DE202018005284U1

DE202018005284U1 - Rahmenbaugruppen und Photovoltaikanlagen umfassend dieselben

Info

Publication number: DE202018005284U1
Application number: DE202018005284.1U
Authority: DE
Original assignee: First Solar Inc
Current assignee: First Solar Inc
Priority date: 2017-11-17
Filing date: 2018-11-15
Publication date: 2019-01-31
Anticipated expiration: 2028-11-16
Also published as: MY195098A; US10812013B2; US20190158016A1

Abstract

Photovoltaikanlage, umfassend:
ein Modul, das eine um einen Umfang des Moduls gebildete Kante aufweist, wobei das Modul ein Halbleitermaterial umfasst, das sich zwischen einer Frontplatte und einer Rückplatte befindet; und
eine Schiene, die eine Verbindungsfläche an einer Oberseite der Schiene und eine vertiefte Oberfläche, die von der Verbindungsfläche und hin zu einer Unterseite der Schiene versetzt ist, umfasst, wobei:
sich die Verbindungsfläche von einer Innenseite der Schiene hin zu einer Außenseite der Schiene erstreckt;
die vertiefte Oberfläche von der Verbindungsfläche um einen Vertiefungsabstand versetzt ist;
die Verbindungsfläche an der Oberseite der Schiene mit der Rückplatte des Moduls verbunden ist; und
die Kante des Moduls von einer Außenseite der Schiene hin zu der Innenseite der Schiene versetzt ist.

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
Diese Anmeldung beansprucht Priorität aus der am 17. November 2017 eingereichten vorläufigen US-Patentanmeldung Nr. 62/587,885 , die durch Verweis in ihrer Gesamtheit hierin aufgenommen ist.
HINTERGRUND
Die vorliegende Schrift betrifft allgemein Strukturen zur Verwendung mit Photovoltaikanlagen und, insbesondere, Rahmenbaugruppen zur Verwendung mit Photovoltaikanlagen.
Photovoltaikanlagen erzeugen elektrische Energie dadurch, dass mithilfe von Halbleitermaterialien, die den photovoltaischen Effekt aufweisen, Licht in Elektrizität umgewandelt wird. Die Halbleitermaterialien können zumindest teilweise innerhalb eines Moduls eingeschlossen sein. Das Modul kann mit einer Montagestruktur (z. B. Rahmen, Schellen usw.) verbunden sein, die dafür konfiguriert ist, die Photovoltaikanlage auf stationären oder verfolgenden Stützelementen wie zum Beispiel Gestellen, Tischen, Masten oder dergleichen zu montieren.
Ein Photovoltaikkraftwerk kann mehrere Photovoltaikanlagen beinhalten, die dafür konfiguriert sind, einem Stromnetz Energie zuzuführen. Im Allgemeinen kann die Anzahl der in Photovoltaikkraftwerken verwendeten Photovoltaikanlagen in der Größenordnung von Zehntausenden, Hunderttausenden, Millionen oder mehr liegen. Dementsprechend können die Versandmaterialmenge und der Installationszeitaufwand im Zusammenhang mit jeder individuellen Photovoltaikanlage eine große Auswirkung auf die Baukosten eines Photovoltaikkraftwerks haben. Die Form und Funktion der mit der Photovoltaikanlage verbundenen Montagestruktur kann sich auf die Versandmaterialmenge und den Installationszeitaufwand im Zusammenhang mit der Photovoltaikanlage auswirken.
Dementsprechend besteht ein Bedarf an alternativen Rahmenbaugruppen zur Verwendung mit Photovoltaikanlagen.
KURZFASSUNG
Die hierin bereitgestellten Ausführungsformen betreffen Rahmenbaugruppen zur Verwendung mit Photovoltaikanlagen. Diese und zusätzliche Merkmale, die durch die hierin beschriebenen Ausführungsformen bereitgestellt werden, werden angesichts der folgenden ausführlichen Beschreibung, in Verbindung mit den Zeichnungen, besser verstanden.
Figurenliste
Die in den Zeichnungen dargelegten Ausführungsformen sind veranschaulichender und exemplarischer Art und nicht als Einschränkung des durch die Ansprüche definierten Gegenstands gedacht. Die folgende ausführliche Beschreibung der veranschaulichenden Ausführungsformen kann durch Lektüre zusammen mit den folgenden Zeichnungen verstanden werden, wobei gleiche Strukturen mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind und wobei:

1 schematisch eine Perspektivansicht einer Photovoltaikanlage nach einer oder mehreren hierin dargestellten und beschriebenen Ausführungsformen zeigt;
2 schematisch eine Unteransicht der Photovoltaikanlage von 1 nach einer oder mehreren hierin dargestellten und beschriebenen Ausführungsformen zeigt;
3 schematisch eine erste Seitenansicht der Photovoltaikanlage von 1 nach einer oder mehreren hierin dargestellten und beschriebenen Ausführungsformen zeigt;
4 schematisch eine zweite Seitenansicht der Photovoltaikanlage von 1 nach einer oder mehreren hierin dargestellten und beschriebenen Ausführungsformen zeigt;
5 schematisch eine vergrößerte Ansicht 5 der Photovoltaikanlage von 1 nach einer oder mehreren hierin dargestellten und beschriebenen Ausführungsformen zeigt;
6 schematisch eine Querschnittsansicht der Photovoltaikanlage von 1 entlang 6-6 nach einer oder mehreren hierin dargestellten und beschriebenen Ausführungsformen zeigt;
7 schematisch eine Querschnittsansicht der Photovoltaikanlage von 1 entlang 7-7 nach einer oder mehreren hierin dargestellten und beschriebenen Ausführungsformen zeigt;
8 schematisch eine Querschnittsansicht der Photovoltaikanlage von 1 entlang 8-8 nach einer oder mehreren hierin dargestellten und beschriebenen Ausführungsformen zeigt;
9A und 9B schematisch ein Feld von Photovoltaikanlagen nach einer oder mehreren hierin dargestellten und beschriebenen Ausführungsformen zeigen; und
10 schematisch einen Stapel von Photovoltaikanlagen nach einer oder mehreren hierin dargestellten und beschriebenen Ausführungsformen zeigt.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
1 zeigt allgemein eine Ausführungsform einer Photovoltaikanlage mit einer Rahmenbaugruppe zur Montage der Photovoltaikanlage an einer Montagestruktur. Die Rahmenbaugruppe beinhaltet allgemein eine oder mehrere Schienen, die für die Montage an einer Montagestruktur konfiguriert sind, und einen oder mehrere Stützträger zur Verstärkung der Rahmenbaugruppe. Verschiedene Ausführungsformen der Rahmenbaugruppe und Photovoltaikanlagen umfassend dieselben sind hierin ausführlicher beschrieben.
Mit gemeinsamem Bezug auf 1, 2, 3 und 4 ist eine Photovoltaikanlage 10 schematisch dargestellt. Die Photovoltaikanlage 10 kann Halbleitermaterial beinhalten, das betriebsfähig ist, um elektrische Energie zu erzeugen, wenn es Photonen ausgesetzt ist. Beispielsweise kann die Photovoltaikanlage 10 elektrische Energie erzeugen, wenn sie von der Sonne beleuchtet wird. Geeignete Halbleitermaterialien beinhalten beispielsweise kristallines Silizium (z. B. Multi-Si, Mono-Si, Ribbon-Si und dergleichen) oder Dünnschicht (z. B. a-Si, CdTe, Cu(InGa)Se₂ und dergleichen). Dementsprechend ist, obwohl die hierin beschriebenen Ausführungsformen bei CdTe-basiertem Dünnschicht-Halbleitermaterial wie zum Beispiel binären, ternären oder quaternären Systemen, die Kadmium und Tellur umfassen, besonderen Nutzen haben, die vorliegende Offenbarung nicht auf ein bestimmtes Halbleitermaterialsystem beschränkt.
Das Halbleitermaterial kann innerhalb eines Moduls 12 bereitgestellt sein. Beispielsweise kann das Modul 12 eine Frontplatte 14 und eine Rückplatte 16 beinhalten. Während des Betriebs der Photovoltaikanlage 10 kann die Frontplatte 14 zu einer Beleuchtungsquelle hin ausgerichtet sein. Beispielsweise kann, bei Bereitstellung auf einem Verfolgungssystem, die Frontplatte 14 dafür konfiguriert sein, sich mit der Sonne gelenkig mitzubewegen, um die von dem Halbleitermaterial absorbierte Photonenmenge zu erhöhen. Dementsprechend kann die Frontplatte 14 eine Vorderseite 18 des Moduls 12 definieren. Die Frontplatte 14 kann aus im Wesentlichen transparenten Materialien wie zum Beispiel Glas gebildet sein. Zu geeignetem Glas zählt Kalknatronglas oder jegliches Glas mit verringertem Eisengehalt. In einigen Ausführungsformen kann die Frontplatte 14 mit einer Beschichtung beschichtet sein, die dafür konfiguriert ist, mit Licht zu interagieren oder die Haltbarkeit der Frontplatte 14 zu verbessern, wie z. B., aber nicht beschränkt auf, eine Antireflexionsbeschichtung, eine schmutzabweisende Beschichtung oder eine Kombination davon. Die Rückplatte 16 kann gegenüber der Frontplatte 12 vorgesehen sein und eine Rückseite 20 des Moduls 12 definieren. Generell ist die Rückplatte 16 aus Material gebildet, das für das Abstützen und Schützen des Halbleitermaterials geeignet ist. Dementsprechend kann die Rückplatte 16 jedes geeignete Material einschließen, wie zum Beispiel Glas (z. B. Kalknatronglas), Plastik oder Metall.
Die Photovoltaikanlage 10 kann eine Rahmenbaugruppe 100 beinhalten, die dafür konfiguriert ist, für strukturelle Abstützung des Moduls 12 zu sorgen und ein Mittel zur Montage der Photovoltaikanlage 10 auf Stützelementen bereitzustellen. Die Rahmenbaugruppe 100 kann eine oder mehrere Schienen 110 beinhalten, die eine Spannweite entlang einer Länge 22 des Moduls 12 definieren. Die Schiene 110 kann aus einem starren Material wie zum Beispiel einem metallischen Material gebildet sein. Geeignetes Metallmaterial beinhaltet, ohne darauf beschränkt zu sein, Aluminium (z. B. eloxiertes Aluminium 6063 Typ 2). In einigen Ausführungsformen kann die Schiene 110 aus einem Strangpressverfahren hervorgehen.
Jetzt auf 5 und 6 Bezug nehmend kann die Schiene 110 von einer Oberseite 112 nach unten zu einer Unterseite 114 reichen. Die Schiene 110 kann einen Kopfabschnitt 116 zum Abstützen der Rückplatte 16 beinhalten. Der Kopfabschnitt 112 kann eine Verbindungsfläche 118 definieren, die an der Oberseite 112 der Schiene 110 vorgesehen ist. Die Verbindungsfläche 118 kann eine im Wesentlichen flache Oberfläche sein, die für das Abstützen der Rückplatte 16 geeignet ist. Beispielsweise kann die Verbindungsfläche 118 eine im Wesentlichen flache Oberfläche entlang einer Breite 120 der Verbindungsfläche 118 bereitstellen. Insbesondere kann sich die Breite 120 von einer Innenseite 122 der Schiene 110 hin zu der Außenseite 124 der Schiene 110 erstrecken.
Die Schiene 110 kann eine vertiefte Oberfläche 126 beinhalten, die von der Verbindungsfläche 118 und hin zu der Unterseite 114 der Schiene 110 versetzt ist. Die vertiefte Oberfläche 126 kann von der Verbindungsfläche 118 um einen Vertiefungsabstand 128 versetzt sein. In einigen Ausführungsformen kann die vertiefte Oberfläche 126 im Wesentlichen flach entlang einer Breite 130 der vertieften Oberfläche 126 sein. Die Breite 130 kann sich von der Außenseite 124 der Schiene 110 hin zu der Innenseite 122 der Schiene 110 erstrecken. In einigen Ausführungsformen kann der Kopfabschnitt 116 eine Setzstufe 132 beinhalten, die sich von der Verbindungsfläche 118 zu der vertieften Oberfläche 126 erstreckt und den Vertiefungsabstand 128 überspannt. Die Setzstufe 132 kann im Wesentlichen orthogonal sowohl zu der Verbindungsfläche 118 als auch der vertieften Oberfläche 126 sein. Dementsprechend können, in einigen Ausführungsformen, die Verbindungsfläche 118 und die vertiefte Oberfläche 126 im Wesentlichen parallel zueinander sein. Eine Unterfläche 134 des Kopfabschnitts 116 kann zwischen der Oberseite 110 und der Unterseite 114 der Schiene 110 positioniert sein. In einigen Ausführungsformen kann mindestens ein Teil der Unterfläche 134 direkt unterhalb der Verbindungsfläche 118 vorgesehen sein.
Nach den hierin bereitgestellten Ausführungsformen kann der Kopfabschnitt 116 einen Rohrkörper 136 beinhalten, der in 6 als Körper dargestellt ist, der einen im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt mit einer abgestuften Oberwand aufweist. In einigen Ausführungsformen kann der Kopfabschnitt 116 einen oberen inneren Vorsprung 138 beinhalten, der sich an der Oberseite 112 der Schiene 110 befindet. Der obere innere Vorsprung 138 kann sich von dem Rohrkörper 136 zu der Innenseite 122 der Schiene 110 erstrecken. Die Verbindungsfläche 118 kann teilweise von dem oberen inneren Vorsprung 138 gebildet sein. Der obere innere Vorsprung 138 kann mit einer Rippe 140 versehen sein, die dafür konfiguriert ist, den oberen inneren Vorsprung 138 zu versteifen. Alternativ oder zusätzlich kann der Kopfabschnitt 116 einen unteren inneren Vorsprung 142 beinhalten, der sich zwischen der Oberseite 112 und der Unterseite 114 der Schiene 110 befindet. Der untere innere Vorsprung 142 kann sich von dem Rohrkörper 136 zu der Innenseite 122 der Schiene 110 erstrecken. Die Unterfläche 134 des Kopfabschnitts 116 kann teilweise von dem unteren inneren Vorsprung 142 gebildet sein. Der untere innere Vorsprung 142 kann mit einer Rippe 144 versehen sein, die dafür konfiguriert ist, den unteren inneren Vorsprung 142 zu versteifen.
Immer noch auf 5 und 6 Bezug nehmend kann der Kopfabschnitt 116 einen äußeren Vorsprung 146 beinhalten, der sich zwischen der Oberseite 112 und der Unterseite 114 der Schiene 110 befindet. Der äußere Vorsprung 146 kann sich von dem Rohrkörper 136 zu der Außenseite 124 der Schiene 110 erstrecken. Die vertiefte Oberfläche 126 des Kopfabschnitts 116 kann teilweise von dem äußeren Vorsprung 146 gebildet sein. Der äußere Vorsprung 146 kann mit einer Rippe 148 versehen sein, die dafür konfiguriert ist, den äußeren Vorsprung 146 zu versteifen.
Die Schiene 110 kann ein Basiselement 150 beinhalten, das dafür konfiguriert ist, die von der Rahmenbaugruppe 100 getragene Last auf einer Oberfläche abzustützen. Das Basiselement 150 kann sich an der Unterseite 114 der Schiene 110 befinden. Insbesondere kann das Basiselement 150 eine Stützfläche 152 definieren, die sich an der Unterseite 114 der Schiene 110 befindet. Die Stützfläche 152 kann eine Breite 154 des Basiselements 150 definieren. In einigen Ausführungsformen kann die Breite 154 des Basiselements 150 weniger als die Breite 130 der vertieften Oberfläche 126 sein. Beispielsweise kann die Breite 154 des Basiselements 150 weniger als etwa 95 % der Breite 130 der vertieften Oberfläche 126 sein, wie zum Beispiel weniger als etwa 85 % in einer Ausführungsform, weniger als etwa 80 % in einer anderen Ausführungsform oder zwischen etwa 60 % und etwa 90 % in einer weiteren Ausführungsform.
Das Basiselement 150 kann von der Unterfläche 134 des Kopfabschnitts 116 versetzt sein. Beispielsweise kann ein Basisversatzabstand 156 zwischen der Stützfläche 152 des Basiselements 150 und der Unterfläche 134 des Kopfabschnitts 116 definiert sein. In einigen Ausführungsformen kann der Basisversatzabstand 156 größer als der Vertiefungsabstand 128 sein. Beispielsweise kann der Basisversatzabstand 156 mindestens etwa 125 % des Vertiefungsabstands 128 sein, wie zum Beispiel größer als etwa 175 % in einer Ausführungsform, größer als etwa 225 % in einer anderen Ausführungsform oder zwischen etwa 200 % und etwa 350 % in einer weiteren Ausführungsform.
Immer noch auf 5 und 6 Bezug nehmend kann die Schiene 110 eine Stützplatte 158 beinhalten, die sich nach unten von dem Kopfabschnitt 116 zu dem Basiselement 150 erstreckt. Die Stützplatte 158 kann eine Wandstärke 160 aufweisen, die kleiner als die Breite 154 des Basiselements 150 ist. Dementsprechend kann eine Schulter 162 zwischen der Unterfläche 134 des Kopfabschnitts 116 und der Unterseite 114 der Schiene 110 definiert sein. Insbesondere kann die Schulter 162 von der Unterfläche 134 des Kopfabschnitts 116 um eine Höhe 164 der Stützplatte 158 versetzt sein. In einigen Ausführungsformen kann die Höhe 164 der Stützplatte 158 größer als der Vertiefungsabstand 128 sein. Beispielsweise kann die Höhe 164 der Stützplatte 158 mindestens etwa 125 % des Vertiefungsabstands 128 sein, wie zum Beispiel größer als etwa 175 % in einer Ausführungsform oder zwischen etwa 150 % und etwa 250 % in einer anderen Ausführungsform.
In einigen Ausführungsformen kann das Basiselement 150 ein Körper sein, der eine Montagefläche 166 an der Schulter 162 bereitstellt. Beispielsweise kann das Basiselement 150 einen im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt aufweisen. Dementsprechend kann die Montagefläche 166 im Wesentlichen flach und im Wesentlichen parallel zu der vertieften Oberfläche 126 sein. Es sei angemerkt, dass der Körper in einer beliebigen Form, einem gewünschten Klemmmechanismus entsprechend, bereitgestellt sein kann. Somit kann die Montagefläche 166 konturiert oder facettiert sein, um eine zu einem beliebigen gewünschten Klemmmechanismus komplementäre Form bereitzustellen. Außerdem kann das Basiselement 150 eine Höhe 168 der Montagefläche 166 mit Bezug auf die Stützfläche 152 definieren. Die Höhe 168 der Montagefläche 166 kann zwischen etwa 75 % und etwa 150 % des Vertiefungsabstands 128 betragen. In einer anderen Ausführungsform kann die Höhe 168 der Montagefläche 166 größer als der oder gleich dem Vertiefungsabstand 128 sein. In einigen Ausführungsformen können die Außenseite 124 des Basiselements 150 und die Außenseite 124 der Verbindungsfläche 118 im Wesentlichen bündig sein.
Gemeinsam auf 4 und 5 Bezug nehmend kann die Schiene 110 eine oder mehrere Öffnungen zur Ermöglichung des Transports und der Montage der Photovoltaikanlage 10 beinhalten. In einigen Ausführungsformen können ein oder mehrere Schlitze 170 durch die Stützplatte 158 hindurch gebildet sein. Beispielsweise kann jeder Schlitz 170 eine geformte Öffnung sein, die entsprechend mit Montageteilen geformt ist. Insbesondere kann der Schlitz 170 einen flachen Boden beinhalten, der im Wesentlichen parallel zu der Stützfläche 152 des Basiselements 150 ist. Wahlweise können Paare 172 der Schlitze 170 mit Bezug zu einem Festpunkt der Rahmenbaugruppe 100 zentriert sein. Beispielsweise können Paare 172 von Schlitzen 170 mit Bezug auf die Mitte der Schiene 110 zentriert sein. Die Stützplatte 150 kann ferner eine oder mehrere im Wesentlichen kreisförmige Bohrungen 174 beinhalten, um die Montage von Kabelbäumen zu ermöglichen. Dementsprechend kann jede Bohrung 172 mit einem Gewinde zur Aufnahme von Befestigungselementen versehen sein. Alternativ oder zusätzlich kann die Schiene 110 eine oder mehrere Hebeöffnungen 176 beinhalten, die geformt sind, um einen Hebestift aufzunehmen. Beispielsweise kann, in einigen Ausführungsformen, jede Hebeöffnung 176 durch die Außenseite 124 des Kopfabschnitts 116 der Schiene 110 hindurch gebildet sein.
Gemeinsam auf 1, 2, 3 und 7 Bezug nehmend kann die Rahmenbaugruppe 100 einen oder mehrere Stützträger 200 beinhalten, die eine Spannweite entlang einer Breite 24 des Moduls 12 definieren. Jeder Stützträger 200 kann aus starren Materialien gebildet sein, wie vorstehend mit Bezug auf die Schiene 110 beschrieben. Der Stützträger 200 kann einen oberen Flansch 202 beinhalten, der sich an einer Oberseite 204 des Stützträgers 200 befindet. Der obere Flansch 202 kann eine Verbindungsfläche 206 definieren, die an der Oberseite 204 des Stützträgers 200 vorgesehen ist. Die Verbindungsfläche 206 kann eine im Wesentlichen flache Oberfläche sein, die für das Abstützen der Rückplatte 16 entlang einer Breite 208 des oberen Flansches 202 geeignet ist. In einigen Ausführungsformen kann sich eine Rippe 210 nach unten von einer Kante des oberen Flansches 202 erstrecken.
Der Stützträger 200 kann einen unteren Flansch 212 beinhalten, der sich an einer Unterseite 214 des Stützträgers 200 befindet. Der untere Flansch 212 kann sich entlang einer Breite 216 erstrecken. In einigen Ausführungsformen kann die Breite 216 des unteren Flansches 212 größer als die Breite 208 des oberen Flansches 202 sein. Der untere Flansch 212 kann von dem oberen Flansch 202 um einen Flanschversatzabstand 218 versetzt sein. Ein Steg 220 kann den Flanschversatzabstand 218 überspannen, um den oberen Flansch 202 mit dem unteren Flansch 212 zu verbinden. Der Steg 220 kann einen Kanal 222 zur Aufnahme eines Befestigungselements 224 wie zum Beispiel einer Schraube oder eines Bolzens beinhalten. In einigen Ausführungsformen kann sich der Kanal 222 näher zu dem unteren Flansch 212 als dem oberen Flansch 202 befinden, d. h. der Kanal 222 kann von dem oberen Flansch 202 um mehr als die Hälfte des Flanschversatzabstands 218 versetzt sein.
Gemeinsam auf 2 und 8 Bezug nehmend kann die Rahmenbaugruppe 100 einen Querträger 230 für zusätzliche Festigkeit beinhalten. Der Querträger 230 kann aus starren Materialien gebildet sein, wie vorstehend mit Bezug auf die Schiene 110 beschrieben. Der Querträger 230 kann einen oberen Flansch 232 beinhalten, der sich an einer Oberseite 234 des Querträgers 230 befindet. Der obere Flansch 232 kann eine Verbindungsfläche 236 definieren, die an der Oberseite 234 des Querträgers 230 vorgesehen ist.
Der Querträger 230 kann einen unteren Flansch 240 beinhalten, der sich an einer Unterseite 242 des Querträgers 230 befindet. Der untere Flansch 240 kann sich entlang einer Breite 244 erstrecken. In einigen Ausführungsformen kann die Breite 244 des unteren Flansches 240 größer als die Breite 238 des oberen Flansches 232 sein. Beispielsweise kann die Breite 244 des unteren Flansches 240 mindestens etwa 150 % der Breite 238 des oberen Flansches 232 sein, wie zum Beispiel größer als etwa 200 % in einer Ausführungsform oder zwischen etwa 175 % und etwa 350 % in einer anderen Ausführungsform. Der untere Flansch 240 kann von dem oberen Flansch 232 um einen Flanschversatzabstand 246 versetzt sein. Ein Steg 220, der einen Kanal beinhaltet, kann den Flanschversatzabstand 246 überspannen, um den oberen Flansch 232 mit dem unteren Flansch 240 zu verbinden. In einigen Ausführungsformen kann sich der Kanal 222 näher zu dem unteren Flansch 240 als dem oberen Flansch 232 befinden, d. h. der Kanal 222 kann von dem oberen Flansch 232 um mehr als die Hälfte des Flanschversatzabstands 246 versetzt sein.
Gemeinsm auf 1-8 Bezug nehmend können Ausführungsformen der Rahmenbaugruppe 100 die Schiene 110, eine zweite Schiene 250, die im Wesentlichen die gleiche wie die Schiene 110 ist, den Stützträger 200 und einen zweiten Stützträger 252, der im Wesentlichen der gleiche wie der Stützträger 200 ist, beinhalten. Die Schiene 110 und die zweite Schiene 250 können voneinander entlang der Breite 24 der Rahmenbaugruppe 100 versetzt sein. Die Innenseite 122 der Schiene 110 und der zweiten Schiene 250 können einander zugewandt sein und eine Spannweite entlang der Breite 24 der Rahmenbaugruppe 100 abgrenzen. Der Stützträger 200 und der zweite Stützträger 252 können voneinander entlang der Länge 22 der Rahmenbaugruppe 100 versetzt sein. Die Rahmenbaugruppe 100 kann eine im Wesentlichen rechteckige Form aufweisen, die durch Verbinden der Enden des Stützträgers 200 mit einem Ende jeder der Schiene 110 und der zweiten Schiene 250, und Verbinden der Enden des zweiten Stützträgers 252 mit einem Ende jeder der Schiene 110 und der zweiten Schiene 250, gebildet wird. Insbesondere kann die Rippe 140 des oberen inneren Vorsprungs 138 den oberen Flansch 202 berühren, kann die Rippe 144 des unteren inneren Vorsprungs 142 den unteren Flansch 212 berühren und kann das Befestigungselement 224 mit dem Kanal 222 gepaart sein. Wahlweise kann der Querträger 230 zentral mit jeder der Schiene 110 und der zweiten Schiene 250 verbunden sein und die Schiene 110 und die zweite Schiene 250 überspannen. Insbesondere kann die Rippe 140 des oberen inneren Vorsprungs 138 den oberen Flansch 232 berühren, kann die Rippe 144 des unteren inneren Vorsprungs 142 den unteren Flansch 240 berühren und kann das Befestigungselement 224 mit dem Kanal 222 gepaart sein.
Die Rahmenbaugruppe 100 kann unten an dem Modul 12 montiert sein. Beispielsweise kann die Rückplatte 14 des Moduls 12 mit der Rahmenbaugruppe 100 verbunden sein. Insbesondere kann die Verbindungsfläche 118 der Schiene 110 und der Schiene 250 mit der Rückplatte 14 des Moduls 12 mit einem Klebstoff 254 verklebt sein. Außerdem kann die Verbindungsfläche 206 des Stützträgers 200 und des Stützträgers 252 mit der Rückplatte 14 des Moduls 12 mit dem Klebstoff 254 verklebt sein. Zudem kann die Verbindungsfläche 236 des Querträgers 230 mit der Rückplatte 14 des Moduls 12 mit dem Klebstoff 254 verklebt sein.
Generell bildet die Rahmenbaugruppe 100 einen größeren Perimeter als das Modul 12. In einigen Ausführungsformen kann das Modul 12 eine Kante 26 aufweisen, die einen Perimeter des Moduls 12 definiert. Die Kante 26 des Moduls 12 kann vertieft sein, sodass sich die Rahmenbaugruppe 100 über die Kante 26 des Moduls 12 hinaus erstreckt. Beispielsweise kann die Kante 26 von der Außenseite 124 der Verbindungsfläche 118 der Schiene 110 versetzt sein. In einigen Ausführungsformen kann die Kante 26 des Moduls 12 von der Setzstufe 132 hin zu der Innenseite 122 der Schiene 110 versetzt sein. Gleichermaßen kann die Kante 26 von der Außenseite 124 der Verbindungsfläche 206 des Stützträgers 200 versetzt sein.
Gemeinsam auf 9A und 9B Bezug nehmend können Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung montagefreundlich konfiguriert sein. Beispielsweise kann ein Feld eine Photovoltaikanlage 10 neben einer zweiten Photovoltaikanlage 30 beinhalten. Die Außenseite 124 der Schiene 110 der Photovoltaikanlage 10 kann von der Außenseite 124 der Schiene 250 der zweiten Photovoltaikanlage 30 versetzt sein. Ein Klemmmechanismus 32 kann die Stützfläche 152 jeder der Schiene 110 und der Schiene 250 an Struktur 34 sichern.
Mit Bezug auf 9A kann der Klemmmechanismus 32 mit der Struktur 34 verbunden sein und eine auf die vertiefte Oberfläche 126 einwirkende Kraft bereitstellen, die die vertiefte Oberfläche 126 hin zu der Struktur 34 drängt. Dementsprechend kann der Klemmmechanismus 32 die Photovoltaikanlage 10 und die zweite Photovoltaikanlage 30 an der Struktur 34 montieren. In Ausführungsformen, wo die Außenseite 124 der vertieften Oberfläche 126 und des Basiselements 150 bündig sind, kann der Klemmmechanismus 32 in Kontakt mit der Stützfläche 118 und dem Basiselement 150 sowohl der Schiene 110 als auch der Schiene 250 gebracht werden. In einer derartigen Anordnung kann der Klemmmechanismus 32 als eine Führung benutzt werden, die benachbarte Anlagen in einem Array ausrichtet, wodurch die Installationszeit verkürzt werden kann.
Mit Bezug auf 9B kann der Klemmmechanismus 32 mit der Struktur 34 verbunden sein und eine auf den Schlitz 170 einwirkende Kraft bereitstellen, die den Schlitz 170 hin zu der Struktur 34 drängt. Die Kraft des Klemmmechanismus 32 kann die Photovoltaikanlage 10 und die zweite Photovoltaikanlage 30 an der Struktur 34 montieren. In Ausführungsformen, wo der Schlitz 170 in einer kontrollierten Lage bereitgestellt ist, kann der Schlitz 170 als ein Bezugselement fungieren. Dementsprechend können der Klemmmechanismus 32 und der Schlitz 170 zusammenwirken, um benachbarte Anlagen in einem Array auszurichten, wodurch die Installationszeit ebenfalls verkürzt werden kann. Beispielsweise können Bohrungen 174 (5) benachbarter Anlagen ausgerichtet werden, sodass die Bohrungen 174 gleichzeitig benutzt werden können, um Kabelbäume abzustützen.
Gemeinsam auf 5, 6 und 10 Bezug nehmend können die hierin bereitgestellten Ausführungsformen für eine Verringerung der beim Ausliefern eines Stapels 40 von Photovoltaikanlagen 10 verwendeten Versandmaterialmenge konfiguriert sein. Der Stapel 40 kann Photovoltaikanlagen 10 beinhalten, die übereinander gestapelt sind, sodass die vertiefte Oberfläche 126 einer ersten Anlage die Stützfläche 152 der nächsten Anlage abstützt. Das Basiselement 150, die vertiefte Oberfläche 126 und die Setzstufe 132 jeder Photovoltaikanlage 10 können so konfiguriert sein, dass jede nachfolgende Anlage des Stapels 40 auf der vorherigen Anlage verschachtelt ist. Prüfungen haben gezeigt, dass Stapel von mindestens 18 Anlagen aufeinander bereitgestellt werden können, ohne jegliches Packmaterial zwischen benachbarten Anlagen zu benötigen. Beispielsweise kann der Stapel zwischen Holzpaletten bereitgestellt, mit Binderiemen gesichert, und transportiert werden, ohne jegliches zusätzliches Packmaterial zu benötigen.
Nach den hierin bereitgestellten Ausführungsformen kann eine Photovoltaikanlage ein Modul und eine Rahmenbaugruppe einschließlich einer Schiene beinhalten. Das Modul kann eine um einen Perimeter des Moduls gebildete Kante aufweisen. Das Modul kann ein Halbleitermaterial beinhalten, das sich zwischen einer Frontplatte und einer Rückplatte befindet. Die Schiene kann eine Verbindungsfläche an einer Oberseite der Schiene und eine vertiefte Oberfläche, die von der Verbindungsfläche und hin zu einer Unterseite der Schiene versetzt ist, beinhalten. Die Verbindungsfläche kann sich von einer Innenseite der Schiene hin zu einer Außenseite der Schiene erstrecken. Die vertiefte Oberfläche kann von der Verbindungsfläche um einen Vertiefungsabstand versetzt sein. Die Verbindungsfläche an der Oberseite der Schiene kann mit der Rückplatte des Moduls verbunden sein. Die Kante des Moduls kann von einer Außenseite der Schiene hin zu der Innenseite der Schiene versetzt sein.
Es sei angemerkt, dass Richtungshinweise wie zum Beispiel vorne, hinten, nach unten, Länge, Breite, oben, unten, Höhe und dergleichen der Klarheit halber und ohne Einschränkung vorgelegt werden. Insbesondere sei angemerkt, dass solche Richtungshinweise mit Bezug auf die Normale einer Fläche und die Seiten eines im Wesentlichen flachen und rechteckigen Körpers orientiert sind. Die Richtungen können umgekehrt oder in beliebiger Richtung orientiert sein, indem entsprechende Transformationen des hierin beschriebenen bereitgestellten Koordinatensystems vorgenommen werden.
Es sei angemerkt, dass die Begriffe „im Wesentlichen“ und „etwa“ hierin verwendet werden können, um den inhärenten Ungewissheitsgrad darzustellen, der jeglichen quantitativen Vergleichen, Werten, Messungen oder sonstigen Darstellungen zugeschrieben werden kann. Diese Begriffe werden hierin auch verwendet, um den Grad darzustellen, um welchen eine quantitative Darstellung von einer angegebenen Referenz abweichen kann, ohne zu einer Änderung der Grundfunktion des betreffenden Gegenstands zu führen.
Obwohl hierin bestimmte Ausführungsformen veranschaulicht und beschrieben worden sind, versteht sich, dass verschiedene weitere Veränderungen und Modifikationen erfolgen können, ohne vom Geist und Schutzbereich des beanspruchten Gegenstands abzuweichen. Obwohl zudem verschiedene Aspekte des beanspruchten Gegenstands hierin beschrieben worden sind, müssen derartige Aspekte nicht in Kombination verwendet werden. Deshalb ist beabsichtigt, dass die beigefügten Ansprüche alle derartigen Veränderungen und Modifikationen abdecken, die innerhalb des Schutzbereichs des beanspruchten Gegenstands liegen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 62587885 [0001]

Claims

Photovoltaikanlage, umfassend: ein Modul, das eine um einen Umfang des Moduls gebildete Kante aufweist, wobei das Modul ein Halbleitermaterial umfasst, das sich zwischen einer Frontplatte und einer Rückplatte befindet; und eine Schiene, die eine Verbindungsfläche an einer Oberseite der Schiene und eine vertiefte Oberfläche, die von der Verbindungsfläche und hin zu einer Unterseite der Schiene versetzt ist, umfasst, wobei: sich die Verbindungsfläche von einer Innenseite der Schiene hin zu einer Außenseite der Schiene erstreckt; die vertiefte Oberfläche von der Verbindungsfläche um einen Vertiefungsabstand versetzt ist; die Verbindungsfläche an der Oberseite der Schiene mit der Rückplatte des Moduls verbunden ist; und die Kante des Moduls von einer Außenseite der Schiene hin zu der Innenseite der Schiene versetzt ist.
Photovoltaikanlage nach Anspruch 1, umfassend eine Setzstufe, die sich von der Verbindungsfläche zu der vertieften Oberfläche erstreckt, wobei die Kante des Moduls von der Setzstufe hin zu der Innenseite der Schiene versetzt ist.
Photovoltaikanlage nach Anspruch 2, wobei die Setzstufe im Wesentlichen orthogonal sowohl zu der Verbindungsfläche als auch der vertieften Oberfläche ist.
Photovoltaikanlage nach Anspruch 1, umfassend ein Basiselement, das eine an der Unterseite der Schiene befindliche Stützfläche aufweist, wobei die Stützfläche eine Breite aufweist, die weniger als eine Breite der vertieften Oberfläche ist.
Photovoltaikanlage nach Anspruch 4, wobei das Basiselement ein Körper ist, der eine Montagefläche auf einer Höhe mit Bezug auf die Stützfläche bereitstellt.
Photovoltaikanlage nach Anspruch 5, wobei die Höhe der Montagefläche des Basiselements zwischen etwa 75 % und etwa 150 % des Vertiefungsabstands beträgt.
Photovoltaikanlage nach Anspruch 6, wobei die Breite der Stützfläche weniger als etwa 95 % der Breite der vertieften Oberfläche ist.
Photovoltaikanlage nach Anspruch 4, wobei das Basiselement und die vertiefte Oberfläche bündig an der Außenseite der Schiene sind.
Photovoltaikanlage nach Anspruch 4, wobei die Verbindungsfläche auf einem Kopfabschnitt der Schiene definiert ist und der Kopfabschnitt eine Unterfläche umfasst, die zwischen der Oberseite und der Unterseite der Schiene positioniert ist.
Photovoltaikanlage nach Anspruch 9, wobei ein Basisversatzabstand zwischen der Stützfläche des Basiselements und der Unterfläche des Kopfabschnitts definiert ist und der Basisversatzabstand größer als der Vertiefungsabstand ist.
Photovoltaikanlage nach Anspruch 10, wobei der Basisversatzabstand mindestens etwa 125 % des Vertiefungsabstands beträgt.
Photovoltaikanlage nach Anspruch 9, umfassend eine Stützplatte, die sich zwischen dem Kopfabschnitt und dem Basiselement erstreckt, wobei die Stützplatte eine Höhe definiert.
Photovoltaikanlage nach Anspruch 12, wobei die Höhe der Stützplatte größer als der Vertiefungsabstand ist.
Photovoltaikanlage nach Anspruch 12, umfassend einen Schlitz, der in der Stützplatte gebildet ist, wobei der Schlitz einen flachen Boden umfasst.
Photovoltaikanlage nach Anspruch 12, umfassend eine Gewindebohrung, die in der Stützplatte gebildet ist.
Photovoltaikanlage nach Anspruch 1, wobei die Rahmenbaugruppe einen Träger umfasst, der einen oberen Flansch und einen unteren Flansch aufweist, und wobei der Träger mit der Schiene verbunden ist.
Photovoltaikanlage nach Anspruch 16, wobei eine Breite des unteren Flansches größer als eine Breite des oberen Flansches ist.
Photovoltaikanlage nach Anspruch 1, wobei die Verbindungsfläche an der Oberseite der Schiene mit der Rückplatte des Moduls mit einem Klebstoff verbunden ist.
Stapel von Photovoltaikanlagen, umfassend: eine erste Photovoltaikanlage, umfassend: ein Modul, das eine um einen Umfang des Moduls gebildete Kante aufweist, wobei das Modul ein Halbleitermaterial umfasst, das sich zwischen einer Frontplatte und einer Rückplatte befindet; und eine Schiene, die eine Verbindungsfläche an einer Oberseite der Schiene und eine vertiefte Oberfläche, die von der Verbindungsfläche und hin zu einer Unterseite der Schiene versetzt ist, umfasst, wobei: sich die Verbindungsfläche von einer Innenseite der Schiene hin zu einer Außenseite der Schiene erstreckt; die vertiefte Oberfläche von der Verbindungsfläche um einen Vertiefungsabstand versetzt ist; die Verbindungsfläche an der Oberseite der Schiene mit der Rückplatte des Moduls verbunden ist; und die Kante des Moduls von einer Außenseite der Schiene hin zu der Innenseite der Schiene versetzt ist; und eine zweite Photovoltaikanlage, die ein zweites Basiselement mit einer Stützfläche, die sich an einer Unterseite einer zweiten Schiene befindet, umfasst, wobei: die Stützfläche der zweiten Schiene eine Breite aufweist, die weniger als die Breite der vertieften Oberfläche ist; und die Stützfläche der zweiten Schiene die vertiefte Oberfläche berührt.