CN110915133A - 折叠光伏电池板 - Google Patents

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CN110915133A CN201880031507.XA CN201880031507A CN110915133A CN 110915133 A CN110915133 A CN 110915133A CN 201880031507 A CN201880031507 A CN 201880031507A CN 110915133 A CN110915133 A CN 110915133A
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大卫·大川
约翰·保罗·卡普兰
布赖恩·瓦里斯
劳伦斯·B·麦克勒
塔米尔·兰斯
瑞恩·里根
亚历山大·F·克勒
岩坂光
加芙列拉·布内亚
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Maikesheng Solar Energy Co ltd
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Abstract

本发明提供了一种折叠光伏(PV)电池板。所述折叠PV电池板可包括通过铰链组件互连的若干子板。所述铰链组件可包括第一区段、第二区段以及介于所述第一区段和所述第二区段之间的第三区段。所述铰链组件的所述第一区段可耦接到第一子板,并且所述铰链组件的所述第二区段可耦接到第二子板。折叠PV电池板可包括至少一个电导体,所述至少一个电导体从第一子板延伸至第二子板。所述至少一个电导体可位于所述铰链组件中或电缆组件中,所述铰链组件或电缆组件桥接由所述第一子板的边缘和所述第二子板的边缘以及所述铰链组件的所述第三区段限定的通道。

Description

折叠光伏电池板
背景技术
光伏(PV)电池(常被称为太阳能电池)是熟知的用于将太阳辐射转换为电能的装置。一般来讲,使用半导体加工技术在半导体基板的表面附近形成p-n结,从而在半导体晶片或基板上制造太阳能电池。射到基板表面上的太阳辐射在大部分基板上形成电子空穴对,这些电子空穴对迁移到基板中的p掺杂区和n掺杂区,从而在掺杂区之间产生电压差。将掺杂区耦接到太阳能电池上的金属触点,以将电流从电池引导至与其耦接的外部电路。一般来讲,将每个太阳能电池互连的太阳能电池阵列安装在共同或共享的平台上以提供PV电池板。PV电池板可安装在框架上以提供PV模块。可将若干PV模块或模块组电耦接到配电网络,形成PV系统。
附图简要说明
图1A示出根据本公开的一个实施例的折叠光伏(PV)电池板。
图1B示出根据本公开的一个实施例的折叠PV电池板。
图1C示出根据本公开的一个实施例的折叠光伏(PV)电池板。
图2示出根据本公开的一个实施例沿图1的线A-A截取的折叠PV电池板的子板的剖视图。
图3示出根据本公开的一个实施例沿图1的线B-B截取的通过铰链互连的折叠PV电池板的若干子板的剖视图。
图4示出根据本公开的一个实施例处于折叠构型的折叠PV电池板的透视图。
图5示出根据本公开的一个实施例在运输托盘上处于折叠构型的若干折叠PV电池板的侧视图。
图6A示出根据本公开的一个实施例沿纵向取向铺在屋顶上的折叠PV电池板的透视图。
图6B示出根据本公开的一个实施例沿横向取向铺在屋顶上的折叠PV电池板的透视图。
图7示出根据本公开的一个实施例沿图6的线C-C截取的安装在屋顶上的折叠PV电池板的剖视图。
图8A-8B示出根据本公开的一个实施例的互连折叠PV电池板的若干子板的另选的铰链。
图9示出根据本公开的一个实施例的通过铰链组件互连的折叠PV电池板的剖视图。
图10示出根据本公开的一个实施例的通过铰链组件互连的折叠PV电池板的剖视图,该铰链组件与子板的边缘限定通道。
图11示出图10的折叠PV电池板的顶视图。
图12示出根据本公开的一个实施例的通过铰链组件互连的折叠PV电池板的子板的顶视图,该铰链组件包括耦接到子板的同一侧的多个分立的铰链。
图13示出折叠PV电池板的带状接头的剖视图,该带状接头包括嵌入铰链组件的接缝的封装剂材料中的带。
图14示出折叠PV电池板的带状接头的剖视图,该带状接头包括隔离的带。
图15A示出折叠PV电池板的带状接头的另一个实施例的剖视图,该带状接头包括嵌入铰链组件的接缝的封装剂材料中的带。
图15B示出折叠PV电池板的带状接头的另一个实施例的剖视图,该带状接头包括嵌入铰链组件的接缝的封装剂材料中的带。
图15C示出采用图15A的带状接头的折叠光伏(PV)电池板的顶视图。
图16A示出折叠PV电池板的带状接头的又一个实施例的剖视图,该带状接头包括嵌入铰链组件的接缝的封装剂材料中的带。
图16B示出采用图16A的带状接头的折叠光伏(PV)电池板的顶视图。
图16C示出铺在屋顶上的图16B的折叠光伏(PV)电池板的透视图。
图17示出根据一些实施例可以采用的自叠盖PV模块系统的侧视图。
图18示出根据一些实施例可以采用的自叠盖PV模块系统的侧视图。
图19示出根据一些实施例可以采用的自叠盖PV模块系统的平面图。
图20示出根据一些实施例可以装箱和拆箱的自叠盖PV模块系统及其组成部分的透视图。
图21示出根据一些实施例可以采用的自叠盖PV模块系统的透视图。
图22示出根据一些实施例可以采用的具有两行PV电池阵列的自叠盖PV模块系统的透视图。
图23示出根据一些实施例可以采用的自叠盖PV模块系统的逆变器覆盖件与空气流的侧面正视图。
图24和图25示出根据一些实施例可以采用的安装在房屋屋顶上的自叠盖PV模块的透视图。
图26示出根据一些实施例可以采用的安装在房屋屋顶上的自叠盖PV模块的透视图。
图27示出根据一些实施例可以采用的安装在房屋屋顶上的自叠盖PV模块的透视图。
图28示出根据一些实施例可以采用的安装在房屋屋顶上的自叠盖PV模块的透视图。
图29-31示出根据一些实施例可以采用的安装在房屋屋顶上的自叠盖PV模块的透视图。
图32示出根据一些实施例可以采用的连接两个自叠盖PV模块的接缝的侧面剖视图。
图33示出根据一些实施例可以采用的用于连接两个自叠盖PV模块的多个条带的顶视图。
图34示出根据一些实施例可以采用的连接两个自叠盖PV模块的连续接缝的顶视图。
图35示出根据一些实施例可以采用的连接两个自叠盖PV模块的双支柱粘合剂接缝的侧面剖视图。
图36示出根据一些实施例可以采用的连接两个自叠盖PV模块的“K”形接缝的侧面剖视图。
图37示出根据一些实施例可以采用的连接两个自叠盖PV模块的“H”形接缝的侧面剖视图。
具体实施方式
以下具体实施方式本质上只是例示性的,并非意图限制所述主题的实施例或此类实施例的应用和用途。如本文所用,词语“示例性”意指“用作实例、例子或举例说明”。本文描述为示例性的任何实施方式未必理解为相比其他实施方式是优选的或有利的。此外,并不意图受前述技术领域、背景技术、发明内容或以下具体实施方式中提出的任何明示或暗示的理论的约束。
本说明书包括对“一个实施例”或“某个实施例”的参考。短语“在一个实施例中”或“在某个实施例中”的出现不一定是指同一实施例。特定的特征、结构或特性可以任何与本公开一致的合适方式加以组合。
术语。以下段落提供存在于本公开(包括所附权利要求书)中术语的定义和/或语境:
“包括”。该术语是开放式的。如在所附权利要求书中所用,该术语并不排除其他结构或步骤。
“构造为”。各个单元或部件可描述或声明成“构造为”执行一项或多项任务。在此类语境下,“构造为”用于通过指示所述单元/部件包括在运作期间执行一项或多项那些任务的结构而暗示结构。因此,可以说是将所述单元/部件构造为即使当指定的单元/部件目前不在运作(例如,未开启/激活)时也可执行任务。详述某一单元/电路/部件“构造为”执行一项或多项任务明确地意在对该单元/部件而言不援用35U.S.C.§112第六段。
“第一”、“第二”等。如本文所用,这些术语用作其之后的名词的标记,而并不暗示任何类型的顺序(例如,空间、时间和逻辑等)。例如,提及“第一”子板并不一定暗示该子板是某一序列中的第一子板;相反,术语“第一”用于区分该子板与另一子板(例如“第二”子板)。
“耦接”-以下描述是指元件或节点或结构特征“耦接”在一起。如本文所用,除非另外明确指明,否则“耦接”意指一个元件/节点/特征直接或间接连接至另一个元件/节点/特征(或直接或间接与其连通),并且不一定是机械连接。
此外,以下描述中还可能仅为了参考的目的使用了某些术语,因此这些术语并非意图进行限制。例如,如“上部”、“下部”、“上方”、“下方”、“前面”和“后面”等术语是指附图中提供参考的方向。如“正面”、“后表面”、“后面”、“侧面”、“外侧”、“内侧”、“向左”和“向右”等术语描述了在一致但任意的参照系内部件的某些部分的取向和/或位置,或描述部件之间的相对取向和/或位置,通过参考描述所讨论部件的文字和相关的附图可以清楚地了解这些取向和/或位置。此类术语可包括上面具体提及的词语、它们的衍生词语以及类似意义的词语。
“阻止”-如本文所用,阻止用于描述减小影响或使影响降至最低。当组件或特征描述为阻止行为、运动或条件时,它完全可以彻底地防止某种结果或后果或未来的状态。另外,“阻止”还可以指减少或减小可能会发生的某种后果、性能和/或效应。因此,当部件、元件或特征被称为阻止结果或状态时,它不一定完全防止或消除该结果或状态。
现有光伏(PV)模块的屋顶安装涉及的物流、运输和人工成本高昂。现有PV模块的框架和电池板通常又大又重,因此PV模块的运输成本高昂,并且PV模块难以抓握。此外,PV货架系统的物流、装运、运输和安装既昂贵又费时。移除或减少货架系统可影响PV系统的成本和回报时间。
在一个方面,折叠PV电池板具有两个或更多个子板,所述两个或更多个子板通过一个或多个柔性区域(例如,一个或多个铰链)互连。子板可折叠为堆叠构型以供装运,这样可降低装运成本,并且使折叠后的子板更易于抓握。折叠的子板还能够方便地将电池板从仓库运输到工作地点并从卡车运输到屋顶。折叠PV电池板可为轻质的,并且可直接安装在屋顶上。例如,可通过在折叠PV电池板的正面或背面放置功率转换器(例如,微型逆变器)、移除框架和/或由轻质材料(例如聚合物)制造折叠PV电池板来实现直接屋顶连接。
参考图1A-C,其中示出根据本公开的各种实施例的折叠PV电池板。本公开的折叠PV电池板可包括通过一个或多个铰链互连的两个或更多个子板。图1A示出具有单个铰链的双折折叠PV电池板。图1B示出具有两个铰链的三折折叠PV电池板。可使用任何所需数量的子板和铰链(例如,具有三个铰链的四折折叠PV电池板等)。子板可由具有满足可并网的大于40V、600V、1000V或1500V的应用的特性诸如厚度、长度和宽度的材料制成。在一个实例中,子板的宽度可选择为0.8-1.2米,并且子板的长度可选择为1-2.5米。
折叠PV电池板可包括第一子板,该第一子板具有布置成阵列以接收太阳光并将其转换为电能的若干PV电池。折叠PV电池板还可包括第二子板,该第二子板具有布置成阵列的相应的PV电池。该阵列可包括任意数量的行和列的PV电池。此外,折叠PV电池板可包括任意总数的PV电池,例如,总共50-150个PV电池。例如,图1A所示的折叠PV电池板的每个子板包括六行八列的PV电池。作为另一个实例,图1B所示的折叠PV电池板的每个子板包括四行八列的PV电池。图1C的第一子板和第二子板中仅示出三个PV电池,但是应当理解,每个子板可包括完整的PV电池阵列。
第一子板和第二子板的电池图示并非旨在进行限制–本文所述的任何子板均可包括任何类型的电池(诸如部分或全部隔开和/或分离的电池)。在一个实例中,可使用单晶硅、多晶硅和/或任何其他类型的硅基太阳能电池。图1A-C示出包含叉指式背接触(IBC)太阳能电池的PV子板,但是可使用正面接触太阳能电池和/或太阳能电池的叠盖条带。例如,叠盖条带可从标准尺寸的硅太阳能电池上切下,并且使用将条带连接至相邻条带的导电粘合剂以重叠的方式连接在一起。
在一个实施例中,折叠PV电池板的每个子板可包括面向太阳的正面和面向安装现场的背面。例如,每个PV子板可包括向上面向太阳的前板和向下面向屋顶的背板。每个子板的背板可直接安装在屋顶上,如下文所述。
子板的前板和背板可为平面的。前板和背板可为柔性的、半刚性的、刚性的或它们的组合。更具体地,子板中的每个可沿相应的横向平面延伸。例如,第一PV子板可沿第一横向平面延伸,并且第二PV子板可沿第二横向平面延伸。横向平面可隔开一定角度。例如,当折叠PV电池板绕铰链折叠时,子板之间的角度可改变。举例来说,当第二子板绕铰链向上折叠时,介于第一子板的前板和第二子板的前板之间的角度减小。铰链允许介于第一横向平面和第二横向平面之间的角度改变。因此,折叠PV电池板中的每个子板可通过相应的铰链耦接到一个或多个相邻的子板,并且铰链可打开以铺开子板进行安装(图1A-C),或者铰链可闭合以堆叠子板进行装运和抓握(图4)。
折叠PV电池板可包括安装在子板上的其他部件。在一些实施例中,附件(例如,模块级电力电子设备、安装特征结构等)可安装在一个或多个子板的背面,使得从正面看不到附件以实现美观目的或其他目的(例如,图1A-B)。作为另一个实例,外壳可安装在第一子板上。更具体地,外壳可安装在第一子板的正面,如图1C所示。此外,外壳可安装在折叠PV电池板的另一个部件例如电气或电子部件上。例如,外壳可安装在功率转换器、dc-dc转换器、微型逆变器或接线盒(未示出)中的一者或多者上。
微型逆变器或接线盒可安装在任何电池板的任何表面上。例如,如下文所述,微型逆变器或接线盒可安装在第一子板的顶部。在其他实施例中,微型逆变器或接线盒中的一个可安装在一个子板上(例如,在第一子板上,诸如在第一子板的顶部或底部),并且微型逆变器或接线盒中的另一个可安装在不同子板的同一侧或不同侧(例如,在第二子板上,诸如在第二子板的顶部或底部)。另外,在一些实施例中,微型逆变器可安装在折叠PV电池板的单个子板上,并且多于一个接线盒可分别安装在多于一个子板上(例如,每个子板上安装一个接线盒,在一些实施例中,在子板上设置微型逆变器和接线盒,并且一个或多个附加的子板各自具有接线盒)。
折叠PV电池板在本文中主要被描述为交流型PV电池板,但是折叠PV电池板可具有不同的电池板架构。例如,折叠PV电池板可具有直流(DC)电池板架构。因此,其他部件可安装在外壳中。例如,DC优化器可安装在第一子板的顶面上,并且可包封在外壳内。
除外壳以外,集成微型逆变器还可包封电缆,例如交流或直流电缆,以及用于在PV电池和配电网络之间传输电能的连接器。外壳可隔离并且保护各种封闭部件免受周围环境的影响。例如,外壳可提供防雨罩和防雨板以便排水。外壳可为具有圆形边缘的塑料或金属封装件,并且可着色以融入安装有折叠PV电池板的美观的屋顶中。
在一个实施例中,外壳可包括电缆管理特征结构。例如,外壳可包括内置或附加到封装件中的电缆/连接器或电缆管理特征结构。这些特征结构可使部件抬起。更具体地,这些特征结构可将部件固定在与第一子板或可能与水接触的其他表面间隔开的位置。
参考图2,其中示出根据本公开的一个实施例沿图1A-C的线A-A截取的折叠PV电池板的子板的剖视图。折叠PV电池板的每个子板以及任选的每个铰链,均可具有全聚合物结构。子板的全聚合物结构可不包括PV电池、电气互连件等。更具体地,全聚合物结构可指子板的层压层。或者,每个子板的前板或背板中的至少一个或多个可由聚合物(诸如玻璃填充的聚合物)制成。因此,子板和折叠PV电池板可为轻质的。
在一个实施例中,第一子板包括介于前板和背板之间的PV电池。前板可为薄玻璃或聚合物层。此类结构可与由框架支撑的典型厚玻璃前板形成对比。更具体地,前板可为薄的、聚合物型和/或无框架的,因此前板可为轻质的。前板材料的非限制性示例包括四氟乙烯(ETFE)、氟化乙烯丙烯(FEP)、聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚偏二氟乙烯(PVF)、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、玻璃以及它们的组合或衍生物。在一个实施例中,第一子板的背板可为金属、聚合物、玻璃、纤维增强聚合物(例如,玻璃纤维增强聚合物或聚合物增强聚合物)、聚合物基质等或它们的组合。背板材料的非限制性示例包括玻璃、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、Tedlar聚酯(TPT)、热塑性弹性体(TPE)、环氧、酚醛、聚丙烯、乙烯基酯或聚酯基纤维增强聚合物(例如,G10、G11、FR4、FR5)以及它们的组合或衍生物。对于聚合物层压体,背板的厚度可在0.8mm至2mm的范围内,对于玻璃基背板,其厚度可在1mm至3.2mm的范围内。
在一个实例中,例如,如果背板本身具有有限的UV稳定性,则在层压体中可包括中间UV(紫外线)光阻挡层。UV阻挡层的非限制性示例包括不透明的封装件,例如白色或其他有色聚合物(例如,环氧乙烷的低聚物或聚合物如聚烯烃弹性体(POE),离聚物,热塑性烯烃(TPO))。作为另一个实例,可在背板上涂上一层UV阻挡层(例如,焊接掩模、UV稳定涂料等)。作为另一个实例,可采用UV阻挡前板和/或不透明的聚合物中间层(例如,传统的PV背板材料)。背板可选择为具有90℃的最低相对温度指数(RTI)额定值,或更具体地在105℃至130℃之间,以通过UL或其他安全认证。在典型的模块背板中可采用更多的耐热材料。在一些具体实施中,即使并非结构部件,也可以使用具有高RTI额定值的最外层。例如,可采用Tedlar、Tedlar聚酯(TPT)、四氟乙烯(ETFE)、氟化乙烯丙烯(FEP)等材料,而不是聚对苯二甲酸乙二酯(PET)。该方法可用于接缝或铰链组件,其中最背面的材料为RTI级非结构层,但是附加的约束条件是其足够灵活以实现铰链或折叠功能。
在一些具体实施中,可使用核壳结构。例如,可采用蜂窝或泡沫填料作为背板内的中间层,以最小的重量增加刚度。填料也可以是相同的粘合剂,但包含短切纤维,以降低成本。作为另一个实例,可采用由短切纤维和粘合剂诸如环氧树脂或聚丙烯(PP)制成的背板,尽管层压体表面的短切纤维可能对层压过程中产生的空隙产生不利影响。纤维材料的非限制性示例包括玻璃、碳、芳纶或玄武岩,它们可被编织、单向、切碎或以其他方式加工。
PV电池可为任何类型的PV电池。例如,PV电池可为叉指式背接触电池、具有重叠电池区段的正面接触电池或者正面接触电池。更具体地,PV电池可为是任何已知的用于将日照转换为电能的PV电池。在一个实施例中,第一子板包括介于前板和PV电池之间的第一封装剂层(例如,厚100μm至1000μm)。第一封装剂层可由封装剂材料形成。例如,封装剂材料可能在固化后变硬,从而在前板和PV电池之间形成透明薄膜。封装剂材料的非限制性示例包括乙烯-乙酸乙烯酯(EVA)、热塑性烯烃(TPO)、聚烯烃(PO)、热塑性聚氨酯(TPU)、离聚物以及它们的组合或衍生物。类似地,第一子板可包括介于PV电池和背板之间的第二封装剂层(例如,厚100μm至1000μm)。因此,PV电池可封装在前板和背板之间,以形成无框且重量轻的第一子板,该第一子板可直接安装在屋顶上。第二子板可具有类似的结构,例如,在相应的前板和相应的背板之间包括相应的PV电池。因此,折叠PV电池板的每个子板可为轻质层压板,并且折叠PV电池板可易于抓握并且具有高的每磅瓦数比。举例来说,折叠PV电池板可被构造为产生100W至1kW的电能,并且总重量不超过35磅。
在一些实施方案中,第一子板和第二子板可具有不同的结构。例如,材料和/或尺寸可能因子板而异。每个子板可使用不同的封装剂、前板和/或背板组,例如,如果特定的子板支撑模块级电力电子设备(例如,逆变器)或者子板提供附加的安装支撑。例如,第一电池板与第二子板相比,可更坚硬或更刚性以承受机械负荷。
一个或多个电气或电子部件可集成在第一子板的层压结构中。例如,二极管可安装在第一子板上或第一子板中。二极管可设置在子板的前板和背板之间,例如设置在封装剂层中的一者内(例如,层压体中的二极管)。因此,层压体中的二极管可为折叠PV电池板提供二极管保护。另选的,二极管可安装在接线盒内,以为折叠PV电池板提供二极管保护。
参考图3,其中示出根据本公开的一个实施例沿图1A-C的线A-A截取的通过铰链互连的折叠PV电池板的若干子板的剖视图。铰链可将第一子板和第二子板互连。例如,铰链可具有连接至第一子板的第一片和连接至第二子板的第二片。第一片和第二片可通过柔性或可旋转的联轴器相对移动。举例来说,铰链可包括柔性条带,并且第一片和第二片可为柔性条带的区段。柔性条带可由柔性材料的条或膜制成,例如,纤维增强橡胶、复合膜等。铰链还可在层压过程中形成层压体的一部分,或在之后添加。铰链可具有用于电气部件的绝缘体。绝缘体可以在层压过程完成后层压或安装。
柔性条带可包括与第一片和第二片成一整体的中心部分。第一片、第二片和中心部分可为柔性条带的区段,由其相对于折叠PV电池板的子板的位置限定。第一片可为柔性条带安装在第一子板上的区段,第二片可为柔性条带安装在第二子板上的区段,并且中心部分可为柔性条带桥接第一子板和第二子板之间的间隙的区段。铰链的每个片可使用机械、粘合或热粘结方式附接到相应的子板上。例如,片可通过螺钉固定在子板上,片可胶粘到子板上,或者片也可焊接到子板上。
电气或电子部件可安装在铰链上。例如,电导体(例如,电线、带等或它们的组合)可横贯铰链的长度和/或宽度。电导体可附接到铰链,例如通过层压到铰链接缝上来实现。电导体可提供导电回路,以将电能从PV电池传输到微型逆变器或接线盒。其他电气或电子组件诸如上述二极管或导电带可安装到铰链上,例如,安装在第一子板和第二子板之间的间隙内。铰链还可具有封装剂或其他绝缘材料,以隔离带并且保护其免受环境影响。电导体和/或电子部件可沿接缝或跨接缝延伸。例如,电导体可在铰链上沿任意方向(纵向穿过间隙、横向穿过间隙、倾斜穿过间隙、垂直穿过铰链等)延伸,以将第一子板的PV电池与第二子板的PV电池电互连。电子部件可设置在接缝内或接缝外,以互连相应的电池板。
参考图4,其中示出根据本公开的一个实施例处于折叠构型的折叠PV电池板的透视图。折叠PV电池板的铰链可弯曲成封闭构型,以堆叠子板进行装运。例如,第一子板可堆叠在第二子板上,使得第一子板的背板面对第二子板的背板。在一个实施例中,支撑微型逆变器或接线盒的第一子板的前板可从子板的堆叠向外。
在堆叠构型中,折叠PV电池板可具有紧凑的形状因数。在一个实施例中,折叠的PV电池板占据封套,该封套具有48英寸或更小的长度、40英寸或更小的宽度和3英寸或更小的厚度。折叠的PV电池板的总重量可小于50磅,例如20磅。因此,折叠的PV电池板可易于携带。
为便于抓握,可在运输和抓握过程中将携带条带缠绕在折叠的PV电池板上并且固定,以使折叠的PV电池板保持为堆叠构型。手柄可附接到携带条带,以允许安装人员轻松拾取作为套装的折叠PV电池板。如上文所述,堆叠的子板套装可具有1kW的发电容量。在一个实施例中,多于一个折叠PV电池板可捆扎在一起以作为单个单元携带。例如,若干折叠PV电池板可通过固定带捆扎在一起,并且电池板套装可携带于安装人员的后背上,例如以背包形式携带。
参考图5,其中示出根据本公开的一个实施例在运输托盘上处于折叠构型的若干折叠PV电池板的侧视图。若干折叠的PV电池板可在单个装运托盘上装运。举例来说,PV电池板的包装可包括堆叠并且嵌套在一个托盘上的四个折叠的PV电池板。该包装可包括托盘上的两个折叠的PV电池板的第一堆叠,该第一堆叠与两个折叠的PV电池板的第二堆叠相邻。PV电池板的每个堆叠可包括介于堆叠的折叠电池板的子板之间的一个或多个集成功率转换器(例如,dc-dc转换器、微型逆变器等或它们的组合)。例如,安装在底部折叠的PV电池板的第一子板上的微型逆变器可支撑顶部折叠的PV电池板的第一子板,并且安装在顶部折叠的PV电池板的第一子板上的微型逆变器可置于底部折叠的PV电池板的第一子板上。换句话说,集成微型逆变器可机械地间隔并且隔开堆叠的PV电池板。其他部件可堆叠在折叠的PV电池板上或之间。例如,该包装中可包括具有外壳、防雨板、电缆等的部件箱,用于在安装现场完成展开的PV电池板的安装。
在所示的构型中,托盘具有4kW的总发电容量,并且重160磅,因此,折叠的PV电池板的包装提供了一种廉价且高效的装运和抓握解决方案。即,该包装提供了改善的模块物流解决方案。改善的模块物流解决方案也可以由通常不参与太阳能市场的分销商高效实施。例如,折叠PV电池板可由在线零售商销售和经销,因为与现有的光伏模块和货架系统解决方案相比,其装运和抓握得到简化。
参考图6A,其中示出根据本公开的一个实施例沿纵向取向铺在屋顶上的折叠PV电池板的透视图。在安装现场,折叠PV电池板可展开并且安装到屋顶上。折叠PV电池板可通过铺开铰链来展开,以打开子板之间的角度,并且将子板定位在共面方向上。共面的第一子板和第二子板可直接安装到屋顶上。展开的PV电池板可安装在任何方向上。例如,子板可安装在纵向取向中,其中子板的最长边缘沿屋顶指向侧面。另选地,子板可安装在横向方向上,其中子板的最长边缘沿屋顶指向上方。图6B示出根据本公开的一个实施例沿横向取向铺在屋顶上的折叠PV电池板的透视图。
在一个实施例中,两个或更多个折叠PV电池板可在安装现场安装在一起。例如,第一折叠PV电池板可展开并且安装在屋顶上,与展开并且安装在屋顶上的第二折叠PV电池板相邻。展开的PV电池板可具有相应的边缘,这些边缘彼此紧邻且彼此平行。平行边缘可沿任意方向延伸,因此,相邻的电池板可沿相对于电池最长轴线的纵向方向串联布置,或沿相对于电池板的最长轴线的横向方向并联布置。并列型电池板可互锁以形成更大的阵列。例如,机械紧固件诸如销或夹具可将电池板的相邻边缘保持在一起以形成电池板阵列。机械紧固件可为中间部件,诸如连接到电池板两端的电缆、穿过每个电池板上的接收孔的U型螺栓等。折叠PV电池板可彼此电连接,例如,并联或串联连接。因此,若干折叠PV电池板可安装在更大的PV阵列中。
折叠PV电池板可包括安装在子板的正面或背面的其他部件。例如,如图所示,一个或多个外壳可安装在第一子板的正面,类似于图1C。在该实例中,示出了多个分立的外壳(例如,三个分立的外壳),但是其他实例可利用任何数量的分立的外壳或单个连续外壳(例如,图6B所示的实施例包括单个连续外壳)。更具体地,一个或多个外壳可安装在第一子板的正面。此外,一个或多个外壳可安装在折叠PV电池板的任何其他部件(例如电气或电子部件)上。例如,一个或多个外壳可安装在功率转换器(例如,dc-dc转换器、微型逆变器等或它们的组合)或接线盒(未示出)中的一者或多者上。以类似的方式,附件,例如电气或电子部件、安装部件和/或一个或多个外壳,可安装在折叠PV电池板的背面。
参考图7,其中示出根据本公开的一个实施例沿图6A或图6B的线C-C截取的安装在屋顶上的折叠PV电池板的剖视图。将折叠PV电池板直接安装到屋顶上,可包括将子板置于屋顶的瓦板上。在一个实施例中,将第一子板的背板直接置于瓦板上。
第一子板,并且在广义上为折叠PV电池板,可通过与瓦板相互作用的翼片或防雨板附接到屋顶。在一个实施例中,折叠PV电池板包括具有第一边缘和第二边缘的垫片。第一边缘可连接至第一PV子板。例如,第一边缘可机械、粘合或热粘结到第一子板或外壳,以将垫片固定到第一子板。类似地,垫片的第二边缘可附接到屋顶。举例来说,第二边缘可安装在屋顶的一对瓦板之间。垫片可钉在适当的位置,或以其他方式紧固在瓦板之间。一对瓦板可挤压垫片,以提供将第一子板和折叠PV电池板固定在屋顶上适当位置的固定力。
可将垫片的第一边缘置于外壳上方,以引导水离开安装在第一子板上的电气和电子部件。微型逆变器和/或接线盒可安装在第一子板的顶部,并且外壳可包封微型逆变器和/或接线盒,以保护部件免受从屋顶和垫片上滚落的雨水的影响。
在一个实施例中,外壳具有不同的高度,以防止在模块级电力电子设备(例如,微型逆变器、dc-dc转换器等或它们的组合)之上积水。例如,外壳可包括在第一子板之上具有第一高度的第一外壳区段。外壳可包括在第一子板之上具有第二高度的第二外壳区段。第一高度可不同于第二高度。如图所示,第一高度可小于第二高度。因此,落在第二外壳区段上的雨水可能流到第一外壳区段上,并且可进一步滚到第一子板和屋顶上。
微型逆变器和/或接线盒可电连接至折叠PV电池板的其他部件。例如,微型逆变器或接线盒中的一个或多个可电连接至沿铰链布线的电导体。即,电导体可使电能从PV电池返回外壳内的微型逆变器或接线盒。折叠PV电池板的部件,例如,外壳、子板的背板、折叠PV电池板的任何其他部件或它们的组合,均可电接地至微型逆变器或接线盒。例如,外壳可由金属制成,因此,外壳可通过接地电缆接地至微型逆变器。即,接地电缆可具有附接到微型逆变器的第一端部和附接到外壳的第二端部,例如,通过螺钉附接。类似地,第一子板的背板可由金属制成,因此,金属背板可通过接地电缆或导电耦接(诸如螺钉)电接地至微型逆变器或接线盒。
参考图8A,其中示出根据本公开的一个实施例的互连折叠PV电池板的若干子板的另选的铰链。铰链可包括移动部件。例如,铰链可包括耦接到第一片的转向节。铰链还可包括耦接到第二片的销。销可位于转向节中,以允许在第一片和第二片之间移动。因此,机械铰链可允许介于第一子板和第二子板之间的角度基于围绕销的转向节的旋转而改变。
参考图8B,其中示出根据本公开的一个实施例的互连折叠PV电池板的若干子板的另选的铰链。铰链可与折叠PV电池板的子板成一体。例如,铰链可为介于第一子板和第二子板之间的活动铰链。活动铰链可为颈缩区域,在该区域上,子板的前板和后板之间的距离减小。更具体地,活动铰链可比包括PV电池的其他子板区域更薄且更灵活。因此,第一子板可为整体电池板的第一区域,并且第二子板可为整体电池板的第二区域。这些区域可一体形成并且通过活动铰链互连,它们是整体电池板的第三区域。
除上述优势之外,具有通过铰链互连的若干子板的折叠PV电池板可满足其他关键产品要求。例如,折叠PV电池板可符合防火要求,可具有支持10年质保期的使用寿命,并且可轻松、快速地安装到屋顶上。上述特征结构(诸如全聚合物层压子板结构)可满足这些要求。应当理解,如上文所述,子板沿单个纵向轴线的顺序布置为例示性的,并且其他子板布置是可能的。例如,第二子板可具有沿第一边缘的第一铰链以及沿第二边缘的第二铰链,该第二边缘与第一边缘正交。第一铰链可在第二方向上将第二子板与第一子板互连,并且第二铰链可在第二方向上将第二子板与第三子板互连,该第二方向与第一方向正交。因此,第一子板、第二子板和第三子板可布置为“L”形图案。电池板和铰链可在一个或两个方向上,并且子板可与相邻子板的任何边缘互连以形成不同布置图案,诸如“Z”或“O”形图案。
电导体(例如,电线、带等或它们的组合)可从本文所述的任何折叠PV电池板的第一子板延伸至折叠PV电池板的第二子板。在一些实施例中,第一子板和第二子板可类似于本文所述的任何子板(例如,第一子板可包括介于第一前板和第一背板之间的第一PV电池,并且第二子板可包括介于第二前板和第二背板之间的第二PV电池)。电导体可将与第一子板相关联的部件(例如,第一子板的PV电池、安装在第一子板上的接线盒等或它们的组合)电连接至与第二子板相关联的部件(例如,第二子板的PV电池、安装在第二子板上的接线盒等或它们的组合)。
折叠PV电池板可包括铰链组件,该铰链组件具有第一区段(例如,第一片)、第二区段(例如,第二片)以及介于该第一区段和第二区段之间的第三区段(例如,中心部分)。第一区段可耦接到第一子板,并且第二区段可耦接到第二子板,以允许在第一子板沿其延伸的第一横向平面与第一子板沿其延伸的第二横向平面之间的角度改变。
在一些实施例中,电导体可与铰链组件处于相同位置(例如,集成到铰链组件的接缝中)。在其他实施例中,电导体可与铰链组件不处于相同位置。在电导体和铰链组件不处于相同位置的实施例中,电导体可位于由铰链组件的第三区段以及第一子板的边缘和第二子板的边缘限定的通道中。电缆组件可桥接通道,并且电导体可位于电缆组件中。
图9示出根据本公开的一个实施例的通过铰链组件互连的折叠PV电池板的子板901和902的剖视图。在所示的实施例中,铰链组件包括第一铰链911,该第一铰链具有耦接到子板901的第一侧的第一区段以及耦接到子板902的第一侧的第二区段。铰链组件包括第二铰链912,该第二铰链具有耦接到子板901的第二侧的第一区段以及耦接到第二子板902的第二侧的第二区段。
铰链组件还可包括介于铰链911和912之间的第三区段之间的封装剂层。电导体905可嵌入封装剂层中。横截面中所示的封装剂层包括第一区域908和第二区域909,但是,封装剂层可为其中嵌有电导体905的单层。在一些实例中,封装剂层可由多于一层形成(例如,相同材料,在不同时间形成)。在这些实施例中,电导体905可在形成一层之后并且形成另一层之前进行放置。
尽管所示的实施例示出电导体905被集成到子板901和902的两侧的包括铰链的铰链组件中,但是在其他实例中,电导体可被集成到子板901和902的单侧的包括一个或多个铰链的铰链组件中。例如,单个连续铰链或分立的铰链具有耦接到子板901的第一侧的第一区段,以及耦接到子板902的第一侧的第二区段,而无耦接到第一子板和第二子板的第二侧的铰链。
图10示出根据本公开的一个实施例的通过铰链组件互连的折叠PV电池板的子板921和922的剖视图,该铰链组件与子板921和922的边缘限定通道。在该图示中,铰链组件包括铰链931,该铰链具有耦接到子板921的一侧的第一区段以及耦接到子板922的一侧的第二区段。
铰链931的第三区段与子板921和922的边缘限定通道。包括电导体925的电缆组件桥接通道。电导体925可被绝缘体围绕,该绝缘体在横截面图示中包括区段928和929。
在一些实例中,可设置间隙930以机械分离电缆组件和铰链组件。机械分离可减小折叠过程中和/或折叠PV电池板时电导体925组件上的应力。在一些实例中,电导体925和/或电缆组件可长于通道的宽度,以减小折叠PV电池板过程中和/或折叠时施加于电导体925和/或电缆组件上的应力。
在所示的实施例中,电缆组件被示出为将通道对分(例如,将通道分成两个相等的部分)。在其他实例中,电缆组件可偏移,例如,更靠近子板921和922的第一侧和第二侧中的一个而不是子板921和922的第一侧和第二侧中的另一个。
在一些实例中,电缆组件可能位于通道的底部,例如,区段928可靠近铰链931(例如,在一些实例中,与铰链931接触)。在一些实例中,粘合剂可沉积在通道底部的铰链组件上,并且电缆组件可安装在粘合剂上。
电导体925可延伸到子板921和922(未示出)中。在一些实例中,电导体925可为自密封的,并且密封件也可延伸到子板921和922中(此类密封件可通过任何方法沉积到电导体925上,例如将电导体925浸入液体中)。在一些实例中,仅对于电导体925暴露在通道中的部分,可在电导体925(以及存在的密封件)周围形成绝缘层(例如,该绝缘层可能不延伸到子板921和922中)。将电导体置于通道内之后,此类绝缘层可在暴露的电导体(以及存在的密封件)上形成。
尽管图10中所示的实施例包括耦接到子板921和922的第一侧的铰链931并且无耦接到子板921和922的第二侧的铰链,但是在其他实施例中,与铰链组件不处于相同位置的电缆组件可包括耦接到子板921和922的与第一侧相对的第二侧的铰链(未示出)。在这些实例中,通道由子板921和922的边缘以及铰链中的每个的中心部分限定。另外,电缆组件可与一个或多个铰链机械分离。
图11示出图10的折叠PV电池板的顶视图。在该实例中,铰链可包括单个连续的可折叠接缝,该接缝可包括一个或多个柔性层(诸如柔性材料的层压层)。
图12示出根据本公开的一个实施例的通过铰链组件互连的折叠PV电池板的顶视图,该铰链组件包括耦接到子板1121和1122的同一侧的多个分立的铰链。折叠PV电池板类似于图9-10的折叠PV电池板,其具有由子板1121和1122的边缘以及铰链组件的中心部分限定的通道。然而,在该实例中,铰链组件包括多个分立的铰链1131和1132,这两个铰链耦接到子板1121和1122的同一侧。分立的铰链1131和1132中的每个可为接缝或刚性部件,诸如可旋转地耦接到第二部件的第一部件(在一些实施例中,这些部件可包括前文所述的转向节和销)。铰链1131和1132之间的空间限定开口1130,该开口暴露出通道中的电缆组件1125。开口1130可提供触及电缆组件1125的通道,例如在折叠PV电池板展开时。
图12所示的实施例示出耦接到子板1121和1122的第一(顶)侧的铰链1131和1132,但是应当理解,铰链也可耦接到子板1121和1122的第二(底)侧,并且在其他实施例中,在子板1121和1122的第二侧可不存在铰链。此外,铰链可交替,使得第一分立的铰链耦接到子板的第一侧,并且第二分立的铰链可耦接到子板的第二侧。图13示出折叠PV电池板的带状接头的剖视图,该带状接头包括嵌入铰链组件的接缝的封装剂材料中的带1308。带状接头包括第一子板和第二子板,该第一子板包括背板1301、电池1305和前板1303,第二子板包括背板1302、电池1306和前板1304。该带状接头的铰链组件可具有接缝,该接缝包括带1308、封装剂层1312和1314、屏障条1300和1399、接缝层1311和1315(可由与封装剂层1312和1314的材料相同的材料或不同的材料形成)。
带1308可类似于任何前文描述的电导体,从第一子板延伸至第二子板。在该实例中,带1308嵌入封装剂中,例如,位于封装剂层1314上,并且也可以被封装剂层1312覆盖。在一些实施方案中,可在1312处提供多个封装剂层。在一些实施例中,电屏障1307可包括层,诸如EPE(发泡聚乙烯)层,可隔离电池1305和1306(例如,可位于带1308与电池1305和1306之间)。
封装剂或层压粘合剂层可以任何所需的厚度设置。在一些实施方案中,可使用多层类似的材料来增加厚度。例如,可向正面(例如,在1312处)提供200-600微米范围内的单个封装剂或层压粘合剂层,或者在其他具体实施中,可提供两个封装剂层以产生400-1200微米的厚度。作为另一个实例,可向背面(例如,在1314处)提供单个封装剂或层压粘合剂层,其厚度范围为200-600微米。
图14示出折叠PV电池板的带状接头的剖视图,该带状接头包括隔离的带1408。带状接头包括第一子板和第二子板,该第一子板包括背板1401、电池1405和前板1403,第二子板包括背板1402、电池1406和前板1404。该带状接头的铰链组件可包括屏障条1400和1499以及接缝层1411和1415。电屏障1407和1477可类似于电屏障1307(图13),可分别隔离电池1405和1406(例如,可分别位于带1408与电池1405和1406之间)。
封装剂层1412、1414、1422和1424以及带1408与铰链组件隔离,这样可减小带1408上的应力。带1408可位于由第一子板的边缘和第二子板的边缘以及封装剂层1412、1414、1422和1424的边缘形成的通道中。密封件1409可在通道中的带1408的一部分的周围形成(在其他实例中,至少一层密封件也可在带1408的其他部分的周围形成)。
由于不需要封装剂和/或覆盖件材料来隔离第一子板和第二子板之间的电连接器(例如,带1408)的部分,因此,图14的带状接头的层压堆叠的总厚度与其中在第一子板和第二子板之间嵌入此类材料的电连接器的一部分的实施例相比可有所减小。这一减小的厚度可增加铰链的柔韧性。机械分离电连接器与铰链(诸如图14所示)可减小电连接器上的应力。
在一些实例中,屏障条1400和1499可为不同的材料和/或不同的尺寸。在一些实例中,可省略和/或用泡沫或其他材料代替屏障条1499与屋顶接触。屏障条1400可提供足够的防雨功能。在铰链组件形成暴露通道的开口的实例中,屏障条1400可形成防雨功能以覆盖该开口,并且如果需要进入该开口,则可以将该屏障条移除。
图15A示出折叠PV电池板的带状接头的另一个实施例的剖视图,该带状接头包括嵌入铰链组件的接缝的封装剂材料中的带1508。该带状接头包括第一子板和第二子板,该第一子板包括背板1501和电池1505,第二子板包括背板1502和电池1506。屏障条1599可与背板1501和1502物理接触,例如,可直接附着到背板1501和1502。在图15B所示的另一个实例中,封装剂层1515可包括在背板1502和屏障条1599之间。
在该实施例中,前板1503在第一子板和第二子板之间的接缝上连续。这与图13所示的实施例中的包括由类似材料制成的非连续前板1303和1304、屏障条1300和接缝层1311的堆叠形成对比。再次参考图15A,该带状接头的铰链组件可具有包括带1508、封装剂层1512和1514以及屏障条1599的接缝。带1508可类似于任何前文描述的电导体,从第一子板延伸至第二子板。在该实例中,带1508嵌入封装剂中,例如,位于封装剂层1514上,并且也可以被封装剂层1512覆盖。
在一些实施例中,电屏障1507可包括EPE层,可隔离电池1505和1506(例如,可位于带1508与电池1505和1506之间)。机械引导件1509可位于带1508的另一侧。机械引导件1509可为带1508的一侧提供刚度,该刚度与带1508的另一侧上的电屏障1507所提供的刚度相对应。在一些实施例中,机械引导件1509由与电屏障1507相同的材料形成。
图15C示出采用图15A的带状接头的折叠光伏(PV)电池板的顶视图。虚线1550指示电屏障1507和机械引导件1509的位置。如虚线1550所示,电屏障1507和机械引导件1509可与折叠PV电池板的接缝横向地(例如,正交)取向。
图16A示出折叠PV电池板的带状接头的又一个实施例的剖视图,该带状接头包括嵌入铰链组件的接缝的封装剂材料中的带1608。该带状接头包括第一子板和第二子板,该第一子板包括背板1601和电池1605,第二子板包括背板1602、电池1606以及连续的前板1603。
该带状接头的铰链组件可具有包括带1608、封装剂层1612和1614以及屏障条1699的接缝。带1608可类似于任何前文描述的电导体,从第一子板延伸至第二子板。在该实例中,带1608嵌入封装剂中,例如,位于封装剂层1614上,并且也可以被封装剂层1612覆盖。
在一些实施例中,电屏障1697和1698可各自包括EPE层,可隔离电池1605和1606(例如,可分别位于带1608与电池1605和1606之间)。机械引导件1609可位于带1608的另一侧。机械引导件1609可为带1608的一侧提供刚度,该刚度与带1608的另一侧上提供的刚度相对应。
接缝覆盖件1699可邻近电屏障1697和1698之间的间隙定位。接缝覆盖件1699可使用与机械引导件1609和/或电屏障1697和1698类似的材料形成。但是,接缝覆盖件1699的材料可具有与机械引导件1609和/或电屏障1697和1698(例如,黑色EPE层)的材料不同的颜色。在一些实例中,接缝覆盖件1699可包括机械引导件1609和/或电屏障1697和1698以外的附加的/不同的颗粒和/或附加/不同的层,这可能使接缝覆盖件1699变黑(或某种其他选定的颜色)。
在一些实施例中,电屏障的第一颜色层(例如,包括白色EPE材料)为接缝的任一侧,并且接缝覆盖件的第二颜色层(例如,包括黑色EPE材料)在接缝中。第二颜色层可与第一颜色EPE层的一部分重叠(以避免任何间隙暴露第一颜色层下方的层,例如以避免暴露带1608)。图16B-C分别示出采用图16A的带状接头的折叠光伏(PV)电池板的顶视图以及铺在屋顶1649上的折叠PV电池板的透视图。如包括该带状接头的折叠PV电池板的顶视图中的虚线1650所示,第一颜色层可在长度方向上延伸至折叠PV电池板的模块(例如,介于带1608与电池1605和1606之间)。颜色条1651(由第二颜色层创建)可与模块横向延伸(在安装在屋顶1649上的类似折叠PV电池板的一部分的等轴视图中,颜色条1651也示出为与模块横向延伸)。
在本文所述的任何实施例中,电导体和/或电缆组件可包括一个或多个应变消除特征结构,以减小电导体和/或电缆组件上的应力,例如故意扭结、凸出(例如,提供足够的长度,使得在展开位置,电导体或电缆组件的区段基本上与电导体或电缆组件的其余部分正交)、对角线等或它们的组合。对角线或凸出可在平行于第一子板和第二子板的横向平面的横向平面中(处于展开位置),或者在与第一子板和第二子板的横向平面相交的平面中(处于展开位置)。电导体和/或电缆组件在折叠之前可预扭结。通过预扭结形成的扭结(例如,故意扭结)可防止折叠过程中意外形成扭结。扭结可能由电导体或电缆组件撞击物体而形成,例如物体的非圆形或圆形边缘/角。
在其中使用单独的电缆组件将铰链组件与电导体机械分离的实例中,铰链可通过仅形成于子板上的不连续粘合剂层耦接到折叠PV电池板的子板的第一侧。在其中铰链组件未与电导体机械分离的实例中,该粘合剂层可为形成于子板上的单个连续粘合剂层和介于子板之间的结构,诸如处于子板之间的封装剂层(电导体嵌入子板之间的此类封装剂中)。在其他实例中,可代替粘合剂和/或在粘合剂之外,使用机械紧固件将铰链固定到子板和/或形成于子板的边缘之间的部件。
在本文所示的任何实施例中,电连接器相对于中性轴线(在顶部和底部上具有相同刚度的位置)的位置可选择为在电连接器的不同部分不同地偏置张力或压力。沿中性轴线放置电连接器通常可最大程度减小应力。但是,如果电连接器具有更适于压缩而不是拉伸的特性,将此类电连接器放置成偏离中性轴线而更靠近前板可能是有利的。相反,如果电连接器具有更适于拉伸而不是压缩的特性,将此类电连接器放置成偏离中性轴线而更靠近背板可能是有利的。
在本文所述的任何实施例中,电导体可包括多于一个绝缘层。电导体可包括密封件以及要在其中嵌入电导体的附加层。可通过将电导体置于可延展的热封装剂中来形成附加层。如果在可延展材料完全冷却之前,电导体相对于封装剂(例如,扭结)移动(防止封装剂的较薄区域相对于封装剂移动),则密封件可提供保护。
在一些实施例中,可将电气部件(诸如微型逆变器和/或接线盒)安装在任何子板(诸如关于图7所示的实施例所述的第一子板)的顶部。在其他实施例中,电气部件可安装在任何子板下方。例如,折叠PV电池板可包括三个子板,例如,第一子板安装在距离屋顶边缘最远的位置,第二子板和第三子板安装到最靠近屋顶边缘的位置。电气部件可安装在任何子板诸如第一子板或第三子板下方。
电气部件可安装在子板中的一个的边缘附近。在安装于第三子板下方的情况下,边缘可为最靠近屋顶边缘的(第三子板的)边缘。在这种情况下,安装后,第三子板的底部的倾斜度可小于其他子板的底部的倾斜度。另选地,在安装于第一子板下方的情况下,边缘可为最靠近屋顶边缘的(第一子板的)边缘中的一个。在这种情况下,第一子板的底部的倾斜度可小于其他子板的底部的倾斜度。
在将电气部件安装于第一子板下方最靠近屋顶边缘的(第一子板的)边缘的实施例中,第一子板和第二子板之间的接缝的长度可与其他子板之间(例如,在这种情况下,介于第二子板和第三子板之间)的接缝的长度不同(例如,更长)。但是,在将电气部件安装于第三子板下方最靠近屋顶边缘的(第三子板的)边缘附近的实施例中,第二子板和第三子板之间的接缝不一定与其他子板之间(例如,在这种情况下,介于第一子板和第二子板之间)的接缝具有不同的长度,或者可具有不同的长度,但是不像安装在第一子板下方的实施例中的接缝那样长。第二子板和第三子板之间的接缝上的应力(在安装于第三子板下方的实施例中)可小于第一子板和第二子板之间的接缝上的应力(在安装于第一子板下方的实施例中)。由于应力减小,因此在安装过程中可更容易将该接缝平整放置,并且该接缝可被构造为与折叠PV电池板中的其他接缝类似(在设计、尺寸、材料等或它们的组合方面)。
不同的下方安装构型可提供取决于应用的优势,例如,取决于屋顶的特性。在安装于第三子板下方的实施例中,电气部件可靠近屋顶边缘,这可以使得在某些屋顶现场更易于串接折叠PV电池板(因为在屋顶边缘进入比其他进入更好的应用中,从屋顶边缘可更好地触及电气部件)。但是,在安装于第一子板下方的实施例中,第三区段上的负载可能较低,这可能需要较少的屋顶穿透和/或紧固件,这对于某些屋顶可能是一个优点。
在任何安装构型中,折叠PV电池板的一个接缝的宽度可不同于折叠PV电池板的另一个接缝的宽度,以适应电气部件的折叠。例如,在具有安装到一个子板的电子部件的折叠PV电池板中,该子板和另一个子板之间的接缝可宽于其他子板之间的接缝。例如,较宽的接缝可为45mm宽,并且另一个接缝可为25mm宽。
在本文所述的任何实施例中,可在接缝中,例如在接缝的一层或多层中,形成一个或多个孔。例如,参考图13,孔可形成在带1308、封装剂层1312和1314、屏障条1300和1399、接缝层1311和1315中的一部分或全部中(可由与封装剂层1312和1314的材料相同或不同的材料形成)。在一些实例中,可通过在接缝上钻孔来形成孔。所述一个或多个孔可用于紧固件(例如,将折叠PV电池板固定到屋顶的紧固件)、电连接器(例如,将安装在折叠PV电池板顶部的部件连接至折叠PV电池板下方的电连接器的电连接器)、用于排气孔等或它们的组合。所述一个或多个孔可具有相同或不同的形状,例如,圆形孔、椭圆形孔或狭槽(诸如百叶窗的狭槽)。
自叠盖
PV模块可布置在刚性框架上并且固定到支撑结构上,以便支撑PV模块并且将它们对准所需的方向和角度。刚性框架可被安装到建筑物的屋顶,并且可安装到用于支撑PV模块的独立结构。这些系统的组装可能很耗时,因为首先需要完成框架结构,然后将每个PV模块一次一个地连接至框架。
PV电池阵列可被构造为以折叠方式连接。这些PV电池可组织在电池板上,其中若干电池板可形成PV模块。在实施例中,PV电池阵列的一系列两个或更多个电池板可彼此连接,使得第一电池板可折叠到第二电池板上以用于装运或储存目的。在安装时,电池板可按顺序展开和安装,其中PV电池的一个电池板连接至PV模块的PV电池的第二电池板。PV电池的电池板可连接为使得它们在伸出位置时处于同一平面上。PV电池的电池板也可连接为使得它们在伸出位置时重叠。
本节描述了各种方法、系统、设备和制品,由此本文所述的任何折叠的PV电池板或其部件均可采用自叠盖技术或设计。这些自叠盖技术或设计可允许PV模块在安装过程中展开或以其他方式易于彼此邻接。这些技术和设计可包括包装、拆包、组装、连接、安装和维护PV模块。这些模块可包括单个PV电池阵列以及多个PV电池阵列。该模块还可包括逆变器,该逆变器连接至一个或多个包括PV模块的PV电池阵列。在实施例的自叠盖PV模块中,还可存在或不存在其他部件。
实施例可提供方法、系统、设备和生产的制品,由此,可包括一个或多个一维或二维PV电池阵列的PV模块可被构造为以折叠方式连接。PV模块还可被构造为使得之前未连接的PV模块可易于彼此附接。在实施例中,PV电池阵列的一系列两个或更多个电池板可彼此连接,使得第一电池板可折叠到第二电池板上以用于装运或储存目的。在安装时,电池板按顺序展开和安装,其中PV电池的一个电池板连接至PV模块的PV电池的第二电池板。PV电池的电池板可连接为使得它们在伸出位置时处于同一平面上。PV电池的电池板也可连接为使得它们在伸出位置时重叠。该重叠沿整个边缘可为一致的,并且也可为不一致的。在优选的实施例中,重叠可为一致的,并且可被限制在邻接PV电池板的边缘区域,使得下面的PV电池不被覆盖的PV电池板遮挡。PV模块可包括微型逆变器和/或电子元件。PV模块还可包括连接器和/或电缆,以便将两个或更多个PV电池板或PV模块连接到一起。连接PV模块的接缝可沿PV模块的侧面或边缘连续,也可以仅沿PV模块的侧面的边缘的一部分布置。在实施例中,PV模块之间的电导体可嵌入一个或多个接缝中,也可置于接缝之外。
包括PV模块的PV电池板的一个或多个边界可包括柔性折叠接缝。该折叠接缝可固定在每个邻接PV电池板的两个面上,也可固定在每个邻接PV电池板的少于两个面上。可固定接缝,以便两个相邻的PV电池板彼此折回。接缝也可被构造和固定为使得当邻接PV电池板展开时,这些电池板被置于同一平面上,或者一个PV电池板与另一个PV电池板重叠。如本文所述,PV模块还可包括多于两个固定的PV电池板。例如,PV模块可包括五个彼此固定的PV电池板,从而它们可在制造时彼此折回成堆叠,然后展开为单行五个PV电池板。连接五个电池板的接缝可相同,也可不同。例如,电池板1-2-3可置于同一平面上,而电池板4-5可彼此重叠。在实施例中,PV电池板也可连接为使得它们形成类似Tetris的形状。换句话说,与所有电池板置于同一条线上相反,将某些PV电池板连接到一侧并且形成“L”或“T”或“S”形状。也可形成其他非线性形状。
在实施例中,密封件可固定到PV电池板的两个表面,也可仅固定到一个表面。密封件可机械固定到PV电池板的顶部、底部以及边缘表面。固定可通过机械技术诸如榫槽或其他凸/凹固定设计来实现。固定也可通过粘合剂或者通过机械技术和粘合剂的组合来实现。
PV模块的电气部件可固定到一个PV电池板,也可固定到PV模块的不同PV电池板。例如,在构成PV模块的四个PV电池板的线性串中,两个PV板可具有用于连接邻接PV模块的连接器,第三PV电池板可不具有连接器,并且第四PV电池板可具有微型逆变器和一个连接器,以将微型逆变器耦接到另一个PV模块或某些其他类型的菊花链连接器。
在实施例中,PV模块的PV电池板可在内部彼此电连接。这些连接可穿过连接邻接电池板的接缝。这些连接也可通过连接PV电池板的接缝的上方、下方或以其他方式通过接缝周围。在一些实施例中,PV电池板之间暴露的连接可需要在现场完成,而在一些实施例中,暴露的连接可在装运之前在制造或组装时完成。
在实施例中,接缝可固定到同一PV模块的邻接PV电池板上,使得PV电池板可定位在邻接PV电池板的上方或下方。沿PV模块的表面的大部分边缘可存在单个接缝,也可存在多个接缝,用于将两个或更多个PV模块连接在一起。
在实施例中,PV电池板和PV模块也可被构造为与相邻的PV电池板和之前未附接到它们的相邻PV模块配合。相邻PV模块(及其组成的PV电池板)的这种配合可包括重叠细木工或通道细木工或两者。通道细木工可包括叠合连接器,以允许不同PV模块的相邻PV电池板彼此连接。叠合连接器可被构造为使得在连接器内、下方或上方形成电线通道或沟槽。还可采用其他构型的连接器。
实施例还可在相邻的PV模块之间提供偏移间距。换句话说,具有相同尺寸和形状的相邻PV模块可能无法均匀对齐,但可能在PV模块与PV模块之间交错布置。这种交错可同时发生在PV模块的顶部边缘和PV模块的侧边缘。叠合连接器的形状可提供这种交错,并且也可提供对准特征结构。该对准特征结构可相对于相邻的PV模块设置交错的距离或位置或两者。
使用本文所述的各种实施例的各个特征结构形成另外的实施例,也可采用另外的构型。
现在参考图17,其中示出PV模块,该PV模块包括三个PV电池板,在这些电池板上安装有电子元件(例如,微型逆变器或接线盒)。从中可以看出,上部和下部接缝1701将第一PV电池板连接至第二PV电池板,并且将第二PV电池板连接至第三PV电池板。从中还可以看出,PV电池板位于同一平面上。每个PV电池板之间的双接缝1701可允许PV电池板彼此折叠,这在装运、存储、现场抓握等过程中可能很有用。
参考图18,其中示出两个PV模块,每个模块包含三个PV电池板。顶部PV模块示出与“z”形接缝1801连接的PV电池板,而底部PV模块示出与凹陷的“k”形接缝1851连接的PV电池板。“z”形接缝1801可形成为使得接缝区段横跨第一PV电池板的边界边缘和第二PV电池板的边界边缘。“k”形接缝1851可形成为使得接缝区段横跨第一PV电池板的边界边缘和第二PV电池板的边界边缘(非直接处于外围边界边缘)。此外,“H”形接缝可形成为使得接缝区段横跨或连接两个相邻PV电池板的两个边缘区域,但不直接连接到PV电池板的外围边缘。
“z”形接缝1801可称为主要回折。“z”形接缝1801可闪现穿孔(例如,用于将折叠PV电池板附接到屋顶的紧固件1802的穿孔)。“z”形接缝1801可包括集成到“z”形接缝1801中或与之分离的电导体。“z”形接缝1801可沿着电池板的宽度连续,或者仅在一些区段中连续。
“k”形接缝1851可需要单独的电导体,这些电导体不完全位于接缝1851内,而“z”形接缝1801更可能采用完全位于接缝1801内的PV电池板之间的电导体。“z”形接缝1801可被视为主要回折,但缺乏完整的瓦板型外观。相比之下,“k”形接缝1851可能缺乏完整回折的韧性,但是可提供更多重叠瓦板外观。微型逆变器或接线盒也显示在PV模块的顶端。在实施例中,该微型逆变器、接线盒或其他连接可位于其他位置,或者可完全集成。
“k”形接缝1851可提供重叠的前板区段1859。该区段1859可包括一个或多个电池或电池部分。该区段1859可提供阴影线和瓦板外观。另外,绝缘导体1855可分离或集成到“k”形接缝1851中。
图19示出如何在水平取向1901和/或垂直取向1951上交错PV模块。图19还示出具有重叠连接的折叠PV电池板1991,其中一些可为简单的重叠1992,例如搭接,而其他连接可为叠合连接1995,例如,倒置的对应通道嵌套在一起。图19中所示的叠合连接1995呈倒U形沟槽的近似形状。在实施例中,也可以采用其他形状,例如,叠合连接1995也可为三角形、L形通道、十字形、分层金字塔等形状。如上文所述,叠合连接1995可包括对准器,以协助将相邻的PV电池板彼此对准。当两个邻接的相邻电池板到达其预期的相关连接位置时,定位器可提供主动止动件或其他机械、听觉或视觉指示。
在取向1901上的PV模块示出东-西叠盖,而在取向1951上的PV模块显示为北-南叠盖。东-西叠盖可被视为左右叠盖取向,其中相邻的PV模块在屋顶线或其他安装位置上可处于大约相同的高度。北-南叠盖可被视为上-下叠盖,其中PV模块大约位于屋顶线或其他安装位置的坡度上下彼此叠盖。两种类型的安装,即北-南取向和东-西取向安装,均可采用搭接和叠合连接。在需要电缆的情况下,可优选叠合连接,因为叠合连接可提供一个通道,电缆可在该通道中延伸。
图20示出根据实施例的PV模块如何包装和拆包。图20下方所示的PV模块包括五个PV电池板和连接覆盖件。这五个电池板可彼此前后折叠,其中连接覆盖件在最上面的电池板中可见。然后,可将以这种方式折叠的若干PV模块相互堆叠,然后装箱运输。图20的上部系列图示示出如何将若干PV模块装在一起,彼此堆叠,然后分离,以便以后在工作现场安装之前展开。从中可以看出,当一个PV模块处于折叠构型中并且若干折叠的PV模块彼此堆叠时,折叠的PV模块可形成长方体形状。附加的保护材料(以蓝色显示)也可以用于在运输盒装PV模块时提供保护。
图21示出在实施例中可以采用的五个PV电池板PV模块2100。PV模块2100包括五个同等大小的PV电池板,其中PV电池板中的每个包括的PV电池少于其他四个。由缺少PV电池形成的空间被图21中的微型逆变器2126和覆盖件2124占据(可通过紧固件2122,诸如螺钉,附接到PV电池板)。图21中标记的可在各种实施例中使用的其他特征结构包括微型逆变器覆盖件2124的通风孔2125、屋顶钉表面2127和用于紧固件2123(诸如屋顶钉)的预穿孔2121。可单独或组合采用将PV模块2100附接到屋顶表面的各种其他机制,例如,可采用粘合剂将PV模块2100附接到屋顶。
从中还可以看出,微型逆变器覆盖件2124的尺寸和位置可设定成覆盖一个或多个微型逆变器2126以及相关联的电缆。此外,覆盖件2124的形状可为矩形,当PV模块2100折叠起来进行运输时,其可有助于高效包装。图22示出PV模块2100如何耦接到第二PV模块2200。从中可以看出,逆变器覆盖件的长度可足以覆盖多于一个PV模块2100的宽度。因此,在某些实施例中,可在安装过程中安装逆变器覆盖件。从中还可以看出,用于菊花链连接的附加PV模块的连接器可从逆变器覆盖件的一端或两端露出。在实施例中,这些连接器也可位于其他位置。例如,连接器可从逆变器覆盖件的侧面和顶部以及PV模块2100和/或2220的底部露出。穿孔器可用于逆变器覆盖件以及PV模块2100和/或2200中,以便于电缆进出PV模块2100和/或2200的部件。
图23示出可在实施例中采用的具有逆变器覆盖件和逆变器以及逆变器电缆的PV模块的一端的放大侧透视图。从中可以看出,在逆变器覆盖件的相对侧上存在孔,并且这些孔沿逆变器覆盖件的长度方向间隔开,并且位于逆变器覆盖件的不同高度。这些孔可使气流通过覆盖件并且围绕逆变器或位于覆盖件内的其他部件。如图所示,电缆从覆盖件的一端露出。也可以采用其他连接设计和位置。
图24-31示出根据实施例的PV模块的屋顶安装应用。从中可以看出,模块可彼此邻接,并且也可间隔开。它们可连接在一起以形成各种尺寸的完整阵列以及各种形状和光学图案。图29-31示出可在实施例中采用的PV电池板的类似Tetris的连接取向。从中可以看出,两个、三个、四个、五个、六个以及更多个PV电池板系列作为图29-31中的PV模块的一部分连接。在实施例中,还可采用构成PV模块的其他数量的PV电池板。
图32示出PV模块3200的侧视图,该PV模块通过连续的柔性接缝3210连接至另一个PV模块。在各种实施例中,电导体3212可穿过中心填料3225并且/或者电导体3211可围绕中心填料3225。
图33示出如何通过不连续的接缝或条带3310将PV模块3300连接到另一个PV模块,以及电导体3311和3312如何分别位于条带3310内或条带外部。条带3310可包含尼龙或碳纤维增强材料或金属或复合材料或一种或多种聚合物或其他坚韧的织物状材料,可在储存、展开和安装过程中提供柔韧性并且重量轻。条带3310可通过紧固件3335可枢转地附接。
图34示出连续接缝3410的俯视图,其可以类似于图32的连续接缝3210。从中可以看出,电导体3411可沿PV模块的边缘和表面定位于各种位置。
图35示出PV模块3501和PV模块3551的组件的端视图,该组件可通过接缝或条带固定在其他位置。该部分示出粘合剂3560如何将PV模块3501和3551固定在一起,以及PV模块3551如何叠盖在PV模块3501上。在实施例中,可使用紧固件1351(例如,钉子或螺钉)将PV模块3501固定到屋顶3599,并且电导体3511可位于粘合剂区域的外部、部分位于粘合剂区域内或处于粘合剂区域内。
图36示出可在实施例中采用的K形接缝3650的侧面剖视图。从中可以看出,顶部PV模块3651与下方PV模块3601重叠。从中还可以看出,紧固件3665可穿过K形接缝3650的一部分放置,并且PV模块1651可绕K形接缝3650枢转,以允许放置紧固件3665。在实施例中,电导体3611可绕过或穿过K形接缝3650,并且K形接缝3650可沿PV模块3601和/或PV模块3651的整个边缘或边界、或仅沿其一部分布置,当接缝沿PV模块3601和/或PV模块3651的整个边缘不连续时,优选采用多个K形接缝3650。
图37示出I形接缝3750(也称为“H”形接缝)与PV模块3751和PV模块3701。从中可以看出,顶部PV模块3751在H形接缝3750的整个顶部布置,而底部PV模块3701连接至H形接缝3750的边缘。
实施例可提供具有通过接缝或柔性区域互连的若干电池板的PV模块。电池板可折叠为堆叠构型以供装运,这样可降低装运成本,并且使折叠后的子板更易于抓握。折叠的电池板还能够方便地将电池板从仓库运输到工作地点并从卡车运输到屋顶。PV模块重量轻,并且可直接安装在屋顶上。例如,可通过在PV模块的正面放置微型逆变器、移除框架和/或由轻质材料(例如聚合物)制造PV模块来实现直接屋顶连接。
在实施例中,PV模块可包括若干PV电池板,这些PV电池板通过单个或复合接缝以及通过多个接缝互连。例如,PV模块可包括第一PV电池板,该第一PV电池板具有布置成阵列的若干PV电池。PV模块还可包括第二PV电池板,该第二PV电池板具有布置成阵列的相应的PV电池。电池阵列可包括任意数量的行和列的PV电池,例如,四行八列的PV电池。此外,PV模块可包括任意总数的PV电池,例如,总共60-96个PV电池。在实施例中,每个模块的电池数量可能为144个或更多。
在实施例中,PV模块的每个PV电池板可包括面向太阳的正面和面向安装现场的背面。例如,每个PV电池板可包括向上面向太阳的前板和向下面向屋顶的背板。每个子板的背板可直接安装在屋顶上,如本文所述。
PV电池板的前板和背板可为平面的。更具体地,PV电池板中的每个可沿相应的横向平面延伸。例如,第一PV电池板可沿第一横向平面延伸,并且第二PV电池板可沿第二横向平面延伸。横向平面可隔开一定角度。例如,当PV模块绕接缝折叠时,PV电池板之间的角度可改变。举例来说,当第二PV电池板绕铰链向上折叠时,介于第一PV电池板的前板和第二PV电池板的前板之间的角度减小。接缝可允许介于第一横向平面和第二横向平面之间的角度改变。因此,PV模块中的每个PV电池板可通过相应的一个或多个接缝耦接到一个或多个相邻的PV电池板,并且这些接缝可处于打开位置以铺开PV电池板进行安装,或者这些接缝可处于闭合位置以堆叠子板进行装运和抓握。
PV模块可包括安装在PV电池板上的其他部件。例如,外壳或覆盖件可安装在第一PV电池板上。更具体地,外壳可安装在第一子板的正面。此外,外壳可安装在PV模块的另一个部件(例如电气或电子部件)上。例如,外壳可安装在微型逆变器或接线盒中的一者或多者上。如本文所述,微型逆变器或接线盒可安装在PV电池板的顶部。
PV模块可在本文中被描述为交流型PV电池板,但是PV模块可具有不同的电池板架构。例如,PV模块可具有直流(DC)电池板架构。因此,其他部件可安装在外壳中。例如,DC优化器可安装在PV电池板的顶面上,并且可包封在外壳内。
除外壳以外,集成微型逆变器还可包封电缆,例如交流或直流电缆,以及用于在PV电池和配电网络之间传输电能的连接器。外壳可隔离并且保护各种封闭部件免受周围环境的影响。例如,外壳可提供防雨罩和防雨板以便排水。外壳可为具有圆形边缘的塑料或金属封装件,并且可着色以融入安装有一个或多个PV模块的美观的屋顶中。
在实施例中,外壳可包括电线管理特征结构。例如,外壳可包括内置或附加到封装件中的电缆/连接器或电线管理特征结构。这些特征结构可使部件抬起。更具体地,这些特征结构可将部件固定在与第一子板或可能与水接触的其他表面间隔开的位置。
在实施例中,每个PV电池板,以及任选地PV模块的每个接缝,可具有全聚合物结构。子板的全聚合物结构可不包括PV电池板、电气互连件等。更具体地,全聚合物结构可指PV电池板的层压层。或者,每个PV电池板的前板或背板中的至少一个或多个可由聚合物诸如玻璃填充的聚合物制成。因此,PV电池板和PV模块可为轻质的。
在实施例中,PV电池板可包括介于前板和背板之间的PV电池。前板可为薄玻璃或聚合物层。此类结构可与由框架支撑的典型厚玻璃前板形成对比。更具体地,前板可为薄的、聚合物型和/或无框架的,因此前板可为轻质的。在实施例中,第一子板的背板可为金属、聚合物、玻璃、玻璃纤维增强聚合物或聚合物增强聚合物。
PV电池可为任何类型的PV电池。例如,PV电池可为叉指式背接触电池、具有重叠电池区段的正面接触电池或者正面接触电池。更具体地,PV电池可为是任何已知的用于将日照转换为电能的PV电池。在一个实施例中,第一子板包括介于前板和PV电池之间的第一封装剂层。第一封装剂层可由封装剂材料形成。例如,封装剂材料可能在固化后变硬,从而在前板和PV电池之间形成透明薄膜。类似地,第一子板可包括介于PV电池和背板之间的第二封装剂层。因此,PV电池可封装在前板和背板之间,以形成无框且重量轻的第一子板,该第一子板可直接安装在屋顶上。第二子板可具有类似的结构,例如,在相应的前板和相应的背板之间包括相应的PV电池。因此,PV模块的每个PV电池板可为轻质层压体,并且PV模块可易于抓握并且具有高的每磅瓦数比。举例来说,PV模块可被构造为产生100W至1kW的电能,并且总重量不超过35磅。
在实施例中,一个或多个电气或电子部件可集成在PV电池板的层压结构中。例如,二极管可安装在PV电池板上或PV电池板中。二极管可设置在PV电池板的前板和背板之间,例如设置在封装剂层中的一者内。因此,层压体中的二极管可为PV模块提供二极管保护。另外,二极管可安装在接线盒内,以为折叠PV电池板提供二极管保护。
在实施例中,密封件可具有“K”形或“H”形横截面形状。接缝可具有连接至第一PV电池板的第一片以及连接至第二PV电池板的第二片。第一片和第二片可通过柔性或可旋转的联轴器或另外的接缝构型相对移动。在实施例中,接缝可包括柔性条带,并且第一片和第二片可为柔性条带的区段。柔性条带可由柔性材料的条或膜制成,例如,纤维增强橡胶、复合膜等。接缝还可在层压过程中形成层压体的一部分,或在之后添加。接缝可具有用于电气部件的绝缘体。绝缘体可以在层压过程完成后层压或安装。
在实施例中,一个或多个柔性条带可包括与第一片和第二片成一整体的中心部分。第一片、第二片和中心部分可为柔性条带的区段,由其相对于PV模块的子板的位置限定。第一片可为柔性条带安装在第一子板上的区段,第二片可为柔性条带安装在第二子板上的区段,并且中心部分可为柔性条带桥接第一子板和第二子板之间的间隙的区段。接缝的每个片可使用机械、粘合或热粘结方式附接到相应的子板上。例如,片可通过螺钉固定在PV电池板上,片可胶粘到PV电池板上,或者片也可焊接到PV电池板上。
电气或电子部件可安装在接缝上。例如,电线诸如电缆条带的线材,可横穿铰链的长度和/或宽度。电线可附接到接缝,例如,通过层压到接缝上来实现。电线可提供导电回路,以将电能从PV电池传输到微型逆变器或接线盒。其他电气或电子组件诸如上述二极管或导电带可安装到铰链上,例如,安装在第一子板和第二子板之间的间隙内。接缝还可具有封装剂或其他绝缘材料,以隔离带并且保护其免受环境影响。电线和/或电子部件可沿接缝或跨接缝延伸。例如,电线可在铰链上沿任意方向(纵向穿过间隙、横向穿过间隙、倾斜穿过间隙、垂直穿过铰链等)延伸,以将第一子板的PV电池与第二PV电池板的PV电池电互连。电子部件可设置在接缝内或接缝外,以互连相应的电池板。
在堆叠构型中,PV模块可具有紧凑的形状因数。在实施例中,PV模块可占据封套,该封套具有48英寸或更小的长度、22英寸或更小的宽度和3英寸或更小的厚度。PV模块的总重量可小于50磅,例如20磅。因此,在某些实施例中,PV模块可易于携带。
为便于抓握,可在运输和抓握过程中将携带条带缠绕在折叠的PV模块上并且固定,以使折叠的PV模块保持为堆叠构型。手柄可附接到携带条带,以允许安装人员轻松拾取作为套装的折叠的PV模块。如上文所述,堆叠的PV电池板可具有1kW的发电容量。在一个实施例中,多于一个折叠的PV模块可捆扎在一起以作为单个单元携带。例如,若干折叠的PV模块可通过固定带捆扎在一起,并且电池板套装可携带于安装人员的后背上,例如以背包形式携带。
若干折叠的PV电池板可在单个装运托盘上装运。举例来说,PV电池板的包装可包括堆叠并且嵌套在一个托盘上的四个折叠的PV模块。该包装可包括托盘上的两个折叠的PV模块的第一堆叠,该第一堆叠与两个折叠的PV模块的第二堆叠相邻。PV模块的每个堆叠可包括介于堆叠的折叠电池板的子板之间的一个或多个集成微型逆变器。例如,安装在底部折叠的PV模块的第一PV电池板上的微型逆变器可支撑顶部折叠的PV模块的第一PV电池板,并且安装在顶部折叠的PV模块的第一PV电池板上的微型逆变器可置于底部折叠的PV模块的第一PV电池板上。换句话说,在实施例中,集成微型逆变器可机械地间隔并且隔开堆叠的PV模块。其他部件可堆叠在折叠的PV电池板上或之间。例如,该包装中可包括具有外壳、防雨板、电线等的部件箱,用于在安装现场完成展开的PV模块的安装。
在实施例中,托盘具有4kW的总发电容量,并且重160磅,因此,折叠的PV模块的包装可提供一种廉价且高效的装运和抓握解决方案。即,实施例可提供改善的模块物流解决方案。改善的模块物流解决方案也可以由通常不参与太阳能市场的分销商高效实施。例如,PV模块可由在线零售商销售和经销,因为与其他PV模块和货架系统解决方案相比,其装运和抓握得到简化。
在实施例中,微型逆变器和/或接线盒可电连接至PV模块的其他部件。例如,微型逆变器或接线盒中的一个或多个可电连接至沿接缝的电线。即,电线可使电能从PV电池返回外壳内的微型逆变器或接线盒。微型逆变器或接线盒可电接地至PV模块的其他部件。例如,外壳可由金属制成,因此,微型逆变器可通过接地电缆接地至外壳。即,接地电缆可具有附接到微型逆变器的第一端部和附接到外壳的第二端部,例如,通过螺钉附接。类似地,PV电池板的背板可由金属制成,因此,微型逆变器或接线盒可通过接地电缆或导电耦接(诸如螺钉)电接地至背板。
应当理解,PV电池板沿单个纵向轴线的顺序布置并非限制性的,其他布置是可能的。例如,PV电池板可具有沿第一边缘的第一接缝和沿第二边缘的第二接缝,该第二边缘与第一边缘正交。第一接缝可在第一方向上将第二PV电池板与第一PV电池板互连,并且第二铰链可第二方向上将第二PV电池板与第三PV电池板互连,该第二方向与第一方向正交。因此,第一PV电池板、第二PV电池板和第三PV电池板可布置为“L”形图案。电池板和接缝可在一个或两个方向上,并且PV电池板可与相邻子板的任何边缘互连以形成不同布置图案,诸如“Z”或“O”形图案。
实例
实例A1为折叠光伏(PV)电池板,包括:第一子板,该第一子板包括介于第一前板和第一背板之间的第一PV电池,其中第一子板沿第一横向平面延伸;第二子板,该第二子板包括介于第二前板和第二背板之间的第二PV电池,其中第二子板沿第二横向平面延伸;以及铰链,该铰链具有第一片和第二片,其中第一片耦接到第一子板并且第二片耦接到第二子板,以允许介于第一横向平面和第二横向平面之间的角度改变。
实例A2包括实例A1或本文所述的任何其他实例的主题,其中第一子板包括介于第一前板和第一PV电池之间的第一封装剂,并且其中第一子板包括介于第一PV电池和第一背板之间的第二封装剂层。
实例A3包括实例A1-A2中任一项(例如,实例A2)或本文所述的任何其他实例的主题,其中第一子板或第二子板中的一者或多者具有全聚合物结构。
实例A4包括实例A1-A3中任一项(例如,实例A2)或本文所述的任何其他实例的主题,进一步包括介于第一前板和第一背板之间的二极管。
实例A5包括实例A1-A4中任一项(例如,实例A1)或本文所述的任何其他实例的主题,进一步包括铰链上的电线。
实例A6包括实例A1-A5中任一项(例如,实例A5)或本文所述的任何其他实例的主题,进一步包括安装在第一子板上的微型逆变器或接线盒中的一者或多者,其中微型逆变器或接线盒中的一者或多者电连接至电线。
实例A7包括实例A1-A6中任一项(例如,实例A6)或本文所述的任何其他实例的主题,进一步包括安装在第一子板上位于微型逆变器之上的外壳。
实例A8包括实例A1-A7中任一项(例如,实例A7)或本文所述的任何其他实例的主题,其中微型逆变器电接地至外壳或第一背板中的一者或多者。
实例A9包括实例A1-A8中任一项(例如,实例A8)或本文所述的任何其他实例的主题,其中外壳包括在第一子板之上具有第一高度的第一外壳区段以及在第一子板之上具有第二高度的第二外壳区段,并且其中第一高度不同于第二高度。
实例A10包括实例A1-A9中任一项(例如,实例A1)或本文所述的任何其他实例的主题,其中铰链包括柔性条带,该柔性条带包括第一片、第二片以及与第一片和第二片成一整体的中心部分。
实例A11包括实例A1-A10中任一项(例如,实例A1)或本文所述的任何其他实例的主题,其中铰链包括耦接到第一片的转向节以及耦接到第二片的销,其中销在转向节中。
实例A12包括实例A1-A11中任一项(例如,实例A1)或本文所述的任何其他实例的主题,其中铰链为介于第一子板和第二子板之间的活动铰链。
实例A13包括实例A1-A12中任一项(例如,实例A1)或本文所述的任何其他实例的主题,其中第一子板和第二子板直接安装在屋顶上。
实例A14包括实例A1-A13中任一项(例如,实例A13)或本文所述的任何其他实例的主题,其中第一子板和第二子板安装为纵向取向或横向取向。
实例A15包括实例A1-A15中任一项(例如,实例A14)或本文所述的任何其他实例的主题,进一步包括具有第一边缘和第二边缘的垫片,其中第一边缘耦接到第一子板,并且其中第二边缘安装在屋顶的一对瓦板之间。
实例B1为模块化光伏模块,该模块化光伏模块包括:定位在第一电池板上的第一二维光伏电池阵列,该第一电池板具有至少一个侧边界;定位在第二电池板上的第二二维光伏电池阵列,该第二电池板具有至少一个侧边界;以及将第一电池板连接至第二电池板的柔性接缝,其中该柔性接缝被构造为使得第一电池板和第二电池板在第一构型中可彼此堆叠并且第一电池板和第二电池板在第二构型中可沿电池板侧边界彼此重叠。
实例B2包括实例B1或本文所述的任何其他实例的主题,进一步包括:逆变器,该逆变器电连接以便接收来自至少第一二维阵列或第二二维阵列的光伏电池的DC的电压。
实例B3包括实例B1-B2中任一项(例如,实例B1)或本文所述的任何其他实例的主题,其中柔性接缝将第一电池板的边缘连接至第二电池板的边缘。
实例B4包括实例B1-B3中任一项(例如,实例B1)或本文所述的任何其他实例的主题,其中柔性接缝以及第一电池板和第二电池板形成具有“K”形或“H”形的横截面。
实例B5包括实例B1-B4中任一项(例如,实例B1)或本文所述的任何其他实例的主题,其中柔性接缝将第一电池板的顶表面或底表面连接至第二电池板的顶表面或底表面。
实例B6为多电池板光伏模块,该多电池板光伏模块包括:第一电池板上的第一光伏电池阵列,该第一电池板具有至少三个侧面;第二电池板上的第二光伏电池阵列,该第二电池板具有至少三个侧面;第三电池板上的第三光伏电池阵列,该第三电池板具有至少三个侧面,其中第一电池板和第二电池板通过第一接缝彼此连接,其中第二电池板和第三电池板通过第二接缝彼此连接,第一接缝被构造为使得第一电池板和第二电池板在第一构型中可彼此堆叠并且第一电池板和第二电池板在第二构型中可沿侧边界彼此重叠,第二接缝被构造为使得第二电池板和第三电池板在第一构型中可彼此堆叠并且第二电池板和第三电池板在第二构型中可沿侧边界彼此重叠。
实例B7包括实例B6或本文所述的任何其他实例的主题,其中第一接缝被构造为使得第一电池板和第二电池板在长方体构型中可均匀地彼此堆叠,其中第二接缝被构造为使得第二电池板和第三电池板在长方体构型中可均匀地彼此堆叠。
实例B8包括实例B6-B7中任一项(例如,实例B6)或本文所述的任何其他实例的主题,进一步包括微型逆变器,该微型逆变器电耦接到至少第一电池板上的第一光伏电池阵列或第二电池板上的第二光伏电池阵列或第三电池板上的第三光伏电池阵列。
实例B9包括实例B6-B8中任一项(例如,实例B6)或本文所述的任何其他实例的主题,其中第一电池板上的第一光伏电池阵列、第二电池板上的第二光伏电池阵列和第三电池板上的第三光伏电池阵列可拆卸地定位在运输箱的内部。
实例B10包括实例B6-B9中任一项(例如,实例B6)或本文所述的任何其他实例的主题,进一步包括微型逆变器,该微型逆变器电耦接到至少第一电池板上的第一光伏电池阵列或第二电池板上的第二光伏电池阵列或第三电池板上的第三光伏电池阵列,其中微型逆变器固定到第一电池板、第二电池板或第三电池板中的至少一者,其中第三电池板上的第三光伏电池阵列包含的光伏电池少于第一电池板上的第一光伏电池阵列所包含的光伏电池,并且第二电池板上的第二光伏电池阵列包含的光伏电池少于第一电池板上的第一光伏电池阵列所包含的光伏电池。
实例B11为折叠光伏(PV)电池板,包括:第一子板,该第一子板包括介于第一前板和第一背板之间的第一PV电池,其中第一子板沿第一横向平面延伸;第二子板,该第二子板包括介于第二前板和第二背板之间的第二PV电池,其中第二子板沿第二横向平面延伸;以及铰链组件,该铰链组件具有第一区段、第二区段以及介于第一区段和第二区段之间的第三区段,其中第一区段耦接到第一子板并且第二区段耦接到第二子板,以允许介于第一横向平面和第二横向平面之间的角度改变。
实例B12包括实例B11或本文所述的任何其他实例的主题,其中铰链组件能够折叠为第一构型和第二构型,其中在第一构型中,第一子板和第二子板形成堆叠,其中在堆叠中,第一子板的第一侧面面向第二子板的第一侧面,并且在第二构型中,第一子板的相反的第二侧面的边缘与第二子板的第一侧面的边缘重叠。
实例B13包括实例B11-B12中任一项(例如,实例B12)或本文所述的任何其他实例的主题,其中在第二构型中,介于第一区段和第三区段之间的角度包括锐角,并且介于第二区段和第三区段之间的角度包括锐角。
实例B14包括实例B11-B13中任一项(例如,实例B12)或本文所述的任何其他实例的主题,其中铰链组件的第一区段附接到第一子板,不同的是,铰链组件的第二区段附接到第二子板。
实例B15包括实例B11-B14中任一项(例如,实例B12)或本文所述的任何其他实例的主题,其中铰链组件的第一区段仅附接到第一子板的第二侧,并且铰链组件的第二区段仅附接到第二子板的第一侧。
实例C1为折叠光伏(PV)电池板,包括:第一子板,该第一子板包括介于第一前板和第一背板之间的第一PV电池,其中第一子板沿第一横向平面延伸;第二子板,该第二子板包括介于第二前板和第二背板之间的第二PV电池,其中第二子板沿第二横向平面延伸;铰链组件,该铰链组件具有第一区段、第二区段以及介于第一区段和第二区段之间的第三区段,其中第一区段耦接到第一子板并且第二区段耦接到第二子板,以允许介于第一横向平面和第二横向平面之间的角度改变;以及从第一子板延伸至第二子板的至少一个电导体,其中所述至少一个电导体可位于铰链组件中或电缆组件中,该铰链组件或电缆组件桥接由第一子板的边缘和第二子板的边缘以及铰链组件的第三区段限定的通道。
实例C2包括实例C1或本文所述的任何其他实例的主题,其中电缆组件位于通道的底部。
实例C3包括实例C1-C2中任一项(例如,实例C2)或本文所述的任何其他实例的主题,进一步包括粘合剂,该粘合剂位于通道的底部,其中电缆组件安装在粘合剂上。
实例C4包括实例C1-C3中任一项(例如,实例C2)或本文所述的任何其他实例的主题,其中电缆组件与铰链组件接触。
实例C5包括实例C1-C4中任一项(例如,实例C2)或本文所述的任何其他实例的主题,进一步包括介于电缆组件和铰链组件之间的间隙。
实例C6包括实例C1-C5中任一项(例如,实例C1)或本文所述的任何其他实例的主题,其中至少一个电导体或电缆组件将通道对分。
实例C7包括实例C1-C6中任一项(例如,实例C1)或本文所述的任何其他实例的主题,其中电导体延伸到第一子板的边缘和第二子板的边缘中。
实例C8包括实例C1-C7中任一项(例如,实例C7)或本文所述的任何其他实例的主题,进一步包括围绕电导体的密封件,该电导体和密封件延伸到第一子板的边缘和第二子板的边缘中。
实例C9包括实例C1-C8中任一项(例如,实例C7)或本文所述的任何其他实例的主题,其中电导体包括延伸到第一子板的边缘中的第一区段、延伸到第二子板的边缘中的第二区段以及介于电导体的第一区段和第二区段之间的第三区段,并且其中PV电池板进一步包括仅围绕电导体的第三区段的绝缘体。
实例C10包括实例C1-C9中任一项(例如,实例C1)或本文所述的任何其他实例的主题,其中铰链组件包括第一铰链组件,并且该第一铰链组件的第一区段和第二区段分别耦接到第一子板的第一侧和第二子板的第一侧,并且其中折叠PV电池板进一步包括:第二铰链组件,该第二铰链组件具有第一区段、第二区段以及介于第二铰链组件的第一区段和第二区段之间的第三区段,其中第二铰链组件的第一区段和第二区段分别耦接到第一子板的第二侧和第二子板的第二侧;其中通道由第一铰链组件的第三区段、第一子板的边缘和第二子板的边缘以及第二铰链组件的第三区段限定。
实例C11包括实例C1-C10中任一项(例如,实例C1)或本文所述的任何其他实例的主题,其中铰链组件包括多个分立铰链。
实例C12包括实例C1-C11中任一项(例如,实例C11)或本文所述的任何其他实例的主题,其中介于所述多个分立铰链的第一分立铰链和所述多个分立铰链的第二分立铰链之间的间隙暴露通道的一部分,并且其中电缆组件位于通道的所暴露的部分中。
实例C13包括实例C1-C12中任一项(例如,实例C1)或本文所述的任何其他实例的主题,其中铰链组件包括单个连续铰链。
实例C14包括实例C1-C13中任一项(例如,实例C1)或本文所述的任何其他实例的主题,其中铰链组件包括由一个或多个柔性层形成的接缝。
实例C15包括实例C1-C14中任一项(例如,实例C14)或本文所述的任何其他实例的主题,其中所述一个或多个柔性层包括层压层,并且所述至少一个电导体嵌入层压层中。
实例C16包括实例C1-C15中任一项(例如,实例C1)或本文所述的任何其他实例的主题,其中铰链组件包括第一部件和可旋转地耦接到第一部件的第二部件。
实例C17包括实例C1-C16中任一项(例如,实例C1)或本文所述的任何其他实例的主题,进一步包括填充通道的封装层,其中所述至少一个电导体嵌入封装层中。
实例C18包括实例C1-C17中任一项(例如,实例C1)或本文所述的任何其他实例的主题,其中电缆组件横跨通道的一部分的长度不同于铰链组件的第三区段的长度,或者位于电缆组件中的所述至少一个电导体的长度不同于铰链组件的第三区段的长度或电缆组件的所述部分的长度。
实例C19包括实例C1-C18中任一项(例如,实例C17)或本文所述的任何其他实例的主题,其中所述至少一个电导体与通道的底部不平行。
实例C20包括实例C1-C19中任一项(例如,实例C1)或本文所述的任何其他实例的主题,其中所述至少一个电导体包括故意扭结、切口或凸出区域。
实例C21包括实例C1-C20中任一项(例如,实例C1)或本文所述的任何其他实例的主题,其中电缆组件包括带或线缆。
实例C22包括实例C1-C21中任一项(例如,实例C1)或本文所述的任何其他实例的主题,其中折叠PV电池板包括自叠盖折叠PV电池板,其中背板中的每个的至少一部分与屋顶接触,并且其中第一子板和第二子板位于同一平面中。
实例C23包括实例C1-C22中任一项(例如,实例C1)或本文所述的任何其他实例的主题,其中折叠PV电池板包括自叠盖折叠PV电池板,其中背板中的每个的至少一部分与屋顶接触,并且其中第一子板和第二子板位于不同平面中。
实例C24包括实例C1-C23中任一项(例如,实例C23)或本文所述的任何其他实例的主题,其中铰链组件包括折回接缝或凹陷接缝。
实例C25为折叠光伏(PV)电池板,包括:第一子板,该第一子板包括介于第一前板和第一背板之间的第一PV电池,其中第一子板沿第一横向平面延伸;第二子板,该第二子板包括介于第二前板和第二背板之间的第二PV电池,其中第二子板沿第二横向平面延伸;铰链组件,该铰链组件具有第一区段、第二区段以及介于第一区段和第二区段之间的第三区段,其中第一区段耦接到第一子板并且第二区段耦接到第二子板,以允许介于第一横向平面和第二横向平面之间的角度改变;以及从第一子板延伸至第二子板的至少一个电导体,其中所述至少一个电导体可位于电缆组件中,该电缆组件桥接由第一子板的边缘和第二子板的边缘与铰链组件的第三区段限定的通道。
实例C26包括实例C25或本文所述的任何其他实例的主题,进一步包括介于电缆组件和铰链组件之间的间隙。
实例C27包括实例C25-C26中任一项(例如,实例C25)或本文所述的任何其他实例的主题,其中铰链组件包括第一铰链组件,并且该第一铰链组件的第一区段和第二区段分别耦接到第一子板的第一侧和第二子板的第一侧,并且其中折叠PV电池板进一步包括:第二铰链组件,该第二铰链组件具有第一区段、第二区段以及介于第二铰链组件的第一区段和第二区段之间的第三区段,其中第二铰链组件的第一区段和第二区段分别耦接到第一子板的第二侧和第二子板的第二侧;其中通道由第一铰链组件的第三区段、第一子板的边缘和第二子板的边缘以及第二铰链组件的第三区段限定。
实例C28包括实例C25-C27中任一项(例如,实例C25)或本文所述的任何其他实例的主题,其中电缆组件横跨通道的一部分的长度不同于铰链组件的第三区段的长度,或者位于电缆组件中的所述至少一个电导体的长度不同于铰链组件的第三区段的长度或电缆组件的所述部分的长度。
尽管上面已经描述了具体实施例,但即使相对于特定的特征仅描述了单个实施例,这些实施例也并非旨在限制本公开的范围。除非另有说明,否则本公开中所提供的特征的示例旨在为例证性的而非限制性的。以上描述旨在涵盖将对本领域的技术人员显而易见的具有本公开的有益效果的那些替代形式、修改形式和等效形式。
本公开的范围包括本文所公开的任何特征或特征组合(明示或暗示),或其任何概括,不管它是否减轻本文所解决的任何或全部问题。因此,可以在本申请(或要求其优先权的申请)的审查过程期间针对任何此类特征组合提出新的权利要求。具体地,参考所附权利要求书,来自从属权利要求的特征可与独立权利要求的那些特征相结合,来自相应的独立权利要求的特征可以按任何适当的方式组合,而并非只是以所附权利要求中枚举的特定形式组合。

Claims (20)

1.一种折叠光伏(PV)电池板,包括:
第一子板,所述第一子板包括介于第一前板和第一背板之间的第一PV电池,其中所述第一子板沿第一横向平面延伸;
第二子板,所述第二子板包括介于第二前板和第二背板之间的第二PV电池,其中所述第二子板沿第二横向平面延伸;
铰链组件,所述铰链组件具有第一区段、第二区段以及介于所述第一区段和所述第二区段之间的第三区段,其中所述第一区段耦接到所述第一子板,并且所述第二区段耦接到所述第二子板,
以允许介于所述第一横向平面和所述第二横向平面之间的角度改变;以及
至少一个电导体,所述至少一个电导体从所述第一子板延伸至所述第二子板,其中所述至少一个电导体位于所述铰链组件中,所述铰链组件桥接由所述第一子板的边缘和所述第二子板的边缘以及所述铰链组件的所述第三区段限定的通道。
2.根据权利要求1所述的折叠PV电池板,其中所述第一PV电池进一步介于第一聚合物层之间,所述第一聚合物层介于所述第一前板和所述第一背板之间,并且其中所述第二PV电池进一步介于第二聚合物层之间,所述第二聚合物层介于所述第二前板和所述第二背板之间。
3.根据权利要求1所述的折叠PV电池板,进一步包括微型逆变器或接线盒,所述微型逆变器或接线盒安装在所述板中的一者或多者上。
4.根据权利要求3所述的折叠PV电池板,其中所述微型逆变器安装在所述背板中的一者上。
5.根据权利要求1所述的折叠PV电池板,其中所述电缆组件位于所述通道的底部。
6.根据权利要求1所述的折叠PV电池板,其中所述电缆组件与所述铰链组件接触。
7.根据权利要求1所述的折叠PV电池板,进一步包括介于所述电缆组件和所述铰链组件之间的间隙。
8.根据权利要求1所述的折叠PV电池板,其中所述至少一个电导体或所述电缆组件将所述通道对分。
9.根据权利要求1所述的折叠PV电池板,其中所述铰链组件包括多个分立铰链。
10.根据权利要求9所述的折叠PV电池板,其中介于所述多个分立铰链中的第一分立铰链和所述多个分立铰链中的第二分立铰链之间的间隙暴露所述通道的一部分,并且其中所述电缆组件位于所述通道的所暴露的部分中。
11.根据权利要求1所述的折叠PV电池板,其中所述铰链组件包括单个连续铰链。
12.根据权利要求1所述的折叠PV电池板,进一步包括填充所述通道的封装层,其中所述至少一个电导体嵌入所述封装层中。
13.一种折叠光伏(PV)电池板,包括:
第一子板,所述第一子板包括介于第一前板和第一背板之间的第一组PV电池,其中所述第一子板沿第一横向平面延伸;
第二子板,所述第二子板包括介于第二前板和第二背板之间的第二组PV电池,其中所述第二子板沿第二横向平面延伸;
铰链组件,所述铰链组件具有第一区段、第二区段以及介于所述第一区段和所述第二区段之间的第三区段,其中所述第一区段耦接到所述第一子板,并且所述第二区段耦接到所述第二子板,
以允许介于所述第一横向平面和所述第二横向平面之间的角度改变;以及
功率转换器,所述功率转换器安装在所述第一子板上并且电连接至所述第一组PV电池和所述第二组PV电池。
14.根据权利要求13所述的折叠PV电池板,进一步包括至少一个电导体,所述至少一个电导体从所述第一子板延伸至所述第二子板,其中所述至少一个电导体位于电缆组件中,所述电缆组件桥接由所述第一子板的边缘和所述第二子板的边缘以及所述铰链组件的所述第三区段限定的通道,并且其中所述功率转换器通过从所述第一子板延伸至所述第二子板的所述至少一个电导体电连接至所述第二组PV电池。
15.根据权利要求14所述的折叠PV电池板,进一步包括介于所述电缆组件和所述铰链组件之间的间隙。
16.根据权利要求14所述的折叠PV电池板,其中所述铰链组件包括第一铰链组件,并且所述第一铰链组件的所述第一区段和所述第二区段分别耦接到所述第一子板的第一侧和所述第二子板的第一侧,并且其中所述折叠PV电池板进一步包括:
第二铰链组件,所述第二铰链组件具有第一区段、第二区段以及介于所述第二铰链组件的所述第一区段和所述第二区段之间的第三区段,其中所述第二铰链组件的所述第一区段和所述第二区段分别耦接到所述第一子板的第二侧和所述第二子板的第二侧;
其中所述通道由所述第一铰链组件的所述第三区段、所述第一子板的所述边缘和所述第二子板的所述边缘以及所述第二铰链组件的所述第三区段限定。
17.根据权利要求13所述的折叠PV电池板,其中所述铰链组件能够折叠为第一构型和第二构型,其中在所述第一构型中,所述第一子板和所述第二子板形成堆叠,其中在所述堆叠中,所述第一子板的第一侧面面向所述第二子板的第一侧面,并且其中在所述第二构型中,所述第一子板的相反的第二侧面的边缘与所述第二子板的所述第一侧面的边缘重叠。
18.根据权利要求17所述的折叠PV电池板,其中在所述第二构型中,介于所述第一区段和所述第三区段之间的角度包括锐角,并且介于所述第二区段和所述第三区段之间的角度包括锐角。
19.根据权利要求17所述的折叠PV电池板,其中所述铰链组件的所述第一区段附接到所述第一子板的方式不同于所述铰链组件的所述第二区段附接到所述第二子板的方式。
20.一种折叠光伏(PV)电池板,包括:
第一子板,所述第一子板包括介于第一前板和第一背板之间的第一组PV电池,其中所述第一子板沿第一横向平面延伸;
第二子板,所述第二子板包括介于第二前板和第二背板之间的第二组PV电池,其中所述第二子板沿第二横向平面延伸;以及
铰链组件,所述铰链组件具有第一区段、第二区段以及介于所述第一区段和所述第二区段之间的第三区段,其中所述第一区段耦接到所述第一子板,并且所述第二区段耦接到所述第二子板,以允许介于所述第一横向平面和所述第二横向平面之间的角度改变;
至少一个电导体,所述至少一个电导体从所述第一子板延伸至所述第二子板,其中所述至少一个电导体位于所述铰链组件中,所述铰链组件桥接由所述第一子板的边缘和所述第二子板的边缘以及所述铰链组件的所述第三区段限定的通道;
功率转换器,所述功率转换器安装在所述第一子板上并且电连接至所述第一组PV电池和所述第二组PV电池。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115118212A (zh) * 2022-06-28 2022-09-27 陈伟文 一种有机薄膜光伏板的制备方法及其有机薄膜光伏板

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10756669B2 (en) 2014-12-04 2020-08-25 Solarmass Energy Group Ltd. Solar roof tile
US10490682B2 (en) * 2018-03-14 2019-11-26 National Mechanical Group Corp. Frame-less encapsulated photo-voltaic solar panel supporting solar cell modules encapsulated within multiple layers of optically-transparent epoxy-resin materials
CN109600098B (zh) * 2018-12-19 2020-07-10 新沂市佳富弘电子科技有限公司 一种三维立体式跟踪太阳光伏发电设备
US10530292B1 (en) 2019-04-02 2020-01-07 Solarmass Energy Group Ltd. Solar roof tile with integrated cable management system
FR3098020A1 (fr) * 2019-06-25 2021-01-01 Systovi ensemble de panneaux photovoltaïques
IT201900017396A1 (it) * 2019-09-27 2021-03-27 Edmondo Gilioli Apparato portatile di ricarica per dispositivi elettrici/elettronici
CN111477709A (zh) * 2020-05-20 2020-07-31 中国华能集团有限公司 一种柔性串并联叠瓦光伏组件及其制造方法
MX2023002696A (es) * 2020-09-03 2023-05-24 GAF Energy LLC Sistema fotovoltaico integrado en edificios.
WO2022103841A1 (en) * 2020-11-13 2022-05-19 GAF Energy LLC Photovoltaic module systems and methods
US20220158014A1 (en) * 2020-11-17 2022-05-19 Saudi Arabian Oil Company Photovoltaic modules
EP4260379A1 (en) * 2020-12-14 2023-10-18 King Abdullah University of Science and Technology Large-area solar module via continuous additive lamination method
US11496088B2 (en) * 2021-02-19 2022-11-08 GAF Energy LLC Photovoltaic module for a roof with continuous fiber tape
WO2022212173A1 (en) * 2021-03-29 2022-10-06 GAF Energy LLC Electrical components for photovoltaic systems
WO2024050316A1 (en) * 2022-08-29 2024-03-07 GAF Energy LLC Photovoltaic modules with offset layers
CN117141208A (zh) * 2023-09-28 2023-12-01 深圳市沃科斯博动力技术有限公司 可折叠盖板

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2525393A1 (fr) * 1982-04-17 1983-10-21 Licentia Gmbh Generateur pliable a cellules solaires
US4713492A (en) * 1985-10-21 1987-12-15 Energy Conversion Devices, Inc. Stowable large area solar power module
CN101635536A (zh) * 2009-06-25 2010-01-27 中电电气集团有限公司 一种可折叠太阳能移动电源及其制造方法
CN102222709A (zh) * 2010-04-16 2011-10-19 通用电气公司 可展开的太阳面板系统
US20150075583A1 (en) * 2013-09-16 2015-03-19 Brigham Young University Foldable array of three-dimensional panels including functional electrical components
US20150214404A1 (en) * 2013-01-29 2015-07-30 Scuint Corporation Portable Folding Photovoltaic Module
US20150288319A1 (en) * 2014-04-08 2015-10-08 Togo Solar, Inc. Portable, solar energy generation assembly
KR20160043695A (ko) * 2014-10-14 2016-04-22 최진성 접이식 휴대형 태양광 발전시스템

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3000049A (en) * 1958-08-04 1961-09-19 American Plastics Corp Plastic hinge and method of making the same
US20070283996A1 (en) * 2006-06-13 2007-12-13 Miasole Photovoltaic module with insulating interconnect carrier
AT12996U1 (de) * 2011-06-07 2013-03-15 Austria Tech & System Tech Photovoltaisches modul und verwendung desselben
US8895835B2 (en) * 2011-07-08 2014-11-25 EnRG Solutions International, LLC Foldable, portable, lightweight photovoltaic module
US9570650B2 (en) 2011-09-06 2017-02-14 Suntube Holding Aps Collapsible photovoltaic module for a large-scale solar power plant
JP2013115057A (ja) * 2011-11-24 2013-06-10 Kaneka Corp 結晶シリコン太陽電池の製造方法
KR20160009486A (ko) * 2014-07-16 2016-01-26 김한식 밀봉 태양전지 모듈
KR20160116895A (ko) * 2015-03-31 2016-10-10 코오롱인더스트리 주식회사 휴대용 유기태양전지 모듈체
WO2017015508A1 (en) * 2015-07-22 2017-01-26 California Institute Of Technology Large-area structures for compact packaging

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2525393A1 (fr) * 1982-04-17 1983-10-21 Licentia Gmbh Generateur pliable a cellules solaires
US4713492A (en) * 1985-10-21 1987-12-15 Energy Conversion Devices, Inc. Stowable large area solar power module
CN101635536A (zh) * 2009-06-25 2010-01-27 中电电气集团有限公司 一种可折叠太阳能移动电源及其制造方法
CN102222709A (zh) * 2010-04-16 2011-10-19 通用电气公司 可展开的太阳面板系统
US20150214404A1 (en) * 2013-01-29 2015-07-30 Scuint Corporation Portable Folding Photovoltaic Module
US20150075583A1 (en) * 2013-09-16 2015-03-19 Brigham Young University Foldable array of three-dimensional panels including functional electrical components
US20150288319A1 (en) * 2014-04-08 2015-10-08 Togo Solar, Inc. Portable, solar energy generation assembly
KR20160043695A (ko) * 2014-10-14 2016-04-22 최진성 접이식 휴대형 태양광 발전시스템

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115118212A (zh) * 2022-06-28 2022-09-27 陈伟文 一种有机薄膜光伏板的制备方法及其有机薄膜光伏板

Also Published As

Publication number Publication date
WO2018209056A1 (en) 2018-11-15
AU2023202925A1 (en) 2023-06-01
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US20180331652A1 (en) 2018-11-15
EP3622622A1 (en) 2020-03-18
EP3622622A4 (en) 2020-05-06

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