CN108352804B - 具有电缆管理凸缘的人体工学太阳能模块框架 - Google Patents

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Abstract

太阳能模块系统包括框架、微型逆变器和用于将微型逆变器连接到框架的适配器组件。框架包括主体、在边缘处从主体的底部延伸的安装凸缘，以及从主体的内表面延伸的电缆管理凸缘。电缆管理凸缘和安装凸缘在它们之间限定了用于保持至少一根电缆的电缆腔。适配器组件包括适配器，该适配器包括联接到微型逆变器的微型逆变器附接突出部、框架附接延伸部、以及在该微型逆变器附接突出部和框架附接延伸部之间延伸的侧壁。

Description

具有电缆管理凸缘的人体工学太阳能模块框架
相关申请的交叉引用
本申请要求于2015年7月24日提交的美国临时专利申请第62/196,405号的优先权，该美国临时专利申请的全部内容和公开内容通过引用而整体并入本文。
技术领域
本领域总体上涉及太阳能电池板，特别地涉及包括电缆管理凸缘(flange)的人体工学太阳能电池组件框架。
背景技术
用于将太阳能转化为有用的能量形式(如电力)的太阳能模块的一个例子是太阳能光伏(PV)模块。PV模块可以包括位于组件中的一系列光伏电池。由于电池脆弱和它们常常暴露在恶劣的环境条件下，电池通常被封装在刚性层压板中。虽然PV层压板可以直接附接到安装结构上，但更为常见的是在安装之前将它们安装在框架上。PV模块框架通常包括具有上部腔体的铝型材，所述上部腔体在组装时接收该层压件。PV模块的框架通常包括带有预钻孔的安装凸缘，以用于将模块固定到安装结构上。
PV模块还可以包括各种布线，例如用于将该PV模块连接到其他PV模块的电缆，或者在AC PV模块中的用于连接到其他AC PV模块的AC电缆。根据各种的建筑规范和安装最佳实践，这些电缆和线材可能需要在面板的区域(footprint)内进行管理和保持。
已知的用于电缆管理的方法包括使用束线带和/或金属夹将电缆固定到模块框架。随着时间的推移，束线带可能会随着时间而磨损并从而出现故障，而更耐用的金属夹可能相对昂贵。而且，如果安装人员没有足够的束线带和/或金属夹，安装人员可能需要离开安装地点以找寻更多的缆线管理工具。需要改进的用于在框架内管理电缆的系统。
此外，至少一些已知的太阳能模块相对较重(通常为30-40磅)，并且在制造和安装期间操作人员或安装人员必须提升和操纵此重量。模块通常由模块框架承载，而标准框架具有尖锐的90°边缘以及长而薄的安装凸缘(用于将框架安装到结构上)，这需要操作人员戴上手套和/或在头顶上运送。因此，抓握、托住和运送这些框架可能是困难的和不舒服的。而且，这种不舒适的抓握会加速手部疲劳，这可能增加工作场所发生事故(例如，模块掉落)的可能性。因此，需要符合人工学的、但是成本有效的特征件来帮助安装太阳能PV模块。
背景技术部分旨在向读者介绍可能与以下描述的和/或权利要求保护的本公开的各个方面有关的各个技术方面。相信此论述有助于向读者提供背景信息以便于更好地理解本公开的各个方面。因此，应该理解的是，这些陈述应当从这个角度来阅读，而不是作为对现有技术的承认。
发明内容
一方面，太阳能模块框架包括主体、从主体的底部在边缘处延伸出的安装凸缘、以及从主体的内表面延伸出的电缆管理凸缘。电缆管理凸缘和安装凸缘在它们之间限定了用于保持至少一根电缆的电缆腔。
另一方面，太阳能模块包括框架、微型逆变器、以及用于将微型逆变器联接到框架的适配器组件。该框架包括主体、从主体的底部在边缘处延伸出的安装凸缘、以及从主体的内表面延伸出的电缆管理凸缘。电缆管理凸缘和安装凸缘在它们之间限定了用于保持至少一根电缆的电缆腔。适配器组件包括适配器，该适配器包括联接到微型逆变器的微型逆变器附接突出部、框架附接延伸部、以及在微型逆变器附接突出部和框架附接延伸部之间延伸的侧壁。
在又一个方面，提供了一种太阳能模块框架，所述框架包括主体、下部层压板凸缘、以及从所述主体的内表面延伸出的电缆管理凸缘。电缆管理凸缘和下部层压板凸缘在它们之间限定了用于保持至少一根电缆的第一电缆腔。
存在关于上述方面提及的特征的各种改进。进一步的特征也可以被结合在上述方面中。这些改进和附加特征可以单独存在或以任何组合存在。例如，以下关于任何所示实施例讨论的各种特征可以单独或以任何组合并入上述方面中的任何一个中。
附图说明
图1是示例性现有技术太阳能模块的透视图。
图2A是根据本公开的一个实施例的人体工学太阳能模块框架的示意图。
图2B是人体工学太阳能模块框架的第一替代实施例的示意图。
图2C是人体工学太阳能模块框架的第二替代实施例的示意图。
图2D是人体工学太阳能模块框架的第三替代实施例的示意图。
图2E是人体工学太阳能模块框架的第四替代实施例的示意图。
图3是包括一条电缆的图2A中示出的太阳能模块框架的透视图。
图4是包括两条电缆的图2A中示出的太阳能模块框架的示意图。
图5示出了现有技术的微型逆变器框架附接安装方法。
图6是示出使用适配器将微型逆变器安装到图2A所示的框架上的安装的第一透视图。
图7是示出用于图6所示的安装的“J”形预切安装槽的底部平面图。
图8是示出图6所示的微型逆变器装置的替代实施例的第二透视图。
图9示出了安装在图2A所示的框架中的适配器组件的示意图。
图10A示出了与图9所示的适配器组件一起使用的适配器护套的第一实施例。
图10B示出了与图9所示的适配器组件一起使用的适配器护套的第二实施例。
图11A-11I示出了具有电缆管理功能的太阳能模块框架的各种附加实施例。
具体实施方式
图1描绘了已知的太阳能模块100的示例。该模块包括框架102和光伏(PV)层压板120。层压板120包括封装在玻璃盖126和后盖130之间的有源层124中的多个PV电池122。层压板120可以进一步包括以串联和并联构造连接PV电池122的布线(未示出)。
框架102包括框架主体104、构造成接纳和保持层压板120的上部腔体106、以及安装凸缘108。安装凸缘108从框架体104的底部延伸出。安装凸缘108可以包括用于接纳紧固件以将框架102固定到安装表面(未示出)的多个孔(未示出)。框架102可以由铝或其他合适的材料制成。另外，框架102可以通过挤压工艺制成。太阳能模块100的框架102具有多个功能。其中尤其是框架102为层压板120提供边缘保护。更具体而言，框架102保护层压件120的边缘免于在运输和/或安装期间受到直接冲击，这样保护边缘免于破裂，并且使得层压件120中(例如，在前盖126和后盖130之间)的任何渗水最少。而且，框架102增强了该太阳能模块100的机械刚度，这样限制了层压件120由于例如极端风力和/或沉重雪载荷而弯曲，否则这可能导致模块100破损。此外，框架102提供了安装界面，使得模块100可以安装到多个表面(例如，建筑物的屋顶，地面结构，杆等)。
太阳能模块100的框架102还提供两个附加功能：人机界面功能和电缆管理功能。更具体而言，框架102可以提供人机界面功能，使得太阳能模块100的操作人员(例如，安装人员)可以在不会给层压板120施加不适当的应力的情况下运送、提升、定位和/或安装太阳能模块100，降低了损坏的风险。然而，如图1所示，框架102的边缘110，112是尖锐的，并且安装凸缘108是薄的和尖锐的，由此是“刀片状的”。不幸的是，边缘110，112和安装凸缘108为太阳能模块100的操作人员提供了抓握区域，这在最好情况下是不舒适而在最坏的情况下可能是危险的，促使手疲劳并且如果操作不当则会发生事故。
PV模块框架102还可以提供电缆管理功能，使得可以沿着框架102的主体104容纳往返于层压板120的电线和电缆。如上所述，框架应该有助于保留电线和电缆，包括用于将层压板120连接到其他PV模块的DC电缆，或者在AC PV模块中用于连接到其他AC PV模块的AC电缆。图1中所示的框架102只能使用诸如束线带和/或金属夹的附加电缆管理工具(未示出)来有助于这种保持，安装人员可以使用附加电缆管理工具将一段电缆固定到安装凸缘108和/或框架102的主体104。
现在参考图2A和2B，示出了包括电缆管理凸缘的示例性人体工学PV模块框架的示意图。更具体而言，图2A示出了人体工学太阳能模块框架202，其包括框架主体204，上部腔体206和安装凸缘208。在示例性实施例中，框架主体204具有高度H1，其可以在约35mm至约50mm之间。框架202还包括倒圆边缘210，212，使得框架202可以被更舒适和牢固地抓握。每个倒圆边缘210，212可以由相应的圆弧214，216限定。例如，在一个实施例中，框架主体204和安装凸缘208之间的边缘212可以由圆弧216限定，其中圆弧由大约0.0625英寸至大约0.375英寸的半径限定。在图2A的示例性实施例中，边缘210和212被倒圆。然而，应该理解的是，在不背离本公开的范围的情况下，可以只有一个边缘被倒圆，或者更多的边缘可以被倒圆。提供倒圆边缘210，212有助于保留框架202的所有主要功能，包括边缘保护，机械刚度和安装界面，同时增强了人机界面功能，以便于更容易且更安全地操作。另外，安装凸缘208在远端209处被倒圆，进一步增强了框架202的人体工程学。在各种其他实施例中，安装凸缘208可以被不同地成形和/或设定不同尺寸(例如，可以是大致弓形的形状)。
框架202还包括与框架202的主体204一体形成的电缆管理凸缘220。在示例实施例中，电缆管理凸缘220从框架主体204的内表面205延伸出。电缆管理凸缘220包括第一保持部分222和第二保持部分224。安装凸缘208和第一保持部分222通常在它们之间限定了第一电缆区域226。第一电缆区域226的尺寸和形状被设为使得在其中保持例如微型逆变器的AC电缆。因此，安装凸缘208与电缆管理凸缘220的第一保持部222之间的距离D1可以基本等于或大于AC电缆的直径。例如，D1可以在大约0.25英寸和大约0.75英寸之间。在示例性实施例中，第一保持部分222的形状总体是弓形的，但是应该理解的是，第一保持部分222可以具有允许第一保持部分222和/或整个电缆管理凸缘220如文中所述地那样起作用的任何形状。例如，第一保持部分222的形状总体可以是椭圆形，梯形，矩形或三角形。
安装凸缘208和电缆管理凸缘220的第二保持部分224通常在它们之间限定了第二电缆区域228。第二电缆区域228构造成在其中保持例如一个或多个DC电缆。因此，安装凸缘208和电缆管理凸缘220的第二保持部分224之间的距离D2可以基本等于或大于DC电缆的直径。例如，D2可以测量在大约0.2英寸和大约0.4英寸之间。尽管描述了分别用于保持AC电缆和DC电缆的第一和第二电缆区域226，228，但是应当理解的是，在不背离本公开的范围的情况下，第一和第二电缆区域226，228可以被构造为在其中保持AC电缆和/或DC电缆中的任一个或两者。因此，第一和第二电缆区域226，228可以统称为“电缆腔”230。
另外，电缆管理凸缘220包括被构造成用作操作人员或安装人员的附加把手的凸片(tab)232。例如，当手抓住框架202时，手的至少一个手指的至少一部分可以搁置在凸片232上或以其他方式与凸片232接合。凸片232可以是基本上刚性的，使得其可以承受由手和/或手指施加在凸片232上的推力，这样可以提供更牢固和/或固定的抓握。与其中在安装凸缘处压力集中在手指上的传统框架相比，凸片232进一步将抓握压力分布在手的较大表面上。如本文所使用的，“刚性”是指被构造成抵抗施加于其上的力而保持其形状和位置的基本上不弯曲和/或不变形的材料。
在示例性实施例中，凸片232被定向为大致平行于框架202的主体204。在替代实施例中，在不背离本公开的范围的情况下，凸片232可定向为相对于框架202的主体204和/或安装凸缘208成任何角度。例如，在一个实施例中，凸片232可以定向为相对于安装凸缘208成锐角，这可以使得手指在框架202周围进一步弯曲。在示例实施例中，凸片232可以大于或等于大约0.125英寸。
在示例性实施例中，电缆管理凸缘220具有从主体204的内表面205至第一保持部分222的远端的保持长度Lr，使得Lr不包括凸片232。Lr的尺寸可在大约0.25英寸到大约2英寸之间。在示例实施例中，电缆管理凸缘220具有大约0.035英寸的厚度T。在其它实施例中，厚度T可以是使得缆线管理凸缘220能够如本文所述地起作用的任何其它厚度，例如从大约0.03英寸到大于大约0.045英寸。另外，尽管在该示例实施例中电缆管理凸缘220被示出具有均匀的厚度T，但是在替代实施例中，电缆管理凸缘220可以具有沿长度Lr变化的厚度T。电缆管理凸缘220可以是刚性的，以通过改进例如与插入到电缆腔230中的电缆的摩擦配合来增强保持能力。作为替代，电缆管理凸缘220可以是柔性的，使得电缆管理凸缘220可以更容易地接纳和保持具有不同直径的电缆。“柔性”可以指如下材料：该材料被构造成对于施加在其上的力而弯曲和/或变形，但是在力终止之后可以返回其初始位置和/或形状。
尽管在示例实施例中，电缆管理凸缘220延伸超出安装凸缘208相对于框架主体204的远端209，但是应该理解，电缆管理凸缘220可以具有相对于安装凸缘208的其他构造208。
框架202可以通过挤压工艺形成，使得电缆管理凸缘220是框架202的整体特征。在替代实施例中，电缆管理凸缘220可以在框架挤压工艺之后联接到框架202。电缆管理凸缘220被构造为消除了对于额外的线材和/或电缆管理工具例如束线带和/或金属夹以及额外加工的需要。通过用整体凸缘220替换束线带，框架202的电缆管理功能的寿命大大延长。例如，束线带在它们磨损和/或失效之前可能仅维持约两年至五年，而电缆管理凸缘220被构造为维持使用长达约25年。另外，通过用整体凸缘220替换附加的工具，简化了太阳能模块的现场安装，减少了安装时间，减少了安装所需的现场材料。
图2B描绘了人体工学太阳能模块框架252的第一替代实施例。框架252的高度H2被描绘为小于图2A所示的框架202的高度H1，例如为大约35mm至大约40mm。然而，应该理解的是，H2可以基本上小于，等于或大于H1。框架252仅包括一个倒圆边缘262，但是如上所述，在不背离本公开的范围的情况下，框架252可以具有更少或更多的倒圆的边缘。另外，倒圆边缘262具有更明显的圆弧264。另外，框架252包括电缆管理凸缘270的替代实施例。电缆管理凸缘270的第一保持部分272总体为梯形形状，包括三个基本上线性的子部分271，273和275。第一保持部分272的形状可以有助于增强第一电缆区域276对不同直径的电缆的适应性。第二保持部分274包括多个脊277。多个脊277可以增强在第二电缆区域278中一个或多个电缆之间的保持力(例如，摩擦配合)。
而且，框架252包括在框架主体254的内腔中的两个螺钉凸台(screw boss)280。螺钉凸台280有助于框架252的两个部分彼此配合。螺钉凸台280可以例如通过挤压与框架体254一体地形成。作为替代，螺钉凸台280可以通过任何其它工艺联接到框架主体254，包括例如模制，压入配合，超声波联接，和/或热联接。应该理解的是，在不背离本公开的范围的情况下，框架252可以包括更多螺钉凸台280、更少螺钉凸台280或者没有螺钉凸台280。
图2C描绘了人体工学太阳能模块框架282的第二替代实施例。框架282包括设置在电缆管理凸缘220上的两个节点284。节点284在第二电缆区域228中定义两个子区域，即第一子区域227和第二子区域229。子区域227,229的形状和尺寸设置成接收和保持不同直径的电线，这可以增强电缆管理凸缘220的电缆管理功能。尽管示出了两个节点284，但在替代实施例中，可以在电缆管理凸缘220上布置更少节点284，更多节点284或者不包含节点284。
图2D描绘了人体工学太阳能模块框架286的第三替代实施例。框架286包括节点284(如图2C所示)以及细长凸片233。细长凸片233相对于凸片232(如图2A所示)是细长的，这可以为框架286的操作人员提供增强的人体工程学。细长凸片可以大于0.125英寸，延伸大约直至层压件(例如，图1所示的层压件120)的底部表面。在示例性实施例中，细长凸片可以例如大约0.15-0.25英寸。
图2E描绘了人体工学太阳能模块框架288的第四替代实施例。框架288包括如上所述的电缆管理凸缘220，电缆管理凸缘220包括设置在第二保持部分224上的脊290。脊290可以类似于如图2B所示的脊277。另外，第二保持部分224包括两个子部分，即第一子部分223和第二子部分225，其限定了第二电缆区域228的第一子区域227'和第二子区域229'。因为第一子区域227'是第一子区域227(图2C中所示)的变型，并且第二子区域229'是第二子区域229(也在图2C中示出)的变型，所以上撇号(')表示变型。
在示例性实施例中，第一子部分223与安装凸缘208之间的距离D3(第一子区域227'的高度)可以基本等于或大于第一DC电缆(未示出)的直径。D3可以基本上等于，大于或小于D2(如图2A所示)。另外，第二子部分225与安装凸缘208之间的距离D4(第二子区域229'的高度)可以基本等于或大于第二DC电缆(未示出)的直径。在示例实施例中，D4小于D3。
应当理解的是，图2A-2E中所示的框架202,252,282,286,288的各种特征和方面可以是彼此可互换的，使得在不背离本公开的范围的情况下，单个框架可以包括单独的或组合的框架202,252,282,286,288中的任一个的各方面。框架202,252,282,286,288可适用于各种应用，包括例如住宅屋顶安装和/或商用公寓屋顶安装中的AC太阳能模块和/或DC太阳能模块。
图3和4示出了图2A所示的框架202的电缆管理功能。更具体地，图3示出了包括电缆302的框架202的透视图，并且图4示出了包括两个电缆304,306的框架202的示意图。从图3中可以清楚地看出，将电缆302插入电缆腔230是相对简单的。电缆302的至少一部分仅需要插入到电缆腔230中，直到电缆302接合和/或保持在第一和第二电缆区域226,228之一中。如图4所示，电缆管理凸缘220可以同时容纳和保持至少两条电缆304,306。更具体地，电缆腔230示出为将AC电缆304保持在第一电缆区域226中，并将DC电缆306保持在第二电缆区域228中。在本公开的其它实施例中，框架可以被配置为管理例如但不限于本地运行电缆、机架安装的微逆变器电缆、框架附连的微逆变器电缆、微逆变器干线电缆和/或不是附接的AC模块的一部分的DCPM电缆。
现在参考图5，描绘了传统的微型逆变器框架附接安装方法400。太阳能模块收集太阳能并将其转换成可用形式的能量，例如在人的家中或商业中。由于许多电器和机器使用交流电而工作，所以太阳能模块包括一个将直流电转换成可用交流电的逆变器。单模块可以为每个模块使用微型逆变器(与连接到整个模块阵列的中央逆变器相反)。至少有三种已知的用于将微型逆变器附接到太阳能模块框架的方法。第一种是“完全集成”的安装方式，其中将微型逆变器预装在太阳能电池板上，取代任何现有的模块接线盒。第二种是“框架附接”安装方法，其中微型逆变器通过附接到框架来被安装。微型逆变器的框架附接安装可以在将模块安装到安装结构上的过程中执行(即，可以是“现场”安装方法)。第三种方法是“机架附接”安装方法，其中将微型逆变器固定到安装结构而不是PV模块框架。然而，虽然机架附接方法在市场上可能是常见的，但是这样的机架附接方法不足以创建完整的AC PV模块。AC PV模块必须将微型逆变器物理地(即，机械地)和电地连接到PV模块。因此，可以选择前两种方法中的一种来通过微型逆变器的安装而创建完整的AC PV模块。
在完全集成和框架附接的方法中，框架附接方法可以被选择，这尤其是因为框架附接方法在制造PV模块期间引起的中断最小，适合于现场组装，如果存在需求则可更容易地更换微型逆变器，并且在制造环境中不需要硅粘合剂固化时间(如在完全集成附接方法中)。如图5所示，在框架附接方法400的至少一些已知实施方式中，将微型逆变器450插入或嵌套到由常规框架402的安装凸缘408和层压件410限定的凹部405中。然后使用穿过安装凸缘408中的预钻孔454并进入微型逆变器的壳体458中的紧固件座456中的例如螺钉或螺栓的紧固件452，将微型逆变器450附接到安装凸缘408。框架附接方法400为微型逆变器450提供了到框架402的有效接地结合(ground bond)，并且充分防止微型逆变器450在强力下脱落。另外，框架可以为微型逆变器450提供散热器。框架附接方法400可以不需要任何专用工具，这是因为可以使用常规紧固件452。
然而，对于具有诸如图2A-2E，3和4所示的凸缘220,270的电缆管理凸缘的人体工学框架202,252，电缆管理凸缘消除了将微型逆变器450安装到由层压板和安装凸缘208限定的凹部的选择。不仅电缆管理凸缘220,270将该凹部分成太浅而不能容纳微型逆变器450的区域，而且安装凸缘208也不能通过电缆管理凸缘220,270从凹部的顶部区域接入紧固件。因此，需要将微型逆变器安装到图2A-2B中所示的框架202,252的框架附接方法，其维持有效的接地结合，并确保在施加强力(例如，在操作期间)期间微型逆变器将保持附接到框架202,252。一般而言，有效的接地结合包括保持材料的完整性(例如，不存在电化学腐蚀)并且在全部条件(例如，温度循环，湿度，冷冻，振动等)下不被损害。
图6-8示出了被构造为与图2A所示的太阳能模块框架202一起使用的微型逆变器附接适配器502的第一示例。更具体地，图6是示出使用适配器502的微型逆变器的安装的第一透视图；图7是示出“J”形预切割安装槽的底部平面图；以及图8是示出微型逆变器安装的替代实施例的第二透视图。为了清楚起见，在此将参考图2A中所示的框架202，但是应理解这里的讨论可以涉及框架202的替代实施例。适配器502包括微逆变器附接突出部504，侧壁506和框架附接延伸部508。适配器502将微型逆变器550安置在与框架202的主体204进一步间隔开的位置，使得微型逆变器550不接触也不干扰电缆管理凸缘220。
在该示例性实施例中，微型逆变器附接突出部504可使用传统的附接方法联接至微型逆变器550。例如，至少一个紧固件552(例如螺钉或螺栓)可以穿过微逆变器附接突出部504中的预钻孔554并进入微逆变器550的壳体558中的出口紧固件座(一个或多个)中，如如图6所示。作为替代，如图8所示，微型逆变器外壳558可以包括构造成接收微型逆变器附接突出部504的锁定槽560，从而大大减少了将突出部504附接到锁定槽560中所需的时间。
随后，框架附接延伸部508可以覆盖在框架202的安装凸缘208上或以其他方式联接到框架202的安装凸缘208。例如，框架附接延伸部508可以包括预钻孔562，其被构造为与安装凸缘208中的预钻孔(未示出)对齐和/或与安装凸缘208中预切槽564,566(图7中所示)对齐。然后，延伸部508中的孔可以与安装凸缘208中的孔对齐，并且可以使用传统的紧固件568(例如，螺钉，螺母和螺栓，翼形螺母或压入式紧固件)将延伸部508联接到安装凸缘208。作为替代，紧固件568可以联接到框架附接延伸部508并且与安装凸缘208中的预切槽566对齐。如图6所示，槽564可以是基本上线型的，或者如图7所示，槽566可以基本上是“J”形或“L”形，以增强适配器502与框架202的联接，进一步防止安装后适配器502脱落。作为替代，槽564,566可以具有任何其它形状。框架附接延伸部508然后可以简单地滑动到抵靠安装凸缘208的位置，并且紧固件568可以被适当地拧紧以将适配器502联接到安装凸缘208。
因此，不需要专门的工具或紧固件来安装和使用适配器502和框架202。使用适配器502的框架附接安装方法可以仅需要将适配器502附接到微型逆变器550的附加步骤，其可以在安装之前执行，从而将现场安装时间减少到与将微型逆变器安装到传统框架上所需的时间基本相同。在示例性实施例中，适配器502由合适的导电材料制成以保持微型逆变器550与框架202(例如不锈钢)的有效接地结合。与框架附接延伸紧固件568成一体或与之联接的诸如齿形垫圈的附加元件可进一步确保接地结合连接。
应该理解的是，图6-8中所示的适配器502不限于与图2A-2E中所示的框架202,252,282,286,288中的任何一个或全部一起使用。具体而言，传统的太阳能面板框架的制造商可能有兴趣降低框架主体高度，以节省制造成本(即材料成本)。使用传统的框架附接微型逆变器安装方法，框架主体高度的降低被局限于微型逆变器的高度，这是因为微型逆变器必须装配在由安装凸缘和层压板限定的凹部中(见图5)。使用图6-8中所示的适配器502，由于微型逆变器被定位为相对于层压板和安装凸缘较低，所以框架主体高度可以进一步减小。
图9和图10A-10B示出了构造成与图2A所示的太阳能模块框架202一起使用的作为替代的微型逆变器附接适配器组件600。更具体地，图9示出了安装的适配器组件600的示意图；以及图10A-10B示出了适配器护套602的替代实施例。为了清楚起见，在此将参考图2A中所示的框架202，但是应该理解，这里的讨论可以涉及框架202的替代实施例。如图9所示，适配器组件600包括如关于图6-8被示出并描述的适配器502。作为替代，适配器组件600可以与在其壳体中形成有类似于延伸部508的框架附接延伸部的微型逆变器一起起作用。适配器组件600还包括适配器护套602。适配器护套602包括内部腔体604，外表面606以及限定在其中的多个锁片(locking tab)610。如下面进一步描述的，多个锁片610可以是“倒钩状的”并且朝向不同的方向。
在示例性实施例中，大约一半的锁片610相对于内部腔体604被定向向外(“外部锁片”612)，并且大约一半的锁片610被定向向内(“内部锁片”614)。应该理解的是，虽然在图10A和10B中描绘了外部锁片612与内部锁片614之间的比率为1:1，但是在不背离本公开的范围的情况下，可以使用外部锁片612和内部锁片614之间的任何其它比率。而且，大约一半的锁片610被限定在适配器护套602的顶壁609中(“顶部锁片”)，并且大约一半的锁片610被限定在适配器护套602的底壁611中(“底部锁片”)。应该理解的是，尽管图10A和图10B中描绘了顶部锁片和底部锁片之间的比率为1:1，但是在不背离本公开的范围的情况下，可以使用顶部锁片和底部锁片之间的其他合适比率。在图10A和10B的示例性实施例中，大约四分之一的锁片610是“外部顶部锁片”616，另外四分之一的锁片610是“外部底部锁片”618，并且其余的是内部锁片614。应当理解的是，在不背离本公开的范围的情况下，限定在适配器护套602中的外部顶部锁片616，外部底部锁片618和/或内部锁片614中的任一个可以更多或更少。例如，在替代实施例中，可以少至一个内部锁片614和一个外部锁片612，或多达n个外部和/或内部锁片612,614。
图10A描绘了适配器护套602的第一实施例，其中每个锁片610被限定在对应的单个切口620内。图10B描绘了适配器护套的第二实施例，其中每个切口620在其中限定了外部锁片612和内部锁片614两者。在各种其他实施例中，可以使用这两种构造的组合，和/或外部锁片612和内部锁片614的任何其它构造。
返回图9，适配器护套602的内部锁片614被构造成与适配器502的框架附接延伸部508接合。内部锁片614可构造成接合框架附接延伸部508(图6中所示)中的至少一个预钻孔562。作为替代地或附加地，适配器502的框架附接延伸部508可以包括一个或多个附加的接合区域(未示出；例如开口，切口，脊，锁定槽，凹槽等)以接收和/或接合内部锁片614。
适配器护套602的外部锁片612被构造成与框架202接合。更具体地，外部底部锁片618被构造成与框架202的安装凸缘208接合。外部底部锁片618可构造成接合安装凸缘208中的一个或多个预钻孔和/或预切槽564,566(如图6和7所示)。作为替代或附加地，安装凸缘208可以包括一个或多个附加的接合区域(未示出；例如开口，切口，脊，锁定槽，凹槽等)以接收和/或接合外部底部锁片618。外部顶部锁片616被构造成与框架202的电缆管理凸缘220的第一和/或第二保持部分222,224接合(例如，在电缆腔230的在其中没有保持电缆的一部分内)。外部顶部锁片616可以被构造成与第二保持部分224中的多个脊277(如图2B所示)接合。作为替代或附加地，电缆管理凸缘220可以包括一个或多个附加的接合区(未示出；例如开口，切口，脊，锁定槽，凹槽等)以接收和/或接合外部顶部锁片616。
适配器组件600可以通过如下方式被安装：将适配器502插入到适配器护套602中以形成适配器组件600，并随后将适配器组件600插入到电缆腔230中。作为替代，在将适配器502插入适配器护套602之前，可以将适配器护套602插入到电缆腔230中。因此，可以不需要专门的工具或紧固件来安装和使用适配器组件600，并且在模块安装现场安装适配器组件600可以需要很少的部件或者不需要部件。在示例性实施例中，适配器组件600由合适的导电材料制成以保持与框架(例如不锈钢)的有效接地结合。
图11A-11I示出了具有电缆管理功能的太阳能模块框架的各种附加实施例。应该理解的是，图2A-2E和图11A-11I中的任何一个中描绘的特征中的任一个可以与图2A-2E和图11A-11I中的(一个或多个)任何其他附图中描绘的特征中的任一个组合。
具体地，图11A中示出的框架1102示出仅具有第一保持部分1106的电缆管理凸缘1104，其中电缆腔1108不具有被分开限定的电缆区域。因此，电缆腔1108可以具有合适的尺寸和/或形状，以在其中接收AC电缆和DC电缆中的一个或两者。
图11B描绘了图11A中所示的框架1102，其中电缆管理凸缘1104包括多个“齿状”凸块1110。多个凸块1110可以增强电缆腔1108的保持能力(例如，电缆管理凸缘1104与电缆之间的摩擦配合)。多个小块1110也可以用来在电缆腔1108内限定分开的电缆区域1112,1114和1116。应该理解的是，基于在电缆管理凸缘1104上限定的凸块1110的数量，可以存在更多或更少的电缆区域。每个电缆区域1112,1114,1116可以具有相似的尺寸和/或形状；一个电缆区域1112,1114或1116可以具有与电缆区域1112,1114,1116中的其它区域不同的大小或形状；或者所有电缆区域1112,1114和1116的尺寸和/或形状可以各不相同。
图11C示出了框架1118，其中电缆管理凸缘1122和下部层压板凸缘1124之间限定了电缆腔1120。换句话说，电缆腔1120安置成与上部腔体1126(构造成保持诸如图1所示的层压件120的层压件)相邻。下层压板凸缘1124可以比传统的下层压板凸缘(如图2A-2E所示，尽管未提及)从框架1118的主体延伸出更远，以更好地适应电缆腔1120。在该示例实施例中，电缆管理凸缘1122包括第一保持部分1128和第二保持部分1130，其功能类似于图2A中所示的第一和第二保持部分222,224。第一保持部分1128和第二保持部分1130可以适当地成形为将电缆(未示出)保持在其中。因此，第一保持部分1128和第二保持部分1130可以是大体上弓形的，梯形的，线形的，三角形的，矩形的或者能够实现在此描述的电缆保持功能的任何其它形状。应该明白，在本文中使用“弓形”或“基本上弓形的”的情况下，相应的特征可以是分段线状的，而不会背离本公开的范围。
框架1118还包括安装凸缘1132，其中安装凸缘1132包括凸片1134。凸片1134提供了上文关于例如图2A中的凸片232描述的人体工学抓握功能。通过使电缆管理凸缘1122朝向上部腔体1126移动，电缆管理凸缘1122可以不再处于适合提供任何人体工学抓握功能的位置。因此，在安装凸缘1132上设置凸片1134有助于电缆管理凸缘1122的交替布置，而不会减少或消除框架1118的人体工学特征和功能。而且，凸片1134还可以限定在凸片1134和框架1118的主体之间延伸的第二电缆腔1121。第二电缆腔1121可在其中保持电缆(未示出)，其中凸片1134防止电缆滑出框架1118。在示例性实施例中，凸片1134是大致线状的并且从安装凸缘1132的远端边缘1133基本垂直地延伸出。在不背离本公开的范围的情况下，凸片1134可以关于安装凸缘1132为其它形状和/或取向。另外，凸片1134从其延伸出的安装凸缘1132的远侧边缘1133可以被倒圆，这进一步增强了框架1118的人体工学抓握特征。
图11D示出了包括具有第一凸片1140的电缆管理凸缘1138的框架1136。与例如图2A中所示的凸片232相比，第一凸片1140的形状大致为弓形并且延伸到电缆腔1142中。因此，第一凸片1140不仅可以由于其弯曲形状可更舒适地握持而提供人体工学特征，而且还可以沿着由第一凸片1140的弯曲限定的轴限定电缆腔1142中的第一电缆区域1144。另外，安装凸缘1146包括从其延伸出的第二凸片1148。如上文关于图11C中所示的凸片1134所描述的，第二凸片1148可以为框架1136的操作人员提供抓握区域。第二凸片1148还可以进一步限定电缆腔1142，由此通过防止被保持在电缆管理凸缘1138中的缆线(未示出)滑出而增强电缆管理凸缘1138的电缆保持功能。
图11E示出了包括电缆管理凸缘1152的框架1150。电缆管理凸缘1152包括第一部分1154和第二部分1156，以及限定在电缆管理凸缘1152的远端上的节点1158。第一部分1154基本上是线状的，并且从框架1150的主体1162和安装凸缘1164之间的边缘1160以一定角度延伸出。第二部分1156的形状总体为弓形，使得第二部分1156可以例如通过摩擦配合将电缆(未示出)保持在其中。第二部分1156终止于节点1158，节点1158可用于通过防止电缆从第二部分1156和安装凸缘1164之间脱落来增强电缆管理凸缘1152的电缆保持功能。在示例性实施例中，电缆管理凸缘1152的弯曲设计可以为框架1150的操作人员提供人体工学抓握区域，使得在框架1150的操作和安装期间，手可以围绕凸缘1152弯曲并且搁置在其上。
图11F示出了包括安装凸缘1168的框架1166。安装凸缘1168包括从其延伸出的基本上弓形的凸片1170，如上文关于凸片1134和1148(分别在图11C和11D中所示)所述的，提供了电缆保持功能和人体工学抓握功能两者。具体地，凸片1170可以防止位于安装凸缘1168顶上的电缆滑出。因此，凸片1170可以被认为是电缆管理凸缘1170，因为凸片1170有助于将电缆保持在框架1166中。与常规的刀片状安装凸缘(例如，图1中所示的安装凸缘108)相比，凸片1170的弯曲还可以提供更舒适和安全的抓握区域。
图11G显示了具有安装凸缘1168的框架1166(如图11F所示)的第一替代实施例。在示例实施例中，凸片1172从安装凸缘1168以大致半圆形的构造延伸出。因此，电缆腔1174可沿着凸片1172的弯曲的轴线被限定。凸片1172可以被认为是电缆管理凸缘1172，这是因为凸片1172有助于将电缆保持在框架1166中。如本文别处所述，凸片1172还为框架1166的操作人员提供了增强的人体工学抓握。
图11H显示了具有安装凸缘1168的框架1166(如图11F所示)的第二替代实施例。在示例性实施例中，凸片1176从安装凸缘1168延伸出。凸片1176在构造上大致是弓形的和半圆形的，并且包括从其延伸出的电缆管理凸缘1178。电缆管理凸缘1178是大致是线状的，但是可以具有如本文其他地方所述的其他形状，尺寸和/或构造。电缆腔1180被限定在安装凸缘1168，凸片1176和电缆管理凸缘1178之间。电缆腔1180的尺寸和/或形状可以被设置成将AC电缆和/或DC电缆(未示出)保持在其中。通过将电缆管理凸缘1178布置成从安装凸缘1168延伸出，可以增强电缆保持功能，因为电缆将难以从电缆腔1180脱落。另外，安装凸缘1168，凸片1176和电缆管理凸缘1178为框架1166的操作人员提供了人体工学抓握区域。虽然在示例性实施例中凸片1176是弓形的，但是如本文所述，凸片1176可以具有其它形状，而不会背离本公开的范围。
图11I显示了具有安装凸缘1168的框架1166(如图11F所示)的第三替代实施例。在示例实施例中，凸片1182从安装凸缘1168的远端边缘1169延伸出。在不背离本公开的范围的情况下，凸片1182的形状大致为弓形，从而为框架1166的操作人员提供人体工学抓握区域，但是如本文所述，可以具有其他形状。电缆管理凸片1184从主体部分1183延伸出，其中主体部分1183通常被限定在安装凸缘1168的远端边缘1169和框架1166的主体1167之间。在该示例实施例中，电缆管理凸片1184以与凸片1182相反的弧形弯曲，以在其间限定“泪珠”形第一电缆腔1186。在不背离本公开的范围的情况下，第一电缆腔1186可以具有其它形状和/或尺寸。具体而言，第一电缆腔1186的尺寸和/或形状可以被设置成将AC电缆和/或DC电缆(未示出)保持在其中。另外，第二电缆腔1188被限定在电缆管理凸片1184、安装凸缘1168的主体部分1183和框架1166的主体1167之间。第二电缆腔1188还被构造成将AC电缆和/或DC电缆(未示出)保持在其中。
本公开的太阳能模块框架有利地包括人体工学特征和电缆管理凸缘。值得注意的是，通过将电缆管理凸缘添加到模块框架中，可以减少太阳能电池模块安装的成本(在用于电缆管理工具的材料方面以及在安装时间和工作量方面)。而且，虽然电缆管理凸缘基本消除了对于传统的微型逆变器安装方法的使用，但是提供本公开的适配器和适配器组件以克服这样的问题，同时仍然提供框架附接微型逆变器安装的所有优点(例如更容易现场组装，紧固件简单等)。适配器和适配器组件的各种实施例不仅提供了安装时间与传统安装的安装时间相比基本不变的微型逆变器安装方法，而且还可以与传统的框架一起使用以能够减小主体框架高度，从而降低了框架成本。
当介绍本发明的元件或其实施例时，冠词“一”，“一个”，“该”和“所述”旨在表示存在一个或多个元件。术语“包括”，“包含”和“具有”意图是包含性的，并且意味着除了列出的元素之外可以存在其他元素。
由于在不背离本发明的范围的情况下可以对上述构造和方法进行各种改变，因此包含在上述说明中的和附图中示出的所有内容应被解释为说明性的而不是限制性的。

Claims (20)

1.一种太阳能模块框架，包括：
主体，所述主体包括顶部、底部和在其间延伸的竖直内表面，其中所述太阳能模块框架在所述主体的所述顶部处接纳光伏层压板；
安装凸缘，其从所述主体的所述底部在边缘处延伸出；
从所述主体的所述顶部延伸出的下部层压板凸缘；以及
电缆管理凸缘，其从所述主体的所述顶部和所述底部之间的所述竖直内表面延伸出，所述电缆管理凸缘包括近端、远端以及第一保持部分，所述第一保持部分至少部分地在所述近端和所述远端之间延伸，所述第一保持部分至少部分是弓形或具有成角的形状，其中，所述电缆管理凸缘和所述安装凸缘或所述下部层压板凸缘中的一个在其间限定了用于保持至少一个电缆的电缆腔。
2.根据权利要求1所述的太阳能模块框架，其中，所述电缆管理凸缘和所述安装凸缘中的至少一个的形状是至少部分弓形的。
3.根据权利要求1所述的太阳能模块框架，其中，所述电缆管理凸缘还包括第二保持部分，其中所述第一保持部分和所述安装凸缘在其间限定了第一电缆区域，并且其中所述第二保持部分和所述安装凸缘在其间限定了第二电缆区域。
4.根据权利要求3所述的太阳能模块框架，其中所述第一保持部分是弓形的。
5.根据权利要求3所述的太阳能模块框架，其中所述第一保持部分是梯形的。
6.根据权利要求3所述的太阳能模块框架，其中所述第二保持部分包括在其上限定的多个脊，以增强在所述第二电缆区域中对于至少一个电缆的保持。
7.根据权利要求3所述的太阳能模块框架，其中所述第一电缆区域限定所述第一保持部分与所述安装凸缘之间的第一距离，并且其中所述第二电缆区域限定所述第二保持部分与所述安装凸缘之间的第二距离。
8.根据权利要求7所述的太阳能模块框架，其中所述第一距离大于所述第二距离。
9.根据权利要求1所述的太阳能模块框架，其中所述安装凸缘包括至少一个预切槽，所述至少一个预切槽用于在其中可滑动地接收至少一个紧固件，使得微型逆变器附接适配器能联接到所述安装凸缘。
10.根据权利要求1所述的太阳能模块框架，其中所述安装凸缘、所述下部层压板凸缘和所述电缆管理凸缘中的至少一个包括在其上限定的多个脊，以增强在所述电缆腔中对于至少一个电缆的保持。
11.根据权利要求1所述的太阳能模块框架，其中所述安装凸缘和所述电缆管理凸缘中的至少一个包括从远端延伸出的凸片。
12.根据权利要求1所述的太阳能模块框架，其中，所述电缆管理凸缘和所述安装凸缘中的至少一个包括从远端延伸出并且限定抓握区域的凸片。
13.根据权利要求12所述的太阳能模块框架，其中，所述凸片限定所述电缆腔中的第一电缆区域。
14.一种太阳能模块系统，包括：
框架，所述框架包括：
主体；
安装凸缘，其从所述主体的底部在边缘处延伸出；以及
电缆管理凸缘，其从所述主体的内表面延伸出，所述电缆管理凸缘包括近端、远端以及第一保持部分，所述第一保持部分至少部分地在所述近端和所述远端之间延伸，所述第一保持部分至少部分是弓形或具有成角的形状，其中，所述电缆管理凸缘和所述安装凸缘在其间限定了用于保持至少一个电缆的电缆腔；
微型逆变器；以及
用于将所述微型逆变器联接到所述框架的适配器组件，所述适配器组件包括：
适配器，所述适配器包括联接到所述微型逆变器的微型逆变器附接突出部、框架附接延伸部以及在该微型逆变器附接突出部和框架附接延伸部之间延伸的侧壁。
15.根据权利要求14所述的太阳能模块系统，其中所述适配器的所述框架附接延伸部包括附接到其上的至少一个紧固件，并且其中所述框架的所述安装凸缘包括至少一个预切槽，所述至少一个预切槽用于在其中接收所述至少一个紧固件，使得所述框架附接延伸部能够联接到所述安装凸缘。
16.根据权利要求14所述的太阳能模块系统，所述适配器组件还包括适配器护套，所述适配器护套用于在其中接纳所述适配器的所述框架附接延伸部，其中所述适配器护套包括：
顶壁，当所述电缆腔接纳所述适配器护套时所述顶壁接合所述框架附接延伸部和所述电缆管理凸缘；以及
联接到所述顶壁的底壁，当所述电缆腔接纳所述适配器护套时所述底壁接合所述框架附接延伸部和所述安装凸缘。
17.根据权利要求16所述的太阳能模块系统，其中所述适配器护套还包括：
多个外部顶部锁片，其中当所述电缆腔接纳所述适配器护套时，所述多个外部顶部锁片接合所述电缆管理凸缘；
多个外部底部锁片，其中当所述电缆腔接纳所述适配器护套时，所述多个外部底部锁片接合所述安装凸缘；以及
多个内部凸片，其中所述多个内部凸片接合所述适配器的所述框架附接延伸部。
18.一种太阳能模块框架，包括：
主体；
下部层压板凸缘；以及
从所述主体的内表面延伸出的电缆管理凸缘，所述电缆管理凸缘包括近端、远端以及第一保持部分，所述第一保持部分至少部分地在所述近端和所述远端之间延伸，所述第一保持部分至少部分是弓形或具有成角的形状，其中所述电缆管理凸缘和所述下部层压板凸缘在其间限定了用于保持至少一个电缆的第一电缆腔。
19.根据权利要求18所述的太阳能模块框架，还包括从所述主体的底部在边缘处延伸出的安装凸缘。
20.根据权利要求19所述的太阳能模块框架，还包括从所述安装凸缘的远端边缘延伸出的凸片，其中所述凸片、所述安装凸缘和所述主体在它们之间限定了第二电缆腔。
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