图7中仅例示性地显示一边的凹槽及支撑结构500/500’的一端)而顶住边框160。若边框160之内侧凹槽充分地深而延伸到达外侧(未图示)时，能使支撑结构500/500’如支撑柱或工字钢梁的两端外露于边框之外侧(未图示)。支撑柱可具有旋入旋出的可伸缩设计。又，如图7所示，支撑柱的两端可具有尺寸渐缩的设计，因此，对应之凹槽亦可具有内侧大外侧小的设计。类似地，为了避免边框160与支撑结构500/500’直接接触，亦可在边框160与支撑结构500之末端之间增设缓冲垫片。本发明之背面支撑结构500/500’可斜向顶住边框160的相对两侧(即支撑结构500/500’既不平行亦不垂直强化结构300)，亦可具有格栅状设计以支撑边框160的四边。
现参考图4-5，其分别显示太阳能板模块1000、根据本发明之第二实施例之正面强化结构300’与根据本发明之背面支撑结构500的背面上视概图及纵剖面透视图。第二实施例与第一实施例之差异在于正面强化结构300’、其固定方式以及边框160’的设计。在第二实施例中，边框160’具有向下延伸部，使得勾状的第二固定装置164得以扣住该向下延伸部而固定；耦合了正面强化结构300’如钢索的第一固定装置163如夹具则利用螺丝或其它扣件而与该第二固定装置164紧密耦合。正面强化结构300’如钢索可以绳结、黏着、焊接、拑置或缠绕的方式耦合至第一固定装置163，两者之间可设有张力调整装置(未图标、)辅助两者之耦合并适时或定期地调整张力。在此实施例中，由于只有正面设有强化结构300’，因此在背面上视概图4中无强化结构；若期望有更加之强化效果，亦可在背面设置强化结构300’。太阳能板模块1000的其它组件以及背面支撑结构500(或500’)系与第一实施例相同，故不再赘述。
现参考图4与6，其分别显示太阳能板模块1000、根据本发明之第三实施例之正面强化结构300”与根据本发明之背面支撑结构500的背面上视概图及纵剖面透视图。第三实施例与第一实施例之差异在于正面强化结构300”、其固定方式以及边框160”的设计。在第三实施例中，边框160”具有一外侧凹槽如螺孔，使得第三固定装置165得以嵌于该外侧凹槽中；正面强化结构300”如钢索系耦合至第三固定装置165并透过边框160”的小型孔洞(未图示)而穿出。正面强化结构300”如钢索可以绳结、黏着、焊接或缠绕的方式耦合至第三固定装置165，且第三固定装置165本身可为一张力调整装置一方面固定正面强化结构300”另一方面适时或定期地调整张力。在此实施例中，由于只有正面设有强化结构300”，因此在背面上视概图4中无强化结构；若期望有更加之强化效果，亦可在背面设置强化结构300”。太阳能板模块1000的其它组件以及背面支撑结构500(或500’)系与第一实施例相同，故不再赘述。
本发明之正面强化结构300、300’与300”系设置于相邻之太阳能板间的不发电区域中，为了不妨碍发电，可设计强化结构300、300’与300”之设置位置与形状尺寸，使得当阳光自+x方向或-x方向(垂直强化结构之长轴的方向)照射并与太阳能板100(100’)之平面夹30度甚至夹15度时，强化结构300、300’与300”的影子不会遮蔽发电区。又，本发明之强化结构与支撑结构可应用至其它类型之具有不发电区域的太阳能模块尤其是大尺寸的太阳能模块，避免气候状况如强大风压或厚重积雪所造成的模块形变以及边框脱落。当支撑结构系沿着平行强化结构的方向设置时，两者的设置位置可交迭或交错。又，依据两者之强化/支撑效果的强弱，强化结构的设置间距可与支撑结构的设置间距相同或相异。
上述实施例仅是为了方便说明而举例，虽遭所属技术领域的技术人员任意进行修改，均不会脱离如权利要求书中所欲保护的范围。

Claims (15)

1.一种太阳能板模块之强化结构，其特征在于，该太阳能板模块包含复数片太阳能板、对应至该复数片太阳能板的单一盖板、以及位于该复数片太阳能板及该单一盖板之外缘的边框，该边框具有一对长边与一对短边，该强化结构系位于相邻之两该太阳能板之间的不发电区，该强化结构自该边框之一对长边中的一长边延伸至另一长边并与该单一盖板上下交迭但不接触。
2.如权利要求1所述的太阳能板模块之强化结构，其特征在于，该强化结构系藉由至少一固定装置而耦合至该边框。
3.如权利要求2所述的太阳能板模块之强化结构，其特征在于，该固定装置为一夹具或一张力调整装置。
4.如权利要求1所述的太阳能板模块之强化结构，其特征在于，该强化结构自该太阳能板模块之正面延伸至背面而以缠绕方式箍住该边框。
5.如权利要求1所述的太阳能板模块之强化结构，其特征在于，包含：
缓冲垫片，设置于该强化结构与该太阳能板模块之间。
6.如权利要求5所述的太阳能板模块之强化结构，其特征在于，该缓冲垫片系设置于该强化结构与该边框之间。
7.如权利要求1所述的太阳能板模块之强化结构，其特征在于，该强化结构之一端系与一张力调整装置耦合。
8.如权利要求1所述的太阳能板模块之强化结构，其特征在于，该强化结构为一钢索、一圆形钢棒、一方形钢棒、一钢片或一工字钢梁。
9.如权利要求1所述的太阳能板模块之强化结构，其特征在于，该强化结构与该太阳能板之间具有一间隙。
10.如权利要求9所述的太阳能板模块之强化结构，其特征在于，该强化结构为长条状，当阳光自垂直该强化结构之长轴的方向照射并与该太阳能板之平面夹30度时，该强化结构的影子不会遮蔽该太阳能板的发电区。
11.如权利要求1所述的太阳能板模块之强化结构，其特征在于，该强化结构为长条状，该太阳能板模块于其背面更包含：
一长形支撑结构。
12.如权利要求11所述的太阳能板模块之强化结构，其特征在于，该长形支撑结构为一支撑柱且此支撑柱具有可伸缩之设计。
13.如权利要求12所述的太阳能板模块之强化结构，其特征在于，该支撑柱顶住该边框之相对两侧。
14.如权利要求13所述的太阳能板模块之强化结构，其特征在于，包含：
缓冲垫片，位于该支撑柱与该边框之间。
15.如权利要求13所述的太阳能板模块之强化结构，其特征在于，该支撑柱的两末端系外露于该边框之外侧。
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