CN114175499A - 太阳能面板 - Google Patents

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哈伯特·约翰·范登赫费尔
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Abstract

公开了一种将被安装在支撑平面(SP)上的预先形成的太阳能面板(1)。在从第一端部(E1)到相对的第二端部(E2)的方向上，面板具有至少第一平面部段(S1)、塑性变形部段(P)以及第二平面部段(S2)，其中，塑性变形部段将第一平面部段和第二平面部段相对于彼此保持成在介于30°至170°之间的范围内的封闭角(A1)，并且其中，平面部段中的至少一个平面部段的区域布置有光伏层(3)。

Description

太阳能面板
技术领域
本公开涉及太阳能面板、太阳能面板的组装件以及用于制造太阳能面板的方法。
背景技术
已知的光伏面板(也被称为太阳能面板)按照从前部光接收侧到后部的顺序通常包括：前部保护层、包括相互连接的光伏元件的层以及后部层。玻璃广泛用于前部保护层，因为在使用中玻璃适合于保护光伏面板免受外部引起的损坏，例如由于诸如雨水和冰雹的天气条件引起的损坏，同时足够透明以使得入射光能够到达光伏电池。后部层也可以是玻璃板、或金属板或者适合于后部层的提供光伏元件的电绝缘和向光伏元件的后部提供耐候封闭的目的的任何其他面板，例如聚合物基面板。
通常，太阳能面板以倾斜的角度安装。太阳能面板以倾斜的角度安装的优点是进来的水(例如雨水)可以从面板的表面流出。太阳能面板通常以相对于水平面成超过10°的角度安装。通过以足以排出进来的水的角度来布置太阳能面板，可以减少在面板表面上的污染，例如由诸如藻类或苔藓的生物材料的生长造成的污染。另外，以足够的角度安装的面板可以被被动地清洁，例如由于入射雨水冲走污染物(诸如沙子、灰尘和/或煤烟)而被被动地清洁。为了实现这种定向，包括安装框架的面板通常被安装在专用的承载部结构上。例如，对于平坦的或者非常平缓的屋顶，这种安装结构可以包括固定到屋顶的金属框架。除了组装时间和成本之外，这种专用的承载部结构的重量也是不利的。因此，存在提供如下的太阳能面板的需要：该太阳能面板能够以一角度安装到支撑结构，该支撑结构具有减少组装工作量、减少材料成本以及减少重量(例如减少支撑结构的载荷)中的一个或多个优点。
根据本公开的光伏面板减轻了上述或其他问题中的一个或多个。
发明内容
本公开的方面涉及预先形成的太阳能面板。预先形成的太阳能面板将被安装在承载部结构的支撑平面上。预先形成的太阳能面板在从第一端部到相对的第二端部的方向上具有至少第一平面部段、塑性变形部段以及第二平面部段。平面部段中的至少一个平面部段至少部分地布置有光活性层，例如光伏层。塑性变形部段将第一平面部段和第二平面部段相对于彼此保持成预定的封闭角。优选地，第一平面部段和第二平面部段之间的封闭角在介于30°至170°之间的范围内。支撑平面可以理解为任何合适的承载部的表面，承载部包括但不限于屋顶(平坦的屋顶、倾斜的屋顶)、墙壁、野外、或者用于支撑PV设备的任何其他结构(例如杆)。优选地，与布置有玻璃面板的已知的面板相比，预先形成的面板具有减轻的重量。在优选实施例中，光伏夹层面板的重量在介于1kg/m2至50kg/m2之间的范围内，优选地在介于5kg/m2至25kg/m2之间的范围内，最优选地在介于2kg/m2至10kg/m2之间的范围内。有利地，在被安装到结构上时，具有减轻的重量的面板意味着结构上的载荷的减轻。这使得能够将更多数量的具有增大的尺寸的预先形成的太阳能面板和/或太阳能面板安装到给定的结构上，例如安装到房屋顶部上，甚至安装到具有有限的支撑载荷的能力的承载部(例如仓库、大厅、停车场和/或温室的屋顶(例如瓦楞屋顶))上。在一些实施例中，面板的比重(例如单位体积的重量)可以例如使得预先形成的太阳能面板能够漂浮在水体上，例如漂浮在湖上。
在优选实施例中，相对的端部之间的面板的刚度介于100N/m至5000N/m之间的范围内。塑性变形部段在正常运行期间(例如在常规环境温度(例如在-40℃至80℃之间的范围内)下)保持面板部段之间的相对角度。优选地，预先形成的太阳能面板是独立式的面板。应当理解，独立式的面板包括如下的面板：在面板的安装位置处，该面板能够保持其光活性区域和支撑结构之间给定的期望的相对取向，例如保持面板的布置有光活性层的面板部段的角度。优选地，该角度相对于水平面超过10°。换言之，在此所公开的独立式的预先形成的太阳能面板可以安装到承载部结构上，例如安装到没有专用的支撑结构(例如没有框架)的屋顶。有利地，没有专用的支撑结构的PV设备可能意味着承载部结构(例如屋顶)上的载荷的减少。这使得能够将更多数量的具有增大的尺寸的预先形成的太阳能面板和/或太阳能面板安装到给定的结构上，例如安装到房屋顶部上。
优选地，第一平面部段和第二平面部段之间的部段在远高于环境运行温度的温度下能塑性变形。优选地，塑性变形部段在100℃以上(优选地，在介于100℃至200℃之间的范围内)能塑性变形，而在正常运行温度(即-40℃至80℃)下是刚性的。第一平面和第二平面之间的部段(即塑性变形部段)可以由包括热塑性聚合物的组合物形成。合适的热塑性聚合物包括但不限于聚烯烃(PO)，例如乙烯醋酸乙烯酯(EVA)和聚丙烯(PP)及其混合物。
在一些优选实施例中，部段形成有共同的后部面板。换言之，优选地，被包括在预先形成的太阳能面板中的至少第一平面部段、塑性变形部段以及第二部段形成有共同的后部面板，该共同的后部面板由包括能热塑性变形的材料(优选地，热塑性聚合物)的组合物形成。在这种面板中，塑性变形部段可以被认为是后部面板弯曲所在的区域。通过在单个连续的后部面板上形成预先形成的太阳能面板，面板可以通过对单个预先形成的面板(例如平面面板)进行适当地热成形加工来制造。通过从连续的后部面板(即共同的后部面板)形成预先形成的太阳能面板，预先形成的太阳能面板可以形成连续的面板，例如具有连续的机械性能的面板。这样，预先形成的太阳能面板可以用作建筑元件，特别是用作横跨在屋顶开口上的、重量相对于传统屋顶结构较轻的防水建筑面板。在另一个或进一步的优选实施例中，预先形成的太阳能面板可以可选地借助于由能热塑性变形的材料形成的条状件、通过对相邻的面板进行接合(例如焊接)来形成。在这种面板中，塑性变形部段可以是面板通过焊缝接合所在的区域。优选地，相邻的面板通过连续的焊缝接合在一起。提供连续的焊缝可能导致形成具有机械性能(包括类似于由共同的后部面板制成的面板的防水性)的预先形成的太阳能面板。
在一些优选实施例中，在此所描述的预先形成的太阳能面板至少局部地由光伏层限定，该光伏层由堆叠形成，该堆叠包括夹在(例如封装在)后部面板和前部保护层之间的光伏层。在其他的或进一步的优选实施例中，在此所描述的预先形成的太阳能面板在面板的相对的端部之间由堆叠形成，该堆叠包括光伏层、后部面板以及前部保护层。前部保护层通常由包括添加剂的光学透明的组合物形成，以保护下方的PV电池免受外部影响，该外部影响包括但不限于灰尘、沙子以及天气(雨、冰雹、雪)。光伏层通常包括以图案布置的多个相邻的光伏电池。优选的PV电池包括多晶Si-PV电池和单晶Si-PV电池。应当理解，如将在下文描述的，本发明不限于晶体Si-PV电池，也可以使用其他类型的电池，包括薄膜太阳能电池。和前部面板一样，后部面板保护PV电池免受外部影响。此外，在制造期间，后部面板可以作为承载部，光伏电池被布置在该承载部上。此外，后部面板大体上决定了整个预先形成的面板的机械性能。提供具有在如上所述的范围内的刚度的后部面板减轻了对太阳能面板中的PV电池的损坏，否则例如在静态载荷(例如雪层)的影响下以及在包括风力载荷的动态载荷的影响下，弯曲和/或弯折将导致PV电池的损坏。此外，后部面板以及塑性变形部段有助于保持预先形成的太阳能面板的形状。可选地，可以通过以下方式提高预先形成的太阳能面板的刚度：例如通过单独的连接元件来对塑性变形部段进行连接，该单独的连接元件固定到并且连接相应部段的后部面板。所述连接元件可以通过任何合适的方法来固定，包括通过胶合来固定，但是优选地通过热固定(例如焊接)来固定。应当理解，特别地在由刚性的、易碎的PV电池(如Si-PV电池)形成的实施例中，塑性变形部段优选地布置在光伏电池之间。换言之，在这种实施例中，PV电池不存在于塑性变形部段(例如弯曲部和/或焊缝)中。在布置有柔性PV电池的实施例中，PV电池可以在弯曲部上延续。
在实施例中，所描述的预先形成的太阳能面板的实施例被构造成太阳能面板棱锥体。这可以通过具有至少三个平面部段的预先形成的太阳能面板来实现，该至少三个平面部段包括所述至少第一平面部段和第二平面部段。至少三个平面部段被布置成具有共同的顶部的至少大体三角形的平面部段，并且每个平面部段与第一相邻的平面部段共享第一塑性变形部段，并且与第二相邻的平面部段共享第二塑性变形部段。与顶部相对的平面部段的边缘限定了太阳能面板棱锥体的基部平面。塑性变形部段包括预先形成的太阳能面板的第一个三角形平面部段和最后一个三角形平面部段的第一端部和相对的第二端部之间的塑性变形部段，该预先形成的太阳能面板用于构造成太阳能面板棱锥体。表述“至少大体三角形的”表示平面部段是三角形形状、或者是不超过其原始高度的20％的高度被截断的三角形。由此得到的截断的棱锥体的内部可以容易地进入以进行维护。此外，这将避免在高风速的情况下出现压力差从而避免提升效应。
被构造成棱锥体的预先形成的太阳能面板具有高的结构完整性。此外，被构造成棱锥体的预先形成的太阳能面板的构造极大地降低了它对风力的敏感性。(至少大体上)三角形平面部段的数量可以是3个或者更多。3个、4个或者6个的数量是有利的，因为用于收集太阳能能量的平面区域可以有效地覆盖有多个相同种类的太阳能面板棱锥体。可替代地，可以通过太阳能面板棱锥体的不同实施例的组合(例如使用8个侧面的太阳能面板棱锥体和4个侧面的太阳能面板棱锥体的组合)来实现覆盖。无论太阳能面板棱锥体的形状如何，都可以考虑在相邻种类的太阳能面板棱锥体之间留出接近空间，以方便接近。应当注意，在一些实施例中，三角形平面部段的数量可以相当多(例如在数十或数百或更多的数量级)，使得太阳能面板棱锥体具有太阳能面板锥体的外观。应用于光伏层的太阳能电池的尺寸可以适当地减小，例如减小到一半或四分之一的电池尺寸。为此，也可以使用薄膜太阳能电池。
在实施例中，太阳能面板棱锥体的基部平面在其基部平面处保持敞开。该实施例是有利的，因为在运输期间，可以对多个种类的太阳能面板棱锥体进行堆叠，使得只需要适度的运输容积。可替代地，太阳能面板棱锥体在其基部平面处可以是封闭的。在该实施例中，太阳能面板棱锥体具有良好的漂浮能力，这有利于在离岸太阳能园区中应用。在非常有利的实施例中，太阳能面板棱锥体填充有泡沫。泡沫的填充可以在目的地进行，使得太阳能面板棱锥体仍然可以紧凑地储存和运输。
太阳能面板棱锥体可以包括控制单元，对于与三角形平面部段相关联的每个光伏层，该控制单元具有相应的最大功率点跟踪器。并且太阳能面板棱锥体具有用于控制所述最大功率点跟踪器的控制器。为此，控制器可以例如具有通信接口，该通信接口可以无线地运行或者可以通过由太阳能面板棱锥体提供的电源线来传递信息。
在太阳能面板棱锥体的实施例中，优选地，三角形平面部段的光伏层布置有后部接触式太阳能电池或薄膜太阳能电池中的一个。这有利于提供外部电连接的步骤，因为光伏层可以简单地与能量收集后部平面层压在一起。
可以由多个太阳能面板棱锥体形成太阳能面板棱锥体布置。彼此相邻的太阳能面板棱锥体可以以柔性的方式机械地联接。根据该实施例的太阳能面板棱锥体布置适合于安装在不平坦的表面上，或者漂浮在水面上。相邻的太阳能面板棱锥体之间的柔性联接可以布置成敞开的结构，以便于雨水的排出。柔性连接可以被布置为由弹性材料(例如橡胶)制成的连续板，或者布置为不连续的联接元件，例如弹簧。在另一个实施例中，在太阳能面板棱锥体布置中的太阳能面板棱锥体被连接到网状物。该网状物可以进行预张紧，以减少碰撞的风险。可替代地，在邻近的太阳能面板棱锥体之间可以布置缓冲元件。
覆盖了较大的表面面积的太阳能面板棱锥体布置可以布置有延伸穿过该布置的维护路径，从而能够接近各个太阳能面板棱锥体。维护路径可以机械地联接到邻接的太阳能面板棱锥体。这有利于该布置的机械完整性。此外，在离岸应用中，维护路径可以由漂浮的太阳能面板棱锥体支撑。
在漂浮的太阳能面板棱锥体布置中可以布置有开口，从而使得外部光线能够进入水面，以有益于海洋生物，例如鱼类、植物以及藻类。
将预先形成的太阳能面板构造成太阳能面板棱锥体的各种选择是可能的。在一个实施例中，预先形成的太阳能面板布置有至少三个至少大体三角形的平面部段，并且预先形成的太阳能面板具有由相应的塑性变形部段联接的彼此相继的大体三角形的平面部段的每一对。大体三角形的平面部段中的第一个大体三角形的平面部段的第一边缘部分限定了第一端部，并且至少大体三角形的平面部段中的最后一个大体三角形的平面部段的第二边缘部分限定了相对的第二端部。
然后使预成形的太阳能面板的第一边缘部分和第二边缘部分接触，并且在适合于使大体三角形的平面部段中的第一个大体三角形的平面部段和最后一个大体三角形的平面部段沿着塑性变形部段熔接的时间和温度下，对预成形的太阳能面板的第一边缘部分和第二边缘部分进行加热。可选地，第一边缘部分和第二边缘部分的接触可以通过由能热塑性变形的材料制成的条状件进行。在这种情况下，也要根据适当的时间和温度条件来加热条状件，以实现第一边缘部分和第二边缘部分的熔接。
为此使用的预先形成的太阳能面板可以通过使中间平面产品适当地变形来直接获得。可替代地，两个较小的预先形成的太阳能面板可以合并，该两个较小的预先形成的太阳能面板一起具有相同数量的被构造在太阳能面板棱锥体中的预成形的太阳能面板的大体三角形的平面部段。通常，较小的预先形成的太阳能面板可以通过平面中间产品中以更高的效率得到。第一预先形成的太阳能面板具有第一边缘部分以及第一中间边缘部分。第二预先形成的太阳能面板具有第二边缘部分，并且进一步具有第二中间边缘部分，例如，各自具有三个大体三角形的平面部段的两个预先形成的太阳能面板可以合并以形成具有六个大体三角形的平面部段的单个预先形成的太阳能面板，该单个预先形成的太阳能面板随后被构造成六面的太阳能面板棱锥体。通过使第一中间边缘部分和第二中间边缘部分接触，并且在适合于使第一预成形的太阳能面板和第二预成形的太阳能面板熔接的时间和温度下，对第一中间边缘部分和第二中间边缘部分进行加热，可以使较小的预先形成的太阳能面板合并，以得到将被构造成预先形成的太阳能面板棱锥体的太阳能面板。可选地，第一中间边缘部分和第二中间边缘部分的接触可以通过由能热塑性变形的材料制成的条状件进行。在这种情况下，也要根据适当的时间和温度条件来加热条状件，以实现第一边缘部分和第二边缘部分的熔接。
附图说明
通过以下描述、所附的权利要求以及附图，本公开的设备、系统以及方法的这些和其它的特征、方面以及优点将被更好地理解，在附图中：
图1A示意性地描绘了在支撑平面上的预先形成的太阳能面板的实施例的透视图；
图1B和图1C示意性地描绘了在支撑平面上的预先形成的太阳能面板的实施例的横截面侧视图；
图2A示意性地描绘了在支撑平面上的预先形成的太阳能面板的实施例的横截面侧视图；
图2B示意性地描绘了具有侧面板的预先形成的太阳能面板的实施例的透视图；
图3A示意性地描绘了预先形成的太阳能面板的实施例的顶部视图；
图3B示意性地描绘了预先形成的太阳能面板的实施例的横截面侧视图；
图3C示意性地描绘了预先形成的太阳能面板的安装区域的细节的侧视图；
图4A和图4B示意性地描绘了预先形成的太阳能面板的实施例的细节的侧视图；
图4C示意性地描绘了预先形成的太阳能面板的实施例的顶部视图；
图5A和图5B示意性地描绘了预先形成的太阳能面板的实施例的顶部视图；
图6A示意性地描绘了预先形成的太阳能面板的实施例的横截面侧视图；
图6B示意性地描绘了预先形成的太阳能面板的实施例的分解透视图；
图6C示意性地描绘了夹层面板的实施例的透视图，该夹层面板包括夹在前部纤维增强板和后部板之间的芯部层；
图7A示意性地描绘了芯部层的实施例的透视图；
图7B示意性地描绘了围绕预先形成的太阳能面板的实施例的可塑性变形的截面区域的实施例的详细横截面侧视图；
图8A示意性地描绘了在支撑平面上的多个预先形成的太阳能面板的组装件的实施例的透视图；
图8B和图8C示意性地描绘了多个预先形成的太阳能面板的组装件的实施例的顶部视图；
图9A和图9B示意性地描绘了在支撑平面上组装的预先形成的太阳能面板的实施例的横截面侧视图；
图10A和图10B示意性地描绘了在支撑平面上组装的预先形成的太阳能面板的进一步的实施例的横截面侧视图；以及
图11和图12示意性地描绘了在支撑平面上组装的预先形成的太阳能面板的实施例的安装区域的详细横截面侧视图；
图13A至图13I示出了在屋顶上安装多个太阳能面板的方法；
图14A和图14B示出了具有相互配合的安装区域的太阳能面板的示例；图14C和图14D示出了具有与盖部元件配合的安装区域的太阳能面板的示例；图14E、图14F以及图14G更详细地示出了示例性安装区域；图14H示出了太阳能面板的组装件；图14I示出了图14H的细节；
图15示出了一对太阳能面板的可替代的固定；
图16A、图16B分别示出了太阳能面板棱椎体的顶部视图和侧视图；
图17示出了太阳能面板棱椎体的透视图；
图18示意性地示出了布置有控制单元的太阳能面板棱椎体；
图19A至图19D示意性地示出了制造太阳能面板棱椎体的方法的一方面；
图20A、图20B示出了太阳能面板棱椎体布置的示例；
图21A和图21B示出了适合于布置在水面上的太阳能面板棱椎体的两个示例；
图22示出了在制造如图21A或图21B所示的太阳能面板棱椎体时使用的中间产品。
具体实施方式
用于描述特定实施例的术语并非旨在限制本发明。除非上下文明确地表示，否则如在此所使用的单数形式“一”、“一个”以及“该”也旨在包括复数形式。术语“和/或”包括相关列举的项目中的一个或多个的任意及所有的组合。应当理解，术语“包括”和/或“包含”表明了所述特征的存在，但不排除一个或多个其它特征的存在或增加。应当进一步理解，当方法的特定步骤被称为在另一步骤之后，除非特定说明，否则该特定步骤可以直接跟随所述其它步骤之后，或者在执行该特定步骤之前可以执行一个或多个中间步骤。同样地应当理解，当描述结构或组件之间的连接时，除非特定说明，否则该连接可以直接地建立或者通过中间结构或组件建立。
如在此所用的光伏电池是刚性电池、例如晶体硅太阳能电池(c-Si)。c-Si电池的厚度通常在介于0.15mm至0.25mm之间的范围内。可替代地，光伏电池在本质上可以是柔性的。合适的PV电池包括但不限于薄膜PV电池，例如薄膜硅电池、CIGS(Copper indiumgallium selenide cells，铜铟镓硒电池)、OPV(Organic PhotoVoltaic cells，有机光伏电池)、聚合物太阳能电池、钙钛矿太阳能电池、多结电池、染料敏化电池以及量子点太阳能电池。
如在此所用的封装层通常以如下厚度被使用：该厚度在0.05mm至2mm之间的范围内，例如为1.2mm、1.1mm、1mm以及0.09mm。优选地，封装层可以更薄，例如在介于0.2mm至0.5mm之间的范围内，例如为0.4mm。
本发明在下文中参照附图更充分地进行了描述，在附图中示出了本发明的实施例。在附图中，为了清楚起见，系统、组件、层以及区域的绝对尺寸和相对尺寸可能被放大。将参照本发明的可能理想的实施例和中间结构的示意图和/或横截面图来对实施例进行描述。在说明书和附图中，相似的附图标记自始至终代表相似的元件。相关的术语及其衍生词应当被理解为表示当时所描述的含义或者在所讨论的附图中所示的含义。除非另有说明，这些相关的术语是为了便于描述并且不需要系统在特定的方向上构造或运行。
图1A至图1C示意性地描绘了安装在支撑平面“SP”上的预先形成的太阳能面板1的实施例的透视图和横截面侧视图。在例如所示出的优选实施例中，太阳能面板形成有后部面板2，该后部面板在从第一端部E1到相对的第二端部E2的方向上具有至少第一平面部段S1、塑性变形部段“P”以及第二平面部段S2。在所示的实施例中，光伏层3被布置在第二平面部段S2上。例如在图1B和图1C中所示出的，塑性变形部段将第一平面部段和第二平面部段相对于彼此保持成在介于30°至170°之间的范围内的封闭角“A1”。在所示的实施例中，仅部段S1布置有光伏层3。在其他的或进一步的优选实施例中，两个部段都可以布置有光伏层。通过给这两个部段提供PV层，可以增加承载部的每单位面积上获得的光电能量。
图2A示意性地描绘了安装在支撑平面“SP”上的具有高度“H1”的预先形成的太阳能面板1的实施例的横截面侧视图。在塑性变形部段“P”和面板的相应的相对端部之间的第一平面部段“S1”的长度LS1和第二平面部段S2的长度LS2使得：在安装时，限定在具有光伏层3的部段中的至少一个部段和支撑平面“SP”之间的封闭角A2在介于10°至90°之间的范围内。如果预先形成的太阳能面板1具有特定的封闭角A1和合适的部段长度LS1、LS2，光伏层3在安装时可以以相对于水平面即天文地平面(astronomical horizon)成一角度来定位，例如以在介于10°至90°之间的范围内(例如为20°或30°)的角度来布置。通过以在所述范围内的角度安装光伏层，可以确保水(例如雨水)的有效流出，从而减轻在面板的光伏表面上的污染物的污染和/或减少该污染物的积聚。预先形成的太阳能面板的高度“H1”取决于部段的长度LS1、LS2以及部段之间的封闭角A1。在实践中，部段的长度、预先形成的太阳能面板1的高度、以及预先形成的太阳能面板1的沿塑性变形部段P的长度的尺寸可以调整到承载部的尺寸和/或承载部的相对定向。如在该领域已知的，对于东-西的定向，在两个部段上具有光伏层的大体对称的预先形成的太阳能面板1可能是优选的。对于南-北的定向，具有相对较大角度A1的对称面板可能是优选的(光伏层3以相对于地平面成更平缓的角A2安装)。可选地，可以使用仅在一个平面部段上具有光伏层3的非对称的预先形成的太阳能面板。对于这种面板，优选地，使未布置有光伏层3的部段在支撑平面“SP”上的投影面积最小化，同时对于具有光伏层3的面板保持适当的角度。这种面板在部段之间可以布置有相对尖锐的角度A1，该角度A1例如在介于30°至130°之间的范围内，例如为60°，优选地在介于70°至110°之间的范围内，例如为80°、100°。实际上，优选地，预先形成的太阳能面板1的高度H1在介于20cm至150cm之间的范围内被选择，通常在介于20cm至100cm之间的范围内被选择。由于边缘和安装影响，更低的面板具有相对较少的光活性表面。更高的面板的尺寸降低了例如在制造和/或组装期间的操作简易度。图3A和图3B、图5A和图5B、图6A、图7B、图8A至图8C、以及图9A和图9B(都在后文更详细地讨论)描绘了在两个平面部段上包括光伏层3的进一步的示例性实施例，和/或特别适合于在两个平面部段上包括光伏层的实施例。图1C、图10A和图10B(都在后文更详细地讨论)描绘了在平面部段中的一个平面部段上包括光伏层3的进一步的示例性实施例，和/或特别适合于在平面部段中的一个平面部段上包括光伏层的实施例。
在另一个或进一步的优选实施例中，例如图2B中所示出的，预先形成的太阳能面板1布置有侧面板6，以减小由于风而施加到安装的面板上的力。通过减小风进入一方面为承载部与另一方面为平面部段(S1，S2)之间的空间的能力，降低了载荷(例如，向上的载荷)以及由此可能产生的损坏。所述的一个或多个侧面板可以通过包括但不限于螺栓连接和胶合的任何合适的方法来固定到面板。在优选的实施例中，侧面板6与后部面板2一样，由包括能热塑性变形的材料(优选地，聚合物)的组合物形成。这使得能够例如通过与后部面板2熔接而将侧面板6熔接(例如焊接)到预先形成的太阳能面板1。应当理解，可以在面板被安装在承载部上之前或者之后将侧面板布置到预先形成的太阳能面板1上。因此，本公开还涉及单独的侧面板6，如在此所描述的，该侧面板的尺寸被设计成能够固定到预先形成的太阳能面板。
图3A和图3B示意性地描绘了预先形成的太阳能面板1的包括安装区域M1、M2的实施例的顶部视图和横截面侧视图。在例如所示出的优选实施例中，太阳能面板形成有连续的后部面板2，该后部面板在从第一端部E1到相对的第二端部E2的方向上具有至少第一平面部段S1、塑性变形部段“P”以及第二平面部段S2。在两个平面部段上布置有光伏层3。安装区域沿着预先形成的太阳能面板1的边缘部分布置在沿着后部面板的相对的端部E1、E2的位置处。图3C示意性地描绘了预先形成的太阳能面板的进一步的实施例的顶部视图；
应当理解，在一些实施例中，安装区域可以简单地由太阳能面板的端部部分和/或由太阳能面板的后部面板的端部部分形成，并且因此安装区域可能不能这样直接地识别。根据成锯齿状的应用(例如安装在屋顶上)以及安装装置(例如夹具或槽)的可用性，面板可以通过它们的安装区域直接安装到承载部上。在其他或进一步的实施例中，安装区域布置有用于将面板固定到承载部的附加装置和/或元件，如后面将参照图9至图12更详细地说明的。在优选实施例中，安装区域包括后部面板的沿着后部面板的相对的端部的部分，例如图3C所示的，这些部分在面板和/或面板的后部面板2的端部部分处塑性地变形，例如弯曲。因此，能够在安装区域和面板的其余部分之间识别出进一步的塑性变形区域P’。
在另一个或进一步的实施例中，例如图4B中所示出的，安装区域包括牢固地附接到安装区域的单独的安装元件12。这种元件可以由单独的条状件(例如条带12)形成，该条状件沿着太阳能面板的边缘部分牢固地连接。条状件可以具有与面板相似的刚度。优选地，条状件更加柔性。例如，条状件可以由布、织物、橡胶材料形成。有利地，柔性的条状件可以进行适配，例如弯曲，这有利于将预先形成的太阳能面板1固定到不平坦的承载部的表面，例如波纹状的屋顶。条状件可以布置有孔或开口，以使得能够将预先形成的太阳能面板例如通过螺栓连接固定到承载部。可选地，例如图4B(右)中所示的，条状件可以布置有用于将面板固定到承载部的进一步的装置13。该装置13包括但不限于胶合物(例如沥青)层以及钩环紧固件。安装元件12可以通过本领域中已知的任何合适的装置牢固地附接到面板，例如附接到安装区域。在优选实施例中，安装元件被焊接到面板。可选地，安装元件通过钩环紧固件(维克罗，Velcro)连接到面板。在一些实施例中，例如图4B中所示，安装区域布置有沿着远离预先形成的太阳能面板的边缘部分的方向延伸的切口或狭缝17。与没有切口或狭缝的安装区域相比，布置有狭缝或切口的安装区域更灵活，并且能够跟随不平坦的承载部的表面。
应当理解，包括平面部段和变形部段P和/或安装区域的面板的形状、尺寸以及相对定向不应被解释为限于所描述的实施例。本公开还设想了不同形状的面板，在一些实施例(例如图3C中所示的)中，其中，连接平面部段S1、S2的塑性变形部段P以及在面板的平面部段和相应的端部部分E1、E2之间的塑性变形部段P’以相对于端部部分成一角度的方式布置。这样，可以提供具有布置在平面部段上的PV电池的面板，在安装时，该面板面对天空而不是背对天空。
在其他的或进一步的实施例(例如图5A和图5B中所示的)中，安装区域形成为一图案，该图案被布置成在安装时，与相邻的预先形成的太阳能面板1的图案化的安装区域互锁。可替代地，图案化的安装区域可以形成为与相匹配的单独的安装装置互锁。
现在，参照图6A至图6C以及图7A和图7B，将描述预先形成的太阳能面板1的优选实施例。如图6A中所示，在同一发明人的编号为NL-2022468的较早的申请(在此通过参照引入)中，优选地，预先形成的太阳能面板1由堆叠ST形成，堆叠ST包括夹在后部面板2和前部保护层4之间的光伏层3。优选地，光伏层3包括多个封装的光伏电池5，例如晶体Si PV电池。优选地，前部保护层由包括第一热塑性聚合物的组合物形成。此外，后部面板由包括第二热塑性聚合物的组合物形成。有利地，这种面板的这种平坦的形式(例如没有塑性变形区域P)可以以使用一个或多个层压步骤的有效工艺制造。使用热成形工艺，平坦的面板可以被热成形加工以形成如在此描述的预先形成的太阳能面板。应当理解，如上文所解释的，优选地，PV电池5以一图案布置，使得电池和/或电连接件未被布置在塑性变形部段P的区域处。换言之，优选地，塑性变形部段P被布置在光伏电池5之间。优选地，后部面板2是纤维F增强面板。增强的后部面板是包括第二热塑性聚合物和增强材料的复合材料，优选地是纤维增强材料F。在其他的或进一步的优选的实施例中，后部面板是包括夹在纤维增强的前部板10和后部板11之间的芯部层9的夹层面板8。此外，纤维增强的前部板10和后部板11可以是多层组合物，例如，以交叉铺设定向堆叠的纤维增强带层。在一些实施例中，芯部层9可以是致密层，例如为热塑性聚合物组合物的固体层。在一些优选实施例中，芯部是蜂窝状面板12，例如图7A中所示的，其中蜂窝状面板由能热塑性变形的聚合物组合物形成。通过使用蜂窝状面板，包括纤维增强的前部板和后部板的后部面板可以具有期望的强度。通过由能热塑性变形的材料形成后部板，后部板可以被热成形加工到期望的位置中，以形成在此描述的预先形成的太阳能面板1。图7B是描绘了光伏夹层面板的细节的横截面侧视图，该光伏夹层面板包括布置在前部保护层4和纤维增强的后部层2之间光伏层3，其中，纤维增强的后部层是夹层面板，该夹层面板包括夹在纤维增强的热塑性顶部层10和纤维增强的热塑性聚合物底部层11之间的蜂窝状芯部层9。通过将面板局部地加热到各个层的软化点以上，对面板进行成形(例如弯曲)以形成具有如在此所述的封闭角A1的预先形成的太阳能面板1。
如上文所描述的，预先形成的太阳能面板的高度H1取决于部段S1、S2的长度LS1、LS2以及部段之间的角度。实际上，优选地，高度在介于20cm至150cm之间的范围内变化。在一些优选实施例中，在后部面板2的塑性变形部段P和相应的相对的端部之间的部段S1、S2的长度LS1、LS2在一范围内，以将预先形成的太阳能面板的高度限定在介于20cm至80cm之间的范围内，优选地，限定在介于30cm至50cm之间的范围内。较低的预先形成的太阳能面板及其组件是有利的，因为不易受到风力载荷的影响。
图8A示意性地描绘了在承载部的支撑平面SP上的多个预先形成的太阳能面板1的组装件100的实施例的透视图。支撑平面可以理解为任何合适的承载部的表面，承载部包括但不限于屋顶(平坦的屋顶、倾斜的屋顶)、墙壁、野外、或者用于PV设备的任何其他支撑结构(例如杆)。图8B和图8C示意性地描绘了多个预先形成的太阳能面板1的组装件100的实施例的顶部视图。如上文所描述的，在此所描述的预先形成的太阳能面板1可以用于将光电能量收集设备100组装在承载部上，其中，包括光活性区域3的平面部段S1、S2以所谓的锯齿状“Z”形取向来进行定向，例如图8A中所示。通过使用根据本发明的预先形成的太阳能面板，例如不使用专用的安装框架，可以减少形成这种组装件的安装时间和/或成本。通过使面板以锯齿状取向来定向，可以增加承载部的每单位面积上的面板的总数量，从而增加在给定的承载部(例如总表面面积有限的屋顶)上可得到的光电输出。在优选实施例中，相邻的预先形成的太阳能面板1被牢固地接合(例如熔接)以形成连续结构，该连续结构保护位于连续结构下方的位置处的承载部免受水浸。相邻的面板可以接合以形成具有由行和列组成的简单图案的阵列，例如图8B所示。例如，在安装和/或维护期间，相邻面板之间的空间(即安装区域M1、M2)可以足够宽以供人行走。在优选的实施例中，面板可以以由交错的行形成的阵列被接合，例如图8C中所示。独立于阵列的布局，预先形成的面板例如在行的端部或开始处可以布置有如上所述的侧面板6。
图9和图10示意性地描绘了在支撑平面“SP”上的预先形成的太阳能面板1的组装件100的示例性实施例的横截面侧视图。在图9A和图9B中，包括在组装件中的面板1是近似对称的，并且第一平面部段S1和第二平面部段S2具有大约相等的长度。应当理解，在这种组装件中，任一部段、优选地两个部段可以布置有光伏层3。在图10A至图10B所描绘的示例性实施例中，第一平面部段S1和第二平面部段S2的尺寸被设计成非对称面板，优选地，在该非对称面板中，仅部段中的一个部段布置有光伏层3。
图9至图12进一步描绘了不同形状和/或不同尺寸的安装区域M、安装元件12和/或安装装置13的广泛的示例性实施例。在一个实施例中，相邻的面板可以用重叠部接合，例如用重叠的安装区域接合，例如图9A、图12A以及图12C所示。在另外或进一步的实施例中，相邻的面板可以用接触边缘部分接合，例如图10A和图12B中所示。接合可以被理解为包括胶合和焊接。通过以部分重叠的方式安装相邻的面板和/或通过接合面板，可以获得具有改进的整体完整性的组装件100，因为在这种组装件中，各个面板从相邻的面板传递力量。此外，以部分重叠的方式和/或通过对面板进行接合来安装相邻的面板可以导致形成防水的组装件，该组装件本身或一部分可以用于覆盖例如建筑物中的开口。换言之，本发明的预先形成的太阳能面板1可以有利地用作建筑面板。还可以设想简单地将面板安装在相邻位置，例如图11B所示，但是这可能不会导致形成防水的组装件。可选地，相邻的面板可以在安装之前或安装之后直接地接合，例如通过直接地将相邻的后部面板的边缘焊接在一起而接合，可替代地，通过条状件12、12a来接合，例如图9B、图10B以及图11A所示。条状件可以固定到安装表面并且可以用作排水部，以从组装件100排出多余的水，例如雨水。此外，可选地，面板可以安装在承载部导轨16上。通过在此描述的装置13和/或本领域已知的装置可以进行固定。这些装置包括但不限于螺钉、钉、螺栓等，如图9A、图11B(右)、图11C以及图12C所示。这些装置进一步包括钩环紧固件(维克罗)等(例如图11A、图11B(左)所示)，以及按钮和胶合物，例如沥青(例如图11A和图12A所示)。
本公开的进一步的方面涉及用于制造预先形成的太阳能面板(优选地，如在此所描述的预先形成的太阳能面板)的方法。用于制造如在此所描述的预先形成的太阳能面板的方法包括：
-提供能热塑性变形的后部面板(2)，
-使后部面板(2)的部段(P)进行塑性变形，优选地进行热塑性变形，以形成被塑性变形部段(P)隔开的至少第一平面部段和第二平面部段(S1，S2)，并且其中，塑性变形部段将第一平面部段和第二平面部段相对于彼此保持成在介于30°至170°之间的范围内的封闭角(A1)。可以在设置部段之间的角度之前或之后布置光伏层3。优选地，该方法包括提供如在上文参照图6和图7所描述的平面的能热塑性变形的太阳能面板。
用于制造在此所描述的预先形成的太阳能面板(1)的进一步的方法包括：
-提供至少第一平面太阳能面板和第二平面太阳能面板，每个平面太阳能面板包括能热塑性变形的后部面板(2)，例如在上文参照图6和图7所描述的平面的能热塑性变形的太阳能面板。
-可选地通过由能热塑性变形的材料制成的条状件以预定角度使第一平面太阳能面板和第二平面太阳能面板的能热塑性变形的后部面板的边缘部分接触，并且在适合于使面板沿着塑性变形部段(P)熔接的时间和温度下，对第一平面太阳能面板和第二平面太阳能面板的能热塑性变形的后部面板的边缘部分、以及可选地由能热塑性变形的材料制成的条状件进行加热，以形成预先形成的太阳能面板，该预先形成的太阳能面板包括由塑性变形部段(P)隔开的至少第一平面部段和第二平面部段(S1，S2)，并且其中，塑性变形部段将第一平面部段和第二平面部段相对于彼此保持成在介于30°至170°之间的范围内的封闭角(A1)。
应当理解，热塑性变形(例如弯曲)可以包括加热到高于面板的软化点的温度。施加到一个或多个软化的面板的压力以期望的角度对平面部段进行定位。使被定位的面板和/或面板部段冷却回到低于软化点的温度，从而牢固地以设定的角度对部段进行固定。
图12D、图12E、图12F示意性地示出了组装件的两个预先形成的太阳能面板1a、1b，这两个预先形成的太阳能面板使用导轨16固定到彼此并固定到屋顶。如在图12F以及图14B中更详细地示出，导轨16具有至少一个向内指向的边缘，在该情况下具有两个向内指向的边缘16L、16R。预先形成的太阳能面板1a、1b的安装部段Ma、Mb具有与向内指向的边缘配合的向后弯曲的边缘(参见图12E中面板1b的细节)。在图12F和图14B所示的实施例中，安装部段Ma、Mb的向后弯曲的边缘通过被安装在导轨16中的填充部件16F而夹持抵靠导轨的向内指向的边缘。图12G更详细地示出了图12F的横截面。因此，如图12H所示，太阳能面板12a、12b、12c等可以组装在屋顶上。在所示的示例中，太阳能面板以大约15度的角度布置，因此面板的效率对入射的太阳能辐射的角度相对不敏感。
图13A至图13I示出了将预先形成的太阳能面板1a、1b组装在屋顶RF上的方法的实施例。图13A至图13D示出了第一维克罗组件F1的条状件(例如具有约5cm至15cm的宽度，例如约10cm的宽度)如何在屋顶的表面上滚动并且与之粘附。在实施例中，该第一组件F1可以已经被包括在屋顶膜中(例如选自沥青、PVC、EVA、EPDM)。
在随后的阶段中，导轨16a、16b等被附接到第一维克罗组件，该导轨有具有互补的维克罗组件的底部表面。优选地，第一维克罗组件包括环部，并且第二组件F2包括钩部。图13E示出了第一组装阶段，其中，导轨16a用第二维克罗组件F2的层附接到在屋顶RF的表面上的第一维克罗组件F1，其中，第一预先形成的太阳能面板1a用其安装部段Ma1钩在导轨16a的向内指向的边缘16La的后面。可替代地，可以使用支架来代替在面板的全部长度上延伸的导轨，该支架沿着维克罗组件具有约10cm至30cm的尺寸(取决于预期的风力荷载)，并且具有横向于维克罗组件的、与维克罗组件的宽度相对应的尺寸。
图13F示出了第二阶段，其中，第一预先形成的太阳能面板1a的相对的安装部段Ma2钩在下一个导轨16b的向后弯曲的边缘16Rb的后面。导轨16b随后用其第二维克罗组件F2附接到屋顶RF的表面，如图13G所示。同样如图13G所示，下一个预先形成的太阳能面板1b用其安装部段Mb1钩在导轨16b的向内指向的边缘16Lb的后面。如图13H、13I所示，预先形成的太阳能面板可以以与图13F、图13E中所示的用于预先形成的太阳能面板1a的相同的方式来安装到进一步的导轨16c。应当注意，在一些实施例中，在将预先形成的太阳能面板1a、1b等联接到屋顶的表面之前，导轨16a、16b、16c等可以首先安装到屋顶RF的表面。为此，预先形成的太阳能面板的安装区域、或导轨的向后弯曲的边缘、或者两者可以由弹性材料制成。参照图13A至图13I描述的方法使得能够具有非常有效的组装过程。然而，可替代地，组装件元件(例如导轨或支架)可以以其他方式固定到屋顶，例如通过粘附或通过螺钉连接固定到屋顶。
图14A和图14B示出了通过其安装区域Ma2、Mb1固定到彼此的相邻的预先形成的太阳能面板1a、1b的两个实施例。在图14A的实施例中，第一预先形成的太阳能面板1a具有如图14E所示的向上弯曲的安装区域Ma2。第二预先形成的太阳能面板1b具有形成为钩部的安装区域Mb1，该钩部夹持在第一预先形成的太阳能面板1a的向上弯曲的安装区域Ma2周围。第二预先形成的太阳能面板1b的第一安装区域在图14F中更详细地示出。预先形成的太阳能面板1a、1b通过固定装置18(例如螺钉或螺栓)共同附接到屋顶。图14H是通过图14A的连接(在该情况下，没有可见的固定装置)组装到屋顶RF的预先形成的太阳能面板1a、1b、1c的图片。图14I示出了在图14H中的预先形成的太阳能面板1a和1b之间的这种连接的细节。图14G示出了具有向后弯曲的安装区域Ma2的预先形成的太阳能面板1a的示例，该安装区域可以与夹持在其中的另一面板的对应的安装区域配合。
图14B示出了图14A的实施例的变型。在图14B中，与图14A中的部件对应的部件具有相同的附图标记。在图14B所示的变型中，预先形成的太阳能面板1a的安装区域Ma2包括向上指向的边缘部分Ma3，该向上指向的边缘部分熔接到面板1a的端部。预先形成的太阳能面板1a、1b通过相互配合的固定装置18a、18b(例如螺栓和螺母)或者通过形成卡扣连接的元件共同附接到屋顶。
在图14C的实施例中，邻近的面板1a、1b具有如图14E所示的相同的向上弯曲的安装区域Mb1、Ma2，并且盖部元件19通过固定装置18固定在这些向上弯曲的安装区域Mb1、Ma2上方。在图14D所示的变型中，与图14C中的部件对应的部件具有相同的附图标记。在图14D所示的变型中，预先形成的太阳能面板1a、1b的安装区域Ma2、Mb1包括向上指向的边缘部分Ma3、Mb3，该向上指向的边缘部分熔接到该安装区域的端部。预先形成的太阳能面板1a、1b通过盖部元件19和相互配合的固定装置18a、18b(例如螺栓和螺母)或者通过形成卡扣连接的元件共同附接到屋顶。
图15示出了进一步的示例。在图15中，与图14A至图14I中的部件对应的部件具有相同的附图标记。在图15中所示的实施例中，具有矩形横截面的管状安装元件16T例如用维克罗带或通过其他装置来安装到屋顶RF。管状安装元件16T由盖部元件19盖住，盖部元件也可以通过粘合剂或通过维克罗带等固定到屋顶，并且盖部元件也可以用于固定管状安装元件16T。在一些情况下，这种固定可能是足够的，从而不需要进一步的装置来固定管状安装元件16T。最后，预先形成的太阳能面板1a、1b通过它们的安装区域Ma2、Mb1例如用螺钉18c、18d来安装到管状安装元件16T。
在图16A、图16B以及图17中所示的实施例中，预先形成的太阳能面板被构造成太阳能面板棱锥体100。其中，图16A示出了顶部视图，图16B示出了根据图16A中的XVIB的侧视图，并且图17示出了透视图。预先形成的太阳能面板被构造成太阳能面板棱锥体100，该太阳能面板棱锥体包括至少三个三角形形状的平面部段，在该情况下包括六个三角形形状的平面部段S1、S2、……、S6。三角形平面部段具有共同的顶部T。在该示例中，部段S1可以例如具有宽度约为100cm至150cm(例如约为125cm至130cm)的远离顶部的侧。太阳能电池，例如21个尺寸大约为160mm*160mm矩形电池在三角形平面部段上可以被布置成：第一行6个电池、第二行5个电池等。在该布置中，三角形平面部段的顶部到三角形平面部段的基部的中间的距离可以与三角形平面部段的基部的尺寸具有相同的数量级。因此，由三角形平面部段S1、……、S6构成的太阳能面板棱锥体的高度约为基部侧的高度的一半，在该示例中约为60cm至70cm，并且相邻的三角形平面部段之间的角度约为140度。如果太阳能棱锥体被布置在水面上，那么如果需要，可以在棱锥体内容纳漂浮元件，例如空气袋，从而将所有的太阳能电池充分地提升到水面之上。每个平面部段(例如S2)与第一相邻的平面部段(例如S1)共享第一塑性变形部段(例如P)，并且与第二相邻的平面部段(例如S2)共享第二塑性变形部段(例如P1)。与所述顶部T相对的平面部段S1至S6的边缘限定了太阳能面板棱锥体100的基部平面B。塑性变形部段P、P1、P2、……P5包括在第一端部E1和相对的第二端部E2之间的塑性变形部段P5。每个三角形部段S1、……、S6具有光伏层3，例如针对部段S6所示出的，具有通常串联布置的多个光伏电池SC。应当注意，截断的棱锥体可以由截断的三角形形成，并且具有如图13A示意性地示出的顶部T’。
图18示意性地示出了布置有控制单元CTRLU的太阳能面板棱椎体；对于与相应的大体三角形的平面部段S1、……、S3相关联的每个光伏层3，控制单元CTRLU具有相应的最大功率点跟踪器MPPT1、……、MPPT6。跟踪器的输出部串联布置在输出端子T1、T2之间。
可选择地，可以考虑将部段S1、……、S6的光伏层简单地串联布置，用旁路二极管对部段中的每一个部段进行桥接。然而，在这种情况下，具有较低的曝光量的部段将限制功率输出或不贡献任何输出功率(取决于旁路设备的类型)，然而在图18的实施例中，具有较低的曝光量的部段仍然提供了最佳的贡献。
在另一个构造中，部段S1、……、S6的光伏层并联连接。在该情况下，部段可以与曝光量成比例地提供它们的贡献。然而，与图18的构造相比，该并联构造将以较低的输出电压和较高的输出电流运行，从而导致较高的电阻损耗，并且需要更厚、更昂贵的电缆。
在更进一步的构造中，相互不同的太阳能面板棱锥体的对应部段是串联布置的。这将具有如下的优点：为具有类似的曝光量的太阳能面板元件提供串联连接，使得所有的部段有效地进行贡献。然而，由于必须提供大量的电缆，该构造涉及相当高的电缆成本。在六棱锥体的布置的情况下，一系列棱锥体的S1部段需要第一组两根电缆(+和-)，部段S2需要第二组电缆等，因此总共需要六组电缆。
图19A至图19D示意性地示出了制造太阳能面板棱椎体的方法的方面。在图19A中示出了各自具有三个三角形平面部段S1至S3、S4至S6、S1’至S3’、S4’至S6的预先形成的太阳能面板100A、100B、100A’、100B’等如何被制造为平面半成品的部分。这些部分100A、100B、100A’、100B’可以以非常低的材料损失沿着线C1、C2、C3从平面半成品上切割。
图19B示出了两个预先形成的太阳能面板100A、100B如何相互定位，从而随后合并成更大的预先形成的太阳能面板100AB，如图19B所示。如图19B、图19C所示，两个预先形成的太阳能面板100A、100B通过如下方式进行合并：使部分100A的第一中间边缘部分e12和部分100B的第二中间边缘部分e21接触，并且在适合于使第一预先形成的太阳能面板100A和第二预先形成的太阳能面板100B熔接的时间和温度下加热这些边缘部分e12、e21，以得到图19C的具有至少三个至少大体三角形的平面部段的预先形成的太阳能面板图100AB。可选地，可以通过由能热塑性变形的材料制成的条状件来实现接触，在这种情况下同样地，至少在条状件接触中间边缘部分e12、e21的位置处，条状件将在适合于使其熔接的时间和温度下被加热。
如图19C、图19D所示，在最后的步骤中，以同样的方式，预先形成的太阳能面板100AB的剩余边缘部分e1、e2被连接以形成太阳能面板棱锥体100。
图20A、图20B示出了太阳能面板棱锥体布置的示例，该太阳能面板棱锥体布置包括多个太阳能面板棱锥体100-1、100-2、……、100-N。在图20A的实施例中，彼此相邻的太阳能面板棱锥体在此通过柔性接合件110来机械地弹性联接。可替代地或此外，柔性接合件111可以布置在其他位置，例如在每一侧处布置在相邻棱锥体的相应的相邻侧的中心位置处。
可以提供缓冲元件(未示出)以避免相邻的太阳能面板棱锥体可能彼此直接接触。可替代地，如图20B所示，太阳能面板棱锥体可以被安装到可以预先张紧的网状物。在图20B的实施例中，还提供了延伸穿过该布置的维护路径121、122，从而能够接近各个太阳能面板棱锥体。在一些位置处提供了空缺部140，在该空缺部处，海面被暴露以使得阳光能够进入水面，并且提供了与大气的接触。
图21A和图21B示意性地示出了被构造成漂浮在水面W上的太阳能面板棱锥体的进一步的实施例。在这些实施例中，太阳能面板棱锥体100进一步包括截断的棱锥体部分，该截断的棱锥体部分在与由至少大体三角形的平面部段S1、……、S6形成的棱锥体的方向相对的方向上定向。截断的棱锥体部分包括多个梯形的平面部段S11、S16(参见图22)和多边形的平面底部部段S20。三角形平面部段S1、……、S6中的每个三角形平面部段在其与顶部T相对的边缘处通过相应的塑性变形部段连接到梯形平面部段S11、……、S16中的相应的梯形平面部段。例如S1连接到S11，并且S4连接到S14。此外，多对相邻的梯形平面部段S11、……、S16通过相应的塑性变形部段而彼此连接，并且每个梯形平面部段S11、……、S16在远离顶部的边缘处通过相应的塑性变形部段连接到多边形平面底部部段S20的相应的边缘。
在图21A的实施例中，太阳能面板棱锥体100进一步包括容纳在其内部的空气袋150。另外，空气阀160被布置在在使用中被构造成在水平面W上方的侧处，并且开口S20O被布置在在使用中被构造成在水平面W下方的侧处。开口可以足够大，以使得水能够渗透到内部但是防止甲壳类动物进入内部而存在损坏空气袋150的风险。
在图21B的实施例中，太阳能面板棱锥体100限定了封闭的容积，该封闭的容积部分地填充有空气并且部分地填充有压载物170。
图22示出了半成品组件，通过使该半成品组件与图19D中所示的产品结合，可以制造如图21A或图21B所示的太阳能面板棱锥体。在图22中所示的半成品包括多边形平面底部部段S20和梯形部段S11、……、S16，梯形部段连接在多边形平面底部部段S20的相应侧处。在图22中示出的半成产品可以例如由与图19A中所示的半成品相同的平面材料制造。如图22所示，梯形平面部段S11、……、S16在远离多边形平面部段S20的方向上变宽。梯形平面部段S11、……、S16沿着它们与多边形平面部段S20的边缘向内倾斜，并且每一对相邻的梯形平面部段S11-S12、S12-S13、S13-S14、S14-S15、S15-S16以及S16-S11通过相应的热塑性变形区域连接。在一个示例中，相邻的边缘直接熔接在一起，在另一个实施例中，相邻的边缘通过材料的中间条状件熔接。最后，梯形平面部段的剩余的最靠外的边缘在太阳能面板棱锥体的基部平面中通过相应的热塑性变形区域与相应的三角形平面部段连接。同样，该连接可以通过直接熔接或通过材料的中间条状件来实现。在实施例中，将梯形平面部段与三角形平面部段进行连接的最终步骤是在太阳能面板棱锥体100的使用位置处进行的。这是有利的，因为在运输到使用位置期间，顶部部分和底部部分一样可以进行堆叠。
为了清楚和简明地进行描述，在此将特征描述为相同的或单独的实施例的一部分，然而，应当理解，本发明的范围可以包括具有所描述的特征中的全部特征或一些特征的组合的实施例。例如，虽然示出了预先形成的面板及其组合件的实施例，但受益于本公开的本领域技术人员也可以设想具有不同形状和/或不同尺寸的安装区域的面板，以实现类似的功能和结果。所讨论和示出的实施例的各种元件提供了某些优点，例如低的重量、改进的组装的容易性以及制造的容易性。当然，应当理解，以上实施例或方法中的任何一个可以与一个或多个其它实施例或方法进行组合，以在寻找和匹配设计与优点方面提供更进一步的改进。应当理解，本公开为面板制造和面板组装(例如安装)提供了特别的优点，并且通常能够应用于使用光伏夹层面板的任何应用。
在解释所附的权利要求时，应当理解，词语“包括”除了在给定的权利要求中所列出的元件或动作外，不排除其它元件或动作的存在；在元件之前的词语“一”或“一个”不排除多个这种元件的存在；权利要求中的任何附图标记都不限制权利要求的范围；多个“装置”可以由相同的或不同的项目或所实现的结构或功能来表示；除非另外特别说明，本公开的任何公开的装置或部分可以被组合在一起或被分成进一步的部分。当一项权利要求引用另一项权利要求时，这可能表示通过这些权利要求各自的特征的组合实现了协同优势。但是，仅仅在相互不同的权利要求中列举某些措施这一事实并不表示这些措施的组合不能够被使用以获得优势。因此，本实施例可以包括权利要求的所有可行的组合，其中，除非在本文中明确地排除，否则原则上每个权利要求可以引用任一前述权利要求。

Claims (35)

1.预先形成的太阳能面板(1)，所述预先形成的太阳能面板将被安装在支撑平面(SP)上，所述太阳能面板在从第一端部(E1)到相对的第二端部(E2)的方向上具有至少第一平面部段(S1)、塑性变形部段(P)以及第二平面部段(S2)，其中，所述塑性变形部段将所述第一平面部段和所述第二平面部段相对于彼此保持成在介于30°至170°之间的范围内的封闭角(A1)，并且其中，平面部段中的至少一个平面部段的区域布置有光伏层(3)。
2.根据权利要求1所述的预先形成的太阳能面板(1)，其中，部段形成有共同的后部面板(2)。
3.根据权利要求1所述的预先形成的太阳能面板(1)，其中，所述塑性变形部段由连接相邻的平面部段的焊缝形成。
4.根据前述权利要求中任一项所述的预先形成的太阳能面板(1)，其中，所述部段具有在所述塑性变形部段(P)和后部面板(2)的相应的相对的端部之间的长度(LS1，LS2)，使得在安装时，具有光伏层(3)的所述部段中的至少一个部段和所述支撑平面(SP)之间的封闭角(A2)在介于10°至90°之间的范围内。
5.根据前述权利要求中任一项所述的预先形成的太阳能面板(1)，其中，两个平面部段都布置有光伏层(3)。
6.根据前述权利要求中任一项所述的预先形成的太阳能面板(1)，所述预先形成的太阳能面板在所述预先形成的太阳能面板(1)的侧中的一个或多个侧处进一步包括侧面板(6)，以减小被安装在所述支撑平面(SP)上时所述预先形成的太阳能面板(1)上的风力荷载。
7.根据前述权利要求中任一项所述的预先形成的太阳能面板(1)，其中，所述面板包括安装区域(M1，M2)，所述安装区域沿着所述预先形成的太阳能面板(1)的边缘部分被布置在沿着所述后部面板的相对端部的位置处。
8.根据权利要求7所述的预先形成的太阳能面板(1)，其中，所述安装区域(M1，M2)中的一个或多个安装区域布置有用于将所述预先形成的太阳能面板(1)粘附到所述支撑平面(SP)的装置(13)。
9.根据权利要求7或权利要求8所述的预先形成的太阳能面板单元(4)，其中，所述安装区域中的一个或多个安装区域布置有切口(14)(或狭缝)，所述切口(或狭缝)沿着远离所述预先形成的太阳能面板(1)的边缘部分的方向延伸。
10.根据权利要求7至权利要求9中任一项所述的预先形成的太阳能面板(1)，其中，所述安装区域形成为一图案，所述图案被布置成在安装时，与相邻的预先形成的太阳能面板(1)的图案化的安装区域互锁或者与安装元件的图案化的安装区域互锁。
11.根据前述权利要求中任一项所述的预先形成的太阳能面板(1)，其中，在所述相对的端部(E1，E2)之间，所述面板由堆叠(ST)形成，所述堆叠包括所述光伏层(3)，所述光伏层夹在所述后部面板(2)和前部保护层(4)之间。
12.根据前述权利要求中任一项所述的预先形成的太阳能面板(1)，其中，所述后部面板(2)是纤维增强的面板。
13.根据权利要求12所述的预先形成的太阳能面板(1)，其中，所述后部面板(2)是夹层面板(8)，所述夹层面板包括芯部层(9)，所述芯部层夹在纤维增强的前部板和纤维增强的后部板(10，11)之间。
14.根据权利要求2至权利要求11中任一项所述的预先形成的太阳能面板(1)，其中，所述部段(S1，S2)具有在所述塑性变形部段(P)和所述部段的相应的相对的端部(E1，E2)之间的长度，使得在安装时，所述预先形成的太阳能面板(1)的高度在介于20cm至150cm之间的范围内，所述预先形成的太阳能面板的高度被限定为在所述支撑平面(SP)和所述塑性变形部段(P)之间的距离。
15.多个根据权利要求1至权利要求14中任一项所述的预先形成的太阳能面板(1)的组装件(100)，所述组装件被安装在承载部上。
16.根据权利要求15所述的组装件，其中，所述承载部(16)是具有至少一个向内指向的边缘的导轨，并且其中，至少一个预先形成的太阳能面板(1a，1b)的安装部段(Ma，Mb)具有与所述向内指向的边缘配合的向后弯曲的边缘。
17.根据权利要求16所述的组装件，其中，所述安装部段(Ma，Mb)的所述向后弯曲的边缘通过被安装在所述导轨中的填充部件(16F)而夹持抵靠所述导轨的向内指向的边缘。
18.根据权利要求15所述的组装件，其中，相邻的预先形成的太阳能面板(1)牢固地接合以形成连续的结构。
19.太阳能面板棱锥体，所述太阳能面板棱锥体包括根据权利要求1所述的预先形成的太阳能面板，所述预先形成的太阳能面板具有至少三个平面部段(S1，S2，……，S6)，所述至少三个平面部段包括所述至少第一平面部段(S1)和第二平面部段(S2)，所述至少三个平面部段被布置为具有共同的顶部(T)的至少大体三角形的平面部段，每个平面部段与第一相邻的平面部段共享第一塑性变形部段，并且与第二相邻的平面部段共享第二塑性变形部段，其中，所述每个平面部段的与所述顶部相对的边缘限定了所述太阳能面板棱锥体的基部平面，所述塑性变形部段包括在所述第一端部(E1)和所述相对的第二端部(E2)之间的塑性变形部段。
20.根据权利要求19所述的太阳能面板棱锥体，其中，所述太阳能棱锥体在其基部平面处是敞开的。
21.根据权利要求19所述的太阳能面板棱锥体，所述太阳能面板棱锥体在其基部平面处是封闭的，或者填充有泡沫。
22.根据权利要求19所述的太阳能面板棱锥体(100)，所述太阳能面板棱锥体进一步包括截断的棱锥体部分，所述截断的棱锥体部分在与由所述至少大体三角形的平面部段形成的棱锥体的方向相对的方向上定向，所述截断的棱锥体部分包括多个梯形平面部段和多边形平面底部部段，所述三角形平面部段(S1，……，S6)中的每个三角形平面部段在其与所述顶部相对的边缘处通过相应的塑性变形部段连接到所述梯形平面部段(S11，……，S16)中的相应的梯形平面部段，多对相邻的梯形平面部段(S11，……，S16)通过相应的塑性变形部段彼此连接，并且每个梯形平面部段(S11，……，S16)在远离所述顶部的边缘处通过相应的塑性变形部段连接到所述多边形平面底部部段的相应边缘。
23.根据权利要求22所述的太阳能面板棱锥体(100)，所述太阳能面板棱锥体进一步包括：
-空气袋(150)，所述空气袋被容纳在所述太阳能面板棱锥体的内部，
-空气阀(160)，所述空气阀位于在使用中被构造成在水平面(W)上方的侧处；
-开口(S20O)，所述开口位于在使用中被构造成在水平面(W)下方的侧处。
24.根据权利要求22所述的太阳能面板棱锥体(100)，所述太阳能面板棱锥体限定了封闭的容积，所述封闭的容积部分地填充有空气并且部分地填充有压载物(170)。
25.根据权利要求19至权利要求24中任一项所述的太阳能面板棱锥体，所述太阳能面板棱锥体进一步包括控制单元(CTRLU)，对于与相应的大体三角形的平面部段相关联的每个光伏层，所述控制单元具有相应的最大功率点跟踪器(MPPT1，……，MPPT6)。
26.根据权利要求19至权利要求25中任一项所述的太阳能面板棱锥体，其中，所述光伏层(3)布置有后部接触太阳能电池或薄膜太阳能电池中的一个。
27.太阳能面板棱锥体布置，所述太阳能面板棱锥体布置包括多个根据权利要求19至权利要求26中任一项所述的太阳能面板棱锥体，其中，所述太阳能面板棱锥体中的相邻的太阳能面板棱锥体以柔性的方式机械地联接。
28.根据权利要求27所述的太阳能面板棱锥体布置，所述太阳能面板棱锥体布置包括延伸穿过所述布置的维护路径(121，122)，以使得能够接近各个太阳能面板棱锥体。
29.根据权利要求27或权利要求28所述的太阳能面板棱锥体布置，所述太阳能面板棱锥体布置包括棱锥体形状的元件的外环，所述棱锥体形状的元件没有光伏层。
30.用于制造根据权利要求2所述的预先形成的太阳能面板(1)的方法，所述方法包括：
-提供能热塑性变形的后部面板(2)
-使所述后部面板(2)的部段(P)塑性变形，以形成由所述塑性变形部段(P)隔开的至少第一平面部段和第二平面部段(S1，S2)，并且其中，所述塑性变形部段将所述第一平面部段和所述第二平面部段相对于彼此保持成在介于30°至170°之间的范围内的封闭角(A1)。
31.用于制造根据权利要求3所述的预先形成的太阳能面板(1)的方法，所述方法包括：
-提供至少第一平面太阳能面板和第二平面太阳能面板，所述至少第一平面太阳能面板和第二平面太阳能面板各自包括能热塑性变形的后部面板(2)
-可选地通过由能热塑性变形的材料制成的条状件使第一平面太阳能面板和第二平面太阳能面板的所述能热塑性变形的后部面板的边缘部分进行接触，并且在适合于使所述面板沿着塑性变形部段(P)熔接的时间和温度下，对第一平面太阳能面板和第二平面太阳能面板的所述能热塑性变形的后部面板的边缘部分、以及可选地所述由能热塑性变形的材料制成的条状件进行加热，以形成所述预先形成的太阳能面板，所述预先形成的太阳能面板包括由所述塑性变形部段(P)隔开的至少第一平面部段和第二平面部段(S1，S2)，并且其中，所述塑性变形部段将所述第一平面部段和所述第二平面部段相对于彼此保持成在介于30°至170°之间的范围内的封闭角(A1)。
32.根据权利要求30或权利要求31所述的方法，所述方法进一步包括：
-提供预先形成的太阳能面板(100AB)，所述预先形成的太阳能面板具有至少三个至少大体三角形的平面部段(S1，S2，……，S6)，每一对彼此相继的大体三角形的平面部段由相应的塑性变形部段(P12，P23，……，P56)联接，所述大体三角形的平面部段中的第一个大体三角形的平面部段(S1)的第一边缘部分(e1)限定了所述第一端部(E1)，并且所述至少大体三角形的平面部段中的最后一个大体三角形的平面部段(S6)的第二边缘部分(e2)限定了所述相对的第二端部(E2)，
-可选地通过由能热塑性变形的材料制成的条状件使所述第一边缘部分和所述第二边缘部分(e1，e2)进行接触，并且在适合于使所述大体三角形的平面部段的所述第一个大体三角形的平面部段(S1)和所述最后一个大体三角形的平面部段(S6)沿着塑性变形部段(P)熔接的时间和温度下，对所述第一边缘部分和所述第二边缘部分、以及可选地由所述能热塑性变形的材料制成的条状件进行加热，以形成太阳能面板棱锥体(100)。
33.根据权利要求32所述的方法，其中，具有至少三个至少大体三角形的平面部段的所述预先形成的太阳能面板(100AB)由第一预先形成的太阳能面板(100A)和第二预先形成的太阳能面板(100B)形成，所述第一预先形成的太阳能面板和所述第二预先形成的太阳能面板各自具有一个或多个至少大体三角形的平面部段，至少大体三角形的平面部段的总数量等于所述至少三个，所述第一预先形成的太阳能面板(100A)具有所述第一边缘部分(e1)以及第一中间边缘部分(e12)，所述第二预先形成的太阳能面板(100B)具有所述第二边缘部分(e2)并且进一步具有第二中间边缘部分(e21)，
-可选地通过由能热塑性变形的材料制成的条状件使所述第一中间边缘部分和所述第二中间边缘部分(e12，e21)进行接触，并且在适合于使所述第一预成形的太阳能面板和所述第二预成形的太阳能面板(100A，100B)熔接的时间和温度下，对所述第一中间边缘部分和所述第二中间边缘部分、以及可选地所述由能热塑性变形的材料制成的条状件进行加热，以得到具有至少三个至少大体三角形的平面部段的所述预成形的太阳能面板(100AB)。
34.根据权利要求32或权利要求33所述的方法，提供包括多边形平面部段(S20)的进一步的元件，并且在所述多边形平面部段的每一侧处提供相应的梯形平面部段(S11，……，S16)，所述相应的梯形平面部段在远离所述多边形平面部段(S20)的方向上变宽，使所述梯形平面部段(S11，……，S16)沿着它们与所述多边形平面部段(S20)的边缘向内倾斜，在相应的热塑性变形区域中将每一对相邻的梯形平面部段(S11，……，S16)进行连接，并且在所述太阳能面板棱锥体的基部平面中的相应的热塑性变型区域中将每个梯形平面部段的剩余边缘与相应的三角形平面部段进行连接。
35.根据权利要求34所述的方法，其中，所述连接每个梯形平面部段的剩余边缘是在所述太阳能面板棱锥体(100)的使用位置处进行的。
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