JP2014524231A - 光起電モジュール用の弾性装着アセンブリ - Google Patents

Abstract

電力モジュールを装着するための装置。一実施形態において、装置は、（ｉ）互いに柔軟に接続され、かつ、（ｉｉ）電力モジュールを光起電（ＰＶ）モジュールに近接して柔軟に装着する、複数の装着ポイントを備える。
【選択図】図１

Description

[0001]本開示の実施形態は、電力モジュールを光起電モジュールに装着することに関し、特に、電力モジュールを光起電モジュールに柔軟に装着することに関する。

[0002]ソーラパネルまたは光起電（ＰＶ）モジュールは、受けた太陽光のエネルギーを直流電流（ＤＣ）に変換する。一部のソーラパワーシステムにおいて、ＰＶモジュールは、ＤＣ−ＤＣコンバータまたはＤＣ−ＡＣインバータなどの電力モジュールに対して分散構造を成して結合される場合があり、すなわち、１つのＰＶモジュールごとに１つの電力モジュールが結合される場合がある。そのようなシステムでは、各電力モジュールが対応するＰＶモジュールの面（すなわち、後板面または表板）に装着される場合がある。

[0003]ＰＶモジュールの耐用期間にわたって、ＰＶモジュールは、天気や温度、ＰＶモジュールの輸送、あるいは更には、設置されたモジュール上を歩く人（例えばＰＶシステムのメンテナンス作業者）などの様々な状態に起因して、機械的な応力を受ける。ＰＶモジュールに加えられる機械的荷重および熱的荷重は、装着される部品に対してＰＶモジュールを湾曲させあるいは屈曲させ（面外）または伸張させあるいは収縮させ（面内）、それにより、電力コンバータなどの取り付けられた部品に起因して、潜在的に大きな面外荷重および面内荷重が生じる。そのような外的荷重は、ＰＶモジュールと電力モジュールとの間の結合部に応力をもたらして、ＰＶモジュールおよび取り付けられた部品（装着される電力モジュールおよび関連する取付部品（例えば、装着ハードウェア、および、接着して装着された関連インタフェース）などの）のうちの一方または両方を損傷させる場合がある。例えば、そのような外的荷重は、ＰＶモジュールに結合される電力モジュールの電気コネクタに過度の応力をもたらし、それにより、電気コネクタが破損する場合がある。

[0004]したがって、当技術分野においては、電力コンバータをＰＶモジュールに効果的に（機械的効果および熱的効果の両方において）装着するための装置の必要性がある。

[0005]本発明の実施形態は、電力モジュールを装着するための装置に関する。一実施形態において、装置は、（ｉ）互いに柔軟に接続され、かつ、（ｉｉ）電力モジュールを光起電（ＰＶ）モジュールに近接して柔軟に装着する、複数の装着ポイントを備える。

[0006]本発明の前述した特徴を詳しく理解できるように、先に簡単に要約された本発明のさらに特定の説明が実施形態に関連してなされており、それらの実施形態の一部が添付図面に示される。しかしながら、添付図面がこの発明の単なる典型的な実施形態を示すにすぎず、したがって、本発明が他の同様に効果的な実施形態を許容し得るため、添付図面が本発明の範囲を限定すると見なされるべきでないことに留意すべきである。

本発明の１つ以上の実施形態に係る電力発生用光起電（ＰＶ）システムのブロック図である。 本発明の１つ以上の実施形態に係るＰＶシステムの物理的なレイアウトを描くブロック図である。 本発明の１つ以上の実施形態に係る弾性装着アセンブリおよび電力モジュールの斜視図である。 本発明の１つ以上の実施形態に係る弾性装着アセンブリに結合される電力モジュールの下面図である。 本発明の１つ以上の実施形態に係る弾性装着アセンブリパッドにより保持される電力モジュール脚の拡大斜視図である。 本発明の１つ以上の他の実施形態に係る弾性装着アセンブリの下面斜視図である。 本発明の１つ以上の他の実施形態に係る接着剤用窪みの拡大斜視図である。 本発明の１つ以上の他の実施形態に係る弾性装着アセンブリに結合される電力モジュールの側面斜視図である。

[0015]図１は、本発明の１つ以上の実施形態に係る電力発生用光起電（ＰＶ）システム１００のブロック図である。この図は、無数の想定し得るシステム構造の１つのバリエーションを単に描いているにすぎない。本発明は、様々な環境およびシステムにおいて機能を果たすことができる。

[0016]ＰＶシステム１００は、複数の電力モジュール１０２_１、１０２_２．．．１０２_ｎ（総称して電力モジュール１０２）、複数のＰＶモジュール１０４_１、１０４_２．．．１０４_ｎ（総称してＰＶモジュール１０４）、および複数の弾性装着アセンブリ１１０_１、１１０_２．．．１１０_ｎ（総称して弾性装着アセンブリ１１０）を備える。図１に描かれる実施形態などの幾つかの実施形態において、電力モジュール１０２は、ＰＶモジュール１０４により発生されるＤＣ電力をＡＣ電力（すなわち、ＡＣ電流）へ逆変換するためのＤＣ−ＡＣインバータである。そのような実施形態では、電力モジュール１０２がバス１０６（すなわち、ＡＣバス）に接続され、バス１０６は、電力モジュール１０２により生成されるＡＣ出力電力を分配するためにロードセンタ１０８に接続される。ロードセンタ１０８は、ＡＣ商用電力網分配システムとＡＣバス１０６との間の接続部を収容してもよく、また、電力モジュール１０２は、ＡＣ商用電力網電圧と同相であってロードセンタ１０８を介して商用電力網に繋がれるＡＣ電流を計測して出力する。幾つかの実施形態では、これに加えてあるいはこれに代えて、電力モジュール１０２が無効電力を発生させてもよい。他の実施形態では、電力モジュール１０２がＤＣ−ＤＣコンバータであってもよく、また、バス１０６は、ＤＣエネルギーを接続用ボックス１０８のＤＣ−ＡＣインバータに移送してもよい。更なる他の実施形態において、電力モジュール１０２は、ＤＣ接続用ボックスであってもよく、また、ＤＣ−ＤＣコンバータまたはＤＣ−ＡＣインバータに接続されてもよい。これに加えてあるいはこれに代えて、発生されるＡＣ電力またはＤＣ電力は、ロードセンタ１０８を介して商用システムおよび／または家庭用システムに直接供給されてもよく、並びに、その後の使用のために蓄えられてもよい（例えば、発生されるエネルギーは、バッテリー、温水、水力圧送、Ｈ_２Ｏ−水素変換などを利用して蓄えられてもよい）。

[0017]本発明の１つ以上の実施形態によれば、各電力モジュール１０２_１、１０２_２．．．１０２_ｎは、ＰＶモジュール１０４_１、１０４_２．．．１０４_ｎにそれぞれ、弾性装着アセンブリ１１０_１、１１０_２．．．１１０_ｎのそれぞれを介して１対１の対応で個別に結合され、それにより、（例えば、ＰＶモジュール１０４と装着される部品との間におけるＰＶモジュール１０４の線膨張に基づく熱膨張係数および曲率の相対差に起因する）任意のインタフェース荷重が制限されあるいは排除される。弾性装着アセンブリ１１０は、以下で更に説明するように、ＰＶモジュール１０４の一連の屈曲中あるいは湾曲中に大きな面外荷重を発生させることなく、電力モジュール１０２をＰＶモジュール１０４に機械的に装着する疑似動態マウントである。以下で詳しく説明するように、弾性装着アセンブリ１１０は、電力モジュール装着部品（例えば、電力モジュール１０２から延びる１つ以上の突起）を柔軟に保持するために、対応するＰＶモジュール１０４に結合される少なくとも１つのパッドを備えており、それにより、電力モジュール界面とＰＶモジュール１０４との間に隙間が存在するようになっている。この場合、結合されるパッドの最大サイズは、結合部における所定位置の熱膨張係数、所定位置の剪断荷重を軽減するとともに保温効果を最小限に抑えるべく制限される。電力モジュール界面は、電力モジュールの特徴要素が何であろうと、ＰＶモジュール１０４の背面に最も近接してもよく、また、面、表面、または、装着特徴要素となり得る。また、装着されるユニットの荷重レベルによって複数の装着位置が示される場合には、それらの複数の装着位置は、所定位置の熱膨張係数相対歪みにより生じる更なる大きな荷重が現れないように互いに柔軟に接続されてもよい。弾性装着アセンブリ１１０の設計上の特徴と組み合わされる電力モジュール１０２の装着特性の組み合わせは、モジュールの熱的または機械的な歪みに起因して生じる外部荷重に対する設計抵抗をもたらす。

[0018]図２は、本発明の１つ以上の実施形態に係るＰＶシステム１００の物理的なレイアウトを描くブロック図である。各ＰＶモジュール１０４_１、１０４_２．．．１０４_ｎは、まとめてフレーム２０２と称される構造フレーム２０２_１、２０２_２．．．２０２_ｎをそれぞれ備える。フレーム２０２のそれぞれは、対応するＰＶモジュール１０４の周囲を取り囲み、アルミニウム、硬質プラスチック、および、同様のものなどの任意の硬質材料、あるいは、そのような硬質材料の任意の組み合わせから構成されてもよい。ＰＶモジュール１０４のフレーム２０２は、隣接するＰＶモジュール１０４のフレーム２０２と略面一に水平方向で結合される。

[0019]電力モジュール１０２_１、１０２_２．．．１０２_ｎは、弾性装着アセンブリ１１０_１、１１０_２．．．１１０_ｎにそれぞれ１対１の対応で結合され、また、弾性装着アセンブリ１１０_１、１１０_２．．．１１０_ｎは、ＰＶモジュール１０４_１、１０４_２．．．１０４_ｎに対して同様に１対１の対応で更に結合される。弾性装着アセンブリ１１０は、大きな面外荷重を発生させることなくＰＶモジュール１０４における一連の湾曲を受け入れるために、各電力モジュール１０２が対応するＰＶモジュール面に「浮かぶ」ように、ＰＶモジュール１０４の後面（すなわち、太陽から離れた方を向くＰＶモジュールの側）に近接して（すなわち、後面から離間して）電力モジュール１０２を柔軟に装着する。

[0020]電力モジュール１０２は、ＰＶモジュール１０４に機械的に装着されるのに加えて、ＰＶモジュール１０４のＤＣ出力部に弾性装着アセンブリ１１０を介して電気的に結合される。電力モジュール１０２の出力部での電力はバス１０６に繋がれ、バス１０６はロードセンタ１０８に接続される。

[0021]図３は、本発明の１つ以上の実施形態に係る弾性装着アセンブリ１１０および電力モジュール１０２の斜視図を描く。

[0022]弾性装着アセンブリ１１０は、ＵＶ光線、酸化、塩水噴霧および同様のものなどの環境影響に対して十分な耐性を有するとともに屋根の工業化学物質および同様のものなどに晒されることに対して十分な耐性を有する、柔軟プラスチックなどの弾力性がある柔軟な材料から形成される。弾性装着アセンブリ１１０は、例えば２１０ｍｍ×２１０ｍｍ程度の略矩形のベース３０２を備えるが、他の実施形態では、ベース３０２は、硬質ポリフェニレン酸化物（ＰＰＯ）熱可塑性物質から形成されて異なるサイズおよび／または形状を有してもよい。フランジ３２０が、ベースに対して垂直に延びて、浅い開放した穴３２２を画定しており、この穴３２２を通じてＰＶモジュール１０４の導電ＤＣ接点へのアクセスが可能となる。穴３２２は、ベース３０２がＰＶモジュール１０４に接着された後にＰＶモジュールのＤＣ接点にアクセスできるようにする。このとき、ＰＶモジュールのＤＣ接点は、例えば、ＤＣ電流をＰＶモジュール１０４から弾性装着アセンブリ１１０のコネクタ３０４を介して電力モジュール１０２へ供給するためにＤＣ接続アセンブリに結合されてもよい。穴３２２は、その後、ＰＶモジュール１０４とコネクタ３０４との間の電気的な接続を環境因子および異物から保護するために、カバーによってシールされおよび／またはシリコン、ポリウレタンなどの限られた吸湿特性を有する非導電性の埋め込み材料を用いて密閉されてもよい。埋め込み材料は、ＰＶモジュール１０４およびベース３０２への接着を行なってシールを維持できる能力；荷重を生じさせない低い剛性；ＵＶ光線、屋根の化学物質、塩水噴霧などに晒されることに対する耐性；酸化脆化に対する耐性；および、製造ニーズに基づく硬化時間および合理的に達成できる硬化方法などのプロセス制御を満たすことができる能力などの適切な特性を有してもよい。

[0023]弾性装着アセンブリ１１０は、複数のウェブ３１０によって互いに接続されるとともにベース３０２に接続される複数のパッド３０６−１、３０６−２、３０６−３（まとめてパッド３０６と称される）を更に備える。幾つかの実施形態において、パッド３０６は、結合領域全体にわたって結合応力を十分に生み出すべく、補強リブを伴って、硬質ポリフェニレン酸化物（ＰＰＯ）熱可塑性物質から形成されるとともに、１．５インチ×２インチ／３８．１ｍｍ×５０．８ｍｍ程度の寸法を有してもよい。パッド３０６およびウェブ３１０はベース３０２と同一平面上にあり、また、パッド３０６は、図４に関して更に以下で説明されるようにＰＶモジュール１０４に接着される。ウェブ３１０−１がベース３０２からパッド３０６−１に延び；ウェブ３１０−２がパッド３０６−１からパッド３０６−２に延び；ウェブ３１０−３がパッド３０６−２からパッド３０６−３に延び；および、ウェブ３１０−４がパッド３０６−３からベース３０２に延びる。ウェブ３１０は、例えば図３に描かれるように略Ｓ形状であってもよく、あるいは、ウェブ３１０は、パッド３０６とベース３０２とを互いに接続するのに適した任意の他の形状であってもよい。ウェブ３１０の主な設計基準は、全ての合理的な取り扱いおよび適用荷重のための面内位置および回転において、自己位置決めをサポートして（すなわち、ウェブ３１０は、複数の装着部品−ベース３０２およびパッド３０６−を自己位置決め可能にする）各パッド３０６の寸法位置合わせを維持するべくウェブが十分に硬質であるとともに、装着された部品とＰＶモジュール１０４との間の膨張差に起因する外的な熱膨張係数荷重を発生させないようにウェブが十分に柔軟であるということである。大きいおよび／または重い部品をＰＶモジュール１０４に装着する際には、剥離応力を最小限に抑えるために、大きいおよび／または複数の結合領域が必要とされてもよく、その場合、強固に接続されない複数のパッド３０６を使用することにより、荷重（例えば、結合パッドと比べて不適正な曲率または熱膨張係数の増加に起因する）がパッド／接点間で生み出されない。ウェブ３１０は、ＰＶモジュール１０４が曲げられないときにウェブ３１０と電力モジュール面との間にクリアランスが存在するような高さを有してもよく、あるいは、ウェブ３１０が電力モジュール１０２またはＰＶモジュール１０４のいずれかの背面と接触してもよいが、熱的または機械的な最大の撓みにおいて界面に出じる面外荷重が最小となるようにするあるいは界面で面外荷重が生じないようにするために十分な隙間が一方または両方の位置で維持される。

[0024]幾つかの実施形態では、パッド３０６が「Ｖ」形状に配置されてもよい。例えば、パッド３０６−１、３０６−３が水平に同一直線上にあってもよく、また、パッド３０６−２は、パッド３０６−１／３０６−３間に配置されるが、ベース３０２により近くなるようにオフセットされる。他の実施形態において、パッド３０６は、同一直線上の配列などの他の物理的な配列で配置されてもよい。ベース３０２およびパッド３０６は、ＰＶモジュール１０４に装着される部品の設置面積に伴って増大する相対的な膨張に関連する力および曲率を最小にするために離間されてもよい。幾つかの実施形態において、弾性装着アセンブリ１１０は、約１７×１７ｃｍサイズを有する電力モジュール１０２を支持するように全設置面積を有してもよい。幾つかの実施形態では、積層の高さが２２ｍｍを超えず、他の実施形態では、積層の高さが３１．４ｍｍの高さであってもよい。

[0025]幾つかの別の実施形態において、弾性装着アセンブリ１１０は、２つのパッド３０６を備えてもよく、あるいは更には、単一のパッド３０６を備えていてもよい。これに加えてあるいはこれに代えて、ウェブ３１０は、パッド３０６とベース３０２とを相互に接続するために使用されなくてもよい（すなわち、弾性装着アセンブリ１１０が２つ以上の独立した支持体を備える）。例えば、ベース３０２およびパッド３０６が物理的に別個の（すなわち、独立した）部品であってもよい。そのような実施形態において、ベース３０２および１つ以上のパッド３０６は、それらの適当な位置でＰＶモジュール１０４に結合されなければならず、したがって、ベース３０２／パッド３０６は、ＰＶモジュール１０４に装着されるときには適当な手段によって適切に位置合わせされなければならない。例えば、結合が恒久的となるまで（すなわち、恒久的な接着状態となるまで）ベース３０２／パッド３０６のそれぞれをそれらの適当な位置に保持するキャリア（または、「配置冶具」）が（例えば、ＰＶモジュール製造メーカによって）設けられてもよい。その後、キャリアは、除去されて、他の弾性装着アセンブリ１１０を他のＰＶモジュール１０４に装着するために再使用されてもよい。また、幾つかのそのような実施形態では、ケーブルだけがＰＶモジュール１０４に結合されるようになっている（すなわち、電力モジュール１０２がＰＶモジュール１０４に装着されるようになっていない）場合には、パッド３０６が必要とされずに製造段階で省かれてもよい。

[0026]電力モジュール１０２は、コネクタ３０４に物理的に結合することにより電力モジュール１０２をＰＶモジュールのＤＣ出力部に電気的に結合するために、電力モジュール１０２の一端から突出するプラグ３１４を備える。結合されたプラグ３１４／コネクタ３０４は、電力モジュール１０２のための強固な装着ポイントをもたらす。装着されたハードウェアの構造は、システムレベルでは、熱的なあるいは機械的な周期的／可変荷重に起因してＯリング／シールの並進が生じないように制限されている。

[0027]電力モジュール１０２は、複数の突起または「脚」３１２−１、３１２−２、３１２−３（まとめて脚３１２と称される）を更に備える。脚３１２は、電力モジュール１０２の底面から垂直に延びる（すなわち、ＰＶモジュール１０４と対向する）。脚３１２は、電力モジュール１０２の形状因子の一部であってもよく、また、金属または硬質プラスチックなどの硬質材料であってもよく、あるいは、脚３１２は、適当な接着剤によって電力モジュール１０２に接着されてもよい。

[0028]各弾性装着アセンブリパッド３０６−１、３０６−２、３０６−３は適切に寸法付けられて形成される溝３０８−１、３０８−２、３０８−３をそれぞれ形成し、それにより、電力モジュール脚３１２−１、３１２−２、３１２−３は、脚３１２を柔軟に保持するために各パッド３０６と対応する脚３１２との間に隙間を維持しつつ、対応する溝３０８と係合して溝３０８内にスライドできる。パッド３０６の厚さおよび脚３１２の高さは、ＰＶモジュール１０４が湾曲されないあるいは屈曲されないときに、図５に関して後述するように各脚３１２の底面とＰＶモジュール１０４との間にクリアランスまたは隙間が存在するようになっている。したがって、パッド３０６は、電力モジュール１０２のための柔軟な（すなわち、非硬質な）装着ポイントを与える。電力モジュール１０２をそのような方法で保持することにより、弾性装着アセンブリ１１０は、ＰＶモジュール１０４の一連の屈曲および湾曲を受け入れるべく電力モジュールがＰＶモジュール１０４よりも上側に「浮かぶ」ことができるようにしつつ、電力モジュール１０２をＰＶモジュール１０４に対して機械的に結合する（すなわち、ＰＶモジュール１０４が所定の範囲にわたって湾曲する間、電力モジュール１０２は、曲げられないままであり、ＰＶモジュールの湾曲に伴う応力に晒されない）。

[0029]図４は、本発明の１つ以上の実施形態に係る弾性装着アセンブリ１１０に結合される電力モジュール１０２の下面図を描く。電力モジュール脚３１２−１、３１２−２、３１２−３は、パッド３０６−１、３０６−２、３０６−３のそれぞれの溝３０８−１、３０８−２、３０８−３をそれぞれ通じて延びる。各パッド３０６−１、３０６−２、３０６−３の底面が接着剤用窪み４０６−１、４０６−２、４０６−３（まとめて接着剤用窪み４０６と称される）をそれぞれ形成し、また、ベース３０２の底面が接着剤用窪み４０８を形成する。接着剤用窪み４０６、４０８には、弾性装着アセンブリ１１０をＰＶモジュール１０４に接着するために、シリコン接着剤などの接着材料が埋め込まれる。一般に、接着材料は、ＰＶモジュール１０４およびベース３０２への接着を行なってシールを維持できる能力；荷重を生じさせない低い剛性；温度変動、ＵＶ光線、屋根の化学物質、塩水噴霧などに晒されることに対する耐性；酸化脆化に対する耐性；適切な弾性率（例えば、冷間でガラス転移温度を回避する、熱膨張差に対する順応性を与える）；および、製造ニーズに基づく硬化時間および合理的に達成できる硬化方法などのプロセス制御を満たすことができる能力などの特性を有する。接着剤用窪み４０６、４０８はそれぞれ、接着剤のための最小厚を維持して、ＰＶモジュール１０４と装着される構造との間の膨張差に起因する接着剤のピーク剪断歪みを最小限に抑えるために、所定の深さ（例えば、１．０ｍｍ程度）を有してもよい。

[0030]両面弾性発泡体タイプなどの瞬間接着剤が、各溝３０８−１、３０８−２、３０８−３の周囲にそれぞれ沿って（例えば、溝３０８の周囲で「Ｕ」形状を成して）パッド接着剤４０４−１、４０４−２、４０４−３（まとめてパッド接着剤４０４と称される）として塗布されてもよく、また、穴３２２の周囲にわたって（例えば、穴３２２を取り囲む長方形状を成して）ベース接着剤４０２として塗布されてもよい。パッド接着剤４０４およびベース接着剤４０２は、弾性装着アセンブリ１１０をＰＶモジュール１０４に取り付けるための即時固定接着をもたらし、それにより、組み立て直後に、待ち時間を伴わずに、接着剤用窪み４０６、４０８内の接着剤が硬化する間、一体化されたＰＶモジュール１０４／弾性装着アセンブリ１１０を動かすことができる。また、パッド接着剤４０４およびベース接着剤４０２は、接着剤用窪み４０６、４０８内に埋め込まれる接着材料のための（すなわち、接着材料が溝３０８または穴３２２のそれぞれに入るのを防止するための）ダムとしての役目を果たす。幾つかの別の実施形態では、パッド接着剤４０４および／またはベース接着剤４０２の代わりに異なる急速硬化接着剤が使用されてもよい。

[0031]図５は、本発明の１つ以上の実施形態に係る弾性装着アセンブリパッド３０６により保持される電力モジュール脚３１２の拡大斜視図を描く。パッド３０６は、パッド３０６の上側（すなわち、電力モジュール１０２と対向するパッド３０６の側）の溝３０８の幅がパッド３０６の下側（すなわち、ＰＶモジュール１０４に接着されるパッド３０６の側）の溝３０８の幅よりも狭くなるように溝３０８を形成する。脚３１２は軸部５０６から成り、軸部５０６の端部に瘤５０８を伴う。軸部５０６は、軸部５０６が溝３０８の最小幅部に嵌合するように寸法付けられ、また、瘤５０８は、それが溝３０８の最幅広部に嵌まり込んで溝３０８の最小幅部を通過できないように寸法付けられ、それにより、脚３１２が溝３０８内に挿入された時点で保持される。脚３１２を溝３０８内に挿入する際には、脚３１２は、瘤５０８が溝３０８の最幅広部（ＰＶモジュールの近傍）と位置合わせされるように溝３０８と位置合わせされる。その後、脚３１２が溝３０８内にスライドされてもよい。脚３１２とパッド３０６との間には隙間、例えば隙間５１０が存在し、脚がパッド３０６によって柔軟に保持される。

[0032]ＰＶモジュール１０４が湾曲されないときには、第１の隙間５０２が脚３１２の底面とＰＶモジュール１０４との間に存在する。第１の隙間５０２は、電力モジュール１０２を弾性装着アセンブリ１１０によって保持できるようにするが、大きな面外荷重をもたらすことなく電力モジュール１０２がＰＶモジュール１０４の一連の湾曲または屈曲を依然として受け入れることができるようにし、幾つかの別の実施形態では、最小剛性として適正な最小モード周波数を維持するのに十分な低剛性のマウント脚が利用されてもよい。パッド３０６および脚３１２は、第１の隙間５０２がＰＶモジュールの想定される湾曲量に基づく幅を有するように寸法付けられる。一般に、パッド３０６および脚３１２は、ＰＶモジュール面に関して想定される熱的および／または機械的に生じる最大範囲の撓みでＰＶモジュール１０４の背面が電力モジュール１０２の近接面と衝突してこの近接面と接触または干渉しないように、隙間５０２を得るべく寸法付けられる。

[0033]また、パッド３０６の高さは、ＰＶモジュール１０４が湾曲されないときに電力モジュール１０２とＰＶモジュール１０４との間に第２の隙間５０４を与えるように寸法付けられる。第２の隙間５０４は、電力モジュール１０２とＰＶモジュール１０４との間での空気の循環を可能にして、ＰＶモジュールセルおよび電力モジュール１０２にわたる適切な温度プロファイルを維持する。幾つかの実施形態において、隙間５０２および／または５０４の幅は、標準的なＰＶモジュール１０４を解析して、ＰＶモジュール面に関して想定される熱的および／または機械的に生じる最大範囲の撓みでＰＶモジュール１０４の背面が電力モジュール１０２の近接面と衝突してこの近接面と接触または干渉しない（またはほとんどしない）、という基準を満たすことによって決定される。

[0034]図６は、本発明の１つ以上の他の実施形態に係る弾性装着アセンブリ１１０の下面斜視図である。弾性装着アセンブリ１１０は、ＵＶ光線、温度変動、酸化効果、塩水噴霧などの環境影響に対して十分な耐性を有するとともに、屋根の工業化学物質などに晒されることに対して十分な耐性を有する、柔軟プラスチックなどの弾力性がある柔軟な材料から形成される。弾性装着アセンブリ１１０は、ベース３０２と、複数のウェブ６１０によって互いに接続されるとともにベース３０２に接続される複数のパッド６０６−１、６０６−２（まとめてパッド６０６と称される）とを備える。幾つかの実施形態において、パッド６０６は、結合領域全体にわたって結合応力を十分に生み出すべく、補強リブを伴って、硬質ポリフェニレン酸化物（ＰＰＯ）熱可塑性物質から形成されるとともに、１．５インチ×２インチ／３８．１ｍｍ×５０．８ｍｍ程度の寸法を有してもよい。パッド６０６およびウェブ６１０はベース３０２と同一平面上にあり、また、パッド６０６は、図６および図７に関して更に以下で説明されるようにＰＶモジュール１０４に接着される。各パッド６０６は、一般に、パッド６０６が接着されるＰＶモジュール１０４の部分をパッド６０６が完全に覆わないように、パッド６０６の外周内に複数の開放領域を形成する、例えば、パッド６０６−１内に開放領域６１８−１を形成するとともにパッド６０６−２内に開放領域６１８−２を形成する格子構造を有する。

[0035]幾つかの実施形態では、パッド６０６およびベース３０２が「Ｖ」形状に配置されてもよく、例えば、パッド６０６が水平に同一直線上にあってもよく、また、ベース３０２は、パッド６０６間に配置されるが、「Ｖ」形状の下端を形成するようにオフセットされる。他の実施形態において、パッド６０６は、ベース３０２に対して他の物理的な配列で配置されてもよい。パッド６０６は、図８に関連して後述するように電力モジュール１０２の両側が支持されるようにほぼ電力モジュール幅の距離を隔てて互いに離間される。幾つかの実施形態において、図６に描かれる弾性装着アセンブリ１１０は、最大で２．５８インチ×５インチ／６５．５３ｍｍ×１２７ｍｍの設置面積を有してもよい。幾つかの実施形態では、積層の高さが２２ｍｍを超えず、他の実施形態では、積層の高さが３１．４ｍｍの高さであってもよい。

[0036]ウェブ６１０−１がベース３０２からパッド６０６−１に延び；ウェブ６１０−２がパッド６０６−１からパッド６０６−２に延び；および、ウェブ６１０−３がパッド６０６−２からベース３０２に延びる。ウェブ６１０は、複数の装着部品（すなわち、ベース３０２およびパッド６０６）を自己位置決めできるようにする。ウェブ６１０は、パッド６０６とベース３０２とを互いに接続するのに適した任意の他の形状であってもよい。ウェブ６１０の主な設計基準は、全ての合理的な取り扱いおよび適用荷重のための面内位置および回転において、自己位置決めをサポートして各パッド６０６の寸法位置合わせを維持するべくウェブが十分に硬質であるとともに、装着された部品とＰＶモジュール１０４との間の膨張差に起因する外的な熱膨張係数荷重を発生させないようにウェブが十分に柔軟であるということである。大きいおよび／または重い部品をＰＶモジュール１０４に装着する際には、剥離応力を最小限に抑えるために、大きいおよび／または複数の結合領域が必要とされてもよく、その場合、強固に接続されない複数のパッド６０６を使用することにより、荷重（例えば、結合パッドと比べて不適正な曲率または熱膨張係数の増加に起因する）がパッド／接点間で生み出されない。ウェブ６１０は、ＰＶモジュール１０４が曲げられないときにウェブ６１０と電力モジュール面との間にクリアランスが存在するような高さを有し、あるいは、ウェブ６１０が電力モジュール１０２またはＰＶモジュール１０４のいずれかの背面と接触してもよいが、熱的または機械的な最大の撓みにおいて界面で生じる面外荷重が最小となるようにするあるいは界面で面外荷重が生じないようにするために十分な隙間が一方または両方の位置で維持される。

[0037]幾つかの実施形態において、ウェブ６１０は、パッド６０６とベース３０２とを相互に接続するために使用されなくてもよい。すなわち、ベース３０２およびパッド６０６が物理的に別個の（すなわち、独立した）部品であってもよい。そのような実施形態において、ベース３０２およびパッド６０６は、それらの適当な位置でＰＶモジュール１０４に結合されなければならず、ベース３０２／パッド６０６は、ＰＶモジュール１０４に装着されるときには適当な手段によって適切に位置合わせされなければならない。例えば、結合が恒久的となるまで（すなわち、恒久的な接着状態となるまで）ベース３０２／パッド６０６のそれぞれをそれらの適当な位置に保持するキャリアが（例えば、ＰＶモジュール製造メーカによって）設けられてもよい。その後、キャリアは、除去されて、弾性装着アセンブリ１１０を他のＰＶモジュール１０４に装着するために再使用されてもよい。また、幾つかのそのような実施形態では、ケーブルだけがＰＶモジュール１０４に結合されるようになっている（すなわち、電力モジュール１０２がＰＶモジュール１０４に装着されるようになっていない）場合には、パッド６０６が必要とされずに製造段階で省かれてもよい。

[0038]各パッド６０６の底面は、パッド６０６をＰＶモジュール１０４に接着するための接着剤が充填されるべき複数の接着剤用窪み６１２を形成する。本明細書中に記載される実施形態などの幾つかの実施形態において、各パッド６０６は、パッド６０６の外側境界に沿って（例えば、互いにほぼ等しい距離を隔てて）配置される３つの接着剤用窪み６１２を形成してもよく、他の実施形態では、更に少ないあるいは更に多い接着剤用窪み６１２が利用されてもよい。パッド６０６−１の底面が接着剤用窪み６１２−１−１、６１２−１−２、６１２−１−３を形成し、パッド６０６−２の底面が接着剤用窪み６１２−２−１、６１２−２−２、６１２−２−３を形成し、および、パッド６０６−３の底面が接着剤用窪み６１２−３−１、６１２−３−２、６１２−３−３を形成する。接着剤用窪み６１２のうちの２つがパッド外周の隣接する角に配置され、第３の接着剤用窪み６１２がパッド６０６の反対側の辺の中央に配置される（すなわち、パッド６０６の底面に関して同一平面上にある二等辺三角形を形成する）。他の実施形態では、接着剤用窪み６１２がパッド６０６において異なって配置されてもよい。接着剤用窪み６１２には、パッド６０６をＰＶモジュール１０４に接着するために、シリコン接着剤などの接着材料が埋め込まれる。一般に、接着材料は、ＰＶモジュール１０４およびベース３０２への接着を行なってシールを維持できる能力；荷重を生じさせない低い剛性；温度変動、ＵＶ光線、屋根の化学物質、塩水噴霧などに晒されることに対する耐性；酸化脆化に対する耐性；適切な弾性率（例えば、冷間でガラス転移温度を回避する、熱膨張差に対する順応性を与える）；および、製造ニーズに基づく硬化時間および合理的に達成できる硬化方法などのプロセス制御を満たすことができる能力などの特性を有する。接着剤用窪み６１２は、接着剤のための最小厚を維持して、ＰＶモジュール１０４と装着される構造との間の膨張差に起因する接着剤のピーク剪断歪みを最小限に抑えるために、所定の深さ（例えば、１．０ｍｍ程度）を有してもよい。両面弾性発泡体タイプなどの瞬間接着剤が、例えば浅い穴３２２の周囲に（例えば、浅い穴６２２の開口を取り囲む長方形状を成して）ベース接着剤４０２として塗布されてもよい。また、瞬間接着剤は、弾性装着アセンブリ１１０をＰＶモジュール１０４に取り付けるための即時固定接着をもたらすように各パッド６０６の底面に塗布されてもよい。その後、一体化されたＰＶモジュール１０４／弾性装着アセンブリ１１０は、組み立て直後に、待ち時間を伴わずに、接着剤用窪み６１２内およびベース３０２の接着剤用窪み４０８内の接着剤が硬化する間に動かされてもよい。幾つかの別の実施形態では、パッド６０６およびベースの接着剤４０２の代わりに異なる急速硬化接着剤が使用されてもよい。

[0039]図６に描かれるように弾性装着アセンブリ１１０において３ポイント構造を使用することにより、また、それぞれの取り付けポイントを最小限に抑えることにより、発生される取り付け荷重が最小になる。

[0040]図７は、本発明の１つ以上の他の実施形態に係る接着剤用窪み６１２の拡大斜視図である。接着剤用窪み６１２は、パッド６０６の残りの部分の上側に立ち上がる段差高さ７０２を有する。接着剤用窪み６１２はその下面が窪んでおり、また、接着剤用窪み６１２には、パッド６０６をＰＶモジュール１０４に接着するために、シリコン接着剤などの接着材料が埋め込まれる。段差高さ７０２は、各パッド６０６がＰＶモジュール１０４に装着されるときに適当な結合高さを有することができるように制御された接着剤厚さを与える（すなわち、接着剤厚さが段差高さ７０２によって決定される）。幾つかの実施形態において、接着剤用窪み６１２は、弾性装着アセンブリ１１０をＰＶモジュール１０４に接着するための最小接着剤厚さを維持するのに適した段差高さ７０２を伴って、最小で１．０ｍｍ程度の全高７０４を有してもよく、最小接着剤厚さを維持することにより、ＰＶモジュール１０４と装着される構造との間の膨張差に起因する接着剤のピーク剪断歪みが減少する。

[0041]幾つかの実施形態において、接着剤用窪み６１２の壁は、例えば接着剤用窪み６１２の上端壁に、過剰な接着剤を逃がすようにする開口７０６を形成してもよく、それにより、パッド６０６をＰＶモジュール１０４に面一に装着できる。

[0042]図８は、本発明の１つ以上の他の実施形態に係る弾性装着アセンブリ１１０によってＰＶモジュール１０４に結合される電力モジュール１０２の側面斜視図である。パッド６０６は、前述したようにＰＶモジュール１０４の前面に装着される。保持アーム８０４−１がパッド６０６−１に装着され、また、保持アーム８０４−２がパッド６０６−２に装着される。まとめて保持アーム８０４と称される保持アーム８０４−１、８０４−２は、金属または硬質プラスチックなどの任意の硬質材料から形成され、幾つかの実施形態では、パッド６０６および対応する保持アーム８０４が同じ形状因子の一部であってもよい。

[0043]保持アーム８０４−１、８０４−２は溝８０８−１、８０８−２をそれぞれ形成する。溝８０８−１、８０８−２（まとめて溝８０８と称される）は、電力モジュール１０２の両側から延びる突起８０２−１、８０２−２（まとめて突起８０２と称される）のそれぞれを保持するように寸法付けられて形成される。突起８０２が電力モジュール１０２の形状因子の一部であってもよく、あるいは、代わりに、突起８０２が適当な接着剤によって電力モジュール１０２に接着されてもよい。

[0044]電力モジュール１０２を弾性装着アセンブリ１１０に装着する際には、電力モジュール１０２は、弾性装着アセンブリ１１０と同じ平面に沿って位置合わせされるとともに、図３に関して前述したようにプラグ３１４がコネクタ３０４に物理的に結合され、且つ突起８０２と溝８０８との間に小さい隙間８１４が維持された状態で突起８０２が溝８０８によって受けられるように保持アーム８０４間で水平にスライドされてもよい。結合されたプラグ３１４／コネクタ３０４が電力モジュール１０２のための硬質装着ポイントを与える一方で、突起８０２が溝８０８によって柔軟に保持され（すなわち、パッド６０６／保持アーム８０４は、電力モジュール１０２のための柔軟なあるいは非硬質な装着ポイントを与える）、それにより、電力モジュール１０２は、ＰＶモジュール１０４の一連の屈曲および湾曲を受け入れるべくＰＶモジュール１０４よりも上側に「浮かぶ」ことができる（すなわち、ＰＶモジュール１０４が所定の範囲にわたって湾曲する間、電力モジュール１０２は、曲げられないままであり、ＰＶモジュールの湾曲に伴う応力に晒されない）。

[0045]また、ＰＶモジュール１０４が湾曲されないときには、隙間８１２が電力モジュール１０２とＰＶモジュール１０４との間に存在する。隙間８１２は、電力モジュール１０２とＰＶモジュール１０４との間での空気の循環を可能にして、ＰＶモジュールセルおよび電力モジュール１０２にわたる適切な温度プロファイルを維持する。また、隙間８１２は、装着される電力モジュール１０２の底面および取り付けポイントに荷重がほとんど作用しない、または全く作用しないようにする。

[0046]本発明の実施形態の以上の説明は、前述した様々な機能を果たす多くの要素、デバイス、回路、および／またはアセンブリを備える。例えば、前述したベースおよびパッドは、電力モジュールをＰＶモジュールに近接して機械的に装着するための手段の一例であり、ベースは、電力モジュールのための硬質な装着ポイントを与えるための手段の一例であり、パッドは、電力モジュールのための非硬質な装着ポイントを与えるための手段の一例である。これらの要素、デバイス、回路、および／またはアセンブリは、それらのそれぞれに記載された機能を果たすための手段の典型的な実施である。

[0047]以上の説明は本発明の実施形態に関するものであるが、本発明の基本的な範囲から逸脱することなく、本発明の他の更なる実施形態が案出されてもよく、また、本発明の範囲は、以下の特許請求の範囲によって決定される。

Claims (13)

1. 電力モジュールを装着するための装置であって、（ｉ）互いに柔軟に接続され、かつ、（ｉｉ）電力モジュールを光起電（ＰＶ）モジュールに近接して柔軟に装着する、複数の装着ポイントを備える、装置。
2. 前記複数の装着ポイントが第１の装着ポイントと少なくとも１つの第２の装着ポイントとを備え、前記第１の装着ポイントが、前記電力モジュールのための硬質な装着ポイントを与え、前記少なくとも１つの第２の装着ポイントの各装着ポイントが、前記電力モジュールのための非硬質な装着ポイントを与える、請求項１に記載の装置。
3. 前記少なくとも１つの第２の装着ポイントの各装着ポイントが、前記電力モジュールの突起を前記装着ポイントと前記突起との間に第１の隙間が存在するように保持する溝を形成する、請求項２に記載の装置。
4. 前記突起が電力モジュール脚であり、前記電力モジュール脚が、前記ＰＶモジュールが湾曲されないときに前記電力モジュール脚と前記ＰＶモジュールとの間に第２の隙間が存在するように保持される、請求項３に記載の装置。
5. 前記複数の装着ポイントが、前記電力モジュールの面と前記ＰＶモジュールの面との間に空間が存在するように前記電力モジュールを前記ＰＶモジュールに近接して装着する、請求項１に記載の装置。
6. 前記第１の装着ポイントが前記電力モジュールを前記ＰＶモジュールに電気的に結合する、請求項２に記載の装置。
7. 前記少なくとも１つの第２の装着ポイントが第２の装着ポイントと第３の装着ポイントとを備え、前記第１の装着ポイントが第１の柔軟ウェブによって前記第２の装着ポイントに結合され、前記第２の装着ポイントが第２の柔軟ウェブによって前記第３の装着ポイントに結合され、前記第３の装着ポイントが第３の柔軟ウェブによって前記第１の装着ポイントに結合される、請求項２に記載の装置。
8. 前記第２および第３の装着ポイントがそれぞれ、格子構造を有するパッドと、前記パッドを前記ＰＶモジュールに接着するための複数の接着剤用窪みとを備える、請求項７に記載の装置。
9. 前記複数の接着剤用窪みの接着剤用窪みごとに、前記接着剤用窪みの壁が、過剰な接着剤を逃がすための開口を形成する、請求項８に記載の装置。
10. 前記電力モジュールがＤＣ−ＡＣコンバータである、請求項１に記載の装置。
11. 前記電力モジュールを更に備える、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の装置。
12. 前記ＰＶモジュールを更に備える、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の装置。
13. 前記電力モジュールおよび前記ＰＶモジュールを更に備える、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の装置。

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