CN106464205A - 用于将电力电子设备联接至光伏模块的设备和系统 - Google Patents
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Abstract
一种用于提供由光伏(PV)模块输出的电力的设备和系统。在一个实施方式中，所述设备包括连接器总成，所述连接器总成包括：(i)与所述PV模块形成整体的封装带出口部，其包括与所述PV模块的多个PV电池电联接的多个PV模块子串互联件；以及(ii)连接器，其包括与所述多个PV模块子串互联件电联接的双极DC电输出部。
Description
发明背景
技术领域
在一种可再生能源系统中，光伏(PV)模块布置成阵列，在阵列中，每个模块与诸如DC优化器或DC-AC逆变器的电力调节单元一对一地联接。对于利用将DC输入电力转换成AC输出电力的DC-AC逆变器的系统而言，使用将每个逆变器与其相邻逆变器联接的AC电缆来收集来自每个逆变器的AC输出能量，并且AC电缆通常端接在接线盒中，以将产生的AC能量联接至电网。
传统上，PV模块与对应电力调节单元之间的电互联利用联接至PV模块的DC接线盒，以及用于将由PV模块所产生的DC电力联接至电力调节单元的单极DC布线/连接器，诸如，单极多触点(MC)布线/连接器。此类互联构件增加系统的劳动力和财务成本。例如，DC接线盒必须放在PV模块上并由粘合剂固定到每个PV模块，并且每个DC接线盒与对应的电力调节单元之间必须进行手动DC电缆连接。此外，必须使用通常涉及额外构件和劳动力的技术来将电力调节单元机械地安装到PV模块，诸如，将电力调节单元旋拧到PV模块架上。
因此，本领域中需要有效地将电力调节单元机械联接并且电联接至PV模块的设备。
发明内容
本发明的实施方式大体涉及大体如附图中的至少一个所示和/或结合附图中的至少一个所描述并且如权利要求中更全面地阐述的系统和设备，该系统和设备用于联接来自光伏(PV)模块的电力。
根据以下描述和附图，将更充分地理解本公开的各种优点、方面和新颖特征以及所例举的本公开实施方式的细节。
附图说明
为了可以更详细地理解本发明的上述特征，可参照各实施方式更具体地描述上文简述的本发明，附图中示出了一些实施方式。然而应注意的是，由于本发明可以允许其他同等有效的实施方式，所以附图仅示出了本发明的典型实施方式，并且因此不应被理解为限制本发明的范围。
图1是描绘根据本发明的一个或多个实施方式的光伏(PV)系统的物理布局的框图；
图2是根据本发明的一个或多个实施方式的分别联接至PV模块的连接器总成和电力调节单元(PCU)的斜向立体图；
图3是根据本发明的一个或多个实施方式的连接器总成的俯视斜向立体图；
图4是连接器总成的另一实施方式的俯视斜向立体图；
图5是描绘根据本发明的一个或多个实施方式的用于封装带出口部的出口部层叠的侧视斜向放大立体图；
图6是根据本发明的一个或多个实施方式的安装导轨的机械锁定部件的侧视斜向立体图；以及
图7是一对安装导轨的另一实施方式的侧视斜向立体图。
具体实施方式
本发明的实施方式大体涉及用于将诸如DC-AC微逆变器或DC优化器的电力调节单元(PCU)电联接并且机械联接至光伏(PV)模块的电热机械互联系统。在一些实施方式中，扣合式机械固定装置将PCU以用于热管理的定义的间隙机械地联接至PV模块的后表面，并且新型PV模块连接器使子串旁路电路成整体，从而不需要PV模块安装接线盒、DC布线和MC连接器。互联系统允许电力电子设备与PV模块分离来进行服务，并且还提供未安装电力电子设备的小型装运配置。此外，互联系统使PV模块/PCU之间的电连接和机械连接分离来提供PV模块/PCU之间的稳固电接触，这种电接触抵抗可能会在PV模块与PCU之间的电互联处引发的应力(例如，由所连接的PCU的推挤导致)。
图1是描绘根据本发明的一个或多个实施方式的光伏(PV)系统100的物理布局的框图。
PV系统100包括多个电力调节单元(PCU)1021、1022……102n(统称为PCU 102)、多个PV模块1041、1042……104n(统称为PV模块104)，以及多个安装导轨对1101、1102……110n(统称为安装导轨或安装导轨对110)。每个PCU 1021、1022……102n分别经由安装导轨对1101、1102……110n以一一对应关系机械联接至对应的PV模块1041、1042……104n。每个安装导轨对110由非导电(即，绝缘)材料形成，诸如，聚碳酸酯(PC)、聚苯醚(PPOTM)+聚苯乙烯(PS)、聚苯醚(PPE)、NORYLTM、LEXANTM等，并且粘附到对应PV模块104的背面(即，在PV模块104不暴露于阳光的那侧上)。安装导轨110保持对应的PCU 102接近PV模块104，使PCU 102与PV模块104之间具有定义的间隙，所述定义的间隙允许构件之间的空气流动以便进行热管理。在一些实施方式中，间隙可以是大约5到25mm，并且可由PCU外壳的拓扑特征决定。
除了机械地安装到PV模块104之外，PCU 1021、1022……102n分别由连接器总成1161、1162……116n(统称为连接器总成116)电联接至PV模块1041、1042……104n。每个连接器总成116包括联接至连接器112的封装带出口部114(即，连接器总成1161包括联接至连接器1121的封装带出口部1141，连接器总成1162包括联接至连接器1122的封装带出口部1142，以及连接器总成116n包括联接至连接器112n的封装带出口部114n)。如下文参照图2至图4进一步详细地描述，每个连接器总成116经由双极DC连接器将由对应PV模块104所产生的DC电力联接至PCU 102。
在一些实施方式中，诸如图1中描绘的实施方式，PCU 102是用于将由PV模块104产生的DC电力转换成AC电力的DC-AC逆变器。在此类实施方式中，PCU 102经由用于分配由PCU102产生的AC输出的AC总线106联接至负载中心108。负载中心108可容纳AC商业电网配电系统与用于将产生AC电力联接至电网的AC总线106之间的连接器。此外或作为替代，产生的AC电力可经由负载中心108联接至商业和/或住宅系统，并且储存以供以后使用(例如，可利用电池、加热的水、水力泵送、H2O向氢转换等来储存产生的能量)。
在其他实施方式中，PCU 102可以是其他类型的电力调节单元；例如，PCU 102可以是DC-DC转换器，并且总线106可将DC能量输送到DC配电系统和/或输送到单个集中式DC-AC逆变器。此外或作为替代，产生的AC电力可经由负载中心108直接供应到商业和/或住宅系统，并且储存以供以后使用(例如，可利用电池、加热的水、水力泵送、H2O向氢转换等来储存产生的能量)。
图2是根据本发明的一个或多个实施方式的分别联接至PV模块104的连接器总成116和PCU 102的斜向立体图。如图2所示，封装带出口部114的表面和连接器112的顶部部分被描绘成透明，以便更清楚地示出用于这些构件的内部电路。
连接器总成116包括用于将来自PV模块的DC输出联接至连接器112的封装带出口部114。封装带出口部114包括导电(例如，铜)PV模块子串互联件206-1、206-2、206-3和206-4(统称为PV模块子串互联件206或PV子串互联件206)，所述互联件联接至PV模块子串总线带，以从PV模块104提供外部电流路径并且输送由PV模块电池产生的电力。为了防止反向电流损坏PV模块电池，PV子串互联件206-1与PV子串互联件206-2之间联接有第一旁路二极管210-1，PV子串互联件206-2与PV子串互联件206-3之间联接有第二旁路二极管210-2，以及PV子串互联件206-3与PV子串互联件206-4之间联接有第三旁路二极管210-3。尽管图2中示出四个PV模块子串互联件206和三个旁路二极管210，但其他实施方式可包括不同数量的PV模块子串互联件206/旁路二极管210。在其他实施方式中，可存在不同数量的PV模块子串互联件206和旁路二极管210。通常，任一数量“M”个PV子串互联件206可具有“M-1”个对应的旁路二极管112，但某些实施方式可包括两个子串互联件206而没有旁路二极管。
封装带出口部114还包括在PV子串互联件206和旁路二极管210附近的散热器218，散热器218用于驱散由旁路二极管210产生的热量。散热器218可由任何适当的导热材料形成，诸如，铝、铜或具有高导热性的其他金属，并且通过薄带状材料与PV子串互联件206/旁路二极管210隔离，所述薄带状材料(例如，背板或其他绝缘聚合物、封装材料层、粘合剂等)使散热器318与PV子串互联件206/旁路二极管210电绝缘。在一些实施方式中，可将金属箔与旁路二极管210层压，来提供强化的热管理。在一些其他实施方式中，诸如下文参照图4描述的实施方式，旁路二极管210和散热器218可位于连接器112内，而不是在封装带出口部114内。在另一些实施方式中，传统接线盒可适于包括旁路二极管210和散热器218，并且适于具有例如用于通过双极DC电缆将由PV模块104所产生的DC电力联接至PCU 102的双极DC连接器插头。在又一些实施方式中，旁路二极管210和散热器218可位于PCU 102内。在某些实施方式中，PCU 102的控制电子设备在遮蔽的情况下可以保护PV模块电池，从而完全不需要旁路二极管210和对应的散热器218(即，控制电子设备检测并限制模块中的电流，从而保护系统免受遮蔽电池的影响)。
PV子串互联件206-1和PV子串互联件206-4延伸经过散热器218并通过封装带出口部114的端部离开，然后联接至如下文参照图3更详细地描述的连接器112。
连接器112由刚性非导电材料(诸如，PC、PPOTM+PS、PPE、NORYLTM、LEXANTM等)形成，并且包括端接在连接器插头204中的一个端部上的连接器主体208，其中，连接器插头204用于提供产生的DC电流。连接器插头204是双极DC连接器插头，连接器插头204的尺寸和形状设定为与PCU 102的DC输入插座202配合，以将来自PV模块104的DC输出电力提供到PCU102。在一些替代实施方式中，可使用适配器来将双极DC连接器插头204联接至PV模块的常规串。
PCU 102经由安装导轨110(即，安装导轨110-1和安装导轨110-2)联接至PV模块104。安装导轨110是联接至PV模块104的后表面的非导电(例如，PC、PPOTM+PS、PPE、NORYLTM、LEXANTM等)锁定导轨；例如，在PV模块层压之后，可使用粘合剂(诸如，类似于将传统接线盒和框架附接到PV模块所使用的那些粘合剂)将安装导轨110胶合到PV模块后表面。与传统接线盒不同，安装导轨110不需要密封并且不具有高压风险，因为导轨是非导电的并且不用作电气外壳。安装导轨110允许PCU 102滑动到靠近连接器112的位置中，并且包括一个或多个弹性一体式卡扣配合部件，该一个或多个弹性一体式卡扣配合部件起到将PCU 102锁定在适当位置的卡闩式(catch-latch)机械锁定机构的作用，诸如，用来接合模制到PCU外壳中的一个或多个塑料弹簧调整片的一个或多个插座或窗口(下文参照图6描述一个实例)。当不存在PCU 102时，附接有安装导轨110的PV模块104的轮廓保持较低(即，大体类似于仅PV模块104的轮廓)，从而允许PV模块/安装导轨组件的密集包装，以用于装运。
连接器总成116和安装导轨110提供使PV模块104/PCU 102之间的电连接和机械连接分离的电热机械互联系统；由于PCU 102经由柔性-刚性封装带出口部114电连接到PV模块104，因此，与PCU 102通过刚性连接器电连接到PV模块104时相比，PV模块104/PCU 102之间的电接触更不易受例如在PCU 102被(例如，风)接触或冲撞时而引发的应力的影响。
图3是根据本发明的一个或多个实施方式的连接器总成116的俯视斜向立体图。如图3所示，封装带出口部114的表面和连接器主体208的顶部部分被描绘成透明，以便更清楚地示出用于这些构件的内部电路。
如上文所述，封装带出口部114包括PV子串互联件206、旁路二极管210和散热器218。PV子串互联件206-1和PV子串互联件206-4延伸经过散热器218并通过封装带出口部114的端部离开，然后联接至连接器主体208内的连接器112。
在一些实施方式中，在PV模块层叠过程中，封装带出口部114可在与PV模块104形成整体之前(即，在层压之前)预先组装有PV子串互联件206、旁路二极管210和散热器218。在此类实施方式中，将PV子串互联件206焊接到对应的PV模块子串总线带，并且将封装层和背板层放置在适当位置。在层压之后，封装带出口部114可具有对准部件，该对准部件冲压到叠层中以促进最终产品的制造并且增加最终产品的机械拉拔强度。
连接器主体208包括与封装带出口部114布置在连接器主体208内的部分中的对应孔配合的对准柱302-1、302-2和302-3(统称为对准柱302)。对准柱302使得封装带出口部能够适当对准，并且进一步增加连接器总成116的机械拉拔强度。尽管示出三个对准柱302，但可使用任何适当数量的对准柱302和/或其他对准部件。
从封装带出口部114的端部延伸出的PV子串互联件206-1和PV子串互联件206-4分别电联接(例如，通过焊接、压接连接等)至连接器主体208内的主体腔中的带焊接垫304-1和带焊接垫304-2。在一些实施方式中，可先在PV子串互联件206-1和PV子串互联件206-4的下方分配粘合剂和/或在封装带出口部114的端部的下方分配粘合剂，之后再将它们放置到连接器主体208中以便密封下部接口；例如，可将粘合剂分配在连接器主体208的粘合剂槽306内，随后将封装带出口部114的端部放置在槽306的上方。可进一步将粘合剂或其他类型的灌封材料分配在PV子串互联件206-1和PV子串互联件206-4的上表面上/分配在封装带出口部114在连接器主体腔内的端部上。连接器主体盖(未示出)诸如塑料盖随后可放在连接器主体腔上，以使PV子串互联件206-1和PV子串互联件206-4与外部接触和水分隔绝。
PV子串互联件206-1和PV子串互联件206-4经由带焊接垫304-1和带焊接垫304-2分别电联接至插脚308-1和插脚308-2，但在其他实施方式中，PV子串互联件206-1和PV子串互联件206-4可通过任何适当的技术(焊接、压接等)直接电联接至插脚308。插脚308-1和插脚308-2(统称为插脚308)是导电引脚，所述导电引脚延伸穿过连接器插头204的主体，从而在连接器插头204与PCU DC输入插座202配合时将DC输出电力提供到PCU 102。插头204可包括一个或多个机械式卡扣配合锁定部件，诸如，分别设置在插头204的顶部和底部上的柔性闩锁夹310-1和柔性闩锁夹310-2，所述柔性闩锁夹与PCU DC输入插座202上对应的机械锁定部件配合，从而以可移除的方式将插头204与PCU DC输入插座202锁定在适当位置。为了将插头204从PCU DC输入插座202中移除，可用手或适当的工具按下闩锁夹310。
图4是连接器总成116的另一实施方式的俯视斜向立体图。如图4所示，连接器112的壳被描绘成透明，以便更清楚地示出构件的内部电路。
在图4所示的实施方式中，旁路二极管210和散热器218位于连接器主体208内，而不是在封装带出口部114内。PV子串互联件206从封装带出口部114延伸并且在连接器主体208的腔内联接至旁路二极管210，如先前所述(即，旁路二极管210-1联接在PV子串互联件206-1与PV子串互联件206-2之间，旁路二极管210-2联接在PV子串互联件206-2与PV子串互联件206-3之间，以及旁路二极管210-3联接在PV子串互联件206-3与PV子串互联件206-4之间)。散热器218设置在PV子串互联件206/旁路二极管210的下方，以用于驱散由旁路二极管210产生的热量。散热器218通过薄带状材料(例如，背板或其他绝缘聚合物、封装材料层、粘合剂等)与PV子串互联件206/旁路二极管210隔离，所述薄带状材料使散热器218与PV子串互联件206/旁路二极管210电绝缘。散热器218可与塑料连接器主体208共同模制(或者，可替代地，散热器218可组装到连接器主体208中)，并且不在任何外表面上暴露(从而消除接地的需要)。
PV子串互联件206-1和PV子串互联件206-4通过任何适当的技术分别电联接至插脚308-1和插脚308-2，诸如，通过带焊接垫(未示出)、压接连接器、直接粘合至连接器主体内部的暴露的插脚308等。可将粘合剂或其他类型的灌封材料分配在连接器主体208的腔内(即，在PV子串互联件206、旁路二极管210和散热器218上)，并且将连接器主体盖(未示出)诸如塑料盖放置在连接器主体腔上，以将内部构件与外部接触和水分完全隔绝。
在图4所示的实施方式中，闩锁夹(latching clip)310-1和闩锁夹310-2设置在连接器插头204的每侧上，在一侧上放置一个闩锁夹，但在其他实施方式中，闩锁夹310-1和闩锁夹310-2中的一个或两个可在连接器112上的不同位置和/或可以只存在单个闩锁夹310。
图5是描绘根据本发明的一个或多个实施方式的封装带出口部114的出口部层叠520的侧视斜向放大立体图。如图5所示，PV玻璃前封装板504设置在PV模块104的PV玻璃502的顶部上，并且PV模块104的具有带互联件的电池串506联接至PV子串互联件206。出口部底部封装板512和出口部底部背板514均布置在具有带互联件的电池串506/PV子串互联件206的顶部上，并且在PV模块104的出口部位置522处折叠成大体u形或肘形弯曲(以及它们之间的PV子串互联件206)。出口部顶部封装板510设置在PV玻璃前封装板504朝向出口部位置522的顶部上，并且随后继续位于折回的PV子串互联件206的顶部上。出口部顶部背板516设置在出口部顶部封装板510的顶部上。出口部顶部封装板510和出口部底部封装板512以及PV子串互联件206伸入PV模块104，从而使得得到的封装带出口部114与PV模块104形成整体。
在层压过程期间，将出口部层叠520在真空情况下平直地压向PV模块104的背板，从而移除任何滞留空气并且确保PV子串互联件206/具有带互联件的电池串506周围的稳固密封。封装带出口部114可在层压之后稍微再成形，以促进连接器112的安装，例如，使用具有预定义形状轮廓的加热压板。在一个或多个可替代实施方式中，在与具有带互联件的电池串506层叠之前，可将连接器112预先组装到PV子串互联件206(例如，可使用固定装置来保持构件并且形成平滑的轮廓以保护层压机囊并且改善封装)。
如图5所示，在PV模块104的层压过程之前，在封装板504、510和512、具有带互联件的电池串506以及顶部背板514和底部背板516的层叠过程中，封装带出口部114可与PV模块104形成整体。在PCU 102已经位于PV模块104的内部区域中的一个或多个实施方式中，封装带出口部114可在层压之后保持相对平直，并且在层压之后不需要在平面外再成形。
封装带出口部114在沿着其长度弯曲以将端部提离背板以进行装配工装时是柔性的，并且封装板504、510和512以及布置在封装带出口部114的两侧上的顶部背板514和底部背板516有助于分配在封装带出口部114在安装期间突然被拉动或被施加负载时而可能产生的任何负载。通过将封装带出口部114的形成与已经用于PV模块104的层压过程整合，可在没有诸如用于传统PV接线盒那样的辅助附接过程(例如，粘合剂分配、安装接线盒、使粘合剂固化、将带焊接到接线盒端子、封装接线盒等)的情况下实现异常高质量的封装。此外，图5中描绘的实施方式利用已用于PV电池封装的相同低成本材料，并且没有引入新材料系统。与需要接线盒的传统PV模块相比，封装带出口部114使得成本和制造开销都明显减小。此外，使封装带出口部114与PV模块104形成整体产生了这样的配置，该配置对PCU 102以一一对应的方式联接至PV模块104的应用进行优化。
在一些实施方式中，诸如套筒、保护套或保护罩等应力消除部在层压之前可在出口部层叠520上滑动，从而使得应力消除部层压到PV模块出口部以增加稳固性。这种应力消除部可由更较厚的塑料形成，诸如，聚氯乙烯(PVC)塑料。应力消除部的材料通常比背板材料更稳固，并且在一个或多个实施方式中，应力消除部可取代出口部底部背板514和出口部顶部背板516。
在一个或多个可替代实施方式中，层叠可制成为使得PV子串互联件206具有从折回180°的出口部底部封装片512/出口部底部背板514上越过的轻微S形弯曲(S-jog)，而不是PV子串互联件206折回约180°。
图6是根据本发明的一个或多个实施方式的安装导轨110的机械锁定部的侧视斜向立体图。在图6中，将所描绘的安装导轨110的部分示出为透明的，以便更清楚地示出构件的特征。
安装导轨对110是就地咬合式(snap-in-place)机械固定装置，安装导轨对110将PCU 102保持为使得PCU 102与PV模块104的后表面之间具有用于热管理的定义的间隙。安装导轨110中的一个安装导轨(例如，安装导轨110-1)的端部包括从安装导轨110-1的基座(例如，在基座的端部处)竖直延伸的前止动凸起部602。前止动凸起部602被设定尺寸、形状和位置从而使得当PCU 102插入安装导轨110之间并滑动时，PCU主体的部分612(诸如，边缘、凸缘、调整片等)抵靠前止动凸起部602，以防止PCU 102进一步向前滑动。
另外，安装导轨110-1在安装导轨110-1的端部附近限定弹簧调整片插座606，所述弹簧调整片插座被设定尺寸、形状和位置以接纳PCU 102的对应的卡闩式机械锁定部件(诸如，弹簧调整片604)，从而以可移除方式将PCU 102锁定在安装导轨110之间的适当位置。为了移除PCU102，可按下(用手或适当的工具)弹簧调整片604，以使弹簧调整片604从弹簧调整片插座中脱开。尽管图6中仅示出安装导轨110-1的一部分，但两个安装导轨110均可包括前止动凸起部602，并且安装导轨110中的一者或两者可限定用于与PCU 102的对应的卡闩式部件配合的额外的弹簧调整片插座606。安装导轨110中的一个或两个可另外包括用于在PCU102插入安装导轨110之间时确保PCU 102的适当对准的一个或多个对准部件和/或引导部件。
图7是一对安装导轨110的另一实施方式的侧视斜向立体图。尽管在图7中仅第一安装导轨110-1完全可见，但第二安装导轨110-2(在图7中部分可见)大体类似于安装导轨110-1并且包括相似的部件。
安装导轨110-1由绝缘材料形成，诸如，PC、PPOTM+PS、PPE、NORYLTM、LEXANTM等，并且包括细长的平直基座702，所述基座具有用于支承如本文所述的PCU 102的长度、宽度和厚度。基座702的下侧或下侧的一部分使用适当的粘合剂粘附到PV模块104的背面。在一些实施方式中，基座702包括脚712-1和712-2(统称为脚712)，基座702的每一端上各具有一个脚，所述脚粘附到PV模块104。
安装导轨110-1还包括分别从脚712-1和脚712-2竖直设置的第一安装导轨柱704-1和第二安装导轨柱704-2(统称为安装导轨柱704)，例如，在基座702的每一端处设置一个安装导轨支柱704。安装导轨支柱704支承平行于基座702设置的安装导轨臂706。安装导轨臂706的内侧适当地形成为用于接纳PCU 102，从而使得PCU 102可以在每个安装导轨110的安装导轨臂706之间滑动并且被保持。例如，安装导轨臂706中的每个的内侧可沿着其长度限定水平通道，所述水平通道接纳并支承沿着PCU 102的侧面延伸的对应的脊状部、部等。安装导轨臂706保持PCU102，使PCU 102与PV模块104的后表面之间具有用于热管理的定义的间隙，所述定义的间隙允许PCU 102与PV模块10之间的空气流动。此外，可在安装导轨基座702与安装导轨臂706之间的空间中产生空气流动。
安装导轨110包括一个或多个弹性一体式卡扣配合部件，所述卡扣配合部件与PCU102的对应部件结合并且起到卡闩式机械锁定机构(即，卡扣紧固件)的作用，从而以可移除方式将PCU 102锁定在安装导轨110之间的适当位置。在图7描绘的实施方式中，安装导轨110-1包括弹簧夹708，所述弹簧夹708与PCU 102的侧面上的凹口710接合，以将PCU 102保持在适当位置。弹簧夹708大体设置在安装导轨臂706的中间，但在其他实施方式中，它可设置在安装导轨臂706的不同位置。随着PCU 102在安装导轨110之间滑动，弹簧夹708被PCU102按下，直到凹口710到达弹簧夹708的自由移动端为止；弹簧夹708随后收缩，从而使得弹簧夹708的自由移动端上的凸缘或凸起部与凹口710接合。为了移除PCU102，弹簧夹708可被(用手或适当的工具)按下，以将弹簧夹708从PCU凹口710中脱开。在一个或多个实施方式中，安装导轨110-1还包括防止弹簧夹708被按到疲劳点(point of breakage)的一个或多个部件。
在其他实施方式中，安装导轨110可包括用于将PCU 102锁定在适当位置的一个或多个不同和/或附加的卡闩式锁定机构。
针对每个安装导轨110，基座708的每一端上的两个脚712彼此隔开得足够远(例如，大约75mm)，从而使得PV模块104可以因为仅具有薄塑料和粘合剂层而在两个点之间弯曲，即，两个脚712之间可存在弯曲。安装导轨110的形状因数因而使得当PCU 102被保持在安装导轨110之间的适当位置时，PV模块104能够相对于安装的构件挠曲或弯曲(在平面外)或者伸长或收缩(在平面中)，从而缓解可由于PV模块104上的附接构件而产生的应力。
本发明的实施方式的上述描述包括执行所述各种功能的多个元件、装置、电路和/或组件。这些元件、装置、电路和/或组件是用于执行它们的所相应地描述的功能的装置的示例性实施例。
尽管上文所述针对本发明的实施方式，但在不背离本发明的基本范围的情况下，本发明的其他以及进一步实施方式可进行调整，且本发明的范围由所附权利要求确定。
Claims (13)
1.一种用于提供由光伏(PV)模块输出的电力的设备，包括：
连接器总成，包括：
封装带出口部，与所述PV模块形成整体并且包括与所述PV模块的多个PV电池电联接的多个PV模块子串互联件；以及
连接器，包括双极DC电输出部，所述双极DC电输出部与所述多个PV模块子串互联件电联接。
2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述封装带出口部还包括多个旁路二极管，所述多个旁路二极管与所述多个PV模块子串互联件联接，从而防止反向电流流动至所述PV模块。
3.根据权利要求2所述的设备，其中，所述封装带出口部还包括散热器，所述散热器与所述多个旁路二极管联接，从而驱散产生的热量。
4.根据权利要求2所述的设备，其中，多个导热箔与所述多个旁路二极管联接。
5.根据权利要求1所述的设备，其中，所述连接器还包括多个旁路二极管，所述多个旁路二极管与所述多个PV模块子串互联件联接，从而防止反向电流流动到所述PV模块。
6.根据权利要求5所述的设备，其中，所述连接器还包括散热器，所述散热器与所述多个旁路二极管联接，从而驱散产生的热量。
7.根据权利要求1所述的设备，其中，所述封装带出口部被层压。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的设备，其中，所述双极DC电输出部是适于与电力调节单元(PCU)配合的双极DC电插头。
9.根据权利要求8所述的设备，其中，所述PCU是DC-DC转换器。
10.根据权利要求8所述的设备，其中，所述PCU是DC-AC逆变器。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的设备，还包括一对安装导轨，所述一对安装导轨适于与所述PV模块机械联接，并且适于将电力调节单元(PCU)保持为与所述PV模块之间具有定义的间隙，其中，所述PV模块与所述PCU之间的电连接互相分离，并且所述PV模块与所述PCU之间的机械连接互相分离。
12.根据权利要求11所述的设备，其中，所述一对安装导轨包括至少一个卡扣配合机械锁定机构，所述至少一个卡扣配合机械锁定机构用于以可移除方式将所述PCU联接至所述一对安装导轨。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的设备，还包括所述PV模块。
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Family Cites Families (24)
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| KR100990116B1 (ko) * | 2010-05-17 | 2010-10-29 | 엘지전자 주식회사 | 태양전지 모듈 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20170222 |