CN107690706B - 用于太阳能板的太阳能接线盒 - Google Patents
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Abstract
一种用于太阳能板(106)的太阳能接线盒(102)，所述太阳能板具有包括至少一个光伏电池(108)的半导体层(110)，以及电连接到所述至少一个电池的箔片(116)，所述太阳能板具有在所述半导体层上方的玻璃层(112)，以及在所述半导体层下方的背板(114)，包括具有限定腔(140)的壁(134)的外壳(130)。所述外壳安装在所述太阳能板的边缘(118)处。端子(150)接收在所述腔中，并且配置为端接到所述箔片。边缘翻板(200)从所述外壳延伸。所述边缘翻板具有边缘密封件(220)，所述边缘密封件配置为施加到所述太阳能板的边缘，以在所述太阳能板的边缘处密封所述箔片。
Description
技术领域
本文的主题总体上涉及用于太阳能板的太阳能接线盒。
背景技术
光伏(PV)模块或阵列(例如太阳能板)从太阳能产生电力。由PV模块产生的电力减少了需要从不可再生资源(例如化石燃料和核能)获得的能量的量。太阳能生产也实现了显著的环境效益，例如减少了燃烧化石燃料造成的空气污染，减少了发电厂对水和土地的使用，并且减少了对废弃的副产品的储存。太阳能不产生噪音，并且具有很少的移动部件。由于其可靠性，PV模块还降低了消费者的住宅和商业电力的成本。
PV电池本质上是大面积的半导体二极管。由于光伏效应，当PV电池被例如阳光的光源照射时，光子的能量被转化为PV电池内的电能。PV电池通常互连成为功率范围高达100W或更大的太阳能模块。对于大型PV系统，形成特殊的PV模块，其典型功率范围高达若干100W。光伏模块是光伏发电系统的基本元件。根据所需的电压和电流参数，PV模块具有许多串联或并联互连的太阳能电池。PV电池串联连接，并且放置在底部上的背板与顶部上的玻璃层之间。PV电池与半导体层上的薄触头(例如箔片)互连。箔片端接到接线盒，该接线盒可以电连接PV电池和/或太阳能板的组。
接线盒通常连接到太阳能板的背侧，例如连接到背板。箔片离开半导体层，并端接到接线盒中的对应的端子。然而，接线盒和/或箔片的密封是有问题的。此外，接线盒可能阻挡一些光线，降低PV模块的效率。例如，一些PV模块是双面板，在这种情况下，在背侧处收集反射的阳光。这种双面板使用玻璃层作为背板(例如双玻璃层板)，以允许阳光穿过背板到半导体层处的PV电池。接线盒阻挡了在背侧处的反射的阳光。此外，例如通过在玻璃层中钻孔或槽，在背侧处将箔片布线通过玻璃层是昂贵的。至少有一些已知的PV模块在太阳能板的边缘处离开箔片。迄今为止，在这种位置处的端接接线盒已被证明是有问题的。例如，箔片的部分被暴露，且易受损伤和水浸入。此外，玻璃板可以具有各种厚度，因此一直没有提供通用的解决方案来将接线盒端接到这种太阳能板。
发明内容
一种用于太阳能板的太阳能接线盒提供了该解决方案，所述太阳能板具有包括至少一个光伏电池的半导体层、以及电连接到所述至少一个电池的箔片，所述太阳能板具有在所述半导体层上方的玻璃层、以及在所述半导体层下方的背板。所述太阳能接线盒包括具有限定腔的壁的外壳。所述外壳配置为安装在所述太阳能板的边缘处。端子接收在所述腔中，并且配置为端接到所述箔片。边缘翻板(edge flap)从所述外壳延伸。所述边缘翻板具有边缘密封件，所述边缘密封件配置为施加到所述太阳能板的边缘，以在所述太阳能板的边缘处密封所述箔片。
附图说明
现在将参考附图通过示例描述本发明，在附图中：
图1图示了根据示例性实施例形成的光伏(PV)系统。
图2是根据示例性实施例形成的PV系统的太阳能接线盒的局部分解图。
图3图示了PV系统，示出了准备安装到PV系统的太阳能板的太阳能接线盒。
图4图示了PV系统的一部分，示出了安装到太阳能板的太阳能接线盒，其中太阳能接线盒的边缘翻板处于打开位置。
图5是PV系统的另一视图，示出了处于部分关闭位置的边缘翻板。
图6是PV系统的另一视图，示出了处于关闭位置的边缘翻板。
具体实施方式
在一个实施例中，提供了一种用于太阳能板的太阳能接板盒，太阳能板具有包括至少一个光伏电池的半导体层、以及电连接到至少一个电池的箔片，太阳能板具有在半导体层上方的玻璃层、以及在半导体层下方的背板。太阳能接线盒包括具有限定腔的壁的外壳。外壳配置为安装在太阳能板的边缘处。端子接收在腔中，并配置为端接到箔片。边缘翻板从外壳延伸。边缘翻板具有边缘密封件，边缘密封件配置为施加到太阳能板的边缘，以在太阳能板的边缘处密封箔片。
在另一实施例中，提供了一种用于太阳能板的太阳能接板盒，太阳能板具有包括至少一个光伏电池的半导体层、以及电连接到至少一个电池的箔片，太阳能板具有在半导体层上方的玻璃层、以及在半导体层下方的背板。太阳能接线盒包括外壳，外壳具有限定腔的侧壁和端壁。外壳配置为在太阳能板的接近箔片出口的边缘处安装到背板，在所述箔片出口处，箔片从玻璃层与背板之间离开太阳能电池。端子接收在腔中，并配置为端接到箔片。边缘翻板从外壳延伸。边缘翻板具有侧壁，以及大致垂直于侧壁取向的端壁。侧壁沿着太阳能板的边缘延伸，并抵靠太阳能板的边缘密封，端壁沿着玻璃层延伸，并抵靠玻璃层密封。边缘翻板具有边缘密封件，边缘密封件配置为在箔片出口处施加到太阳能板的边缘，以在太阳能板的边缘处密封箔片。
在另一实施例中，提供了一种光伏系统，其包括太阳能板，太阳能板具有包括至少一个光伏电池的半导体层、以及电连接到至少一个电池的箔片。太阳能板具有在半导体层上方的玻璃层、以及在半导体层下方的背板。太阳能板具有边缘，并且箔片在箔片出口处离开边缘。光伏系统还包括联接到太阳能板的太阳能接线盒。太阳能接线盒包括外壳，外壳具有限定腔的侧壁和端壁。外壳在接近箔片出口的边缘处安装到太阳能板。端子接收在腔中，并且端接到箔片。边缘翻板从外壳延伸。边缘翻板具有边缘密封件，边缘密封件施加到太阳能板的边缘，以在箔片出口处密封箔片。
图1图示了根据示例性实施例形成的光伏(PV)系统100。PV系统100包括一个或多个太阳能接线盒102(在图1中示出了一个)，太阳能接线盒102可以通过连接器组件104(例如电缆连接器组件)电连接。PV系统100包括多个PV部件106。在示例性实施例中，PV组件106可以是任何类型的PV部件，诸如用于发电的PV模块或阵列，例如太阳能板，或在PV系统100内使用的其它PV部件，例如电力存储装置、传感器、控制器等。在图示的实施例中，PV部件106是太阳能板，并且在下文中可以被称为太阳能板106。太阳能板106具有配置为产生电力的多个PV电池108。
连接器组件104可以联接到相同的太阳能板106的太阳能接线盒102，或不同的太阳能板106的太阳能接线盒102。连接器组件104沿着PV部件106之间的传输路径传输电力和/或数据。
在示例性实施例中，太阳能板106包括夹在玻璃层112与背板114之间的半导体层110。玻璃层112可以限定太阳能板106的顶层，并且背板114可以限定太阳能板106的底层。半导体层110包括电池108和导体，例如串联连接电池108的导电箔片116。可选地，可以使用一个或多个EVA层(例如包含乙烯乙酸乙烯酯的热塑性塑料)，例如用于封装PV电池108的层。箔片116可以是电连接电池和太阳能接线盒102的总线带。电池108的组可以电连接到对应的太阳能接线盒102。例如，箔片116可以端接到太阳能接线盒102中的对应的端子。在示例性实施例中，太阳能接线盒102在太阳能板106的边缘118处安装到太阳能板106。箔片116可以从边缘延伸到太阳能接线盒102。
玻璃层112设置在半导体层110上方，并且允许太阳光穿过其到电池108。背板114设置在半导体层110下方。背板114可以是塑料层。替代地，背板114可以由另一种材料制造。例如，背板114可以是另一玻璃层。例如，在一些各种不同的实施例中，太阳能板106可以是配置为从太阳能板106的两个侧面接收太阳光的双焦太阳能板。例如，背侧(背板114)可以接收反射的太阳光。来自半导体层110的箔片116在边缘118处的箔片出口120处离开太阳能板106。箔片出口120在玻璃层112与背板114之间。箔片116布线到太阳能接线盒102，在图示的实施例中，太阳能接线盒102安装到太阳能板106的背侧，例如安装到背板114。
太阳能接线盒102包括用于覆盖和密封箔片116的边缘翻板200(在图1中示出为处于打开位置)。边缘翻板200容纳各种厚度的太阳能板106。虽然图1是示出了安装到背板114的太阳能接线盒102的底部透视图，但在使用中，玻璃层112将在顶部或面向上以面向太阳，并且太阳能接线盒102将安装到太阳能板106的背侧。其他取向是可能的，并且表示取向的术语(例如顶部、底部、上、下等)可以相对于特定图中所示的取向，而与使用中的取向相反。
图2是根据示例性实施例形成的太阳能接线盒102的局部分解图。太阳能接线盒102包括配置为安装到太阳能板106的外壳130。外壳130包括基部132，以及从基部132延伸的多个壁134。可以提供任何数量的壁134，以为特定应用提供合适形状的外壳。在图示的实施例中，壁134包括侧壁136，以及在侧壁136之间延伸的端壁138。可选地，外壳130可以具有矩形截面，长且窄，侧壁136比端壁138更长。在替代实施例中，其他形状是可能的。
侧壁136和端壁138限定外壳130的腔140。太阳能接线盒102还包括盖子或盖142。太阳能接线盒102将配置为电连接到一个或多个箔片116的电气部件保持在腔140中。盖142覆盖腔140和电气部件。在示例性实施例中，太阳能接线盒102在腔140中包括正端子150和负端子152。在示例性实施例中，太阳能接线盒102包括在端子150、152之间的旁路二极管154。在替代实施例中，太阳能接线盒102可以包括其他电气部件。正端子150端接到对应的箔片116，负端子152端接到对应的箔片116。端子150和/或152可以端接到其他部件，例如电连接器或电缆。
在示例性实施例中，太阳能接线盒102包括从基部132延伸的边缘对准特征160。边缘对准特征160可以设置在侧壁136中的一个处。边缘对准特征160配置为接合太阳能板106的边缘118(在图1中示出)，以将太阳能接线盒102对准在太阳能板106的边缘118处。在图示的实施例中，边缘对准特征160是从基部132延伸的凸部或柱。一对边缘对准特征160中的每个设置在相反的端壁138处或附近。在替代实施例中可以提供任何数量的边缘对准特征160。
在示例性实施例中，太阳能接线盒102包括沿着侧壁136中的一个(例如具有边缘对准特征160的相同的侧壁136)的导轨170。导轨170接收边缘翻板200。导轨170可以在与基部132相反的顶部处敞开。可选地，导轨170由在导轨170的相反侧处的一对轨道172限定。轨道172可以设置在端壁138处。轨道172沿着对应的侧壁136形成槽174。可选地，太阳能接线盒102可以在顶部处或附近具有保持器176。保持器176可以将边缘翻板200保持在导轨170中。边缘翻板200在导轨170内竖直地上下骑行(ride)，并且保持器176可以确保边缘翻板200保持在导轨170中。导轨170可以在导轨170的底部或基部处闭合。
边缘翻板200用于覆盖太阳能板106的边缘118。边缘翻板200用于在对应的箔片出口120处密封箔片116(均在图1中示出)。在示例性实施例中，边缘翻板200包括在转角206处交汇的侧壁202和端壁204。可选地，端壁204可以相对于侧壁202大致垂直。边缘翻板200包括内部210，其配置为面向与内部210相反的外部212中的太阳能板106。
在示例性实施例中，边缘翻板200包括从侧壁202延伸的销214。可选地，销214可以位于侧壁202的相反边缘处。销214配置为接收在导轨170的对应的轨道172中。在示例性实施例中，销214可以在导轨170内沿着轨道172骑行。因此，边缘翻板200配置为在导轨170内可滑动地联接到外壳130。在示例性实施例中，边缘翻板200在导轨170内可围绕销214旋转。因此，边缘翻板200可以相对于外壳130旋转。
在示例性实施例中，边缘翻板200包括形成在内部210中的一个或多个凹陷216。例如，边缘翻板200包括沿着侧壁202和/或沿着端壁204的凹陷216。例如，第一凹陷216可以跨越从侧壁202到端壁204的转角206。边缘翻板200可以包括端壁204中的第二凹陷218。第一凹陷216配置为接收边缘密封件220，边缘密封件220可以将边缘翻板200密封到太阳能板106的边缘118。可选地，边缘密封件220可以是施加到凹陷216的硅密封剂。在替代实施例中，可以提供其他类型的边缘密封件，例如环氧树脂、垫圈或另一类型的密封件。在示例性实施例中，可以在第二凹陷218中设置粘合带222，例如双面胶带。带222可以用于将边缘翻板200初始地保持在抵靠太阳能板106的关闭位置，直到边缘密封件220可以被施加，并且抵靠太阳能板106密封。
图3图示了PV系统100，示出了准备安装到太阳能板106的太阳能接线盒102。箔片116在箔片出口120处的边缘118处离开太阳能板106。箔片116沿着边缘118绕背板114包裹。箔片116沿着背板114的外表面延伸，并且远离太阳能板106弯曲，用于当太阳能接线盒102安装到太阳能板106时、装载到太阳能接线盒102中。太阳能接线盒102包括施加到外壳130的基部132的基部密封件230。基部密封件230用于将太阳能接线盒102安装至太阳能板106。例如，箔片116可以穿过太阳能接线盒102中的箔片开口。
基部密封件230将基部132密封到背板114的外表面。可选地，基部密封件230可以是硅粘合剂。基部密封件230可以接收在基部132中的凹部中。可选地，粘合带(例如双面胶带)可以施加到基部132，以在基部密封件230固化或凝固时，将太阳能接线盒102在太阳能板106上保持在位。
图4图示了PV系统100的一部分，示出了安装到太阳能板106的太阳能接线盒102。图4图示了处于打开位置的边缘翻板200。图5是PV系统100的另一视图，示出了处于部分关闭位置的边缘翻板200。图6是PV系统100的另一视图，示出了处于关闭位置的边缘翻板200。太阳能接线盒102在边缘118处或附近联接到太阳能板106。边缘对准特征160接合太阳能板106的边缘118，以将太阳能接线盒102与太阳能板106对准。太阳能接线盒102在箔片116沿着背板114延伸处覆盖箔片116。箔片116可以布线到太阳能接线盒102中，用于在其中电端接。
在组装期间，边缘翻板200初始地保持在打开位置(图4)。边缘密封件220可以施加到边缘翻板200，例如在凹陷216中。边缘密封件220施加到一区域中，该区域将边缘翻板200在箔片出口120处密封到箔片116以及密封到边缘118。可选地，带222可以施加到边缘翻板200，例如在凹陷218中。带222上的衬垫可以被剥离，以使边缘翻板200准备好附接到太阳能板106。
边缘翻板200可滑动地接收在导轨170中，并且可相对于外壳130旋转。当边缘翻板200关闭时，边缘翻板200可以在关闭方向(图5)上旋转。边缘翻板200绕太阳能板106的边缘118旋转，使得端壁204围绕边缘118包裹，并且沿着玻璃层112定位。边缘翻板200可以旋转关闭，直到侧壁202邻接抵靠太阳能板106的边缘118。侧壁202在关闭位置覆盖箔片出口120处的箔片116和边缘118。当箔片116沿着背板114的边缘延伸时，侧壁202覆盖箔片116。边缘密封件220可以密封箔片116，以保护箔片116免受环境恶化的影响，例如水的影响。
一旦边缘翻板200旋转到大致关闭的位置(图6)，其中侧壁202邻接抵靠太阳能板106，则可以通过推动端壁204抵靠玻璃层112来推动关闭边缘翻板200。边缘翻板200可在导轨170内滑动，并且可以滑动直到端壁204邻接抵靠玻璃层112的外部。转角206跨越玻璃层112的转角。端壁204处的边缘密封件220被按压抵靠玻璃层112。带222初始地将边缘翻板200在关闭位置中保持在位。带222暂时地保持边缘翻板200，直到边缘密封件220固化或凝固。一旦边缘密封件220固化，边缘密封件220永久地将边缘翻板200在太阳能板106上保持在位。边缘密封件220为边缘翻板200至太阳能板106提供永久的机械连接。边缘密封件220还密封边缘118和箔片116。
Claims (8)
1.一种用于太阳能板(106)的太阳能接线盒(102)，所述太阳能板具有包括至少一个光伏电池(108)的半导体层(110)、以及电连接到所述至少一个电池的箔片(116)，所述太阳能板具有在所述半导体层上方的玻璃层(112)、以及在所述半导体层下方的背板(114)，所述太阳能接线盒包括：
外壳(130)，具有基部(132)和从所述基部延伸且限定腔(140)的壁(134)，所述外壳的基部配置为在所述太阳能板的边缘(118)附近安装于背板处；
接收在所述腔中的端子(150)，所述端子配置为端接到所述箔片；以及
边缘翻板(200)，枢转地联接到外壳且从所述外壳延伸以卷绕太阳能板的边缘至太阳能板的玻璃层，所述边缘翻板(200)具有边缘密封件，所述边缘密封件配置为当边缘翻板抵靠太阳能板的边缘枢转时施加到所述太阳能板的边缘，以在所述太阳能板的边缘处密封所述箔片。
2.如权利要求1所述的太阳能接线盒(102)，其中所述边缘翻板(200)可滑动地联接到所述外壳(130)。
3.如权利要求1所述的太阳能接线盒(102)，其中所述边缘翻板(200)沿着所述太阳能板(106)的边缘(118)、并沿着所述玻璃层(112)延伸，使得所述太阳能板的一部分定位在所述外壳(130)的基部(132)与所述边缘翻板之间。
4.如权利要求1所述的太阳能接线盒(102)，其中所述边缘翻板(200)包括侧壁(202)、以及大致垂直于所述侧壁取向的端壁(118，204)，所述侧壁沿着所述边缘延伸，所述端壁沿着所述玻璃层(112)延伸，所述边缘密封件(220)至少施加到所述侧壁，以在所述太阳能板(106)的边缘处密封所述箔片(116)。
5.如权利要求1所述的太阳能接线盒(102)，其中所述外壳(130)包括在所述壁(134)的一个上的导轨(170)，所述边缘翻板(200)被接收在所述导轨中、并且能够在所述导轨中移动。
6.如权利要求1所述的太阳能接线盒(102)，其中所述边缘翻板(200)包括销(214)，所述销联接到所述外壳(130)，所述边缘翻板能够围绕所述销旋转。
7.如权利要求1所述的太阳能接线盒(102)，其中所述边缘密封件(220)为硅树脂密封剂。
8.如权利要求1所述的太阳能接线盒(102)，其中所述边缘翻板(200)包括凹陷(218)，所述边缘密封件接收在所述凹陷中。
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