CN108683403A - 太阳能光伏组件用边框型材 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种太阳能光伏组件用边框型材，包括外壁、上壁、下壁、底壁和支撑臂，所述外壁内侧由上而下依次与上壁、下壁和底壁垂直连接；所述上壁和下壁之间形成层压件安装槽口；所述底壁末端向光伏组件安装槽口所在方向弯折形成“C”字形弯折加强部；其中，所述支撑臂包括第一支撑臂和第二支撑臂；所述第一支撑臂与下壁的下表面垂直连接；所述第二支撑臂与底壁的上表面垂直连接；所述第一支撑臂与第二支撑臂对应设置，且中间形成安装角键的开口；本案中的边框型材使组装后的太阳能光伏组件更加轻便，极大的扩宽了其安装使用场所，同时制造工艺也更加简单，有效提高了生产效率。

Description

太阳能光伏组件用边框型材

技术领域

本发明涉及光伏组件技术领域，特别是一种太阳能光伏组件用边框型材。

背景技术

一般光伏组件的周边安装有边框，太阳能电池层压件的边缘容纳在边框的层压件安装槽口内，进而使整个光伏组件通过边框固定安装在支架上，另外边框也起到增加组件强度和密封组件边缘的作用。现有光伏组件的边框多使用铝合金型材制成，目前的光伏组件用边框型材主要存在下述劣势：

（1）边框型材过盈组框时，角键的角码在插入相邻两边框的角键安装槽时匹配度较低，使组框后边框结构的稳固性差，边框容易晃动脱落，降低太阳能光伏组件的使用寿命，需要增加二次铆接工艺，制作过程繁琐；

（2）在制造边框结构下壁和底壁之间的一体化支撑臂时，需要采用繁琐的预冲压工艺，不利于实现全自动化生产，降低了工作效率，而且采用贯通上壁和底壁之间的支撑臂使原材料使用量大，提高了生产成本；

（3）边框底壁的承载受力不均匀，在方形拐角处应力集中，比较薄弱，在内侧延伸方向承载受力较小，不仅限制了边框的极限载荷，而且长期的受力不均会使边框变形扭曲，从而严重影响太阳能光伏组件的使用寿命以及安全性；

（4）边框的太阳能层压件安装槽口过宽，使组件结构整体性、精密性不高，影响组件的强度以及组件边缘的密封性能；而且现有的边框型材的溢胶结构简单，不利于排胶，导致溢胶外观不均匀，需要通过大量胶量进行弥补。

下面针对本领域相关产品的几个最新专利技术中存在的问题进行具体分析：

中国实用新型专利CN 206835037 U公开了一种光伏组件边框，其插接角键的截面主体为矩形管结构，矩形管的内侧为一根长支撑壁，该支撑臂自矩形管的下壁延伸至底壁；此专利中采用闭合的矩形结构进行角键插接，不仅增加了原材料用量，增加制造难度，提高生产成本，而且在层压件与下壁卡合时是刚性接触，极易磨损太阳能层压件。

中国发明专利申请CN 107959466 A公开了一种新型太阳能光伏组件用敞开式铝合金边框，其采用了敞口结构进行角键插接；但是，此专利中边框底壁为一水平面，实际使用中该水平面的承载受力不均匀，即在方形拐角处应力集中，比较薄弱，在内侧延伸方向承载受力较小，从而限制了边框的极限载荷，而且长期的受力不均会使边框变形扭曲，从而严重影响太阳能光伏组件的使用寿命以及安全性，采用该种敞口边框的太阳能光伏组件存在稳定性差，抗压能力较低等问题。

发明内容

针对现有技术中存在的不足之处，本发明的目的在于提供新型的一种太阳能光伏组件用边框型材，以解决现有太阳能光伏组件用边框型材用料多、安装复杂、稳定性差等问题。

本发明提供了一种成本低且强度和稳定性高的太阳能光伏组件用边框型材，包括外壁、上壁、下壁、底壁和支撑臂，其特征在于，所述外壁内侧由上而下依次与上壁、下壁和底壁垂直连接；所述上壁和下壁之间形成层压件安装槽口；所述底壁末端向光伏组件安装槽口所在方向弯折形成“C”字形弯折加强部；

其中，所述支撑臂包括第一支撑臂和第二支撑臂；所述第一支撑臂与下壁的下表面垂直连接；所述第二支撑臂与底壁的上表面垂直连接；所述第一支撑臂与第二支撑臂对应设置，且中间形成角键安装槽的开口；所述第一支撑臂和第二支撑臂在朝向外壁的侧面均设置有水平凸起或者锯齿结构。

优选的是，所述水平凸起的数量不小于1，且其与支撑臂的宽度比为1∶4-1∶2。

优选的是，所述第一支撑臂与下壁下表面的内侧延伸方向末端或者非末端位置垂直连接。

优选的是，所述上壁的下表面和下壁的上表面在靠近外壁处具有凹陷结构；所述下壁的下表面在靠近外壁处具有凸起结构；所述下壁的长度比上壁的长度长。

优选的是，所述外壁的内侧设置有凸起条纹，或者所述底壁的下表面设置有凸起条纹，或者所述下壁的上表面设置有凸起条纹。

优选的是，所述外壁的外侧呈波浪结构，且该波浪结构的每个波峰处都开有压槽；所述上壁下表面的内侧延伸方向设置有向上凹陷的溢胶槽。

优选的是，所述支撑臂与外壁之间对应设置有一对竖直凸起；所述竖直凸起分别与下壁的下表面或者底壁的上表面垂直连接。

优选的是，所述“C”字形弯折加强部与底壁形成的夹角范围为30-150°，其弯折末端与底壁的垂直间距为h，4mm≤h≤10mm；所述上壁和下壁之间的距离为d，5mm≤d≤15mm；所述支撑臂的宽度为1-2mm，高度为2-3mm。

本发明的有益效果：

1）将现有技术中所采用的一体化内侧支撑臂改进为分开对应的第一支撑臂与第二支撑臂，采用该开口式角键插接结构降低了太阳能组件铝合金边框的重量，重量减轻，不仅节约了原材料用量，而且使制造工艺更加简单，生产效率提高，成本优势明显，同时，使组装后的太阳能光伏组件更加轻便，极大的扩宽了其安装使用场所；

2）第一支撑臂、下壁、外壁、底壁和第二支撑臂顺次连接，形成一个近似“C”字形的开口结构，该开口结构是一个有效的吸能结构，在组框安装太阳能层压件后，当该太阳能光伏组件遭受载荷冲击时，能够及时分散、消耗、吸收该载荷冲击，从而使组件承受载荷的能力大大提高，有效降低组件的损耗，从而增强太阳能光伏组件的使用寿命和安全性能；

3）在底壁的末端设置有弯折加强部，该弯折加强部能够在边框底壁承载受力时有效分担受力，使底壁受力均匀化，从而使整个框架型材在受力时支撑强度得以增强，有效增加太阳能光伏组件的稳定性、牢固性、载荷强度、安全性以及使用寿命；

4）在第一支撑臂和第二支撑臂的内侧设置水平凸起或者锯齿形凸起，使得角键在插入边框的角键安装槽时，角键与安装面可以直接通过过盈方式配合插入连接，不需要进行二次铆压，因为前述水平凸起或者锯齿形凸起能够有效抓牢卡合角键，不会在组框后出现边框结构晃动或者脱落的情况，具有极高的稳固性，该设计有效减少了加工工序浪费，提高了生产效率。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1为本发明实施例1中太阳能光伏组件用边框的接缝面图；

图2为本发明实施例2中太阳能光伏组件用边框的接缝面图；

图3a为本发明实施例3中太阳能光伏组件用边框的接缝面图；

图3b为本发明实施例3中太阳能光伏组件用边框的立体结构图；

图4为本发明实施例4中太阳能光伏组件用边框的立体结构图；

图5为本发明实施例5中太阳能光伏组件用边框的立体结构图；

图6为本发明实施例6中太阳能光伏组件用边框的立体结构图；

图7为本发明实施例7中太阳能光伏组件用边框的立体结构图；

图8为对比例1中现有技术中采用的闭合式边框的接缝面图；

图9为对比例1中现有技术中采用的闭合式边框的主视图；

图10为实施例1中太阳能光伏组件用边框的主视图；

其中，1-底壁、2-外壁、3-上壁、4-下壁、5-成层压件安装槽口、6-第一支撑臂、7-第二支撑臂、8-角键安装槽的开口、9-弯折加强部、10-水平凸起或者锯齿结构、A-外侧、B-内侧、11-凸起条纹、12-竖直凸起、13-铆接口。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

实施例1

一种新型太阳能光伏组件用边框型材，如图1所述，包括外壁2、上壁3、下壁4、底壁1和支撑臂。外壁2内侧（B侧）由上而下依次与上壁3、下壁4和底壁1垂直连接，上壁3和下壁4之间形成层压件安装槽口5；底壁1末端向光伏组件安装槽口5所在方向弯折形成“C”字形弯折加强部9；支撑臂包括第一支撑臂6和第二支撑臂7，第一支撑臂6与下壁4的下表面垂直连接，第二支撑臂7与底壁1的上表面垂直连接，且第一支撑臂6与第二支撑臂7对应设置，且中间形成安装角键的开口，即角键安装槽开口8；

更进一步的，第一支撑臂6和第二支撑臂7在朝向外壁2的侧面均设置有三个水平凸起10，且各水平凸起与支撑臂的宽度比为1∶3；

更进一步的，第一支撑臂6与下壁4下表面的内侧延伸方向非末端位置垂直连接；

更进一步的，上壁3的下表面和下壁4的上表面在靠近外壁2处具有凹陷结构，下壁4的下表面在靠近外壁2处具有凸起结构，而且下壁4的长度比上壁3的长度长；

更进一步的，“C”字形弯折加强部9与底壁1形成的夹角为120°，其弯折末端与底壁的垂直间距为5mm，上壁3和下壁4之间的距离为8mm；所述支撑臂的宽度为1mm，高度为3mm。

实施例2

一种新型太阳能光伏组件用边框型材，如图2所述，包括外壁2、上壁3、下壁4、底壁1和支撑臂。外壁2内侧（B侧）由上而下依次与上壁3、下壁4和底壁1垂直连接，上壁3和下壁4之间形成层压件安装槽口5；底壁1末端向光伏组件安装槽口5所在方向弯折形成“C”字形弯折加强部9；支撑臂包括第一支撑臂6和第二支撑臂7，第一支撑臂6与下壁4的下表面垂直连接，第二支撑臂7与底壁1的上表面垂直连接，且第一支撑臂6与第二支撑臂7对应设置，且中间形成安装角键的开口，即角键安装槽开口8；

更进一步的，第一支撑臂6和第二支撑臂7在朝向外壁2的侧面均设置有连续的锯齿结构10，且各锯齿与支撑臂的宽度比为1∶4；

更进一步的，第一支撑臂6与下壁4下表面的内侧延伸方向末端位置垂直连接；

更进一步的，上壁3下表面的内侧延伸方向设置有向上凹陷的溢胶槽，且下壁4与上壁3的长度相当；

更进一步的，外壁2的外侧呈波浪结构，且该波浪结构的每个波峰处都开有压槽；

更进一步的，“C”字形弯折加强部9与底壁1形成的夹角为30°，其弯折末端与底壁的垂直间距为6mm，上壁3和下壁4之间的距离为12mm；所述支撑臂的宽度为2mm，高度为3mm。

实施例3

一种新型太阳能光伏组件用边框型材，如图3a和图3b所示，包括外壁2、上壁3、下壁4、底壁1和支撑臂。外壁2内侧（B侧）由上而下依次与上壁3、下壁4和底壁1垂直连接，上壁3和下壁4之间形成层压件安装槽口5；底壁1末端向光伏组件安装槽口5所在方向弯折形成“C”字形弯折加强部9；支撑臂包括第一支撑臂6和第二支撑臂7，第一支撑臂6与下壁4的下表面垂直连接，第二支撑臂7与底壁1的上表面垂直连接，且第一支撑臂6与第二支撑臂7对应设置，且中间形成安装角键的开口，即角键安装槽开口8；

更进一步的，第一支撑臂6与下壁4下表面的内侧延伸方向末端位置垂直连接；

更进一步的，上壁3下表面的内侧延伸方向设置有向上凹陷的溢胶槽，且下壁4与上壁3的长度相当；

更进一步的，外壁2的外侧呈波浪结构，且该波浪结构的每个波峰处都开有压槽；

更进一步的，支撑臂与外壁2之间对应设置有一对竖直凸起12，该竖直凸起12分别与下壁4的下表面或者底壁1的上表面垂直连接；其中，该竖直凸起12与支撑臂的间距为4-8mm，优选为5mm；

更进一步的，第一支撑臂6和第二支撑臂7在朝向外壁2的侧面末端分别设置有1个水平凸起10，且水平凸起10与支撑臂的宽度比为1∶2；

更进一步的，“C”字形弯折加强部9与底壁1形成的夹角为35°，其弯折末端与底壁的垂直间距为6.4mm，上壁3和下壁4之间的距离为11.5mm；所述支撑臂的宽度为1.8mm，高度为2.7mm。

实施例4

如图4所示，在实施例3的基础上，在外壁2的内侧、底壁1的下表面以及下壁4的上表面分别设置有凸起条纹11。

实施例5

如图5所示，在对实施例3的基础上，在外底壁1的下表面靠近末端约1/3处设置有凸起条纹11。

实施例6

如图6所示，在实施例3的基础上，在下壁4的上表面设置有凸起条纹11。

实施例7

如图7所示，在对实施例3的基础上，在外壁2的内侧约中部位置处设置有凸起条纹11。

对比例1

如图8和图9所示，为现有技术中通常采用的太阳能光伏组件用闭合式边框型材，包括外壁2、上壁3、下壁4、底壁1和一体联通下壁4和底壁1的支撑臂。外壁2内侧（B侧）由上而下依次与上壁3、下壁4和底壁1垂直连接，上壁3和下壁4之间形成层压件安装槽口5；其支撑臂与外壁2之间对应设置有一对竖直凸起12，该竖直凸起12分别与下壁4的下表面或者底壁1的上表面垂直连接；为了在过盈配合安装中保证角键与边框的连接稳定性，其需要在支撑臂上开设铆接口13。

下边通过对比实验来测试本案中各边框型材的性能，表1和表2中分别列出了实施例1、实施例3以及对比例1中型材的相关重量测试数据和组件功率衰减测试数据，其中，采用机械载荷5400Pa的机械载荷试验进行组件功率衰减测试。

表1

从表1中能够清晰的看出，采用本案中的技术方案制造的新型太阳能用边框型材，即实施例1、3较对比例1而言重量更轻，其米重及单套重量比对比例1减少了37%以上，更轻的重量，以为这本案中边框型材的使用范围更广；其次，通过机械载荷测试可以看出，采用本案中边框型材的组件功率衰减率更小，这得益于本案中边框型材的合理的结构设计，尤其是弯折加强部的存在能够及时分散、消耗、吸收载荷冲击，从而使组件承受载荷的能力大大提高，有效降低组件的损耗，从而增强太阳能光伏组件的使用寿命和安全性能；而且使底壁受力均匀化，从而使整个框架型材在受力时支撑强度得以增强，有效增加太阳能光伏组件的稳定性、牢固性、载荷强度、安全性以及使用寿命；最后，本案中实施例1等结构在支撑臂外侧（A侧）设计了数个齿状内腔凸起，无需原有的繁琐预冲压工艺，利于实现自动化，组装时使角键直接和内腔凸起过盈配合，无需像对比例1即图9中那样在型材两端冲压铆接孔，组装时要靠两条边上预冲锚点与连接角键过盈配合，有效降低了工艺的繁琐程度，提高生产效率。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (8)

1.一种太阳能光伏组件用边框型材，包括外壁、上壁、下壁、底壁和支撑臂，其特征在于，所述外壁内侧由上而下依次与上壁、下壁和底壁垂直连接；所述上壁和下壁之间形成层压件安装槽口；所述底壁末端向光伏组件安装槽口所在方向弯折形成“C”字形弯折加强部；

其中，所述支撑臂包括第一支撑臂和第二支撑臂；所述第一支撑臂与下壁的下表面垂直连接；所述第二支撑臂与底壁的上表面垂直连接；所述第一支撑臂与第二支撑臂对应设置，且中间形成角键安装槽的开口；所述第一支撑臂和第二支撑臂在朝向外壁的侧面均设置有水平凸起或者锯齿结构。

2.根据权利要求1所述的边框型材，其特征在于，所述水平凸起的数量不小于1，且其与支撑臂的宽度比为1∶4-1∶2。

3.根据权利要求1所述的边框型材，其特征在于，所述第一支撑臂与下壁下表面的内侧延伸方向末端或者非末端位置垂直连接。

4.根据权利要求1所述的边框型材，其特征在于，所述上壁的下表面和下壁的上表面在靠近外壁处具有凹陷结构；所述下壁的下表面在靠近外壁处具有凸起结构；所述下壁的长度比上壁的长度长。

5.根据权利要求1所述的边框型材，其特征在于，所述外壁的内侧设置有凸起条纹，或者所述底壁的下表面设置有凸起条纹，或者所述下壁的上表面设置有凸起条纹。

6.根据权利要求1所述的边框型材，其特征在于，所述外壁的外侧呈波浪结构，且该波浪结构的每个波峰处都开有压槽；所述上壁下表面的内侧延伸方向设置有向上凹陷的溢胶槽。

7.根据权利要求1所述的边框型材，其特征在于，所述支撑臂与外壁之间对应设置有一对竖直凸起；所述竖直凸起分别与下壁的下表面或者底壁的上表面垂直连接。

8.根据权利要求1所述的边框型材，其特征在于，所述“C”字形弯折加强部与底壁形成的夹角范围为30-150°，其弯折末端与底壁的垂直间距为h，4mm≤h≤10mm；所述上壁和下壁之间的距离为d，5mm≤d≤15mm；所述支撑臂的宽度为1-2mm，高度为2-3mm。