太陽能板裝置和組件的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種太陽能板模塊，其包括支撐在框架上的光伏板，所述框架用于在支撐表面上定位。所述框架包括至少一個(gè)側(cè)壁，其從框架的前部到后部向上擴(kuò)展成錐形，以為光伏板在屋頂表面上提供支撐。所述框架還包括連接件，用于將其連接到太陽能板組件的相鄰框架。所述框架的后部具有曲面，所述曲面終止于臺階，所述臺階在框架的側(cè)壁間延伸，在所述臺階的立板中形成有至少一個(gè)開口，所述開口使得所述框架的后部的內(nèi)部與外界大氣相通?？梢詭в懈舭澹?dāng)框架放置在支撐表面上時(shí)，所述隔板或者從臺階朝向支撐表面向下延伸，或者從臺階向前部沿框架的縱向延伸，所述隔板與至少一個(gè)側(cè)壁（或所述側(cè)壁的一部分）一起限定一個(gè)空間，除了通過所述至少一個(gè)開口之外，所述空間對于外部大氣封閉。
【專利說明】太陽能板裝置和組件
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及太陽能板裝置和組件，其包括多個(gè)光伏板，每個(gè)光伏板被框架支撐，或被放置在框架內(nèi)，以便被放置在相對平坦的屋頂上或其他支承表面上，特別涉及這樣的裝置和組件，其中不需要穿透支承表面來使太陽能板裝置和組件保持在合適的位置，裝置和組件的每個(gè)框架被設(shè)計(jì)成能抵抗風(fēng)力，從而使太陽能板裝置和組件保持在合適的位置。更具體地，本發(fā)明涉及太陽能板組件的光伏板的框架。
【背景技術(shù)】
[0002]屋頂安裝的太陽能板組件是眾所周知的。這些組件通常包括多個(gè)單獨(dú)的模塊，每個(gè)模塊包括由一個(gè)或多個(gè)傾斜的框架支撐的或者被放置在一個(gè)或多個(gè)傾斜框架內(nèi)的光伏板。每個(gè)框架與其相鄰的一個(gè)或多個(gè)框架物理連接，以提供例如50或更多個(gè)單獨(dú)的模塊構(gòu)成的組件。該組件的重量足以提供穩(wěn)定性，以抵抗相對于支承表面的運(yùn)動，極端的天氣狀況期間除外。
[0003]在歐洲專利申請EP1597765以及美國專利5746839和5706617中可以找到這類組件。EP1597765公開了一種太陽能板框架，其中光伏板被支撐在盤內(nèi)，該盤形成了框架的一部分，該盤將該光伏板的下表面與支撐屋頂表面分開。
[0004]US5746839公開了一種組件，其中光伏板被支撐在間隔開的支撐物上，促進(jìn)空氣在所述支撐物之間流動，該氣流穿過由板下部和相對的屋頂表面限定的空間。US5706617公開了一種屋頂系統(tǒng)，包括多個(gè)連接的太陽能板組件。
[0005]除了整個(gè)太陽能板組件的重量，通過確保在所有天氣狀況下，由其重量和由經(jīng)過板的暴露表面之上的風(fēng)所施加到組件的每個(gè)光伏板的向下力大于施加到板的下表面的力的總和，從而顯著增強(qiáng)了組件的穩(wěn)定性。凈的向下力隨主風(fēng)向而變化。
[0006]在例如US5746839中，通過保持板上和板下的空氣流狀態(tài)基本相等來使每個(gè)光伏板之上和之下的壓力相等，以此來獲得該向下力的一部分。因此，這些板所安裝其上的這些框架被設(shè)計(jì)成促進(jìn)空氣在每個(gè)模塊的板下面流動，以此，由該氣流施加在板的相對面上的壓力基本平衡。該壓力平衡在美國專利US5746839中被稱為流體耦合。
[0007]在EP1597765中，所需的向下力基本上通過以下方式來獲得:將光伏板定位在盤中，所述盤形成了框架的一部分，以阻止或最小化組件的每個(gè)光伏板下的空氣流動，從而確保甚至在惡劣天氣環(huán)境下光伏板下的壓力小于被施加在暴露的板表面上的壓力。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]通過本發(fā)明， 申請人:提供了一種可替代的和改進(jìn)的方式，其防止在惡劣天氣期間多個(gè)單獨(dú)的板支撐框架進(jìn)而太陽能板組件本身的離開支承表面的任何趨勢。
[0009]現(xiàn)有太陽能板裝置的另一個(gè)問題起因于光伏板的尺寸沒有標(biāo)準(zhǔn)化。這意味著需要不同尺寸的支撐框架來適應(yīng)不同公司制造的板。
[0010]本發(fā)明的一個(gè)特征是，單獨(dú)的支撐框架的尺寸可以容易地被改變，以確保所有或大多數(shù)的現(xiàn)有的光伏板能與本發(fā)明所述的太陽能板支撐框架的組件相適應(yīng)。
[0011]本發(fā)明的另一個(gè)特征是，一個(gè)組件可以包括多個(gè)單獨(dú)的框架，每個(gè)框架與鄰近的框架共享側(cè)壁。
[0012]在本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種用于在相對平坦表面上支撐多個(gè)光伏板的裝置，該裝置包括多個(gè)互連的框架的組件，每個(gè)框架包括至少一個(gè)側(cè)壁，所述側(cè)壁從框架的前部到所述框架的后部向上擴(kuò)展成錐形，其傾斜的上表面的形狀及尺寸適于支撐光伏板，每個(gè)框架的特征在于，框架后部具有大致為曲面的外表面，并且所述外表面終止于臺階，該臺階的立板具有至少一個(gè)開口，所述開口使得框架內(nèi)部與外部大氣相通。
[0013]本發(fā)明的另一方面，提供了一種太陽能板組件的光伏板的支撐框架，該框架包括至少一個(gè)側(cè)壁，所述側(cè)壁從框架的前部到框架的后部向上擴(kuò)展成錐形，其傾斜的上表面的形狀及尺寸適于支撐光伏板，支撐框架的特征在于框架的后部具有大致為曲面的外表面，并且終止于臺階，該臺階的立板具有至少一個(gè)開口，所述開口使得框架內(nèi)部與外部大氣相通。
[0014]至少一個(gè)側(cè)壁的內(nèi)表面和框架的前部及框架的后部與由框架支撐的光伏板的下表面一起限定了一個(gè)內(nèi)部空間，除了所述至少一個(gè)開口之外，所述內(nèi)部空間對外部大氣部分地或?qū)嵸|(zhì)完全封閉。
[0015]框架可以包括內(nèi)部隔板，當(dāng)框架位于支撐表面上時(shí)，所述內(nèi)部隔板與框架后部的內(nèi)表面和至少一個(gè)側(cè)壁的至少一部分的內(nèi)表面一起限定了內(nèi)部空間，除了所述至少一個(gè)開口之外，該空間對外部大氣實(shí)質(zhì)封閉。
[0016]上述“內(nèi)部空間”在下文中被稱為框架的“實(shí)質(zhì)封閉的內(nèi)部空間”。
[0017]所述側(cè)壁或每個(gè)側(cè)壁優(yōu)選是從其上邊緣到其下邊緣向外傾斜，以使每個(gè)框架彼此嵌套，方便運(yùn)輸和存儲。所述側(cè)壁或每個(gè)側(cè)壁可以以7-15度之間的角度傾斜。優(yōu)選角度為10度。
[0018]在一種可替代的布置中，所述側(cè)壁或每個(gè)側(cè)壁是垂直的或基本垂直的。
[0019]所述側(cè)壁或每個(gè)側(cè)壁優(yōu)選包括向外突出的凸緣，其在側(cè)壁的整個(gè)長度上(或大部分上)延伸，并且，在使用中，與相鄰框架的凸緣重疊，以便互連。
[0020]每個(gè)凸緣優(yōu)選被成形為包括一個(gè)或多個(gè)臺階，當(dāng)框架彼此互連時(shí)，所述臺階位于相鄰框架的凹槽內(nèi)。優(yōu)選凸緣與框架一體形成。
[0021]凸緣到每個(gè)框架的一側(cè)的地面以上的高度優(yōu)選大于凸緣到每個(gè)框架的另一側(cè)的
高度一定距離，該距離等于或基本等于每個(gè)凸緣的厚度。
[0022]在一個(gè)布置中，當(dāng)帶有組裝的板的框架放置在支撐表面上時(shí)，隔板從臺階的下表面向下延伸，以與框架后部的內(nèi)表面和至少一個(gè)所述側(cè)壁的一部分內(nèi)表面一起限定上述實(shí)質(zhì)封閉的內(nèi)部空間。
[0023]在該布置中，隔板可以為塑料或金屬材料板，其從臺階的下表面向下延伸，使得在使用時(shí)所述隔板的最低邊緣與支撐所述框架的表面接觸。可以提供裝置來幫助隔板保持在合適的位置。
[0024]在一個(gè)可替代布置中，隔板沿框架的縱向從臺階向框架的前部延伸。
[0025]在隔板的下邊緣可以形成至少一個(gè)排水孔。
[0026]在一個(gè)可替代布置中，隔板從臺階向所述框架的前部沿框架的縱向延伸，當(dāng)帶有位于合適位置的板的框架放置在支撐表面上時(shí)，所述隔板與至少一個(gè)側(cè)壁和框架后部的內(nèi)部一起限定上述實(shí)質(zhì)封閉的內(nèi)部空間。在該布置中，光伏板的下表面優(yōu)選直接位于縱向延伸的隔板上。
[0027]所述側(cè)壁或每個(gè)側(cè)壁的上邊緣優(yōu)選帶有凹槽，用于電纜通道。
[0028]可以在臺階立板中形成多個(gè)等距離間隔或基本等距離間隔的開口。
[0029]在框架的后部和前部優(yōu)選形成有向外突出的凸緣，所述凸緣帶有固定件，用于連接到相鄰太陽能板框架的互補(bǔ)固定件。
[0030]壓載支撐盤可以位于框架內(nèi)部。該盤優(yōu)選由一個(gè)或多個(gè)可拆卸地連接于框架內(nèi)部的金屬鉤連接到框架。
[0031]框架可以由塑料材料經(jīng)注射成型或熱成型。
[0032]在一個(gè)可替代布置中，框架可以由金屬材料例如鋁或鍍鋅鋼生產(chǎn)，或者由塑料材料和一種或多種金屬材料的組合物制成。因此，框架前部和后部以及臺階可以由金屬材料(例如鋁或鍍鋅鋼)制成，或由外部覆蓋或涂覆有金屬材料的塑料或其他材料制成。材料可選地可以為夾在金屬材料層或涂層內(nèi)一層塑料層或相似的材料層。在該布置中，側(cè)壁可以由塑料材料或金屬材料生產(chǎn)。
[0033]對于包括兩個(gè)側(cè)壁的框架，優(yōu)選使其上邊緣大致彼此平行。
[0034]每個(gè)支撐框架優(yōu)選繞中心線對稱(或基本對稱)，所述中心線平行或基本平行于框架側(cè)壁，并且其形狀及尺寸能夠使得框架的寬度方向的延伸部分能通過沿平行于或基本平行于框架的一側(cè)邊緣的線進(jìn)行切割或分離而被去除，然后剩余的框架部分沿著切割邊緣被連接到相鄰的框架的鄰近的互鎖側(cè)邊緣。
[0035]這樣，光伏板陣列可以放置在框架板的組件內(nèi)，而不管每個(gè)單獨(dú)的光伏板的長度/或?qū)挾取?br> [0036]該特征基本上去除了構(gòu)造不同尺寸的框架板以接受不同尺寸的光伏板的需求。
[0037]如上所述，根據(jù)本發(fā)明的框架優(yōu)選由注射成型或熱成型技術(shù)生產(chǎn)。與之前使用的更多傳統(tǒng)技術(shù)相比，上述兩種技術(shù)都具有相對高的生產(chǎn)率，并在設(shè)計(jì)特征上允許較大的靈活性。并且,注射成型可以使框架由相對便宜的材料生產(chǎn),例如紫外光穩(wěn)定的聚丙烯。
[0038]在一個(gè)布置中，包括前部和后部的每個(gè)框架由上述其中一種技術(shù)一體成型。框架的前部和后部以及臺階可以隨后被覆蓋或涂覆例如鋁或鍍鋅鋼的金屬材料。
[0039]在一個(gè)可替代布置中，單獨(dú)的框架的壁可以使用塑料材料由上述其中一種技術(shù)生產(chǎn)，其中，框架的在使用中將暴露到紫外光下的部分(一定程度上他們可能褪色或被破壞)，將使用例如鋁或鍍鋅鋼的金屬材料單獨(dú)生產(chǎn)。然后通過幾種已知方法中的任意一種將這些框架部件進(jìn)行組裝。
[0040]在另一個(gè)方面，本發(fā)明提供了一種用于在大致平坦的表面上支撐多個(gè)光伏板的組件，該組件包括多個(gè)互連的支撐框架，每個(gè)框架包括至少一個(gè)側(cè)壁，所述側(cè)壁從框架的前部到所述框架后部向上擴(kuò)展成錐形，并且，所述側(cè)壁基本上平行于組件的其他框架的側(cè)壁，該組件的特征在于，每個(gè)框架后部具有大致為曲面的外表面，并且該外表面終止于臺階，該臺階的立板具有至少一個(gè)開口，所述開口使得相應(yīng)的框架件的內(nèi)部與外部大氣相通，該組件的支撐框架的側(cè)壁的傾斜的上表面形狀和尺寸適于支撐多個(gè)光伏板。
[0041 ] 每個(gè)支撐框架可以包括單個(gè)側(cè)壁，每個(gè)框架的開口側(cè)由組件的鄰近的框架的側(cè)壁封閉，或由封閉件封閉。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0042]現(xiàn)在將僅參考所附附圖以示例的方式來描述本發(fā)明，其中:
[0043]圖1是從根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)用于支撐光伏板的框架的上方的平面圖；
[0044]圖2是從圖1中所示的支撐框架的上方觀察的透視圖；
[0045]圖3是形成所示出的框架的一部分的夾鉗的側(cè)截面圖；
[0046]圖4是從根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)可替代框架上方觀察的透視圖；
[0047]圖5是從根據(jù)本發(fā)明的幾個(gè)互鎖的支撐框架的上方觀察的透視圖，其中一個(gè)框架具有減小的寬度；
[0048]圖6A和6B分別是與根據(jù)本發(fā)明的支撐框架一起使用的拱形蓋的上表面和側(cè)邊緣的透視圖和側(cè)視圖；
[0049]圖7A和7B分別是與根據(jù)本發(fā)明的支撐框架一起使用的后蓋的透視圖和平面圖；
[0050]圖8A和SB分別是與根據(jù)本發(fā)明的支撐框架一起使用的邊緣擋板的上表面和下表面的透視圖；
[0051]圖9是從根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)可替代框架上方觀察的透視圖；
[0052]圖10示出了圖9中所示的框架在組裝前的單獨(dú)的部件；
[0053]圖11示出了圖9中所示的框架的前部和后部之間的連接；
[0054]圖12顯示了圖9中示出的框架的細(xì)節(jié)；
[0055]圖13是從根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)可替代框架上方觀察的平面圖；
[0056]圖14是與圖13中所示的框架可連接的側(cè)壁的等距視圖；
[0057]圖15是如圖13中所示的框架的組件的等距視圖；以及
[0058]圖16是圖15中所示的組件的等距圖，其中的光伏板被放置在合適的位置中。
【具體實(shí)施方式】
[0059]在下述的所有實(shí)施例中，同一標(biāo)號用于表示所述框架的相同或等同的特征。
[0060]圖1和圖2中示出的太陽能板支撐框架IO包括側(cè)壁11，從圖2中可以看出，該側(cè)壁從框架的前部12到后部或背部13向上擴(kuò)展成錐形，每個(gè)側(cè)壁11的平面大致是三角形的，具有上邊緣表面14，其在框架10的使用中支撐光伏板(未示出)，所述光伏板部分或完全由框架10支撐。
[0061]在每個(gè)邊緣表面14中設(shè)置有通道15，以使輸電電纜從一個(gè)框架穿到一個(gè)或多個(gè)鄰接的框架。每個(gè)側(cè)壁的后邊緣16是曲線狀。
[0062]框架10的底面是開放的，該框架由側(cè)壁11的下邊緣和框架前部及后部的下邊緣支撐。
[0063]每個(gè)側(cè)壁11與垂直方向以相對小的角度傾斜，以使幾個(gè)框架10彼此嵌套，以便于運(yùn)輸和存儲。這個(gè)角度優(yōu)選在7-15度范圍內(nèi)，優(yōu)選角度為10度。在每個(gè)側(cè)壁的下邊緣形成一個(gè)或多個(gè)排水孔17，以使冷凝水或其他流體從框架內(nèi)部流出。
[0064]偵彳凸緣18a，18b從每個(gè)側(cè)壁11的底部向外突出。凸緣18a被成形，以限定兩個(gè)間隔開的臺階19和凹槽21。凸緣18b具有臺階20。每個(gè)側(cè)凸緣18a，18b的壁厚是相同的，但是凸緣18a在基面以上的高度大于凸緣18b的高度，該高度差等于凸緣的壁厚，以使凸緣18a能夠緊密地配合在相鄰框架的凸緣18b之上，從而使每個(gè)框架堅(jiān)固地位于支撐的屋頂表面上。
[0065]當(dāng)這樣配合時(shí)，凸緣18a的凹槽21位于較低的凸緣18b的臺階20之上。凹槽21的內(nèi)壁形狀和/或大小被設(shè)計(jì)成適于容納臺階20。當(dāng)如上組裝時(shí)，疊加的側(cè)凸緣18a，18b可以由例如螺栓固定在一起，但是，也可以使用其他形式的固定件。
[0066]凸緣18a，18b可以與框架的側(cè)壁一體成型。可替代地，它們也可以單獨(dú)形成，然后在后續(xù)階段固定到框架上。
[0067]框架前部12包括內(nèi)壁22，其在兩個(gè)側(cè)壁11之間延伸，其上表面限定了托架23，該托架能支撐光伏板的一側(cè)。內(nèi)壁22與臺階24接界，被支撐的光伏板的側(cè)邊緣可以抵靠該臺階。
[0068]臺階24的向前延伸是框架前部12的上表面25，該表面25沿著其鄰近臺階24的邊緣形成有一組凹槽26，凹槽26容納夾子，用以協(xié)助光伏板保持在支撐框架上。在表面25上形成孔，以容納用于將夾子固定在合適位置的螺栓。可以使用可替代形式的固定件。
[0069]前部12的上表面25向下傾斜到一個(gè)臺階，該臺階帶有排水通道28和向外突出的前部凸緣29，前部凸緣29帶有臺階30。前部凸緣29與側(cè)凸緣18a相似，并且與鄰接框架的互補(bǔ)的后凸緣31配合，以使框架的前部和后部通過螺栓或其他相似的固定件固定在一起。配合的前部凸緣和后部凸緣如圖11所示。
[0070]框架后部13包括彎曲的(優(yōu)選為拱形的)凹形的上表面32，其側(cè)邊與側(cè)壁11的后部邊緣16相配。曲面32終止于臺階33，臺階33的立板34帶有多個(gè)開口 35。雖然圖2中示出了 6個(gè)這樣的開口，但可以有更多或更少數(shù)量的開口。
[0071]臺階33從立板34的底部突出，以限定托架，所述托架在側(cè)壁11之間橫跨框架的整個(gè)寬度延伸。該臺階為支撐在框架上的光伏板提供了支撐。隔板36從該臺階的邊緣向下突出遠(yuǎn)離立板34。在框架的使用中，隔板的下邊緣與支撐框架的屋頂?shù)谋砻娼佑|。
[0072]如從上述描述中可以理解，當(dāng)該框架放置在支撐的屋頂表面上時(shí)，隔板36的內(nèi)表面與框架后部13的曲面32的內(nèi)表面以及與框架后部接界的側(cè)壁11的部分一起限定了內(nèi)部空間，除了開口 35之外，所述內(nèi)部空間實(shí)質(zhì)上對框架內(nèi)部之外的大氣封閉。如之前所述，該空間在此被稱為“實(shí)質(zhì)封閉的內(nèi)部空間”。
[0073]在一個(gè)未示出的實(shí)施例中，沒有隔板，這樣的框架的“實(shí)質(zhì)封閉的內(nèi)部空間”包括整個(gè)框架內(nèi)部。在由多個(gè)框架構(gòu)成的組件中，沿著該組件的邊界的這些框架可以包括所述的隔板，該組件的其他框架全部或其中一些不帶有隔板。
[0074]圖3中所示的夾鉗位于臺階33下面。該夾鉗包括螺栓38，在該螺栓38上支撐有下部件41和帶內(nèi)螺紋的上部件39。該螺栓的上端部有螺紋，以接收該上部件和螺母42的互補(bǔ)螺紋。在該螺栓和上部件的相對表面之間放置有墊圈。轉(zhuǎn)動該螺母可以相對于該螺栓垂直地驅(qū)動上部件39朝向或者遠(yuǎn)離下部件41。
[0075]下部件41位于螺栓38的環(huán)形肩43上。該上部件包括向前突出的臂44 (其朝向框架的前部11)和向下突出的臂45，臂45與夾鉗下部件41的向上突出的臂46接觸。該下部件包括向上延伸的板47，在框架使用中，所述板用作隔板36的支撐。
[0076]在使用中，螺栓38穿過在臺階33中形成的幾個(gè)長形狹槽48中的所選狹槽。當(dāng)光伏板被放置在框架上時(shí)，其中一側(cè)由臺階33支撐。隨著板的定位，沿著螺栓38所在的狹槽移動夾鉗，直到臂44與臺階33的側(cè)面重疊，并且板47的外表面鄰接隔板36的內(nèi)表面。轉(zhuǎn)動螺母42以促進(jìn)臂44的下表面夾緊光伏板，并驅(qū)動螺栓的頭部49與安裝該框架的屋頂表面接觸。因此，夾鉗37用于幫助光伏板保持在適當(dāng)位置，并通過板47為隔板36提供支撐。通常在每個(gè)框架中使用兩個(gè)或更多夾鉗。
[0077]夾鉗37通常由鋼或類似材料生產(chǎn)，框架上部件39和框架下部件41通常是由相同部分?jǐn)D壓而成。
[0078]在圖4中示出的可替代框架中，縱向延伸的隔板51代替了圖1和圖2中示出的隔板36。隔板51具有邊緣(Iip)52，該邊緣被支撐在側(cè)壁表面14、托架23和臺階33的邊緣上。在使用中，光伏板直接位于隔板51上面和上方。該隔板與隔板36的作用一樣，不同之處在于，上述框架內(nèi)部的實(shí)質(zhì)封閉的空間不僅包括端部13下面的空間，還包括隔板51下面限定的區(qū)域。
[0079]因此，在圖4中示出的實(shí)施例中，當(dāng)框架位于支撐的屋頂表面上時(shí)，隔板51的下表面與側(cè)壁11的內(nèi)表面和后部13的曲面32的下表面一起限定了上述實(shí)質(zhì)封閉的空間，除了開口 35之外，該空間與框架內(nèi)部之外的大氣封閉。因此該空間與之前圖1和2中所述的空間是等同的。
[0080]在圖4中還示出了拱形蓋53和后蓋54，這將在下文中結(jié)合所附的圖7A，7B，8A和SB進(jìn)行描述。
[0081]圖5中示出了四個(gè)大小相等的板框架IOA和一個(gè)板框架IOB的組件，其中板框架IOB的寬度小于板框架IOA的寬度?？梢詮脑搱D中看出之前所描述的一個(gè)框架的前部和后部與相鄰框架的前部和后部之間的連接。也可以看到相鄰框架的重疊的側(cè)凸緣18a，18b。
[0082]如上所述，現(xiàn)有的太陽能板組件所遇到的問題起因于光伏板未標(biāo)準(zhǔn)化。這意味著常常需要不同尺寸的支撐框架，以適應(yīng)不同公司制造的板。本發(fā)明的一個(gè)特征是:單獨(dú)的支撐框架的尺寸可以容易地被改變，以確保所有或大多數(shù)的可用的光伏板能夠被放置在本發(fā)明所述的太陽能板支撐框架的組件中。
[0083]光伏板大致是矩形平面，當(dāng)位于框架的組件上時(shí)，這些板沿組件的縱向端部到端部定位,這些板的主軸垂直于每個(gè)框架的主軸,這意味著,通過將框架縱向切割到所需的寬度并將該切割框架部分與組件的另一框架互鎖，使得組件的總長度等于這些板的寬度的和，可以簡單地改變所需組件的整個(gè)長度。
[0084]如圖6所示，切割框架IOB被簡單連接到相鄰框架IOA的左手側(cè)，以提高所需的組件的整個(gè)寬度。其他的框架被類似地切割，并被連接到鄰近的框架IOA以完成所需的組裝。
[0085]如之前所述，圖5中所示的相鄰框架的側(cè)凸緣18a, 18b重疊，并平放在支撐屋頂表面上，從而其防止任何風(fēng)透過，否則，如果風(fēng)透過，那么可能導(dǎo)致框架抬起而離開支撐表面。
[0086]但是，在框架的后部的相鄰邊緣與位于組件邊界的那些框架的側(cè)邊緣、前部邊緣和后部邊緣之間存在有空間。
[0087]當(dāng)主風(fēng)向朝著框架后部時(shí)，為了防止風(fēng)進(jìn)入這些空間，設(shè)置了如圖4，6A和6B中所示出的拱形蓋53。從這些圖中可以看出，每個(gè)拱形蓋53帶有位于端部凸緣56和57之間的拱形部分55。拱形部分55的形狀與框架后部13的上表面的形狀相同或基本相同，因此當(dāng)被組裝時(shí)，其緊密地位于該表面的側(cè)部之上或者位于該表面的側(cè)部以及相鄰框架的側(cè)部的旁邊。
[0088]端部凸緣56具有邊緣58，在組裝時(shí)，該邊緣將拱形蓋的最后端封閉。端部凸緣57朝向前部12向前延伸，并當(dāng)組裝時(shí)，位于相鄰框架的臺階33的旁邊。設(shè)置了凸耳59，其位于在相鄰框架中形成的合適定位的開口中，以將拱形蓋固定在合適的位置。拱形蓋因此封閉了那些本來有可能存在于相鄰的框架之間的空間。
[0089]如圖7A和7B所示，位于組件邊界的框架10的前部12和后部13被邊緣條61密封，每個(gè)邊緣條具有縱向延伸的凸緣62，凸緣62帶有臺階63和凹槽64。凸緣62被成形以與每個(gè)框架前部12和框架后部13的邊緣凸緣29，31互補(bǔ)。邊緣條的那些位于組件邊界的側(cè)部由端壁65封閉，端壁的下邊緣直接與支撐屋頂表面接觸。設(shè)置固定件，以將這些邊緣條固定到組件的最外部框架上。
[0090]圖8A和8B中示出了與所述框架一起使用的邊緣擋板66。這些擋板在使用中位于組件邊界處的那些框架的的上面和旁邊。每個(gè)邊緣擋板具有彎曲的外表面67和下表面68及側(cè)表面69，分別位于組件邊界處的那些框架的側(cè)凸緣18a和18b的上面和旁邊。
[0091]邊緣擋板優(yōu)選由混凝土或類似材料生產(chǎn)，并且用作鎮(zhèn)重物以在惡劣天氣環(huán)境期間幫助組件保持在合適的位置中。在邊緣擋板中設(shè)置有排水通道70。當(dāng)主風(fēng)向朝向框架的側(cè)壁時(shí)，彎曲的表面66使來自框架的側(cè)部和來自框架上表面上方的風(fēng)發(fā)生偏離。
[0092]在一個(gè)未示出的實(shí)施例中，每個(gè)框架包括連接到前部12和后部13的單個(gè)側(cè)壁，當(dāng)框架被組裝成板支撐組件時(shí)，每個(gè)框架的開口側(cè)被鄰近框架的側(cè)壁或單獨(dú)的封閉板封閉。
[0093]圖1，2，4和5中示出的框架通常由塑料材料(例如紫外光穩(wěn)定的聚丙烯)生產(chǎn)，并優(yōu)選由注射成型技術(shù)生產(chǎn)。該技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn):顯著減少生產(chǎn)成本并使產(chǎn)率最大化。與更多傳統(tǒng)成形技術(shù)相比，該技術(shù)還能在設(shè)計(jì)特征上提供較大的靈活性。注射成型工藝使得能夠使用更便宜的塑料材料，例如紫外光穩(wěn)定的聚丙烯。
[0094]在塑料材料在使用中暴露到高的紫外光水平下(例如在高溫和高濕度地區(qū))因而趨向于退化或褪色的場合中，特別是對于框架的在使用中暴露在大氣中的那些部件，易于使用其他材料制造。
[0095]在圖9中示出了包括塑料和金屬元件的框架。該框架與之前所述的框架不同之處在于，其包括中心壁或基架11a。當(dāng)光伏板被安裝在框架上時(shí)，該中心壁為光伏板提供了額外的支撐。
[0096]在該實(shí)施例中，前部12和后部13以及臺階33的暴露的表面由例如鋁或鍍鋅鋼材的金屬生產(chǎn)，或者由飾有一層這樣的金屬的材料生產(chǎn)，或者由包括夾在鋁、鍍鋅鋼或其他金屬之間的一個(gè)塑料層或一個(gè)其他材料層的材料生產(chǎn)，或者由涂覆有金屬材料外層的塑料或其他材料生產(chǎn)。金屬飾面提供了抗紫外光保護(hù)。沒有直接暴露到大氣的部件，例如側(cè)壁和隔板通常由用于例如圖1和圖2中的框架的塑料材料生產(chǎn)，壁11，Ila不要求是傾斜的，可以是垂直的或基本垂直的。
[0097]圖9中所示出的框架可以作為單個(gè)的注射成型件或熱成型件生產(chǎn)，那些在框架使用中暴露到紫外光作用的部件被隨后使用上述金屬材料飾面或涂覆。可替代的是，該框架可以使用圖10中所示的分開的部件進(jìn)行生產(chǎn)。
[0098]在圖10的實(shí)施例中，在使用中沒有暴露到紫外光的側(cè)壁11，Ila由塑料材料經(jīng)注射成型或熱成型技術(shù)生產(chǎn)。通過焊接或其他已知技術(shù)將金屬支架71固定到壁11，Ila的那些將在部件組裝后支撐臺階33的部件上。每個(gè)支架71的上表面帶有孔，以容納用于將該臺階固定到每個(gè)壁11，Ila的螺栓或其它固定件。相似的支架72被固定到側(cè)壁的上表面，在該位置，這些支架72支撐框架的前部12。除了存在支架71之外，本實(shí)施例中的側(cè)壁與圖1-4中所述的那些側(cè)壁是相同的。
[0099]框架前部12，臺階33和框架后部13的彎曲的表面32由例如鋁或鍍鋅鋼材的金屬經(jīng)擠壓工藝生產(chǎn)。隔板36可以由塑料或者金屬材料生產(chǎn)。
[0100]為了由圖10中所示出的部件組裝該框架，框架前部12位于支架72上方并被固定到合適的位置，臺階33類似地位于支架71上，框架后部13的彎曲的壁的端部被限制在臺階33下面，然后被固定在合適的位置。
[0101]兩個(gè)相鄰框架的后部和前部之間的連接件可以從圖11和12中看到。后部13的凸緣31帶有夾子73，該夾子帶有螺栓孔74，用于將框架后部的凸緣31連接到相鄰框架的前部的凸緣29?？梢詮膱D12中很清楚地看出，由臺階33的向下延伸的端部75產(chǎn)生的狹槽由擋板76填充。擋板的傾斜表面77用于使框架之間的氣流發(fā)生偏離。
[0102]在使用中，包括多個(gè)單獨(dú)的太陽能板模塊的組件位于屋頂表面上，每個(gè)框架10被連接到相鄰的一個(gè)或多個(gè)框架，以限定一個(gè)整體組件，不需要屋頂穿透物來將組件保持在合適的位置。首先通過組件的總重量，其次通過確保在所有天氣狀況下每個(gè)框架下面的氣壓不大于施加在框架和板的外表面的氣壓，來防止組件從屋頂表面移位。
[0103]通過防止或嚴(yán)格限制氣流進(jìn)入上述每個(gè)框架的實(shí)質(zhì)封閉的內(nèi)部空間來獲得上述的后者的效果，特別是當(dāng)主風(fēng)向朝向并位于組件的框架的后部上方時(shí)。在這樣的環(huán)境下，施加到光伏板的外表面的壓力趨于被減小，因此增大了安裝在框架上的光伏板從支撐屋頂表面離開的可能性。
[0104]使用本發(fā)明中所述的框架，在這樣惡劣的天氣條件下，風(fēng)在每個(gè)框架后部13的曲面32上方加速，并當(dāng)其到達(dá)臺階33時(shí)離開該表面。這在形成于立板34內(nèi)的開口 35處產(chǎn)生了低壓狀態(tài)，以從每個(gè)框架的上述實(shí)質(zhì)封閉的內(nèi)部空間吸取空氣，確保了施加到外部板表面的凈向下力保持大于施加到板的內(nèi)表面的任何力。
[0105]換句話說，在開口 35處產(chǎn)生的低壓狀態(tài)使每個(gè)由側(cè)壁11，前部的曲面32的內(nèi)表面和隔板36或51限定的實(shí)質(zhì)封閉的內(nèi)部空間內(nèi)的空氣撤離該實(shí)質(zhì)封閉的內(nèi)部空間，從而產(chǎn)生真空(或接近真空)狀態(tài)，該真空狀態(tài)推動框架與屋頂表面接觸。
[0106]從而，在框架和光伏板的上表面和下表面之間產(chǎn)生的壓力差向下推動每個(gè)框架，從而抵消了框架和光伏板的組件從支撐屋頂表面離開的任何傾向。
[0107]現(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖13 — 16中示出的本發(fā)明的實(shí)施例。從圖13中可以清楚地看出，每個(gè)單獨(dú)的框架包括由單個(gè)側(cè)壁11接合的前部12和后部13。從圖14中可以看出，在框架的組件中，單個(gè)側(cè)壁11也限定了鄰近框架的側(cè)壁。如圖15中示出的，組件的最外框架的開口側(cè)被單個(gè)的側(cè)壁Ila封閉。用夾子或類似物將這些側(cè)壁Ila簡單連接到相鄰框架的前部和后部的側(cè)部。
[0108]圖16中示出了由框架組件的側(cè)壁支撐的帶有光伏板裝置80的互聯(lián)框架的組件。
[0109]可以理解上述內(nèi)容僅是根據(jù)本發(fā)明的太陽能板組件的示例，在不偏離所附的權(quán)利要求書中所陳述的發(fā)明的范圍內(nèi)，可以容易地對其進(jìn)行改進(jìn)。
【權(quán)利要求】
1.一種用于在相對平坦的表面上支撐多個(gè)光伏板的支撐裝置，所述裝置包括:包括有多個(gè)互連的支撐框架的組件，每個(gè)所述框架包括至少一個(gè)側(cè)壁，所述側(cè)壁從所述框架的前部到所述框架的后部向上擴(kuò)展成錐形，所述側(cè)壁的傾斜的上表面的形狀及尺寸適于支撐所述光伏板，每個(gè)所述框架的特征在于所述框架的后部具有大致為曲面的外表面，并且所述外表面終止于臺階，所述臺階的立板具有至少一個(gè)開口，所述開口使得所述框架內(nèi)部與外部大氣相通。
2.如權(quán)利要求1所述的支撐裝置，其中每個(gè)互連的支撐框架僅包括一個(gè)側(cè)壁，所述側(cè)壁從所述框架的前部到所述框架的后部向上擴(kuò)展成錐形，所述側(cè)壁為所述組件的鄰近的框架提供了第二側(cè)壁。
3.如權(quán)利要求1所述的支撐裝置，每個(gè)互連的支撐框架包括兩個(gè)側(cè)壁，所述側(cè)壁從所述框架的前部到所述框架的后部向上擴(kuò)展成錐形。
4.一種用于太陽能板組件的至少一個(gè)光伏板的支撐框架，所述框架包括:至少一個(gè)側(cè)壁，所述側(cè)壁從所述框架的前部到所述框架的后部向上擴(kuò)展成錐形，所述側(cè)壁的傾斜的上表面的形狀及尺寸適于以密封的方式支撐至少一個(gè)光伏板，所述框架的特征在于所述框架的后部具有大致為曲面的外表面，所述外表面終止于臺階，所述臺階的立板具有至少一個(gè)開口，所述開口使得所述支撐框架內(nèi)部與外部大氣相通。
5.如前述任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的框架，其特征在于，所述框架包括內(nèi)部隔板，當(dāng)所述框架位于支撐表面上并且由所述至少一個(gè)側(cè)壁支撐一個(gè)或多個(gè)光伏板時(shí)，所述內(nèi)部隔板與所述框架的后部的所述內(nèi)表面和所述側(cè)壁的至少一部分一起限定內(nèi)部空間，除了所述至少一個(gè)開口外，所述內(nèi)部空間對于外部大氣實(shí)質(zhì)封閉。
6.如前述任意一項(xiàng) 權(quán)利要求所述的框架，其特征在于，所述側(cè)壁或每個(gè)側(cè)壁從其上邊緣到其下邊緣向外傾斜，以使每個(gè)框架彼此嵌套，方便運(yùn)輸。
7.如權(quán)利要求6所述的框架，其中所述側(cè)壁或每個(gè)側(cè)壁以7至15度之間的角度傾斜。
8.如權(quán)利要求7所述的框架，其中所述角度為10度。
9.如前述任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的框架，其中所述側(cè)壁或每個(gè)側(cè)壁包括向外突出的凸緣，所述凸緣在所述側(cè)壁的整個(gè)長度上延伸，并且，在使用中，所述凸緣與鄰接框架的凸緣重疊。
10.如權(quán)利要求5-9中任意一項(xiàng)所述的框架，其中所述隔板從所述臺階的下表面向下延伸，使得在使用時(shí)所述隔板的最低邊緣與支撐所述框架的表面接觸，設(shè)置支撐裝置將所述隔板保持在合適的位置。
11.如前述任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的框架，其中所述光伏板的所述下表面直接位于支撐所述框架的表面上。
12.如權(quán)利要求5-9中任意一項(xiàng)所述的框架，其中所述隔板在所述側(cè)壁之間從所述臺階朝向所述框架前部沿所述框架的縱向延伸，以便當(dāng)所述框架位于支撐表面上并且由所述側(cè)壁支撐一個(gè)或多個(gè)光伏板時(shí)，所述隔板與所述側(cè)壁和所述框架后部的所述內(nèi)部一起限定實(shí)質(zhì)封閉的內(nèi)部空間。
13.如權(quán)利要求12所述的框架，其中由所述框架的所述側(cè)壁支撐的光伏板的所述下表面直接位于縱向延伸的所述隔板上。
14.如前述任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的框架，還包括至少部分由所述側(cè)壁的所述上邊緣支撐的光伏板。
15.如前述任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的框架，其中所述側(cè)壁或每個(gè)側(cè)壁的上邊緣帶有凹槽，用作電纜通道。
16.如前述任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的模塊，其中在所述臺階的立板中形成有多個(gè)等間距間隔或基本等距離間隔的開口。
17.如前述任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的框架，其中所述框架的后部和所述框架的前部帶有向外突出的條 或托架，所述條或托架帶有固定件，用于連接到相鄰太陽能板框架的互補(bǔ)固定件。
18.如前述任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的框架，其中每個(gè)支撐框架是繞中心線對稱(或基本對稱)的，所述中心線平行或基本平行于框架側(cè)部，并且其形狀和尺寸能夠使得所述框架的寬度方向的延伸部分能通過沿平行于或基本平行于所述框架的一側(cè)邊緣的線進(jìn)行切割或分離而被去除；然后剩余的框架部分沿著切割邊緣被連接到相鄰框架的鄰近的互鎖側(cè)邊緣。
19.一種太陽能板模塊，包括支撐在框架上的光伏板，所述框架用于在大致平坦的支撐表面上定位，所述框架包括:至少一個(gè)側(cè)壁，所述側(cè)壁從所述框架的前部到所述框架后部向上擴(kuò)展成錐形，以便為在所述支撐表面上的所述光伏板提供支撐；還包括用于將所述框架連接到太陽能板組件的相鄰框架的裝置，所述模塊的特征在于所述框架的后部具有凹形的曲面，其終止于臺階，所述臺階在所述框架的所述側(cè)壁間延伸，并且在所述臺階的立板中形成有至少一個(gè)開口，所述開口使得所述框架后部的內(nèi)部與外界大氣相通；以及隔板，當(dāng)所述框架位于支撐表面上時(shí)，所述隔板或者從所述臺階向所述支撐表面向下延伸，或者從所述臺階向所述框架前部沿框架的縱向延伸，以便與所述框架的兩個(gè)側(cè)壁或側(cè)壁的一部分一起限定一個(gè)空間，除了通過所述至少一個(gè)開口之外，所述空間對外部大氣封閉。
【文檔編號】F24J2/46GK103688114SQ201280016414
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2012年1月30日 優(yōu)先權(quán)日:2011年2月7日
【發(fā)明者】羅伊·薩拉姆 申請人:太陽能屋頂面板投資有限公司