具有改進(jìn)的定位和鎖定結(jié)構(gòu)的光伏器件以及組裝方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及用于安裝在構(gòu)造體上的光伏器件，例如光伏屋頂瓦。光伏器件（100）包括改進(jìn)的定位和鎖定結(jié)構(gòu)（252,254），該改進(jìn)的定位和鎖定結(jié)構(gòu)（252,254）阻止鄰接器件嵌套，除非鎖定結(jié)構(gòu)接合。
【專利說明】具有改進(jìn)的定位和鎖定結(jié)構(gòu)的光伏器件以及組裝方法
[0001]優(yōu)先權(quán)
[0002]本申請要求2011年7月29日提交的第61/513263號美國臨時申請的申請日權(quán)益，該美國臨時申請的內(nèi)容整體上通過引用包含在本申請中。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]本發(fā)明涉及包括改進(jìn)的定位和鎖定結(jié)構(gòu)的光伏器件以及組裝方法，更具體地說涉及鎖定結(jié)構(gòu)，該鎖定結(jié)構(gòu)還有助于防止鄰接器件嵌套，除非該鎖定結(jié)構(gòu)被接合。
【背景技術(shù)】
[0004]為了改進(jìn)PV (光伏)器件，特別是那些被整合進(jìn)建筑構(gòu)造體(例如光伏覆層元件、隔離件、邊緣件)的器件，使其成功使用所進(jìn)行的努力應(yīng)該滿足多個要求。PV器件一般可稱為光伏建筑一體化(BIPV)。這些BIPV通常是被用來替換諸如房頂、天窗、立面等圍護(hù)構(gòu)造體的一些部分中的傳統(tǒng)建筑材料的PV器件(及相關(guān)聯(lián)的系統(tǒng)部件)。所安裝的PV器件和陣列應(yīng)該是耐用的(例如持續(xù)時間長、密封抗?jié)駳夂推渌h(huán)境條件)，并且在產(chǎn)品的期望壽命(優(yōu)選地至少15年，更優(yōu)選地至少25年)中防護(hù)不受機(jī)械損害。這種器件應(yīng)該易于安裝成器件陣列(例如類似傳統(tǒng)屋頂木瓦或外墻材料的安裝)或者更換(例如，如果被損壞)。
[0005]在一種示例性的配置中，可以按照與傳統(tǒng)建筑覆蓋材料(例如屋頂木瓦/瓦片或乙烯基壁板)類似的方式成行成列地，尤其是部分疊合行的方式，來配置和安裝BIPV。
[0006]為了確保系統(tǒng)的功能和耐用性，正確地安裝每一個器件無疑是重要的。一行中的每個器件在安裝過程中都相互電連接起來，在安裝時(以及在其功能壽命期間)確保良好的連接可能是非常關(guān)鍵的。使得安裝人員通過視覺檢查已經(jīng)進(jìn)行了合適安裝，可以使得安裝更加穩(wěn)妥和可靠。
[0007]可能與這種技術(shù)相關(guān)的文獻(xiàn)中包括下面的專利文獻(xiàn):W0/2009/137353A3 ；W0/2009/137352A3 ；W0/2009/137348A3 ;以及W0/2009/137347A3。為了各種目的，特別是用
于在光伏屋頂或建筑覆層元件、陣列和連接器方面的教導(dǎo)，所有文獻(xiàn)都通過引用結(jié)合在本申請中。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明尋求幫助解決上述問題/事情中的一個或多個。本發(fā)明特別是指向包括改進(jìn)的定位和鎖定結(jié)構(gòu)的光伏器件和組裝方法，更具體地說，指向鎖定結(jié)構(gòu)，該鎖定結(jié)構(gòu)還可以提供鄰接器件正確安裝的至少視覺提示。
[0009]相應(yīng)地，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，想出了一種安裝在構(gòu)造體上的光伏器件套件，所述器件套件包括:一個以上光伏器件，每個器件都包括有源部分，所述有源部分至少在一側(cè)用無源部分形成框架，所述無源部分包括下表面部分和上表面部分，所述下表面部分直接或間接地接觸構(gòu)造體，所述上表面部分接收將所述光伏器件附接到構(gòu)造體上的一個以上緊固件，所述無源部分還包括兩個以上定位結(jié)構(gòu)，所述定位結(jié)構(gòu)適合于調(diào)整安裝在構(gòu)造體上的至少第一光伏器件和第二光伏器件的相對位置并鎖定該相對位置，其中，來自所述第一光伏器件的至少一個鎖定結(jié)構(gòu)匹配于來自所述第二光伏器件的至少一個鎖定結(jié)構(gòu)。
[0010]相應(yīng)地，根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，想出了一種在建筑構(gòu)造體上組裝光伏器件套件的方法，包括步驟:A:提供第一光伏器件；B:提供第二光伏器件，每個光伏器件都包括有源部分，所述有源部分至少在一側(cè)用無源部分形成框架，所述無源部分包括下表面部分和上表面部分，所述下表面部分接觸構(gòu)造體，所述上表面部分接收將所述光伏器件附接到構(gòu)造體上的一個以上緊固件，所述無源部分還包括一個以上定位結(jié)構(gòu)，所述定位結(jié)構(gòu)適合于調(diào)整安裝在構(gòu)造體上的至少第一光伏器件和第二光伏器件的相對位置并鎖定該相對位置，其中，來自所述第一光伏器件的至少一個鎖定結(jié)構(gòu)匹配于來自所述第二光伏器件的至少一個鎖定結(jié)構(gòu)；C:將所述第一光伏器件放置在建筑構(gòu)造體上；D:將所述第二光伏器件放置在建筑構(gòu)造體上；E:將所述第一光伏器件和所述第二光伏器件滑到一起，在二者之間形成電連接；F:將所述第一光伏器件和所述第二光伏器件的一個以上定位結(jié)構(gòu)鎖定在一起；G:提供至少兩個以上緊固件；以及H:用所述兩個以上緊固件將所述第一光伏器件和所述第二光伏器件緊固到建筑構(gòu)造體。
[0011]本發(fā)明進(jìn)一步特征可以在于下面本申請描述的特征的一種或任意組合，例如:所述兩個以上定位結(jié)構(gòu)包括突出的支架、溝道或者支架和溝道；第一光伏器件的所述兩個以上定位結(jié)構(gòu)中的至少一個適合于防止相鄰構(gòu)造體嵌套到該套件，除非該至少一個定位結(jié)構(gòu)匹配到第二光伏器件的一個以上定位結(jié)構(gòu)；第一光伏器件的所述一個以上定位結(jié)構(gòu)適合于防止使用所述一個以上緊固件之一，除非第一光伏器件的所述一個以上定位結(jié)構(gòu)匹配于第二光伏器件的一個以上定位結(jié)構(gòu)；所述突出的支架包括鉸鏈部分；所述突出的支架包括突出的按鈕部分；所述支架包括緊固件接收結(jié)構(gòu)，所述緊固件接收結(jié)構(gòu)適合于接收將光伏器件附接到構(gòu)造體的所述一個以上緊固件之一；所述兩個以上定位結(jié)構(gòu)中的至少一個與主體部分是一體的；所述兩個以上定位結(jié)構(gòu)中的至少一個是能夠移除的。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1到圖15C涉及本發(fā)明。
【具體實(shí)施方式】
[0013]簡單地說，本發(fā)明是一種用于光伏器件的改進(jìn)的定位和鎖定結(jié)構(gòu)以及組裝方法。系統(tǒng)的每個部件可在下面的段落中、在附圖中、或者在為所說目的通過引用包含于此的其他專利申請中更詳細(xì)地描述。
[0014]應(yīng)該理解，上面和下面談及的各方面、實(shí)施方式和例子是非限制性的，因?yàn)槠渌姆矫?、?shí)施方式和例子也存在于本發(fā)明之內(nèi)，如這里所顯示和描述的那樣。
[0015]光伏屋頂或建筑覆層元件/器件100
[0016]本發(fā)明想到，PV覆層器件100可以是PV器件“P”或隔離器件“S”或邊緣件“E”，例如PCT公開2009/137353和序列號為12/989743的相應(yīng)美國專利申請中描述和公開的那樣，這兩篇文獻(xiàn)通過引用包含在本申請中，用于教導(dǎo)光伏器件和填充件(AKA隔離器件“S”)的構(gòu)造。
[0017]PV器件“P”的功能是作為發(fā)電器件，其包括位于其構(gòu)造體內(nèi)部諸如光伏電池組件Ill的功能元件。PV器件“P”的一個示例性例子可以在圖2中看到。圖2中示出了器件“P”的分解視圖。這個示例性例子示出的器件“P”由多層疊片110構(gòu)建，疊片110被主體部分112包圍(例如通過包覆模制)。器件“P”也可以被描述為包括有源部分115和無源部分116的器件“P”。其中，無源部分116包封有源部分115的至少一部分周邊邊緣。描述有源部分115和無源部分116的另外可能方式是，一般來說，有源部分115在安裝在建筑物上時是可見的、暴露的，而無源部分116 —般來說是看不見的或沒有暴露的。該器件也可以描述為具有一個以上緊固位置118，緊固位置118 —般設(shè)置在無源部分116，并且可以用圖形或文字標(biāo)注。
[0018]邊緣件“E”的功能一般是將多行器件連接起來，可以包括或者可以不包括其他功能元件。邊緣件“E”還可以用作陣列1000的側(cè)面和任何結(jié)合材料(例如標(biāo)準(zhǔn)屋頂/覆層材料)之間的交接件。間隔器件“S”的功能一般可以是連接行內(nèi)的器件，可以包括或者可以不包括其他功能元件。
[0019]器件100，無論形式是PV器件“P”、間隔器件“S”或者邊緣件“E”，都可以進(jìn)一步被限定為具有頂表面102、底表面104和在跨越兩個表面之間的周邊邊緣106。還可以想至IJ，器件100具有設(shè)置在周邊邊緣106上或者圍繞著周邊邊緣106設(shè)置的電連接器(例如覆層器件電連接器114)，電連接器為器件(或陣列)產(chǎn)生的電能提供了接點(diǎn)。在一種優(yōu)選實(shí)施方式中，周邊邊緣106的厚度為不大于約35mm,更優(yōu)選地不大于約25mm,最優(yōu)選地不大于約20mm,同時不小于約5mm,更優(yōu)選地不小于約IOmm,最優(yōu)選地不小于約15mm?？梢韵氲?，在某些區(qū)域，例如在可以覆蓋標(biāo)準(zhǔn)屋頂/覆層材料的邊緣件“E”上，周邊邊緣106可以薄到
0.5mm。另外，在間隔器件“S”或邊緣件“E”的情況中，為了本發(fā)明的目的，無源部分116 —般被認(rèn)為是器件的與覆層器件電連接器114共同延伸以及/或者在覆層器件電連接器114之上的那部分。
[0020]器件100還可以包括一個以上(優(yōu)選地兩個以上)定位結(jié)構(gòu)150，定位結(jié)構(gòu)150適合于調(diào)整安裝在構(gòu)造體上的至少第一光伏器件100和第二光伏器件100的相對位置，并鎖定所述至少第一光伏器件100和第二光伏器件100的相對位置。其中，來自第一光伏器件100的至少一個鎖定結(jié)構(gòu)150匹配于來自第二光伏器件100的至少一個鎖定結(jié)構(gòu)150。在下面單獨(dú)的部分中提供了鎖定結(jié)構(gòu)150的更詳細(xì)解釋和示例性例子。
[0021]優(yōu)選的是，器件100主要由聚合物(不包括任何諸如光伏電池單體等功能元件)構(gòu)建，但是金屬材料也是可以的。優(yōu)選的材料或材料組合包括有填料的或無填料的可模制塑料(例如聚烯烴、丙烯腈丁二烯苯乙烯、氫化苯乙烯丁二烯橡膠、聚酰胺酯、聚砜、醋酸纖維、丙烯酸、聚氯乙烯、尼龍、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、熱塑性和熱固性的聚氨酯、合成和天然橡膠、環(huán)氧樹脂、苯乙烯-丙烯腈(“SAN”)、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯，或者上述材料的任何組合)。填料可以包括下述材料中的一種以上:色素、防火(“FR”)或阻燃(“IR”)材料、強(qiáng)化材料(諸如玻璃或礦物纖維)、礦物填料(諸如滑石、碳酸鈣或云母)，或者表面改性劑。材料還可以包括抗氧化劑、脫模劑、發(fā)泡劑以及塑料合成物中其他常用的添加劑。
[0022]光伏電池單體組件111可包括光伏電池單體，光伏電池單體由已知用來提供可以使用的這種功能的任何材料構(gòu)建，包括晶體硅、非晶硅、CdTe, GaAs、染料敏化太陽能電池單體(所謂Gratezel電池單體)、有機(jī)/聚合物太陽能電池單體，或者能經(jīng)過光電效應(yīng)將太陽光轉(zhuǎn)換為電力的任何其他材料。不過，光敏層優(yōu)選地是IB-1IIA-硫族化物層，諸如IB-1IIA-硒化物、IB-1IIA-硫化物或者IB-1IIA-硒硫化物。更具體的例子包括銅銦硒化物、銅銦鎵硒化物、銅鎵硒化物、銅銦硫化物、銅銦鎵硫化物、銅鎵硫化物、銅銦硫硒化物、銅鎵硫硒化物和銅銦鎵硫硒化物(所有這些材料在本申請中被稱為CIGSS)。這些材料也可以由化學(xué)式CuIn (1_x)GaxSe(2_y)Sy表示，其中，x是O到1，y是O到2。銅銦硒化物和銅銦鎵硒化物是優(yōu)選的。在本申請中還可以想到另外的電活性層，諸如一個以上發(fā)射器(緩沖器)層、導(dǎo)電層(例如透明導(dǎo)電層)等等,在本領(lǐng)域中已知用于CIGSS基電池單體。這些電池單體可以是柔性的或者剛性的，可以做成各種形狀和大小，但是一般說來容易碎而且易于進(jìn)行環(huán)境降解。在一種優(yōu)選實(shí)施方式中，光伏電池單體組件111是一種可以彎曲而不會發(fā)生明顯開裂并且/或者不會發(fā)生明顯功能性損失的電池單體。在多個美國專利和公布中教導(dǎo)并描述示例性光伏電池單體，包括 US3767471、US4465575、US20050011550AU EP841706A2,US20070256734A1、EP1032051A2、JP2216874、JP2143468 以及 JP10189924A。這些文獻(xiàn)出于各種目的通過引用包含在本申請中。
[0023]器件/元件陣列1000
[0024]器件(例如PV器件“P”、間隔器件“S”、邊緣件“E”等)的陣列，其功能是在受到太陽輻射(例如太陽光)時提供電能。陣列是安裝在建筑物構(gòu)造體1100上的相互連接的器件的集合。為了本發(fā)明的目的，可以想到，按照施用傳統(tǒng)屋頂元件的相同方式(除非本申請另有說明)，將陣列1000直接安裝在建筑物構(gòu)造體1100的現(xiàn)有屋頂構(gòu)造體(或外表面)上，在屋頂襯墊材料(氈、自粘結(jié)防水層、防火層或防潮片)的上方，或者在事先安裝的屋頂材料(例如浙青屋面板)上方。在一種優(yōu)選實(shí)施方式中，這些陣列1000可以由兩行以上鄰接器件組成，這些行本身包含至少兩個以上器件。一個以上交接構(gòu)件500 (下面更詳細(xì)地描述)可設(shè)置在陣列1000的底部上。作為示例性例子，在圖3中至少部分地示出，所提供的陣列1000有6行，每行有多個器件，在每個端部上包括一個邊緣件，而且一種示例性顯示的交接構(gòu)件500構(gòu)成了陣列的底行(第6行)。本發(fā)明的關(guān)注點(diǎn)是鎖定結(jié)構(gòu)150可以怎樣解決前面討論過的一個以上的問題/事情，以及潛在地提供使安裝更為穩(wěn)妥的其他特征。
[0025]交接構(gòu)件500
[0026]交接構(gòu)件500的功能是提供PV覆層器件100和任何非PV覆層器件覆蓋材料(例如傳統(tǒng)浙青屋面板、諸如水泥瓦或天然石板等優(yōu)質(zhì)屋頂材料，或類似部件，本申請中稱為“覆層構(gòu)件”600)之間的交接行。一個或者若干構(gòu)件500可提供用于PV覆層器件100和用于覆層構(gòu)件600的嵌套部分。可以想到，這個構(gòu)件可以允許器件100和/或構(gòu)件600相互獨(dú)
立地按任意順序安裝/移除。
[0027]可以想到，交接構(gòu)件500至少可以是三維部件，其包括PV覆層元件嵌套部分510和建筑覆層嵌套部分520。下面詳細(xì)地討論示例性實(shí)施方式和變例。PV覆層元件嵌套部分510的功能是作為器件100的接收區(qū)域，其中，通常來說，在安裝后的狀態(tài)中，器件坐落在嵌套部分的頂上?？梢韵氲?，嵌套部分可以包括輔助確定器件位置的定位結(jié)構(gòu)。建筑覆層嵌套部分520的功能是至少作為覆層構(gòu)件600的接收區(qū)域，其中，構(gòu)件600至少抵靠著嵌套部分，例如如圖4所示。還可以想到，構(gòu)件500可以包括水平疊合部分525，例如如圖5A、5B和5C中所示，水平疊合部分525的功能是提供該構(gòu)件的側(cè)面與水平鄰接的覆層構(gòu)件600之間的交接/疊合區(qū)域。圖5A、5B和5C還示出用于構(gòu)件500的活鉸鏈532、嵌套部分520、一體化的上防雨板部分530、下防雨板部分550和水平疊合部分525。圖5A是側(cè)視圖，圖5B的視圖中用虛線表示從這個方位看不見的活鉸鏈532的位置。圖5C是透視圖，其中示出了活鉸鏈532的側(cè)面，活鉸鏈的不可見路徑用虛線表示。
[0028]可以想到，交接構(gòu)件500可以是任何形式的分立部件(例如類似器件100的面板式構(gòu)件)或者是連續(xù)卷材形式，例如分別在圖4和圖6中所示出的那樣。
[0029]在一種優(yōu)選實(shí)施方式中，構(gòu)件500主要是由聚合材料構(gòu)建。優(yōu)選的材料或材料組合包括有填料或無填料的可模制塑料(例如聚烯烴、丙烯腈丁二烯苯乙烯、氫化苯乙烯丁二烯橡膠、聚酰胺酯、聚砜、醋酸纖維、丙烯酸、聚氯乙烯、尼龍、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、熱塑性和熱固性的聚氨酯、合成和天然橡膠、環(huán)氧樹脂、苯乙烯-丙烯腈(“SAN”)、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯，或者上述材料的任何組合)。填料可以包括下述材料中的一種以上:色素、防火(“FR”)或阻燃(“IR”)材料、強(qiáng)化材料(諸如玻璃或礦物纖維)、礦物填料(諸如滑石、碳酸鈣或云母)，或者表面改性劑。塑料還可以包括抗氧化劑、脫模劑、發(fā)泡劑以及其他常用的塑料添加劑。
[0030]在構(gòu)件500為連續(xù)卷材的形式情況中，優(yōu)選材料包括:聚烯烴、氫化苯乙烯丁二烯橡膠、聚酯、聚酰胺、聚酰胺酯、聚(氯乙烯)、合成和天然橡膠、EPDM、浙青型化合物(即木瓦式材料)。塑料還可以包括抗氧化劑、脫模劑、發(fā)泡劑以及其他常用的塑料添加劑。
[0031]鎖定結(jié)構(gòu)150
[0032]可以想到，器件100可以包括一個以上鎖定結(jié)構(gòu)150，優(yōu)選地每個器件包括兩個以上鎖定結(jié)構(gòu)150 (例如一個鎖定結(jié)構(gòu)在相對的邊緣，例如圖7中所示的那樣)。鎖定器件的功能是作為確定一個器件的位置或?qū)σ粋€器件定位并將該器件鎖定到另外的鄰接器件的機(jī)構(gòu)。優(yōu)選地，鎖定器件的功能是確保在組裝過程正確地進(jìn)行器件間的電連接并且在產(chǎn)品壽命周期中可以輔助維護(hù)器件(雖然緊固件260將器件100保持到構(gòu)造體)。鎖定器件的功能還可以作為可視組件輔助手段，其中，當(dāng)鎖定結(jié)構(gòu)150沒有正確地嵌套時，例如如圖13A和圖13B所示，鄰接器件100有間隙“G”。進(jìn)一步，鎖定結(jié)構(gòu)150的功能可以是當(dāng)鎖定結(jié)構(gòu)150沒有正確地嵌套時防止一個以上緊固件(例如釘、螺釘?shù)?的安裝。
[0033]可以想到，鎖定結(jié)構(gòu)可以是器件100的一體化的一部分，或者可以是一體化和單獨(dú)件的組合，例如如圖14中所示。鎖定結(jié)構(gòu)150可以被設(shè)置在器件的頂表面102、底表面104或周邊邊緣106上，這是可能的。但在一種優(yōu)選實(shí)施方式中，鎖定結(jié)構(gòu)150被設(shè)置在頂表面102上，更優(yōu)選地是接近覆層器件電連接器114 (跨過或者伸進(jìn)去約15.0mm)，例如如圖7中所示。
[0034]如上所述，鎖定器件的功能是作為確定一個器件的位置或?qū)σ粋€器件定位并將該器件鎖定到另外的鄰接器件的機(jī)構(gòu)。可以想到，鎖定器件可以允許有定位公差的定位。在一種優(yōu)選實(shí)施方式中，鎖定器件提供的總定位公差為不大于約±1.0mm并且不小于約±0.1mm0
[0035]下面舉一些例子。這些例子不應(yīng)該被認(rèn)為是限制性的，而是為了示例性目的。
[0036]在如圖8A和圖8B中所示的第一示例性例子中，示出了第一器件100和第二器件100。每個器件100都有在頂表面102的一側(cè)上的第一鎖定結(jié)構(gòu)250和在相反側(cè)上的第二鎖定結(jié)構(gòu)350。結(jié)構(gòu)250、350被配置為當(dāng)被放到一起時相匹配(例如第一器件100上的結(jié)構(gòu)250匹配到第二器件上的結(jié)構(gòu)350)。在這個例子中，結(jié)構(gòu)250包括突出的支架252。結(jié)構(gòu)350包括適合于接收突出的支架252的溝道352。另外，在這個例子中，一個可選用的鉸鏈部分251設(shè)置在支架上，大體在器件的邊緣附近。鉸鏈部分251的功能是與不包括鉸鏈部分的情況相比，允許支架252用更小的力運(yùn)動。如圖所示，鉸鏈部分251可以是突出支架的局部變薄的區(qū)域，但其他設(shè)計(jì)也是可以想到的。
[0037]在圖9A到圖9D中所示的第二示例性例子中，鎖定結(jié)構(gòu)類似于第一例子的鎖定結(jié)構(gòu)，包括突出支架252和溝道352。在這個例子中，還有一個向下突出的按鈕部分254和對應(yīng)的用于按鈕部分254的接收溝道部分354。
[0038]在圖9和圖10中所示的第三示例性例子中，鎖定結(jié)構(gòu)類似于第二例子，增加了用于突出支架252、溝道352、向下突出的按鈕部分254和對應(yīng)的接收溝道部分354的優(yōu)選配置。在這個例子中，配置/尺寸是這樣的:突出支架252和溝道352足夠長，并定位成使得向下突出的按鈕部分254和對應(yīng)的接收溝道部分354會防止所述一個以上緊固件之一的使用，除非它們匹配到一起。優(yōu)選地，如這些圖中所示，向下突出的按鈕部分254和對應(yīng)的接收溝道部分354的位置與至少一個緊固位置118對齊。
[0039]在圖1lA和圖1lB中所示的第四示例性例子中，鎖定結(jié)構(gòu)類似于第三例子，增加了用于向下突出的按鈕部分254和對應(yīng)的接收溝道部分354的優(yōu)選配置。在這個例子中，按鈕部分254和接收溝道部分354被配置為大于要被用在緊固位置118處的緊固件260的頭部分262。在功能上說，這種配置將不會允許緊固件頭部分262正確地坐落在器件上，并會向安裝人員發(fā)出信號，有些東西是不正確的。另外，按鈕部分254可以選擇性地包括緊固件引導(dǎo)部255，緊固件引導(dǎo)部255適合于將緊固件保持就位(例如釘釘子前)或者可以稍大于緊固件的桿(例如大約5%到約20%)。
[0040]在圖12中所示的第五示例性例子中，突出支架252和溝道352位于跨過覆層器件電連接器114的兩個區(qū)段中。可以想到，如果例如期望連接器114的轉(zhuǎn)動調(diào)整或運(yùn)動，則這種構(gòu)造可能是優(yōu)選的。
[0041]應(yīng)該注意，在上述任何一個例子中，當(dāng)鎖定結(jié)構(gòu)150沒有完全接合時，突出支架將會突出到器件100的表面上方，阻止相鄰構(gòu)造體的充分嵌套，并產(chǎn)生出例如間隙“G”，大體參見圖9C和圖13A、13B (圖13B示出了被設(shè)置在周邊邊緣106上的鎖定結(jié)構(gòu))。
[0042]在圖14中所示的第六示例性例子中，突出支架252是單獨(dú)件，對應(yīng)的接收溝道部分352設(shè)置在第一器件和第二器件100內(nèi)。在可以用單獨(dú)件的情況中，材料的選擇范圍可以擴(kuò)大?？梢韵氲?，理想上講，材料所具有的熱膨脹性質(zhì)使得對安裝公差的限定可以在全部組裝溫度上得到滿足，組裝溫度通常在從約(TC到約50°C的范圍，使用溫度高達(dá)約90°C。這樣允許鎖定器件用CLTE為約300X 10_6mm/mm°C以下的幾乎任何聚合材料制造。更優(yōu)選地，CLTE為約120X lCT6mm/mm°C以下,最為優(yōu)選的是約30X lCT6mm/mm°C以下。(基于這種情況，可以使用用于主體材料的相同材料列表，有或者沒有填充材料。)
[0043]鎖定結(jié)構(gòu)可以包括沿著光伏器件的一個邊緣的支架和在支架上形成過盈配合的位于第二光伏器件上的溝道，例如開口或槽。這里使用的支架是沿著光伏器件的主體的一個邊緣的細(xì)長突出部，適合于同鄰近的光伏器件的主體部分的匹配結(jié)構(gòu)裝配而且優(yōu)選地互鎖。在一些實(shí)施方式中，支架可以包括適合于實(shí)現(xiàn)將支架互鎖在鄰近光伏器件的匹配結(jié)構(gòu)中的按鈕部分。按鈕可以是沿著水平和/或豎直面從支架突出的突出部或者是支架的擴(kuò)大部分。匹配結(jié)構(gòu)是適合于接收支架以及可選擇地還適合于接收按鈕的開口、溝道、凹進(jìn)部或上述特征的組合，從而將支架以及可選用的按鈕相對于鄰近的光伏器件互鎖起來。第一器件上的支架可以不含有鉸鏈部分，但可以沿著安裝動作的軸線方向構(gòu)建，以直接鎖定進(jìn)第二器件上的溝道或槽中。支架可以稍大于溝道，這樣一旦插入了支架，支架就被鎖定就位。作為替換方式，支架可以有按鈕端部，該按鈕端部大于溝道，使得較大的按鈕部分抵制從溝道通過并將兩個相鄰的光伏器件保持在一起。較大的按鈕部分大于支架的放置在溝道中的部分，并適合于被放置在第二光伏器件的溝道里面，從而將兩個鄰近光伏器件鎖定在一起(鎖定結(jié)構(gòu))。支架和溝道優(yōu)選地具有對應(yīng)形狀，使得相鄰光伏器件可相對于彼此轉(zhuǎn)動，即它們不是完全地相互在一條直線上，而是大體在相同平面上，從而便于調(diào)整、移除或者放置或替換一個以上電連接器。在要放置在溝道中的支架的按鈕部分大于溝道的實(shí)施方式中，尺寸差被選擇為使得支架可用合理的力被放置在溝道中。優(yōu)選地，支架的放置在溝道中的部分的尺寸與支架放置在其中的溝道的尺寸的比值為約1.10: 1.0以下，優(yōu)選地為
1.07: 1.0以下。優(yōu)選地，將支架放置在溝道中所需的力為約60N以下，更優(yōu)選地為45N以下，并且為約ION以上，更優(yōu)選地為約15N以上。圖15A到圖15C表示的是這個結(jié)構(gòu)的一種實(shí)施方式。圖15A示出了從一個光伏器件切出的切口，顯示了一個適合于接收支架452 (未示出)的溝道450。圖15B示出了從具有支架452的第二光伏器件100切出的切口，其中支架具有一個帶有球形末端454的按鈕，該球形末端454適合于鄰近相鄰光伏器件的溝道450放置并被放置在鄰近光伏器件的溝道450的里面。圖15C表示支架452被放置在溝道450中，其中，球形末端454被放置在溝道450的里面以將兩個器件鎖定在一起。連接器組件可以整合成為光伏器件的無源部分(與無源部分一體化)，或者可以是插進(jìn)或附接到光伏器件的單獨(dú)組件。圖MD表示水平方向上交接的支架452的大體位置的例子，其中鎖定按鈕部分454在第一器件上，對應(yīng)的開口 450在第二器件上。
[0044]對于一體化的鎖定結(jié)構(gòu)，優(yōu)選地所具有的最大伸長率為至少約I %以上，更優(yōu)選地約2.5%以上，最優(yōu)選地約5%以上。
[0045]在獨(dú)立部件的情況中，更為優(yōu)選的是具有更低的CLTE (例如上述范圍的一半)。為了滿足更嚴(yán)格的公差，部件優(yōu)選地用無機(jī)化合物重量百分比為約5%以上的材料制造。對于更高公差的交接，材料可以用非常硬的材料制造，諸如金屬、陶瓷，或者填充更多的聚合物。伸長率要求可以不適用。
[0046]在組裝過程中這些材料性質(zhì)可能是最重要的。組裝后，位置可由器件附接于建筑確定。作為替換方式，鎖定結(jié)構(gòu)可以被設(shè)計(jì)成在產(chǎn)品的使用壽命期間更嚴(yán)格地限制器件之間的相對運(yùn)動。例如，可以選擇在整個器件壽命期間都極其穩(wěn)定的材料來防止屋頂材料中的相對運(yùn)動造成器件相對于彼此運(yùn)動。在這個情形中，鎖定結(jié)構(gòu)可以具有這樣的物件，諸如沖壓鋼(通常是鍍鋅、電鍍鋅、涂鋅，或者有其他類似抗蝕層)、不銹鋼、鋁、陶瓷、水泥，或者對有關(guān)應(yīng)力的運(yùn)動有高抵抗力的其他材料。
[0047]方法
[0048]可以想到，在本發(fā)明中，所提供的安裝方法是獨(dú)特的，有助于解決本申請前面認(rèn)識到的一個以上事情。該方法可至少包括下面的步驟:A:提供第一光伏器件；B:提供第二光伏器件，每個光伏器件都包括有源部分，所述有源部分至少在一側(cè)用無源部分形成框架，所述無源部分包括下表面部分和上表面部分，所述下表面部分接觸構(gòu)造體，所述上表面部分接收將所述光伏器件附接到構(gòu)造體上的一個以上緊固件，所述無源部分還包括一個以上定位結(jié)構(gòu)，所述定位結(jié)構(gòu)適合于調(diào)整安裝在構(gòu)造體上的至少第一光伏器件和第二光伏器件的相對位置并鎖定該相對位置，其中，來自所述第一光伏器件的一個以上鎖定結(jié)構(gòu)匹配于來自所述第二光伏器件的一個以上鎖定結(jié)構(gòu)；C:將所述第一光伏器件放置在建筑構(gòu)造體上；D:將所述第二光伏器件放置在建筑構(gòu)造體上；E:將所述第一光伏器件和所述第二光伏器件滑到一起，在二者之間形成電連接；F:將所述第一光伏器件和所述第二光伏器件的一個以上定位結(jié)構(gòu)鎖定在一起；G:提供至少兩個以上緊固件；以及H:用所述兩個以上緊固件將所述第一光伏器件和所述第二光伏器件緊固到建筑構(gòu)造體?？梢韵氲?，所有這些步驟或一些步驟可以按不同順序進(jìn)行，例如，將第一器件緊固到建筑可以發(fā)生在滑動步驟E之前，只要將兩個器件鎖定在一起的步驟發(fā)生在兩個器件被固定到建筑構(gòu)造體之前。
[0049]可以想到，而且本申請明確指出，上面所述的實(shí)施方式或者例子可能不是相互排斥的，可以相互組合起來使用。 [0050]除非另外說明，本申請描述的各種構(gòu)造的尺寸和幾何形狀并非想要限制本發(fā)明，其他的尺寸或幾何形狀也是可能的。多個構(gòu)造體部件可以用單個的一體化構(gòu)造體來提供。作為替換方式，單個的一體化構(gòu)造體可以被分成單獨(dú)的多個部件。另外，雖然本發(fā)明的結(jié)構(gòu)可能只是在示例性實(shí)施方式的一種中進(jìn)行了描述，但是這樣的結(jié)構(gòu)針對于給定的應(yīng)用情況，可以與其他實(shí)施方式的一個以上其它結(jié)構(gòu)組合。從上面還可以明白，本申請獨(dú)特構(gòu)造體的加工及其操作也構(gòu)成了根據(jù)本發(fā)明的方法。
[0051 ] 本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式已經(jīng)公開過了。但是，本領(lǐng)域普通技術(shù)將會意識到，某些變型會落入本發(fā)明的教導(dǎo)之中。因此,應(yīng)該研究本申請的權(quán)利要求書來確定本發(fā)明的真實(shí)范圍和內(nèi)容。
[0052]在本申請上面所引用的任何數(shù)值都包括從下限值按照一個單位遞增到上限值的全部值，倘若在任何下限值和任何上限值之間分開至少2個單位。作為一個例子，如果說部件的數(shù)量或工藝變例的值，諸如溫度、壓力、時間等等，例如是從I到90，優(yōu)選地從20到80，更優(yōu)選地從30到70，那么，這種情況要說的是，諸如15到85,22到68,43到51,30到32等等的值明確地列舉在本說明書中。對于小于I的值，一個單位被認(rèn)為是0.0001,0.001,0.01或0.1，如果合適的話。這些僅僅是具體想要說的內(nèi)容的例子，所列舉的下限值和最高值之間的數(shù)值的所有可能組合，應(yīng)該被認(rèn)為是以類似方式在本申請中明確說明了的。
[0053]除非另有說明，所有的范圍都包括兩個端點(diǎn)和兩個端點(diǎn)之間的全部數(shù)。與范圍相關(guān)使用的“約”或“近似”應(yīng)用于該范圍的兩端。于是，“約20到30”要說的是涵蓋了“約20到約30”，至少包括具體指明的端點(diǎn)。
[0054]所有文章和引用的公開內(nèi)容，包括專利申請和公布，都為了各種目的通過引用結(jié)合在本申請中。
[0055]用以描述組合體的術(shù)語“主要由……構(gòu)成”應(yīng)當(dāng)包括指明的元件、組分、部件或步驟，以及對該組合體的基本和新穎特點(diǎn)沒有實(shí)質(zhì)性影響的那些其他元件、組分、部件或步驟。
[0056]在本申請中使用術(shù)語“包括”或“包含”來描述元件、組分、部件或步驟的組合，這種情況也考慮到了主要由元件、組分、部件或步驟構(gòu)成的實(shí)施方式。
[0057]多個元件、組分、部件或步驟可以用一個單個的一體化的元件、組分、部件或步驟來提供。作為替換方式，單個的一體化的元件、組分、部件或步驟可以被分成單獨(dú)的多個元件、組分、部件或步驟。用以描述元件、組分、部件或步驟的“一”或“一個”的公開內(nèi)容不是想用來排除另外的元件、組分、部件或步驟。本申請談及的屬于某個族的元素或金屬，都指的是CRC Press，Inc.1989年出版并享有版權(quán)的元素周期表。所有談及一個族或多個族都應(yīng)該是使用用于對族進(jìn)行編號的IUPAC系統(tǒng)反映在該元素周期表中的一個族或多個族。
【權(quán)利要求】
1.一種安裝在構(gòu)造體上的光伏器件套件，所述器件套件包括: 一個以上光伏器件，每個器件都包括: 有源部分，所述有源部分至少在一側(cè)用無源部分形成框架，所述無源部分包括下表面部分和上表面部分，所述下表面部分直接或間接地接觸構(gòu)造體，所述上表面部分接收將所述光伏器件附接到構(gòu)造體上的一個以上緊固件，所述無源部分還包括兩個以上定位結(jié)構(gòu)，所述定位結(jié)構(gòu)能夠調(diào)整安裝在構(gòu)造體上的至少第一光伏器件和第二光伏器件的相對位置并鎖定該相對位置，其中，來自所述第一光伏器件的至少一個鎖定結(jié)構(gòu)匹配于來自所述第二光伏器件的至少一個鎖定結(jié)構(gòu)。
2.如權(quán)利要求1所述的光伏器件套件，其中，所述兩個以上定位結(jié)構(gòu)包括突出的支架、溝道或者支架和溝道。
3.如權(quán)利要求1或2所述的光伏器件套件，其中，第一光伏器件的所述兩個以上定位結(jié)構(gòu)中的至少一個能夠防止相鄰構(gòu)造體嵌套到該套件，除非該至少一個定位結(jié)構(gòu)匹配到第二光伏器件的一個以上定位結(jié)構(gòu)。
4.如權(quán)利要求1、2或3所述的光伏器件套件，其中，第一光伏器件的所述一個以上定位結(jié)構(gòu)能夠防止使用所述一個以上緊固件之一，除非第一光伏器件的所述一個以上定位結(jié)構(gòu)匹配于第二光伏器件的一個以上定位結(jié)構(gòu)。
5.如權(quán)利要求2、3或4所述的光伏器件套件，其中，所述突出的支架包括鉸鏈部分。
6.如權(quán)利要求2、3、4或5所述的光伏器件套件，其中，所述突出的支架包括突出的按鈕部分。
7.如權(quán)利要求2、3、4、5或6所述的光伏器件套件，其中，所述支架包括緊固件接收結(jié)構(gòu)，所述緊固件接收結(jié)構(gòu)能夠接收將光伏器件附接到構(gòu)造體的所述一個以上緊固件之一。`
8.如權(quán)利要求1到7所述的光伏器件套件，其中，所述兩個以上定位結(jié)構(gòu)中的至少一個與主體部分是一體的。
9.如權(quán)利要求1到7所述的光伏器件套件，其中，所述兩個以上定位結(jié)構(gòu)中的至少一個是能夠移除的。
10.如權(quán)利要求1到9中任一項(xiàng)所述的光伏器件套件，其中，所述支架在所述溝道中形成過盈配合。
11.如權(quán)利要求1到9中任一項(xiàng)所述的光伏器件套件，其中，一個以上光伏器件的支架包含按鈕或鎖定結(jié)構(gòu)，所述按鈕或鎖定結(jié)構(gòu)包括所述支架的在一個以上相鄰光伏器件的溝道中形成過盈配合并能夠定位在所述一個以上相鄰光伏器件的溝道里面的部分。
12.一種將光伏組件組裝到建筑構(gòu)造體上的方法，包括步驟: 提供如權(quán)利要求1到11中任一項(xiàng)所述的套件； 將來自所述套件的第一光伏器件放置在建筑構(gòu)造體上； 將來自所述套件的第二光伏器件放置在建筑構(gòu)造體上； 將第一光伏器件和第二光伏器件滑到一起，在二者之間形成電連接； 將第一光伏器件和第二光伏器件的一個以上定位結(jié)構(gòu)鎖定在一起； 提供至少兩個以上緊固件；以及 將第一光伏器件和第二光伏器件用兩個以上緊固件緊固到建筑構(gòu)造體。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，還包括來自所述套件的一個以上另外的光伏器件，將所述一個以上另外的光伏器件中的每一個都鄰近第一光伏器件、第二光伏器件或者早先放置的來自套件的一個以上另外的光伏器件之一放置在建筑構(gòu)造體上，電連接相鄰的器件，將相鄰器件的一個以上定位結(jié)構(gòu)鎖定在一起，以及將所述另外的光伏器件緊固到建筑構(gòu)造體。`
【文檔編號】F24J2/52GK103797706SQ201280037700
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2012年7月27日 優(yōu)先權(quán)日:2011年7月29日
【發(fā)明者】J·A·蘭梅德, J·R·基尼漢, R·加斯頓, K·考夫曼, 馮捷 申請人:陶氏環(huán)球技術(shù)有限責(zé)任公司