JP6159377B2 - 光起電力アレイを形成及び設置するための方法ならびに装置 - Google Patents
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Description
図1〜図24は、本発明の第1の実施形態を示す。図1は、支柱のようなハイブリッド枠12を有する光起電力、すなわちPVモジュール11の斜視図を提供する。それぞれのPVモジュールは、実質的に同一の構成で作製される。当該技術分野において典型的であるように、枠12は、PV積層体20の周りに組み立てられ、枠部材13と積層体20との間の任意選択の接着剤、および角部の枠のねじ18U、18Lで固定される、4つの枠部材13を備える。完全なPVモジュール11は、典型的に、PVモジュール製造工場で本方法で組み立てられ、次いで複数の一体部品PVモジュール組み立て体11は、特定の現場に移送され、建物または他の構造体に設置され、PVアレイ10を形成する。他の実施形態においては、PV積層体20の周りへの枠12の組み立ては、最終的に据え付けられる場所で完了される。したがって、製造される厳密な場所および組み立てステップは、本発明の適切な実施に関して、それほど重要ではない。
図7〜図11を参照すると、本発明の第1の実施形態に係る、建物146の屋根に据え付けられたPVアレイ10が示されている。図7は、好適な設置表面144としての役割を果たす屋根144RにPVアレイ10が取り付けられた状態で示される建物146の斜視図を示す。屋根垂木148は、屋根の頂面の直下にあり、点線で示される。本図では、ブラケット132は、PVアレイ10の正面に沿って見られる。ブラケット132は、ラグねじ138がPVモジュールの下に隠れるように配向される。ブラケット132は、3つのPVモジュール11の最下列の外側表面16上のスロット26に、PVモジュール11あたり1つのブラケット132が取り付けられた状態で示される。それらのそれぞれのスロット26内のブラケット132は、各ブラケット132が垂木148と並ぶように、x軸方向に調節されている。特定の種類の屋根および設置表面でのみブラケット132と垂木148を一列に並べることが必要となるため、他の実施形態は、垂木と一列に並べられず、むしろいずれかの所望の点で設置表面に直接取り付けられる、ブラケット132を提供する。さらに他の実施形態においては、ブラケット132は、地面に設置された構造体、ピアブロック、コンクリート柱、および屋根ジャッキ、設置用柱、設置用ジャッキ、タイルブラケット、専用ブラケット、ならびにスタンドオフ等の専用の設置用金物具と一列に並べるために、x方向およびy方向に調節される。本発明のシステムが3次元の調節可能性を提供するため、ほぼいかなる好適な設置表面にも接続することができる。
図12は、2つの隣接する長方形枠AおよびBの簡略化した平面図を提供する。線C1、C2、C3、およびC4は、理論上、結合具を定置することができる、2つの枠Aと枠Bとの間の継ぎ目に沿った場所を示す。線C1およびC2で接続する結合具は、これらの点での枠AおよびBの結合体は、枠AおよびBが並列に相互係止されることから、並列結合具と称される。したがって、理論上、AとBとの間の継ぎ目に沿ったいかなる点も、並列結合具を受容することができるということになる。しかしながら、角部点K1およびK2は、枠の外側表面における先行技術スロットが一対の直交する枠部材の両側の角部にまでわたって延在しないため、特例である。この問題は、アルミニウム押出プロセス(これによって、大部分のPV枠が製造される)の性質から生じ、並列結合具が、少なくとも長方形PVモジュールの側面上の端部まで摺動するのを妨げる。また、角部は、第2の理由でも特例である。角部K1およびK2は、結合具を第1の枠部材B2の外側表面に挿入することができ、挿入点の角部の周りにある第2の枠部材B3に続く、周辺周りで唯一の場所である。したがって、平行枠部材A2、B2から垂直枠部材B1、B3およびA1、A3に延在する線C3およびC4が示される。結合具が垂直枠部材に走ることができることによって、構造特性が明らかに向上する(z軸荷重を、より長い領域にわたって分散することができる)ことから、先行技術結合具は、2つの基本的なカテゴリに分類される。すなわち、部材の全長に沿った、実質的にいかなる場所の枠部材の側面にも接続するように最適化される並列結合具、および角部点K1、K2で枠部材の端部に接続する特別な場合のために最適化される直列結合具である。直列結合具は、それらがA3およびB3等の2つの枠部材、端部同士を連結するため、そう呼ばれる。
第1の実施形態の枠組および結合システムの独自の構造は、3つの異なる動作モード、すなわち、位置決めモード、係止モード、および摺動モードを可能にする。第1の実施形態においては、これらの異なるモードは、上述されるように、3つの隠れた位置91、92、93のうちの1つに結合具50aを回転することによって容易にアクセスされ得る。他の実施形態は、以下に記載されるような異なる手段を介して、これらのモードにアクセスする。
図16、図19、および図22は、2つの隣接する枠12A、12Bをともに相互係止するために利用される際の(係止部分104A、104Bが露呈されるように、枠12A、12Bの一部分のみが示される)、それぞれ、3つの隠れた位置91、92、93のそれぞれにある結合具50aの斜視図を示す。結合具50aは、最初にどちらかの枠に据え付けられてもよいため、図16、図19、および図22は、図3とは反対の位置にある枠12A、および12Bを示すことに留意されたい。図17〜図18は、それぞれ、第1の位置91にある結合具50aの正面図および背面図を示す。図20〜図21は、それぞれ、第2の位置92にある結合具50aの正面図および背面図を示す。図23〜図24は、それぞれ、第3の位置93にある結合具50aの正面図および背面図を示す。また、次の説明は、いくつかの部分は詳細図のほうが見やすいため、図2〜図3も参照する。
図7〜図11を参照すると、本発明の第2の実施形態に係るPVアレイ10の形成および設置に関係する基本ステップは、次の通りであってもよい。
本発明の第1の実施形態は、先行技術システムと比較して、数多くの利点をもたらす。本装置の本発明の特徴には、次のものが挙げられるが、これらに限定されない。
図25〜図31は、本発明の第2の実施形態を示す。本実施形態は、製造費を削減し、据え付けを簡単化するための枠組および結合システムの小さな変更を含むことを除き、上述される第1の実施形態と類似する。
図31は、PVアレイ10が第2の実施形態の枠組および結合システムを利用することを除き、図11と同一である。ブラケット132は、ここでは、それらが結合具50jを介して、枠212A、212B、212C、212Dに接続され、それによってPVアレイ10に必要とされる総部品数および据え付け時間を削減することを除き、同一の位置に示される。直列−並列結合具50bは、PVモジュール211A、211B、211C、211Dの4つの角部が交わる角部点をブリッジする。例えば、4つのPVモジュール211A、211B、211C、211Dが交わる角部点295をブリッジする結合具50bが示される。並列結合部分50bbは、モジュール211A、211Bおよび211C、211Dを相互係止し、一方、直列結合部分162は、モジュール211B、211Dおよび211A、211Cを相互係止する。直列結合部分162とともに、並列結合部分50bbが枠212Aを枠212Bに、および枠212Cを枠212Dに係止するため、211Aと211Cとの間の第2の直列結合部分は、可能であるが、必要ではないことに留意されたい。
図32〜図34は、本発明の第3の実施形態を示す。本実施形態は、結合具50aの結合作用の配向が変更されており、保定要素が追加されていることを除き、上述される第1の実施形態と類似する。枠12上の垂直に配向された対向する面に対して押し付けられる代わりに、並列結合具50cは、枠12上の水平に配向された対向する面に対して押し付けられるように提供される。
第4の実施形態
図35〜図38は、本発明の第4の実施形態を示す。本実施形態は、係止部分204A、204Bおよび回転部分200がわずかに変更されていることを除き、上述されるような第2の実施形態に類似する。
図39〜図40は、それぞれ、図35〜図38に示されるような第4の実施形態と類似する、別の実施形態の斜視図、および2つの相互係止されたPVモジュール211AとPVモジュール211Bとの間を切断した断面を示す。製造費の削減を助長する本実施形態は、複数の回転部分500のために、回転部分400AB、400CDが排除されている、並列結合具50eを提供する。本配置は、第4の実施形態で示されるような、1つが内側であり、1つが外側である代わりに、両方ともスロット226の内側である、2つの対向する面に対して押し付ける機構によって、結合具50eを枠212に取り付けられるようにする。係止部分504AC、504BDは、前述のものとほぼ同一であるが、ここでは、保定部分454AC、454BDおよび歯496AC、496BDは排除されている。係止部分504AC、504BDは、x軸スペーサねじ576を有するy軸スペーサブロック574によって、ともに堅く接合される。スペーサねじ576は、各モジュールをねじ576まで摺動できるように、初期の据え付け中、示されるように適切な場所にある。しかし、据え付け完了後に、モジュールをアレイ10から取り外す必要がある場合、スペーサねじ576が取り外され、結合具50eが完全に隣の水平継ぎ目150まで摺動される。また、係止部分504AC、504BDは、前述同様に、直列結合部分562を備える。回転部分500は、ねじ山がつけられてもよいシャフト部分502を備え、枠212に食い込み、信頼性のある電気接地を保証し、結合具50eの構造特性を向上するために、カップ状の端部がさらに提供される。したがって、回転部分500は、スロット226の内部にある部分、および枠212の外部にある部分を備える。また、回転部分500の外側部分は、回転部分400AB、400CDと同様に、上方から回転できるようにする、六角形または他の形状のヘッド部分503を備えてもよい。
Claims (19)
- 光起電力アレイであって、
各々が光起電力積層体に接続された枠部材を備える、第1、第2、第3および第4の光起電力モジュールと、
結合具であって、前記結合具の第1の側面に前記第1および第2の光起電力モジュール各々の前記枠部材を係合し、かつ、前記結合具の第2の側面に前記第3および第4の光起電力モジュール各々の前記枠部材を係合することにより、前記4つの光起電力モジュールをこれらの隣接する角部の交点近くに相互係止する結合具と、を備え、
前記4つの光起電力モジュールは、当該4つの光起電力モジュールのそれぞれの枠部材を介する以外に前記結合具と支持表面との間に耐荷重接続を持つことなく、支持表面よりも全面的に高く位置されている、
光起電力アレイ。 - 前記結合具は、前記第1、第2、第3および第4の光起電力モジュールのうちの1以上の光起電力モジュールと前記結合具との間に接地接合を形成する、請求項1に記載の光起電力アレイ。
- 前記結合具は、前記結合具と一体の突出部によって前記第1、第2、第3または第4の光起電力モジュールの前記枠の表面を貫通させることで、接地接合を形成する、請求項2に記載の光起電力アレイ。
- 前記結合具は、前記第1、第2、第3および第4の光起電力モジュール各々の前記枠に形成された溝を係合する、請求項1に記載の光起電力アレイ。
- 前記結合具は、前記第1、第2、第3および第4の光起電力モジュール各々の前記枠に形成された前記溝を、前記結合具を前記溝の中へ係止するように回転可能な回転可能部分によって係合する、請求項4に記載の光起電力アレイ。
- 前記結合具は、前記4つの光起電力モジュールのうちの1つに印加された下向きの力を別の光起電力モジュールに伝える、請求項1に記載の光起電力アレイ。
- 前記結合具は、前記結合具の前記第1の側面にある前記光起電力モジュールと、前記結合具の前記第2の側面にある前記光起電力モジュールとの間に間隙を形成する、請求項1に記載の光起電力アレイ。
- 前記モジュールの枠は各々、前記光起電力積層体を包囲する4つの枠部材を備える、請求項1に記載の光起電力アレイ。
- 4つの光起電力モジュールを相互に接続するための結合装置であって、
前記結合装置は結合具を備え、
前記結合具は、前記結合具の第1の側面に第1および第2の光起電力モジュールのそれぞれの枠を係合して、該第1および第2の光起電力モジュールを互いに直列に接続し、かつ、前記結合具の第2の側面に第3および第4の光起電力モジュールのそれぞれの枠を係合して、該第3および第4の光起電力モジュールを互いに直列に接続することにより、前記第1および第3の光起電力モジュールが並列に接続され、かつ、前記第2および第4の光起電力モジュールが並列に接続されるように、前記第1、第2、第3および第4の光起電力モジュールの単一の交点近くに前記4つのモジュールを相互係止し、
前記4つの光起電力モジュールは、支持表面よりも全面的に高く位置され、
前記結合具は、前記4つの光起電力モジュールの前記枠を介する以外に前記結合具と前記支持表面との間に耐荷重接続を持たない、
結合装置。 - 前記結合具は、前記光起電力モジュールのそれぞれの枠に取り付けられると、前記第1、第2、第3および第4の光起電力モジュールのうちの少なくとも1つと接地接合を形成する、請求項9に記載の結合装置。
- 前記結合具は、前記第1、第2、第3および第4の光起電力モジュールの前記それぞれの枠に取り付けられると、前記結合具と一体の突出部によって前記1以上の光起電力モジュールの枠の表面を貫通させることで接地接合を形成する、請求項9に記載の結合装置。
- 前記結合具は、前記第1、第2、第3および第4の光起電力モジュールのそれぞれの枠に取り付けられると、前記光起電力モジュールのいずれか1つに印加された下向きの力を他の3つの光起電力モジュール各々に伝える、請求項9に記載の結合装置。
- 前記結合具は、前記第1、第2、第3および第4の光起電力モジュールのそれぞれの枠に取り付けられると、前記第1、第2、第3および第4の光起電力モジュールのうちの少なくとも1つの光起電力モジュールの前記枠に形成された溝を係合する、請求項9に記載の結合装置。
- 前記結合具は、各枠に形成された前記溝の中へ前記結合具を係止するように回転可能な回転可能部分によって、4つの前記枠の各々に形成された前記溝を係合する、請求項13に記載の結合装置。
- 結合具によって4つの光起電力モジュールを相互に係止する方法であって、
前記結合具の一の側面にある第1および第2の光起電力モジュールのそれぞれの枠に前記結合具を取り付けて、前記それぞれの枠の外側を向いた表面が前記結合具の第1の側面に対向するようにすることと、
前記結合具の第2の側面に第3および第4の光起電力モジュールのそれぞれの枠を取り付けて、前記それぞれの枠の外側を向いた表面が前記第1および第2の光起電力モジュールの取り付けられた前記枠に対向し、かつ、4つの光起電力モジュール全てが単一の交点近くで相互に接続されるようにすることと、を含み、
前記結合具は、全面的に支持表面より高い位置にある前記4つのモジュールを、前記光起電力モジュールを介する以外に前記結合具と前記支持表面との間に耐荷重接続を持つことなく、相互に接続する、
方法。 - 前記第1、第2、第3および第4の光起電力モジュールの前記枠を取り付けることは、前記モジュールのうちの少なくとも1つと前記結合具との間に接地接合を形成することを含む、請求項15に記載の方法。
- 接地接合を形成することは、前記光起電力モジュールのうちの少なくとも1つの光起電力モジュールの前記枠の表面を、前記結合具と一体の突出部によって貫通させることを含む、請求項16に記載の方法。
- 第1および第2の光起電力モジュールのそれぞれの枠に前記結合具を取り付けることは、前記第1および第2の光起電力モジュール各々のそれぞれの枠に形成された溝を係合することを含む、請求項15に記載の方法。
- 溝を係合することは、前記第1および第2の光起電力モジュール各々の前記それぞれの枠に形成された前記溝の中へ前記結合具の係止コネクタを回転させることを含む、請求項18に記載の方法。
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