[發(fā)明專利]用于安裝光伏模塊的方法和光伏陣列

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110102874.4
• 申請(qǐng)日: 2011-04-19
• 公開（公告）號(hào): CN102244138A
• 公開（公告）日: 2011-11-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 哈拉爾德·布勒斯;馬爾科·沃格爾
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 馬斯達(dá)爾光伏公司
• 主分類號(hào): H01L31/18
• 分類號(hào): H01L31/18;H01L31/042;F16M7/00
• 代理公司: 中原信達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11219
• 代理人: 蔡石蒙;車文

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于安裝光伏模塊的方法，并且涉及歐洲專利申請(qǐng)EP?2?109?153?A2中描述的一般型光伏陣列。

背景技術(shù)

歐洲專利申請(qǐng)EP?2?109?153?A2公開了一種用于光伏陣列的太陽能元件，光伏陣列背面具有若干附接元件，所述附接元件通過粘合劑結(jié)合到太陽能元件的基體上。已按照此方式預(yù)制的光伏模塊隨后被安裝到靜止的下層結(jié)構(gòu)上，下層結(jié)構(gòu)位于例如屋頂上，并且具有帶有若干保持軌道的軌道系統(tǒng)。此類光伏陣列的一個(gè)缺點(diǎn)是光伏模塊會(huì)被損壞或斷裂，尤其是在光伏模塊具有大表面積和由于存在部件應(yīng)力而承受機(jī)械載荷的情況下。

發(fā)明內(nèi)容

在此背景下，本發(fā)明建立在以下目標(biāo)的基礎(chǔ)上：提出一種安裝光伏模塊的方法，該方法使模塊具有高機(jī)械載荷承受能力，同時(shí)最大限度減少了生產(chǎn)技術(shù)方面的努力，并且具有低制造和組裝成本。

根據(jù)本發(fā)明，該目標(biāo)通過一種用于安裝光伏模塊的方法實(shí)現(xiàn)，所述光伏模塊具有能通過附接元件固定到靜止的下層結(jié)構(gòu)的至少一個(gè)光伏模塊。在該方法中，首先計(jì)算光伏模塊在日后實(shí)際運(yùn)行過程中承受能夠預(yù)期到的機(jī)械載荷的情況下的結(jié)構(gòu)載荷，以確定附接元件的最優(yōu)化的附接位置；然后，將附接元件布置在已作為載荷的函數(shù)最優(yōu)化的附接點(diǎn)處，使附接元件在光伏模塊的部分段上部分地延伸；以及隨后將光伏模塊通過附接元件而附接到下層結(jié)構(gòu)。

相比現(xiàn)有技術(shù)，根據(jù)本發(fā)明發(fā)現(xiàn)，通過計(jì)算光伏模塊在承受機(jī)械載荷時(shí)的結(jié)構(gòu)載荷，并最優(yōu)化附接元件到已作為載荷的函數(shù)被確定的附接點(diǎn)的附接的方式，可以提高光伏模塊的附接的機(jī)械載荷承受能力。光伏模塊在限定的附接點(diǎn)處實(shí)際上呈點(diǎn)狀的附接允許改善與載荷相關(guān)的模塊變形的分布。附接元件的數(shù)量和尺寸優(yōu)選被確定為模塊尺寸和模塊形狀的函數(shù)。這樣，可以牢固附連具有特別大的表面積的模塊，尤其是無框模塊，以及被構(gòu)造為表面積大于1m²的玻璃-玻璃光伏模塊。

根據(jù)本發(fā)明，利用最少的材料資源實(shí)現(xiàn)了光伏陣列高的總體載荷承受能力，從而最大限度減少了生產(chǎn)技術(shù)方面的努力，并降低了生產(chǎn)、運(yùn)輸和組裝過程中的成本。

根據(jù)本發(fā)明的建議，提供了一種與載荷相關(guān)的點(diǎn)狀或部分線性光伏模塊附接方式。優(yōu)選地，在計(jì)算機(jī)實(shí)施的強(qiáng)度模型基礎(chǔ)上確定附接點(diǎn)。已根據(jù)本發(fā)明最優(yōu)化的附接方式允許更好地分布無框光伏模塊與載荷相關(guān)的變形。

已經(jīng)證明，尤其有利的是，通過計(jì)算機(jī)實(shí)施的模擬，優(yōu)選通過有限元分析(FEA)方法和/或ya應(yīng)力分析，進(jìn)行結(jié)構(gòu)載荷計(jì)算。例如，通過計(jì)算機(jī)實(shí)施的強(qiáng)度模型確定附接元件的附接點(diǎn)。

可以在附接點(diǎn)的區(qū)域內(nèi)設(shè)置阻尼元件，尤其是由彈性體制成的阻尼元件，以進(jìn)一步改善載荷的施加，并且使玻璃內(nèi)的應(yīng)力最小化，尤其是在承受載荷時(shí)使模塊邊緣區(qū)域內(nèi)的應(yīng)力最小化。

下層結(jié)構(gòu)可被構(gòu)造為具有若干保持軌道的軌道系統(tǒng)，所述若干保持軌道基本上平行延伸，以附連光伏模塊。此類軌道系統(tǒng)可被布置在例如屋頂上和/或建筑物等的墻壁上。

優(yōu)選地，光伏模塊跨越若干個(gè)保持軌道，由此每個(gè)保持軌道使至少兩個(gè)附接元件彼此相隔一定距離布置。

在第一具體實(shí)施例中，每個(gè)光伏模塊跨越三個(gè)保持軌道，由此每個(gè)保持軌道使三個(gè)附接元件彼此相隔一定距離布置。

在變型形式中，附接元件基本上布置成一圈，由此每個(gè)附接元件布置在0°、45°、90°、135°、180°、225°、270°和315°的角度范圍上，其中所述角度范圍中的0°或180°的軸線相對(duì)于保持軌道的縱向軸線大致呈90°延伸。這樣使光伏模塊內(nèi)具有均勻的應(yīng)力分布，并且最優(yōu)化了施加在下層結(jié)構(gòu)內(nèi)的力。

在該實(shí)施例中，已經(jīng)證明在結(jié)構(gòu)力學(xué)方面非常有利的是，位于90°的角度范圍和270°的角度范圍上的附接元件的縱向軸線大致平行于保持軌道的所屬縱向軸線延伸，而位于0°、45°、135°、180°、225°和315°的角度范圍上的附接元件的縱向軸線大致垂直于保持軌道的所屬縱向軸線延伸。此外，優(yōu)選的是，至少一個(gè)附接元件位于圈中央的區(qū)域內(nèi)。總之，這樣允許實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步最優(yōu)化的力流。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)可選實(shí)施例，每個(gè)光伏模塊跨越四個(gè)保持軌道，由此每個(gè)保持軌道使至少兩個(gè)附接元件彼此相隔一定距離布置，所述兩個(gè)附接元件的縱向軸線優(yōu)選相對(duì)于保持軌道的縱向軸線以大約90°的范圍上的角度延伸。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所有附接元件都附接到光伏模塊，使得其每一個(gè)都相對(duì)于保持軌道的縱向軸線以大約90°的范圍上的角度延伸。

然而，還可能有利的是，將附接元件僅布置成相對(duì)于保持軌道平行和正交，由此使附接元件也可以在若干個(gè)保持軌道上延伸。