专利名称：光电模块以及光电模块的互锁堆叠的制作方法
技术领域：
本公开涉及光电模块以及光电模块的运输和安装。
背景技术：
光电电池(也称作“太阳能电池”)是用于将太阳辐射转换为电能的装置。光电电池通常被布置成阵列并被封装为光电(PV)模块(也称作“太阳能模块”)。光电模块还可以安装在具有从几千瓦至几百千瓦(或更多)容量的太阳能收集器阵列中。这些阵列通常安装在具有相当平坦的区域并且一天当中大部分时间暴露于阳光的地方。与太阳能收集器阵列相关的成本的实质部分涉及光电模块的运输和安装。因此，非常需要改进运输和安装光电模块的方法和设备。
实用新型内容—种针对运输进行配置的光电模块的布置,该布置包括:多个光电模块，每个所述光电模块均包括:框架；在每个所述光电模块的框架上的多个个体凸对准部件；以及在每个所述光电模块的框架上的多个个体凹对准部件，其中通过使相邻光电模块当中的第一模块上的多个个体凸对准部件配合在这些相邻光电模块当中的第二模块上的对应的个体凹对准部件中并被这些个体凹对准部件所环绕而将该些相邻光电模块互锁。—种光电模块，包括:太阳能电池阵列；以及用于支撑该太阳能电池阵列的框架；在框架上的多个个体凸对准部件；以及在框架上的多个个体凹对准部件，其中配置多个个体凸对准部件的每一个使其配合在另一个光电模块的框架上的对应的个体凹对准部件中并被该对应的个体凹对准部件所环绕。一个实施例涉及针对运输进行配置的光电模块的布置。该布置包括多个光电模块，每个光电模块均包括至少具有顶部元件和底部元件的框架。在每个框架的顶部元件上包括多个对准部件，并且在每个框架的底部元件上包括多个对准部件。相邻的光电模块通过下部模块的顶部元件上的对准部件与上部模块的底部元件上的对准部件配合在一起而互锁。另一个实施例涉及光电模块。该模块包括太阳能电池阵列以及用于支持该太阳能电池阵列的框架。框架包括由侧面元件连接的顶部元件和底部元件。在顶部元件上包括多个对准部件，并且在底部元件上包括多个对准部件。将底部元件上的对准部件配置为与另一个模块的顶部元件上的对准部件耦接。还公开了其他实施例、方面和特征。
图1描述了具有由框架结构支撑的光电模块阵列的第一示例太阳能收集器布置。图2描述了具有由房顶支撑的光电模块阵列的第二示例太阳能收集器布置。图3描述了用于运输光电模块的第一传统包装方案。图4描述了用于运输光电模块的第二传统包装方案。图5描述了根据本发明实施例具有堆叠部件的用于光电模块的框架。图6示出了根据本发明实施例具有对准部件的模块框架的第一剖面。图7示出了根据本发明实施例具有对准部件的模块框架的第二剖面。图8描述了根据本发明实施例附接至模块框架的示例性对准部件。图9描述了根据本发明实施例彼此互锁的光电模块堆叠。图10示出了本发明可替换实施例中的模块框架的剖面。
具体实施方式
在本公开中，提供了许多特定细节(诸如设备示例、工艺参数、材料、工艺步骤和结构)以便提供对于本发明实施例的透彻理解。然而，本领域技术人员将会认识到，在不具有一个或多个这些特定细节的情况下也可以实现本发明。在其他实例中，没有示出或描述公知的细节以避免使本发明的方面模糊。示例太阳能收集器布置图1描述了第一示例太阳能收集器布置10。在此示图中，虽然只示出了单一的行11，但是该阵列可以包括端对端连接的多个行11，并且可以包括并排的任意数量的这种行。将一行太阳能面板14 (即，光电模块)附接在扭管12上。在此示例布置中，一行具有60个面板或模块14，即，30个两模块组。有4个立柱管16，其截面根据期望可以是圆形或方形，每个立柱管都支撑在地上。在每个立柱管16的顶端可以是墩帽焊件(pier cap weldment)20,其可以具有与扭管12的剖面匹配的横向方形套筒。可以在立柱管16上对齐墩帽焊件20，使得扭管12从它们穿过。在扭管12上可以附接有多个支撑轨或面板轨(panel rail)22,并且可以布置这些轨22与管轴成直角地与管交叉，并且使得这些轨22间隔开一个面板或模块14的宽度。图2描述了具有由房顶支撑的光电模块52的阵列的第二示例太阳能收集器布置50。如图所示，模块52可以直接安装在房顶平面54或者与其相对靠近地安装。太阳能模块针对货运的传统包装通常在纸板箱中包装并运送光电模块。如图3所描述的那样，一般将多个箱子302彼此在上面堆叠并作为一个单元一起运送。通常将箱子302的堆叠用带固定到木制托盘304并作为一个单元一起运送。在每个纸板箱中可以包括两个太阳能模块，它们中间具有纸板薄板。在图4中描述了另一种用于太阳能模块的包装方案。这个方案使用角元件402以支撑多个模块404并将多个模块404彼此在上面堆叠。然后将具有角元件的堆叠用带固定到木制托盘406并作为一个单元一起运送。传统包装方案的缺点和低效[0031]申请人已经确定这些传统包装方案具有缺点和低效。在纸板箱中包装模块的传统方案导致对于箱子的额外成本。另外，在安装地点处具有从箱中取出模块并回收箱子的实质性劳动。例如，在大量安装中，通常会有专门针对此任务来打开包装并回收箱子的工人。此外，纸板材料在要被运送的模块堆叠中占用空间并因此降低了模块的运送密度。较低的运送密度意味着在固定的运送容器体积大小中运送更少的模块。使用角元件的包装方案在水平和垂直方向上均导致了运送堆叠中的模块之间的实质性空间。因此，该方案也导致了相对较低的运送密度。此外，还有角元件的成本，在安装地点处需要处理或回收角元件，并且在某些情况下还要将角运送回制造商。用于运输太阳能模块的有效包装方案图5描述了(在从顶部的透视图中)根据本发明实施例具有堆叠部件的用于光电模块的框架。下面结合图6和图7对该框架的示例性剖面进行描述。如图5所示，模块框架502可以是矩形框架，其被配置为框住并支撑光电模块。(模块被配置在所框住的区域504中。)根据本发明实施例，模块框架包括从框架的顶部表面突出的(凸)对准部件506。另外，在框架的底部表面上有对应的孔(凹对准部件)。如下面进一步公开的那样，这些对准部件506使得能够针对光电模块的运输的包装方案有利。在一个实施例中，可以在框架的顶部表面的每个边上包括对准部件506并且相对靠近框架的角对其进行定位。其他的实现可以将对准部件506定位在框架的顶部表面上的不同位置处。图6示出了根据本发明实施例具有对准部件的模块框架的第一剖面。如图所示，框架包括侧面元件602，其附接至顶部元件608和底部元件604并且使得顶部元件608和底部元件604分离。朝向框架顶部的槽606被配置为在框架之中容纳(hold)并支撑光电电池。(在模块安装之后，顶部面向阳光)。光电电池形成可以夹在玻璃层622和聚合物层626之间的娃层624。根据本发明实施例，凸对准部件(例如，销钉或凸起轨道)506包括在框架的顶部表面的所选位置处。可以在框架制造过程期间将对准部件506插入到框架的顶部表面之中。所插入的对准部件506优选地保留在玻璃层622之上并且不会打破玻璃层622，从而维持对于硅层包围的完整性。可替换地，可以在框架的压制期间形成对准部件506。对应的凹对准部件(例如，孔或凹槽)610也形成在框架的底部元件中。这些凹对准部件610形成在框架的底部区域上的位置处，该位置对应于(并且在销钉和孔的情况下，同轴对准)凸对准部件506在框架的顶部区域上的位置。如此，利用这些凸对准部件和凹对准部件，模块框架可以按照紧固且互锁的方式直接在彼此之上堆叠。在一个实施例中，一个或多个对应的孔还可以在框架底部用作排水孔。图7示出了根据本发明实施例具有凸对准部件和凹对准部件的模块框架的第二剖面。如图所示，框架包括侧面元件702，其耦接至顶部元件708和底部元件704和705。朝向框架顶部的槽706被配置为在框架之中容纳并支撑光电电池。光电电池形成可以夹在玻璃层722和聚合物层726之间的硅层724。还示出了通道(channel) 712，其可以用来提供用于自攻螺钉的锚固。根据本发明实施例，凸对准部件506包括在框架的顶部表面的所选位置处。可以在框架制造过程期间将凸对准部件(例如，销钉或凸起轨道)506插入到框架的顶部表面之中。所插入的对准部件506优选地保留在玻璃层722之上并且不会打破玻璃层722，从而维持对于硅层包围的完整性。可替换地，可以在框架的压制期间形成对准部件506。对应的凹对准部件(例如，孔或凹槽)710也形成在框架的底部元件中。这些凹对准部件710形成在框架的底部区域上的如下位置处，该位置对应于(并且在销钉和孔的情况下，同轴对准)凸对准部件506在框架的顶部区域上的位置。如此，利用这些凸对准部件和凹对准部件，模块框架可以按照紧固且互锁的方式直接在彼此之上堆叠。在一个实施例中，一个或多个对应的孔还可以在框架底部用作排水孔。图8描述了根据本发明实施例附接至模块框架802的示例性对准部件804。如图所示，该(凸)对准部件804可以包括从框架的顶部表面之上升起的突出部分806以及将其紧固至框架的嵌入部分808。在此特定实施例中，使用自紧夹头实现对准部件804。可以通过在针对该对准部件的位置处钻孔然后使用自动按压将夹头的自铆紧部分插入到所钻的孔中，来将夹头安装在框架的顶部表面中。在可替换实施例中，嵌入部分可以是螺钉，可以将该螺钉拧入形成在框架中的螺孔之中。在此实施例中，在将模块解除堆叠Un-stack)之后，如果期望可以移除对准部件。还可以使用其他方法来将对准部件附接至模块框架。突出部分806优选地足够高以啮合在其上堆叠的相邻框架。优选地，突出部分还足够短，使得通过侧力破损的机会较低，并且使得突出部件不会对太阳能模块的移动造成干涉。另外，突出部分优选地充分短，从而避免在操作期间光电模块所不期望的阴影。图9描述了根据本发明实施例彼此互锁的光电模块902的堆叠。有利地，光电模块902直接在彼此之上堆叠，部分地，使用凸对准部件和凹对准部件以使得相邻模块互锁。可以将互锁的模块902的堆叠用带固定到木制托盘904并作为一个单元一起运送。可以在堆叠外侧上使用保护纸板薄板，但不使用纸板箱来容纳模块。这种互锁的太阳能模块堆叠是有效的，这是因为在运输期间提供了模块的密集包装。与现有的包装技术相比，这使得能够在相同的体积空间运送更多数量的模块。避免了由纸板箱占用的或者由角元件产生的浪费的空间。另外，减少了现有的包装技术中所需的无论是纸板箱还是角元件的材料成本。由于不需要从箱子打开包装，并且也不需要丢弃、回收或运送箱子或角元件，所以减少了劳动力。图10示出了本发明可替换实施例中的模块框架的剖面。如图所示，框架包括侧面元件1002，其附接至顶部元件1008和底部元件1004并将它们分开。朝向框架顶部的槽1006被配置为在框架之中容纳并支撑光电电池。光电电池形成可以夹在玻璃层1022和聚合物层1026之间的硅层1024。根据本发明实施例，在框架的底部的外边沿处包括凸缘1009。配置凸缘1009，从而与框架的底部表面形成内角1010。将内角1010配合到在堆叠中相邻框架的顶部处的外角1012上并与之互锁。外角1012由框架的侧面元件1002与顶部表面形成。虽然已经提供了本发明的特定实施例，但应当理解，这些实施例仅用于示例说明而非限制。对于阅读了本公开的本领域普通技术人员来说，许多另外的实施例是显而易见的。例如，可替换的实施例可以在框架的顶部表面上提供凹对准部件，而在框架的底部表面上提供对应的凸对准部件。这些部件也能够针对运输提供光电模块的有利的直接堆叠。
权利要求1.一种针对运输进行配置的光电模块的布置，该布置包括: 多个光电模块， 每个所述光电模块均包括:框架； 在每个所述光电模块的框架上的多个个体凸对准部件；以及 在每个所述光电模块的框架上的多个个体凹对准部件， 其中通过使相邻光电模块当中的第一模块上的多个个体凸对准部件配合在这些相邻光电模块当中的第二模块上的对应的个体凹对准部件中并被这些个体凹对准部件所环绕而将该些相邻光电模块互锁。
2.根据权利要求1的针对运输进行配置的光电模块的布置，其中在每个所述光电模块的框架上的多个个体凸对准部件的每一个都包括突出部件，该突出部件与框架上的其它个体凸对准部件分开并且远离。
3.根据权利要求1的针对运输进行配置的光电模块的布置，其中在每个所述光电模块的框架上的多个个体凹对准部件的每一个都包括突出部件，该突出部件与框架上的其它个体凹对准部件分开并且远离。
4.根据权利要求1的针对运输进行配置的光电模块的布置，其中在每个所述光电模块的框架上的多个个体凸对准部件是自铆紧的，使得个体凸对准部件一旦被按压进框架中的孔之中就紧固地附接至框架。
5.根据权利要求1的针对运输进行配置的光电模块的布置，其中在框架上的多个个体凸对准部件被拧入框架中的螺孔之中。
6.根据权利要求1的针对运输进行配置的光电模块的布置，其中在框架上的多个个体凸对准部件是与框架成为整体的压制部件。
7.根据权利要求1的针对运输进行配置的光电模块的布置，还包括托盘，将互锁的多个光电模块用带固定到该托盘。
8.根据权利要求1的针对运输进行配置的光电模块的布置，其中将光电模块直接在彼此之上堆叠，在相邻的光电模块之间无实质性空间。
9.根据权利要求1的针对运输进行配置的光电模块的布置，其中每个框架支撑多个硅晶片，在硅晶片的顶部覆盖有玻璃层并且在硅晶片下面有聚合物层。
10.根据权利要求9的针对运输进行配置的光电模块的布置，其中在框架上的多个个体凸对准部件被紧固至框架而没有穿过玻璃层的平面。
11.根据权利要求1的针对运输进行配置的光电模块的布置，其中在框架上的多个个体凸对准部件位于顶部元件上，并且在框架上的多个个体凹对准部件位于底部元件上。
12.根据权利要求1的针对运输进行配置的光电模块的布置，其中在框架上的多个个体凹对准部件位于顶部元件上，并且在框架上的多个个体凸对准部件位于底部元件上。
13.—种光电模块,包括: 太阳能电池阵列；以及 用于支撑该太阳能电池阵列的框架； 在框架上的多个个体凸对准部件；以及 在框架上的多个个体凹对准部件， 其中配置多个个体凸对准部件的每一个使其配合在另一个光电模块的框架上的对应的个体凹对准部件中并被该对应的个体凹对准部件所环绕。
14.根据权利要求13的光电模块,其中在所述光电模块的框架上的多个个体凸对准部件的每一个都包括突出部件，该突出部件与框架上的其它个体凸对准部件分开并且远离。
15.根据权利要求13的光电模块,其中在所述光电模块的框架上的多个个体凹对准部件的每一个都包括突出部件，该突出部件与框架上的其它个体凹对准部件分开并且远离。
16.根据权利要求13的光电模块,其中在所述光电模块的框架上的多个个体凸对准部件是自铆紧的，使得个体凸对准部件一旦被按压进框架中的孔之中就紧固地附接至框架。
17.根据权利要求13的光电模块,其中在所述光电模块的框架上的多个个体凸对准部件被拧入框架中的螺孔之中。
18.根据权利要求13的光电模块,其中在所述光电模块的框架上的多个个体凸对准部件是与框架成为整体的压制 部件。
19.根据权利要求13的光电模块,其中所述光电模块的框架支撑多个娃晶片,在娃晶片的顶部覆盖有玻璃层并且在硅晶片下面有聚合物层。
专利摘要本实用新型的一个实施例涉及针对运输进行配置的光电模块的布置(900)。该布置包括多个光电模块(902)，每个光电模块均包括至少具有顶部元件(608)和底部元件(604)的框架(602)。在每个框架的顶部元件(608)上包括多个对准部件(506)，并且在每个框架的底部元件(604)上包括多个对准部件(610)。相邻的光电模块通过下部模块的顶部元件上的对准部件与上部模块的底部元件上的对准部件配合在一起而互锁。还公开了其他实施例、方面和特征。
文档编号H01L31/048GK202948950SQ201220558519
公开日2013年5月22日 申请日期2010年1月15日 优先权日2009年2月24日
发明者布赖恩·S·瓦里斯 申请人:太阳能公司