CN1180125A - 横向铺设的屋顶及其安装方法 - Google Patents

Abstract

一种屋顶,其中下游屋顶板的上端接合部分与上游屋顶板的下端接合部分缝接,其特征在于:至少所述下端接合部分有足以脱离所述缝接的挠性刚度。

Description

横向铺设的屋顶及其安装方法

本发明涉及一种横向铺设的屋顶，横向铺设的屋顶的连接件，和横向铺设的屋顶的安装方法，更具体地说，涉及与太阳能电池为一体的屋顶及其安装方法。

将太阳能电池装在在屋顶上主要有两种方法，一种方法是将太阳能电池装在现有的屋顶上；另一种方法是将太阳能电池本身铺设作为屋顶。

在前一种方法中，通过在现有屋顶上使用一些架子来铺设太阳能电池，于是，能使用普通的太阳能电池组件。然而，其安装成本高，而且外形不美观。所以，后一种方法近来引起人们的注意。

对于后一种方法，长期以来，已知各种屋顶的安装方法。使用这种太阳能电池的先有技术的例子包括日本专利申请号5-55618(磁砖屋顶)，69-1552670(横向铺设屋顶)，6-114111(横向铺设屋顶)，6-503684译本的国家公开(垂直铺设屋顶)，等等。

然而，在普通的横向铺设的屋顶中，因为屋顶板是从屋檐向屋脊铺设，而进行缝接，所以，存在一个问题，即在安装之后一些屋顶板的更换是很困难的。例如，当在屋檐侧的太阳能电池组件失效时，必须取下整个屋顶才能更换失效的组件，所以，其维修非常麻烦。在普通的屋顶也是这种情况，但在与太阳能电池为整体的屋顶中，这种情况就更为严重。因为失效对整个系统有大的影响。

另外，在组合的太阳能电池和屋顶板的情况下，其不容易确定需要更换的屋顶板，尽管需要更换一些屋顶板。例如，日本专利公开号59-152670公开了横向铺设的屋顶的电气连接，但其有一个问题，即，一旦太阳能电池组件已被铺设，其就不可能测量各太阳能电池组件的输出，并且其检查工作所需的工作量基本等于整个更换的工作量。

另外，因为组合的太阳能电池和屋顶板材料的接线工作通常与屋顶的铺设同时进行，所以，有时会出现屋顶铺设了，但接线不够。所以，屋顶的复杂性成为一个问题，并且目前还没有能解决这些问题的横向铺设顶板和太阳能电池的组合。

本发明的目的是解决上述问题，提供一种横(水平)向铺设的屋顶，组合的屋顶板和太阳能电池，用于横向铺设屋顶板的连接部分，横向铺设顶板的安装方法，在屋顶板偶然损坏的情况下实现屋顶板的部分更换，特别是在组合的太阳能电池和屋顶板的情况下。

另外，本发明提供了在发生故障的情况下，能确定失效的太阳能电池和屋顶板组件的装置。

另外，本发明提供了能防止发生麻烦--例如由于安装太阳能电池和屋顶板组件时由于布线工作的复杂性而发生布线错误--的装置，在发生故障的情况下，使工人能容易地处理布线错误。

本发明通过使用下列装置解决所述的问题。

(1)屋顶板具有挠性，并且其接合部分的形状使其甚至能在安装后也能拆下和装上。

(2)连接部分包括一底件，一保持件和一盖板件。

(3)在连接部分底件的下面进行布线，以使各太阳能电池相互连接。

(4)至少连接件有一开口部分，使电线可以从中拉出。

采用本发明的横向铺设的屋顶板，在安装之后，当下端接合部分取下并且两侧连接部分的保持件取下时，屋顶板仅在上端固定，使安装后的挠性屋顶板能向上掀起。于是，甚至在屋顶板安装之后，仅有一些固定夹可以被取下。所以，本发明能实现这样的作用，即，甚至在安装之后，横向铺设的屋顶板也能部分地进行更换。

另外，因为本发明的连接部分至少在底部件有开口部分，所以，即使在安装之后，也能容易地通过取下连接部分盖板在开口部分检查各太阳能电池的输出，从而容易地确定失效的太阳能电池和屋顶板组件。

另一方面，可以预见，由于接合部分的可拆卸连接，将会降低抗风性，但通过在接合部分增加一紧固件，并改变接合部分的形状，能成功地充分保持其抗风性。通常，在使用紧固件并伴随螺栓等的钻孔时，对防水问题要特别小心。于是，屋顶板的接合部分形成为双壁结构，靠在包层屋顶板上，从而经过螺钉缝隙的水能返回到下屋顶板，所以，保持了与以前相同的防水性。

本发明的紧固件还有一优点，因为屋顶板在屋顶连接部分内侧深处的开口部分紧固，所以可以防止雨水或类似物直接到达紧固件，所以，本发明能克服例如在多雪地区雪使螺钉引出的问题。

根据本发明的横向铺设的顶板，能掀起横向铺设屋顶的中部，从而可以接近屋顶板背面的终端部分而容易地进行各部分太阳能电池的电气布线工作。所以，即使在安装屋顶板时有连接错误，之后也能进行重新布线。

因为本发明的横向铺设顶板使屋顶板中部能被掀起，所以，即使在屋顶安装之后，也能方便地检查屋顶板背面的终端部分，并且也能修理终端部分等等，和在工作现场进行布线。

图1是本发明横向铺设顶板的剖视图；

图2显示了本发明横向铺设顶板的安装方法；

图3是本发明横向铺设屋顶在水流方向的连接部分的剖视图；

图4是本发明包括太阳能电池的横向铺设的屋顶背面的布线图；

图5是本发明的包括太阳能电池的横向铺设的屋顶的背面的布线图；

图6是本发明连接件的安装图；

图7是在图6的部件组装后，屋顶板，连接滴板，保持板和连接盖板之间的组装关系的剖视图；

图8是在图6的部件组装后，屋顶板，连接滴板，连接盖板组装关系的剖视图；

图9本发明横向铺设的屋顶水流方向的连接部分的剖视图；

图10是太阳能电池的示意图；

图11是第一实施例横向铺设的屋顶水流方向连接部分的剖视图；

图12是第二实施例横向铺设的屋顶板的剖视图；

图13是第二实施例横向铺设的屋顶水流方向连接部分的剖视图；

图14是第三实施例中横向铺设的屋顶板的剖视图；

图15是第三实施例中横向铺设顶板在水流方向的连接部分的剖视图；

图16是第四实施例中横向铺设顶板的剖视图；

图17是第四实施例中横向铺设的屋顶水流方向的连接部分的剖视图；

图18是第五实施例中横向铺设顶板的剖视图；

图19是第五实施例中连接部分的透视图；

图20是一示意图，显示了输出电流从屋顶通过DC分线盒供应到屋内。

图1显示了本发明的横向铺设顶板的典型的例子，其主要包括一垫板101，太阳能电池元件102，密封材料103，分线盒104，和电线元件105。106表示一位于上游的屋顶板的下端接合部分，107表示一位于下游的屋顶板的上端接合部分。

图2表示了本实施例中的太阳能电池和屋顶组件的安装实例。其中，201表示檩条，202表示椽木，203表示屋檐花叶饰，204表示为一顶基材料的包层的顶板，205表示一沥青顶层，206表示一固定夹，207表示为一连接底部件的滴板，208表示为一连接盖件的连接盖板，209表示屋顶板，210表示电线元件，211表示为一连接保持件的保持板，212表示一开口部分。

安装过程

下面参照图2说明本实施例的整个横向铺设的屋顶的安装方法。

(1)椽木202连接于檩条201。

(2)当屋檐装在屋檐边缘上时，屋檐花叶饰203作为一紧固件。

(3)包边的屋顶板204固定于椽木202之间。

(4)称为沥青顶205的防水板铺在包边屋顶板上。

(5)各屋顶板209的主体被装设，使屋顶板209的下端接合部分与花叶饰的止动部配合，通过使用固定夹206，其上端接合部分固定于椽木202。这时，电线元件210保持在屋顶板209外面。

(6)对于屋顶板之间的横向连接，首先，连接滴板207放入连接部分。

(7)屋顶板209横向连接，其横向电线在滴板207下面连接，通过保持板211将屋顶板固定于滴板207上。

(8)之后，将连接盖板208插入，于是，完成了横向连接。

(9)关于垂直连接，上和下屋顶板的缝接与上面(5)中相同的方式重复进行，由此，向屋脊依次地铺设屋顶板。

在大规模建设或类似情况下，也可以直接将本发明的屋顶板铺设在椽木上或在对应于椽木的梁上，而没有包层屋顶板。

接合部分的细部结构

图3中显示了本发明屋顶板接合部分的细部结构。下屋顶板的上端接合部分通过固定夹206由钉子或钻孔螺钉等固定包层屋顶板204。固定夹的形状如图3所示，其中，其内爪与下屋顶板的上端接合部分固定接合。然后，上屋顶板的下端接合部分106与下屋顶板的上端接合部分连接，固定夹206的外爪插入上屋顶板的下端接合部分106的凹部。之后，上屋顶板的上端接合部分也通过固定夹206以相同的方式固定。然后，接合部分被钻孔并通过一紧固件214连接。重复进行上述过程。可以在生产设备上预先进行钻孔。

紧固件214的一个特定例子是盲铆钉，其便于使用。盲铆钉有足够的机构强度，同时其能通过钻孔破坏而容易地去掉；通过一专用工具能方便地重新地安装一新的铆钉。

在横向方向连接部分的细部结构

图6中显示了本发明的屋顶板横向方向的连接部分的细部结构。图7是在图6的部件组装后，屋顶板、连接滴板、保持板和连接盖板组装关系的剖视图。图8是一剖视图，显示了图6的部件组装后，屋顶板、连接滴板和连接盖板组装关系的剖视图。一连接滴板207位于两个相邻209之间相邻区域下方，并引导雨水流入位于下游的屋顶板的相邻区域。连接滴板207有一组更能防雨的翼形的突缘部分。一保持板211位于连接滴板207上，并且一连接盖板208被设置以覆盖保持板211。保持板211和连接滴板207各有一开口部分212，电线元件210可从中拉出。

背面电线

图4显示了本实施例的屋顶的屋顶板之间的背面电线的连接，其中，屋顶板构成太阳能电池串，其每一个相邻的太阳能电池和屋顶组件从正极到负极或从负极到正极按顺序串连。若干太阳能电池串被提供，其产生的电压是相等的。并且各电压被调整成为变换器的输入电压(例如200V)。一组太阳能电池串的输出被独立地收集进入一DC组合器盒，并在其中平行连接(图20)。在各太阳能电池串平行连接的触点前在一预定部分设置一断路器。当某一太阳能电池串失效时，太阳能电池串能断电进行维修。开口件401等是屋顶板，是所谓的虚设板，没有太阳能电池。这些元件被使用补充在铺设屋顶时因屋顶板尺寸和屋顶长度之间的尺寸差所引起的不完整部分，其也可被使用作为边缘部分的山墙的终装饰或屋脊的终装饰，和作为从一组屋顶板的电线收集位置。在本实施例中，两个横向串对于各太阳能电池的输出形成一基本单元，并且输出在靠近屋顶边缘形成的虚设板下面被引导，然后通过屋脊或屋檐连接到房间内侧的DC组合器盒。如图20所示，一功率变换装置连接到DC组合器盒，然后电能供应到屋内的负载上，或作为系统电力。

图5显示了另一种设置方式，使用了两种太阳能电池和横向铺设顶板组件，其正极和负极对称布置。在本实施例中，电线能以简单的方式布置，并能减少其对于太阳能电池元件的总长度，于是，达到了减少电线成本和减少电力损失的目的。

因为虚设板401的形状与太阳能电池与屋顶板组件403相同，所以，在安装之后，虚设板也能被翻起。所以，如果在横向方向的太阳能电池输出的连接集中在虚设板下面的空间中，将提高了检查的方便程度。对于在这种场合的使用，在该部分采用一比盲铆钉更容易取下的元件例如螺栓就更好。图9中显示了在本发明中使用一螺栓的固定情况，其中，900表示了固定夹，901表示了一螺栓接收件。

虽然图中未示，通过已知的山墙终装饰能容易地进行屋顶的边缘处理。

下面说明在维修期间的基本工作过程。

(1)通过检查各提供到屋内的DC组合器盒的输出能方便地确定不正常的电池和屋顶板组件串。

(2)因为连接盖板208上端与上屋顶板的下端接合部分接合，所以首先要将其取下，以便于拉出电线。

(3)当取下连接盖板208和保持板211时，开口部分212就出现在连接滴板207上，并且工人能通过开口部分212看到电线210。于是，通过一J形钩拉出用于电气连接的接头213，能容易地检查各太阳能电池的输出。

(4)当确定了不正常的电池和屋顶板组件时，将连接保持板211取下，这就松开了横向铺设顶板的两侧。

(5)另外，从上面确认的横向铺设顶板的下端接合部分取下紧固件(图3中的214)，使屋顶板能向上掀开。在该位置，工人能容易地进行电气修理。

(6)如果需要更换屋顶板本身，在相关屋顶板上游的屋顶板以上述的相同方式掀起，从而露出固定夹部分。然后，方便地取下固定夹，并能更换屋顶板。

(7)在更换之后，以上述(1)-(5)相反的过程固定替换的屋顶板，于是完成了横向铺设的屋顶的维修工作。

各部件的说明

下面描述构成屋顶板的部件和与屋顶板安装有关的部件。

1.构成屋顶板的部件

(1-1垫板)

垫板101需要有一定的挠性刚度，以致构成下端接合部分的部分能被掀起，并且然后能回到其原始状态。挠性刚度的确定最好使用人工就能将垫板掀起。

已知E＝fh³/3x的公式适用于挠性刚度E，其中，h是下端接合部分的高度，x是下端接合部分的位移量，f是在掀起时施加在下端接合部分上的力。本发明人的试验证实，通过使用一如起钉器之类的夹具，用于掀起缝接屋顶板的力可以达到大约400kg。通常，横向铺设顶板的下端接合部分的高度h从外观的角度讲不能太高，在本发明的屋顶板中被确定为大约5cm。用于脱离缝接的位移量x至少需要1cm。所以，垫板的挠性刚度E最好小于1.6×10⁴kgcm²。然而，这个值可根据下端接合部分的形状而上下稍作变化。

垫板的材料可以从钢板，有色金属板，或塑料中选出。钢板的例子包括表面处理钢板，涂层钢板，包含另一种元素的合金或特种钢板，夹有隔热材料的复合钢板等等。通常，材料从热浸镀锌钢板、galphan电镀钢板，热浸镀铝钢板，镀铜钢板，聚氯乙烯预涂层钢板，碳氟树脂钢板，不锈钢板，高缓冲钢板，绝热镀锌板，耐腐蚀板，和前面提到的覆层钢板，或从有色金属例如铜板，铝合金板，锌合金板，铅板，钛板，或前面提到的覆层抛光板中选出。

(1-2太阳能电池元件)

对于本发明中使用的太阳能电池元件102的类型没有特别的限制，其可以是任何形式的，例如单晶的，多晶的，微晶的或非晶体的。太阳能电池元件可以是硅基材料的，或合成基材料的。其中，非晶体太阳能电池元件最好，因为其具有挠性。因为可通过加热恢复非晶体太阳能电池元件的退化，所以，其最适用于屋顶。

图10显示了作为挠性太阳能电池例子的非单晶硅太阳能电池的剖视图。

基片300是用于机械支承半导体层302的元件，其用于薄膜太阳能电池例如非晶体硅的情况，在一些情况下，其也用作电极。基片需要有耐热性，以致在半导体层302的膜形成时，能承受加热温度，其可以是导电或绝缘的。

导电材料的特殊例子包括金属Fe，Ni，Cr，Al，Mo，Au，Nb，Ta，V，Ti，Pt和Pb的薄板；其合金的薄板，例如，铜的薄板，不锈钢板，等等；其化合物，碳板，镀锌钢板，等等。

电绝缘材料的特定例子包括绝热合成树脂的薄膜或板，例如聚酯，聚乙烯，聚碳酸酯，醋酸纤维，聚丙烯，聚氯乙烯，聚偏二氯乙烯，聚苯乙烯，聚酰胺，聚酰亚胺，和环氧树脂；其与玻璃纤维，碳纤维，硼纤维，金属纤维等等的复合薄板；通过表面涂层处理例如喷镀，蒸汽沉积工艺，电镀工艺等等在金属薄板、树脂板等表面上沉积一不同材料的金属薄层和/或绝缘薄层如SiO₂，Si₃N₄，AI₂O₃所得到的材料；玻璃，陶瓷等等。

下电极(背部反射层)301是用于引出半导体层302所产生电流的电极，其要求有这样的工作性能，与半导体层302有电阻接触。用于下电极的材料可以从所谓的单一金属或合金例如AL，Ag，Pt，Au，Ni，Ti，Mo，W，Fe，V，Cr，Cu，不锈钢，铜，镍铬合金，SnO₂，In₂O₃，ZnO，和ITO；透明导体氧化物(TCO)等等中选出。

下电极301的表面最好是光滑的，但也可以有纹理，以不规则地反射光线。其也被称为底反射层。当基片300导电时，不需要特别地提供下电极301。

下电极301的制造方法可以采用如电镀，蒸汽沉积，或喷涂，其根据所需的场合适当地选择。

太阳能电池元件的半导体层302是半导体脚连接的。

用于制造i层的半导体材料可以从所谓的IV基和IV合金基的非晶体半导体例如a-Si：H，a-Si：F，a-SiGe：H，a-SiGe：H：F，a-SiC：H，a-SiC：F，和a-SiC：H：F中选出。

制造p层或n层的半导体材料可以通过用一价电子控制器浸制造上述i层的半导体材料得到。用于得到p式半导体的价电子控制器的原料从包括周期表中III元素的化合物中选出。III元素的例子包括Al，Ga，In，等等。用于得到n式半导体的的价电子控制器可以从包括周期表中V元素的化合物中选出。V元素的例子包括P，N，As和S。

非晶硅半导体层的膜形成工艺从已知的方法中根据所需要的场合选出，例如蒸汽沉积工艺，喷涂工艺，RF等离子体加强CVD工艺，微波等离子加强CVD工艺，ECR工艺，热CVD工艺，和LPCVD工艺。作为工业应用的方法，通过RF等离子和在基片上沉积硅而分解炉气的RF等离子加强CVD法是最好的。RF等离子加强CVD有一个问题，炉气的分解效率低，接近10％，和一个问题，沉积率低，大约从1/秒至10/秒，并且，微波等离子加强CVD法作为一个能解决这一问题的薄膜形成方法而受到注意。

用于完成上述薄膜成形的反应器可从已知的装置中选出，例如批量式装置，或根据需要的连续薄膜形成装置。所谓的包括两或多半导体连接层的串连电池或三路电池能用于本发明的太阳能电池，以增加光谱灵敏度和电压。

上电极(透明导电膜)303是一用于引出半导体层302所产生的电动势的电极，其与上述的下电极配合。上电极需要是透明的，因为其位于一光线入射侧，并且其也被称为透明导电膜。

上电极最好有不低于85％的导光性，以在半导体层302中从太阳、荧光灯或类似装置中吸收足够的光线，另外，其最好有不低于100Ω/□的板电阻值，以形成由相对于半导体层302横向光流所产生的电流。有这种特性的材料的例子包括金属氧化物，例如SnO₂，In₂O₃，ZnO，CdO，CdSnO₄，和ITO(In₂O₃+SnO₂)。

上电极303的制造方法最好根据需要从耐热蒸汽沉积工艺，电子束加热蒸汽沉积工艺，喷镀工艺，喷涂工艺，等等中选出。

为了确定上述太阳能电池元件的电力产生的活动区域，通过去掉一部分上述的透明导电膜303而形成一蚀刻线304，其方法从已知的普通蚀刻技术中选出，例如，化学蚀刻，印刷蚀刻，电化学蚀刻等等。

然后，通过例如喷镀，蒸汽沉积，印刷，或粘合，或用导电糊将金属线固定在透明导电膜上的方法，由仿制一金属或导电糊，而形成收集电极305。

由这种方法制造的非晶体太阳能电池本身有高的挠性，其是具有适于本发明特性的可挠曲的太阳能电池。相对于同时安装的屋顶板，太阳能电池在屋顶板上的位置最好仅限定在其工作宽度之内。

因为本发明的屋顶板的结构使其能在垂直于其纵向的方向掀起，所以，收集电极305的纵向最好确定为与横向铺设顶板的纵向重合的方向。这能防止收集电极的分离。

(1-3密封材料)

密封材料103的最好例子是EVA(乙烯乙酸乙烯酯)，EEA(乙烯丙烯酸乙酯共聚物)，PVB(聚乙烯醇缩丁醛)等等，这是由于它们与太阳能电池元件的附着特性、耐气候性和缓冲功能。为了加强其机械特性，其在一些场合与填料一起使用，例如无纺玻璃纤维，或二氧化硅。

(1-4表面膜)

为了加强其防湿性和抗刮伤性，相对于耐气候性最好在表面膜110上应用氟基的树脂。氟基树脂的例子包括四氟乙烯的聚合物，TFE(可从dupont得到的聚四氟乙烯或类似物)，聚四氟乙烯与乙烯的共聚物，ETFE(可从dupont得到的TEFZEL或类似物)，聚氟乙烯(可从dupont得到的TEDLAR或类似物)，聚氯氟乙烯，CTFE(从Daikin Kogyo得到的四氟乙烯-全氟丙烯共聚物)，等等。可以在树脂中加入紫外线吸收剂以提高其耐气候性。更好地是通过电晕放电处理或其它的方法使薄膜表面变粗糙，以提高其与结合层的附着性。另外，最好是非定向膜，可以用于各种类型的弯曲。

(1-5密封方法)

密封方法包括叠置垫板、填料、表面膜，并用一真空层压机在真空中于加热和压力条件下对叠层进行层压。在密封后，垫板的边缘被弯曲成为屋顶板的形状。

(1-6分线盒)

分线盒104是装有终端用于引出电力的盒。用于分线盒104的材料需要有良好的耐热性，防水性，电绝缘性，和时效性。

考虑到上述因素，用于分线盒的最佳材料是塑料，并且，考虑到阻燃性，最好是阻燃塑料，或陶瓷材料。

这种塑料的例子包括工程塑料，其强度、抗冲击性、耐热性、硬度和时效性良好，例如改性聚苯醚、聚碳酸酯、聚酰胺、聚醛、改性PPO、聚酯、多芳基化合物、不饱合聚酯、酚树脂、和环氧树脂等等。另外热塑料树脂例如ABS树脂，PP，和PVC也可以使用。

由于要求防水性，电绝缘性和时效性，分线盒最好放在远离与水有关的部分，其具体位置不限，但最好放在便于查线的位置。所以，在本实施例中，分线盒放在屋顶板背面中央位置，由此，要特别注意电线的缠绕，甚至在正极和负极端终在相反方向接线的情况。

为了防止在偶然漏水的情况下发生漏电，在本发明中，分线盒的内侧充以填料。对填料没有特别的限制，但最好填料的种类包括环氧树脂其的粘合剂、硅树脂基的封装剂、和有良好电绝缘性的硅树脂基的粘合密封剂。考虑到柔性等，硅基树脂是最好的。另外，考虑到可操作性，最好材料是单件式的，其具有短的固化时间，并有低粘度，便于充填细小的部分。在使用硅的单件式RTY橡胶的情况下，其固化方式最好是脱酮或脱醇式的，以避免电极的腐蚀。

环氧树脂基的粘合剂的样品可从Three Bond有限公司得到，其商品名为“2001”，“2002H”，“2003”，“2016”，和“2022”，所述的环氧树脂可以以一定比例与从下面选出的固化剂混合，“2102”，“2103”，“2104”，“2105F”，“2105C”，“2106”，“2131”，“2131D”，“2131F”，和“2163”。

(1-7电线元件)

本发明对布线方法没有特别的限制，可以应用许多已知的布线材料和布线装置。特别是，当布线结构位于屋顶板背面时，对防水性和耐气候性的条件可以放松。这种结构有一个优点，即可用便宜材料制造的内部布线材料。在本实施例中，当接头用于所有布线材料之间的连接时，检查时能容易地拆下电线，这就方便了检查。

2.与屋顶板安装有关的元件。

(2-1连接件)

通过图6所示的泻水结构使一个屋顶板的侧边与一相邻屋顶板的侧边在垂直于屋顶水流的方向连接，该结构包括一连接滴板207、连接盖板208和保持板211。

连接滴板207是用于使水从侧板流到下屋顶板上的板，其可以从各种已知的普通滴板中选出。

保持板211是用于固定侧板并机械地固定连接盖板的基座。连接盖板208用于防止雨水侵入保持板的紧固件，并保持连接部分的外观。

因为本发明的太阳能电池和屋顶板组件是通过聚合物填料使屋顶板和太阳能电池相互电绝缘，所以，其不需要有特殊的绝缘装置使相邻于连接滴板和连接盖板的太阳能电池相互绝缘。这种特定的绝缘装置描述于日本专利申请59-152670中，并且可以使用与普通连接件相同的材料。

在本发明中，如果在连接滴板207下面有一过线空间，和用于拉出电线的开口部分212，就能在屋顶板安装后通过取下连接盖板208而测量各太阳能电池的输出。

(2-2固定夹)

固定夹206是一金属固定件，用于将屋顶板固定于屋顶基板上，根据屋顶板的形状，可以使用任何形状的已知结构。因为固定夹是用于主要承受风力的元件，所以其厚度比屋顶板的要厚，通常要有足够的机械强度。

本实施例中所用的固定夹有两个爪，如图3所示。其中，第一爪固定下板，而第二爪固定上板。

(2-3紧固件)

紧固件214是机械连接两个缝接屋顶板的元件，其可以从盲铆钉，螺栓，钻孔螺钉等等中选出。在各种情况下，紧固件都是容易取下的，以便能在安装后拆下屋顶板。因为本发明的屋顶板是具有一定挠性刚度的元件，以允许在接缝接头取下后屋顶板可以掀起，所以，这里使用的垫板较薄。所以，希望通过在缝接处用紧固件213连接屋顶板而增加强度。

(2-4顶基材料)

顶基材料204可以是任何能形成固定屋顶板的基部的材料，最好的材料是有隔热性能的板材；特别的平木板的包层板、砂浆、胶合刨花板、胶合板、木屑板和绝热板等等。

顶基材料可以有绝热材料的垫层，如聚苯乙烯泡沫、聚氨酯泡沫、聚乙烯泡沫、玻璃棉、石棉等等。

通过使用导热性不大于0.2kcal/m，hr℃的绝热材料，空气在屋顶板209和顶基材料204之间被加热；于是，在使用非晶硅太阳能电池的情况下，通过加热能防止非晶硅太阳能电池性能的变坏。于是，能提高非晶硅太阳能电池的性能，从而使这种布置适合于顶基材料。

另外，椽木、沥青顶层等等可从普通材料中选出。

实例

(实例1)

在上述实施例中，上端接合部分被向内侧折叠；如图11所示，从而进一步增加了机械强度。这一例子有加强下端接合部分和盲铆钉214之间连接的作用，和加强上端接合部分机械强度的作用，从而起到增加抗风性的作用。所以，本发明特别适用于垫板204由低机械强度材料制造的情况，例如铜、铅或锌合金。

本实施例的屋顶板的工作宽度为200mm，长度为1500mm，并采用在0.125mm的不锈钢板上形成非晶体太阳能电池膜，并由0.9mm厚的密封材料作为垫层，被密封在0.8mm的铜板上的方式。密封材料有EVA和无纺玻璃纤维的粘合层，和一12.5μm的TEFZEL膜的最外层。靠近接合部分的密封材料厚度为0.45mm，并考虑到可加工性，不包括无纺玻璃纤维。

(实例2)

本例的横向铺设的屋顶板示于图12。其特点是使用了有很高挠性刚度钢板作为屋顶垫板101，在接合部分附近没有密封材料，在接合部分有一用于接合的突出部分和一下凹部分。

参照图13说明其功能，其显示在屋顶水流方向的连接状态。上板与下板的连接是在安装时将爪232插入下板的上端接合部分，然后将突起部分231插入下凹部分230中。当插入下凹部分中时，由于其挠性刚度，突起部分231在其内侧扩张，于是有进一步增加机械强度的作用。

因为在安装之后，接合部分不通过盲铆钉、螺栓等元件固定，通过例如螺丝刀等夹具先使爪232脱离，并利用挠性刚度将配合部分拉出，然后可以掀起上板。所以，本实施例有进一步方便维修的良好性能。

当从外侧看时，突出部分231如一个凹部，突起部分231和下凹部分230的底部被穿孔，形成一排水孔233，于是，能防止由于雨水或其它物质的进入而引起屋顶板腐蚀。另外，如图13所示，下板上端接合部分的外壁的结构使其能与上板的下端接合部分牢固地接触，其结构为一良好的防雨结构。

本实施例的屋顶板的工作宽度为200mm，长度为1500mm，并采用在0.125mm的不锈钢板上形成非晶体太阳能电池膜，并由0.9mm厚的密封材料作为垫层，被密封在0.20mm的高挠性刚度钢板上的方式。密封材料有EVA和无纺玻璃纤维的粘合层，和一12.5μm的氟树脂膜的最外层。靠近接合部分不使用密封材料，以允许复杂的垫板加工和保持挠性刚度。

(实例3)

本实施例中的横向铺设顶板示于图14中。本发明的特点是接合部分在与实例1中相反的方向弯曲，从而省略了固定夹，图15中显示了本实例中屋顶板的在屋顶水流方向的连接状态。

240表示一用于螺纹连接的螺钉接收件。螺钉接收件240通过已知的方法例如焊接或结构粘合连接到垫板上，并且屋顶板209通过螺钉241固定在螺钉接收件240上。

本实例中省略了固定夹；并且因为没有了固定夹，所以在该部分不会有间隙，并且，向回折的下板能被用于加强与上板的附着，于是，实现了有利排水的优点。

本实施例的屋顶板的工作宽度为200mm，长度为1500mm，并采用在0.125mm的不锈钢板上形成非晶体太阳能电池膜，并由0.9mm厚的密封材料作为屋顶垫板，被密封在0.25mm的镀锌铁板上的方式。密封材料有EVA和无纺玻璃纤维的粘合层，和一12.5μm的TEFZEL膜的最外层。在靠近上端接合部分不使用密封材料，以允许复杂的垫板加工和保持挠性刚度。

(实例4)

本实例中的横向铺设顶板示于图16。本实施例中的特点是在上端接合部分有一大的凹部108，其用于插入固定夹206，如图17中所示。251表示密封剂，其充填于固定夹和屋顶板之间的凹部，并用于防止雨水的进入。

250是一钻孔螺钉，其通过上板固定于固定夹和下板。在本实例中，因为上板不仅固定于下板，而且也固定于固定夹，以通过紧固件固定下板，所以，屋顶板有很强的抗风性。

107表示一缓冲件，以防止太阳能电池和屋顶板组件被踩踏时会下塌。缓冲件可以从已知的材料中选出，例如聚苯乙烯泡沫、聚氨酯泡沫、聚乙烯泡沫等，其也可以是沿横向铺设的屋顶纵向布置的一组木梁，塑料，或类似物。

本实施例的屋顶板的工作宽度为275mm，长度为1500mm，并采用在0.125mm的不锈钢板上形成非晶体太阳能电池膜，并由0.9mm厚的密封材料作为垫层，被密封在0.30mm的镀锌钢板上的方式。虽然密封剂的附着性和电绝缘不是主要的，但所用的密封剂是一种硅密封剂，其在防止雨水进入和防止热退化等方面是有效的。密封材料有EVA和无纺玻璃纤维的粘合层，和一12.5μm的TEFZEL膜的最外层。在靠近上端接合部分不使用密封材料，以允许复杂的垫板加工。

(实例5)

本实例的横向铺设顶板示于图18。本实施例的特点是固定夹包括两个分力件260和261，如图19所示，元件260与上屋顶板接合，用作排水，并且元件261固定在包层屋顶板上。

更具体地说，元件260与屋顶板有相同的宽度，361表示一盲铆钉用于连接两个元件。因为用于盲铆钉的孔有一小的间隙，使屋顶板209抬起的风力从元件260上通过爪262直接传给元件261。所以，对于抗风性来说，其力被直线分散接收，能达到提高抗风性的作用。

因本实施例中避免了如前面实施例那样在屋顶板上直接钻孔以固定屋顶板，所以，本实施例对于吸收热膨胀和收缩有大的容量，特别是对于金属屋顶板，并便于在水流方向(从屋脊向屋檐的方向)扩大屋顶板。另外，本实施例有一特别的作用，即能大大提高抗金属疲劳等特性。

107表示一缓冲件，用于在安装后当太阳能电池和屋顶板组件被踩压时防止其被踩塌。缓冲件平行于屋顶板纵向设置。所以，缓冲件不会防碍掀起屋顶板。缓冲件可以从已知的材料中选出，例如聚苯乙烯泡沫、聚氨酯泡沫、聚乙烯泡沫等，其也可以是沿横向铺设的屋顶板纵向布置的一组木梁，塑料，或类似物。

本实施例的屋顶板的工作宽度为275mm，长度为1500mm，并采用在0.125mm的不锈钢板上形成非晶体太阳能电池膜，并由0.9mm厚的密封材料作为垫层，被密封在0.30mm的镀锌钢板上的方式。密封材料有EVA和无纺玻璃纤维的粘合层，和一12.5μm的TEFZEL膜的最外层。靠近接合部分，排除了无纺玻璃纤维，以允许复杂的垫板施工，并且密封材料的厚度设为0.45mm或更薄。

Claims (28)

1.一种屋顶，其中下游屋顶板的上端接合部分与上游屋顶板的下端接合部分缝接，其特征在于：至少所述下端接合部分有足以脱离所述缝接的挠性刚度。

2.如权利要求1所述的屋顶，其特征在于：所述下游屋顶板的上端接合部分通过一固定夹固定于顶基材料上，并且通过拆下所述缝接和抬起所述上游屋顶板，能使所述固定夹暴露。

3.如权利要求1所述的屋顶，其特征在于：在所述缝接的一部分中，通过一紧固件使下游屋顶板和上游屋顶板相互连接。

4.如权利要求3所述的屋顶，其特征在于：所述紧固件是一铆钉。

5.如权利要求1所述的屋顶，其特征在于：在所述下游屋顶板的上端接合部分有一螺钉固定件，在所述缝接的一部分，下游屋顶板、上游屋顶板和螺钉固定件通过一螺钉固定。

6.如权利要求2所述的屋顶，其特征在于：下游屋顶板、上游屋顶板和固定夹通过一螺钉固定。

7.如权利要求1所述的屋顶，其特征在于：所述上端接合部分与一固定夹整体形成。

8.如权利要求1所述的屋顶，其特征在于：下游屋顶板的上端接合部分有一凹进部分，并且上游屋顶板的下端接合部分有一突出部分，并且所述突出部分能与所述凹进部分配合。

9.如权利要求2所述的屋顶，其特征在于：所述下游屋顶板的上端接合部分有一凹进部分，所述固定夹能插入其中。

10.如权利要求2所述的屋顶，其特征在于：所述固定夹包括一能与上游屋顶板的下端接合部分接合的第一元件，和能与下游屋顶板的上端接合部分接合的第二元件，并且所述第一元件的宽度大致等于所述上游屋顶板的纵向宽度。

11.如权利要求1所述的屋顶，其特征在于：所述屋顶板是组合的太阳能电池和屋顶板，其中，太阳能电池元件通过树脂固定在垫板上，各太阳能电池与屋顶板组件有一分线盒，用于从太阳能电池元件中引出电力，并且在屋顶板背面有电线元件。

12.如权利要求11所述的屋顶，其特征在于：在太阳能电池元件上的收集电极的纵向平行于屋顶板的纵向。

13.如权利要求11所述的屋顶，其特征在于：在所述屋顶板背面有比所述分线盒更高的缓冲件。

14.如权利要求11所述的屋顶，其特征在于：所述太阳能电池元件有非单晶半导体。

15.一种屋顶，其特征在于：两个在与屋顶水流方向垂直方向相邻的太阳能电池和屋顶板组件装在一连接滴板上，一保持板和一连接盖板位于连接滴板和屋顶板上，所述连接滴板和保持板具有一开口部分，在所述连接滴板下面，两个相邻的太阳能电池和屋顶板组件相互电气连接。

16.一种屋顶的安装方法，包括重复地进行下面的步骤：通过固定夹将下游屋顶板的上端接合部分固定在顶基材料上，对下游屋顶板的上端接合部分与上游屋顶板的下端接合部分进行缝接，其特征在于：至少所述下端接合部分有足以使所述缝接脱离的挠性刚度。

17.如权利要求16所述的安装方法，其特征在于：在缝接后，通过一紧固件使下游屋顶板和上游屋顶板相互固定。

18.如权利要求16所述的安装方法，其特征在于：通过拆卸所述缝接和抬起所述上游屋顶板，能使所述固定夹暴露。

19.一种屋顶的安装方法，包括下列安装步骤：将两个相邻的太阳能电池和屋顶板组件安装在有一开口部分的连接滴板上，在所述开口部分使两相邻的太阳能电池和屋顶板组件电气连接，将保持板和连接盖板装在所述连接滴板和屋顶板上。

20.一种屋顶的屋顶板的拆卸方法，其中，第一屋顶板的上端接合部分和一第二屋顶板的下端接合部分相互缝接，通过一固定夹将第二屋顶板固定在顶基材料上，第二屋顶板的上端接合部分和一第三屋顶板的下端接合部分相互缝接，其特征在于；所述第二和第三屋顶板的下端接合部分有挠性刚度，

所述拆卸方法包括下列步骤：拉出所述第二和第三屋顶板的下端接合部分，从而脱离所述缝接，抬起所述第三屋顶板，取下固定所述第二屋顶板的固定夹，从而取下所述第二屋顶板。

21.屋顶上的电能产生系统，其中，下游屋顶板的上端接合部分和上游屋顶板的下端接合部分相互缝接，其特征在于：至少所述下端接合部分有能使所述缝接脱离的挠性刚度，所述屋顶板是太阳能电池和包括对应太阳能电池屋顶板的组合体，所述太阳能电池的输出与一电能转换装置相连。

22.太阳能电池组件的制造方法，包括下列步骤：用树脂将太阳能电池组件固定在垫板上，弯曲所述垫板的一侧以形成有挠性刚度的弯曲部分。

23.屋顶板的制造方法，包括下列步骤：弯曲太阳能电池组件垫板的一侧，其中，太阳能电池组件是通过树脂固定在垫板上，从而形成一有挠性刚度的弯曲部分。

24.如权利要求23所述屋顶板的制造方法，其特征在于：所述弯曲部分没有树脂。

25.如权利要求23所述屋顶板的制造方法，其特征在于：所述弯曲部分的挠性刚度小于1.6×10⁴kgcm²。

26.太阳能电池组件的设置方法，包括下列步骤：形成一组太阳能电池串，其每一个中一组太阳能电池组件串连连接，将一组太阳能电池串的输出相互独立地引向一DC组合器盒，在DC组合器盒中平行连接所述一组太阳能电池串的输出。

27.如权利要求26所述的太阳能电池组件的设置方法，其特征在于：各太阳能电池串的输出电压等于一变换器的输入电压。

28.如权利要求26所述的太阳能电池组件的设置方法，其特征在于：各太阳能电池串在平行连接点前有一断路器。

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