專利名稱：用于固定光伏器件的裝配系統(tǒng)及其使用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及固定光伏器件。更具體而言，本發(fā)明涉及用于固定光伏器件的裝 配系統(tǒng)(mounting system)，其中該裝配系統(tǒng)還配置成使得該光伏器件可非破壞性地拆卸。
背景技術(shù)：
將光伏器件安裝到商業(yè)和住宅結(jié)構(gòu)上以用于產(chǎn)生電能最近變得越來越實(shí)惠和合 意。另外，光伏器件設(shè)計變得不那么龐大和笨重以便安裝到結(jié)構(gòu)上。例如，光伏器件現(xiàn)在可 以作為一卷柔性薄膜提供，該柔性薄膜可以被展開且被安裝到一種結(jié)構(gòu)表面上，該結(jié)構(gòu)表 面可以具有基本平坦的區(qū)域，由結(jié)構(gòu)件、顆?；蛲繉有纬傻囊话愕钠矫媾渲茫蛘哌m應(yīng)安裝 的光伏器件的操作的曲率。希望以簡單和快速的方式安裝光伏器件。一些光伏器件安裝涉及與光伏器件接合 或者用于將光伏器件裝配到結(jié)構(gòu)(例如，建筑物或房屋的屋頂)上的剛架。典型地，剛架通 過穿透結(jié)構(gòu)(例如鉆孔)固定，使得鋼架可以拴結(jié)或用螺絲固定到結(jié)構(gòu)。在其他應(yīng)用中，光 伏器件本身可以配置成使得其一部分直接用螺絲擰緊或拴結(jié)到結(jié)構(gòu)。這些類型的安裝可允許諸如水、昆蟲、風(fēng)等環(huán)境元素進(jìn)入結(jié)構(gòu)中。另外，這些安裝 一般要求更多的部件將光伏器件固定到結(jié)構(gòu)，由此增加安裝光伏器件的成本。上面討論的 光伏器件安裝可能不能再次安裝和操作，因為它們更可能在拆卸過程中遭到損壞。而且，通 過穿透結(jié)構(gòu)固定的光伏器件的去除將可能涉及去除光伏器件之后的結(jié)構(gòu)修復(fù)。例如，刀子 可用于快速去除固定到屋頂表面的一部分材料，但是這種處理嚴(yán)重?fù)p壞材料且可能導(dǎo)致對 于屋頂表面的損壞。光伏器件的安裝配置還可能由特定結(jié)構(gòu)的配置、結(jié)構(gòu)的環(huán)境條件和/或結(jié)構(gòu)地點(diǎn) 特有的建筑規(guī)范規(guī)定。很多商業(yè)和住宅建筑規(guī)范要求結(jié)構(gòu)以及安裝到結(jié)構(gòu)的物體(諸如光 伏器件)承受諸如重量、風(fēng)力和震動負(fù)荷(例如由地震導(dǎo)致)的預(yù)定負(fù)荷，而對所述結(jié)構(gòu)及 附近的財產(chǎn)或人不造成破壞性的影響。因此，發(fā)明人在此意識到對于配置為將光伏器件固定到結(jié)構(gòu)的裝配系統(tǒng)的需要， 其中該裝配系統(tǒng)還配置為使得光伏器件以后可以從結(jié)構(gòu)非破壞性地拆卸，且能夠再次安裝 和操作，而無需修復(fù)光伏器件。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)示例性實(shí)施例，提供一種用于將光伏器件固定到表面的裝配系統(tǒng)。該裝配系 統(tǒng)包括用于將光伏器件的非活性區(qū)(inactive area)固定到表面的裝配件。該裝配件配置 成使得非活性區(qū)可從表面非破壞性拆卸且光伏器件并不由于該拆卸過程而變得不能操作。
根據(jù)另一示例性實(shí)施例，提供一種用于將光伏器件固定到表面的裝配系統(tǒng)。該裝 配系統(tǒng)包括位于光伏器件的非活性區(qū)上的多個間隔開的壓載件(ballast member)。壓載件 推進(jìn)非活性區(qū)與表面相倚靠。壓載件可從非活性區(qū)非破壞性地拆卸，且光伏器件并不由于 該拆卸過程而變得不能操作。根據(jù)另一示例性實(shí)施例，提供一種將光伏器件固定到表面的方法。該方法包括沿 著基板的非暴露面布置裝配件，其中光伏器件固定到該基板的暴露面。該方法還包括將裝 配件固定到表面。該裝配件配置成使得基板可從表面非破壞性地拆卸，且光伏器件并不由 于該拆卸過程而變得不能操作。


圖1是說明根據(jù)本公開的示例性實(shí)施例用于將光伏器件固定到表面的裝配系統(tǒng) 的光伏器件安裝系統(tǒng)的平面圖；圖2是圖1的光伏器件安裝系統(tǒng)沿著觀測線2-2的剖面圖；圖3是根據(jù)本公開的替換示例性實(shí)施例的光伏器件安裝系統(tǒng)的剖面圖；圖4是說明根據(jù)本公開的另一示例性實(shí)施例用于將光伏器件固定到表面的替換 裝配系統(tǒng)的光伏器件安裝系統(tǒng)的平面圖；圖5是說明根據(jù)本公開的另一示例性實(shí)施例用于將光伏器件固定到表面的另一 替換裝配系統(tǒng)的光伏器件安裝系統(tǒng)的平面圖；圖6是圖5的光伏器件安裝系統(tǒng)沿著觀測線6-6的剖面圖；圖7是根據(jù)本公開的另一替換示例性實(shí)施例的光伏器件安裝系統(tǒng)的剖面圖；圖8是說明根據(jù)本公開的另一示例性實(shí)施例用于將光伏器件固定到表面的又一 替換裝配系統(tǒng)的光伏器件安裝系統(tǒng)的平面圖。
具體實(shí)施例方式此處公開了用于倚靠結(jié)構(gòu)的表面來固定光伏器件的裝配系統(tǒng)的實(shí)施例。此處考慮 的結(jié)構(gòu)包括各種寓所，諸如住宅房屋、商業(yè)建筑以及避難所。另外，可以考慮，用于人居環(huán)境 之外目的且配置成適應(yīng)光伏器件安裝的結(jié)構(gòu)處于本公開的范圍內(nèi)，諸如但不限于蓄水池、 水箱、便攜式結(jié)構(gòu)和蓋子。如此處所考慮的結(jié)構(gòu)的表面可以具有通常平滑的平面配置、諸如波紋面板的不規(guī) 則表面、由比如石頭或砂礫、灰塵的多個粒狀顆粒形成的表面、布置在用于形成倚靠其安裝 有光伏器件的通常水平平面的區(qū)域之上的粗糙涂覆表面。此處考慮其上安裝光伏器件的表 面包括砂礫、諸如灰塵的土、石頭或草，其中基板布置在該表面之上且位于光伏器件之下。 在一些應(yīng)用中，光伏器件安裝到具有適應(yīng)光伏器件的操作的曲率半徑的表面。此處考慮的 非限制性表面材料是木頭、金屬、砂礫、灰塵或土、各種涂層以及聚合材料等。此處公開的實(shí)施例涉及裝配系統(tǒng)，該裝配系統(tǒng)配置為使用最少的安裝工具或不使 用安裝工具來倚靠表面安裝光伏器件。該裝配系統(tǒng)還配置成以非破壞性的方式從表面拆 卸，使得光伏器件此后可以安裝和工作而無需修復(fù)光伏器件。以這種方式，光伏器件裝配系 統(tǒng)理想地用于住宅和商業(yè)應(yīng)用，其中人們希望去除光伏器件且此后在另一地點(diǎn)安裝和操作 它而并不使得光伏器件由于該拆卸過程而變得不能操作。對于商業(yè)或軍事應(yīng)用，非破壞性可拆卸的光伏器件也是合乎需要的，其中例如光伏器件可以被重新安置以產(chǎn)生用于通信裝 置的電能。裝配系統(tǒng)還配置成保持光伏器件倚靠承受預(yù)定負(fù)荷條件的結(jié)構(gòu)的表面。在實(shí)施例 中，裝配系統(tǒng)可用于具有水平或非水平取向的光伏器件安裝。裝配系統(tǒng)可以配置成在環(huán)境 條件下保持光伏器件倚靠所述結(jié)構(gòu)，所述環(huán)境條件包括極端氣候條件，比如大風(fēng)、暴風(fēng)雨、 地震等。在其他實(shí)施例中，裝配系統(tǒng)配置成倚靠具有斜坡的表面來固定光伏器件，使得光伏 器件安裝不因重力影響而發(fā)生位移。還可以考慮這樣的實(shí)施例，其中裝配系統(tǒng)可以配置成 以非破壞性方式可拆卸地固定各種光伏器件，包括框架和無框架光伏構(gòu)造。在示例性實(shí)施例中，裝配系統(tǒng)包括沿著基板的非暴露面或光伏器件的非活 性區(qū)布置的至少一個裝配件，其中該裝配件使用能夠重復(fù)嚙合的可拆卸干涉配合 (interference-fit)型緊固件。例如，該裝配件是搭扣配合(snap fit)按鈕型緊固件。在 另一實(shí)例中，該裝配件沿著基板的長度延伸且該裝配件是在嚙合時使用干涉配合嚙合互補(bǔ) 凹槽部分的細(xì)長公件(male)部分。在其他實(shí)施例中，可以考慮，裝配系統(tǒng)具有用于固定承受預(yù)定負(fù)荷條件的光伏器 件的裝配件的獨(dú)特布置。例如，且在光伏安裝的一個實(shí)施例中，裝配件的一部分沿著光伏器 件配置和布置以便在特定負(fù)荷條件期間與沒有經(jīng)歷相同負(fù)荷條件的其余裝配件相比，保持 光伏器件倚靠所述表面的區(qū)域。此處考慮，用于固定光伏器件的非破壞性可拆卸裝配系統(tǒng)的獨(dú)特布置可用于各種 安裝應(yīng)用和負(fù)荷條件。而且，此處考慮的裝配系統(tǒng)允許修改或代替裝配系統(tǒng)的布置以適合 器件設(shè)計、負(fù)荷條件、方位性或光伏安裝取向方面的變化。例如，當(dāng)光伏安裝從高負(fù)荷的地 方被去除且安裝在較低負(fù)荷的另一地點(diǎn)時，較少數(shù)量或以其它方式減少配置的裝配件可以 代替原先的裝配系統(tǒng)布置，因為裝配系統(tǒng)是可非破壞性拆卸的。在某些實(shí)施例中，此處公開的裝配系統(tǒng)可用于倚靠所述表面來固定光伏器件，而 在光伏器件和表面之間不使用任何中間材料。在其他實(shí)施例中，裝配系統(tǒng)可以配置成倚靠 所述表面來固定光伏器件，其中在光伏器件和表面之間或者在光伏器件和非活性區(qū)或基板 之間布置有另一界面層或中間層。在其他實(shí)施例中，光伏器件固定到倚靠所述表面被可拆 卸地固定的中間層、基板或隔膜。在光伏器件的一些實(shí)施例中，基板或隔膜被考慮為光伏器 件的非活性區(qū)和其集成部分。在其他實(shí)施例中，諸如涂層的中間層固定到表面且在去除光 伏器件時并不打算被去除。在示例性實(shí)施例中，作為非限制性示例，界面層、中間層、隔膜、 涂層或其他構(gòu)件可以用作絕緣層、阻擋層或者結(jié)構(gòu)件。此后，描述供光伏器件安裝的各種實(shí)施例使用的裝配系統(tǒng)的各種示例性實(shí)施例。 所參照的圖中示出的元件和構(gòu)件未按比例繪制，它們僅出于清晰目的示出且并不旨在傳達(dá) 諸如形狀、取向、尺寸、重量等限制信息。參考圖1和2，示出根據(jù)本公開的示例性實(shí)施例的光伏安裝系統(tǒng)10。安裝系統(tǒng)10 包括固定到基板14的多個隔開的光伏器件12a、12b、12c和12d以及裝配系統(tǒng)16。基板14 可以包含適于特定應(yīng)用的任何材料，所述特定應(yīng)用包括環(huán)境、光伏器件的類型以及其上安 裝器件的結(jié)構(gòu)的配置。例如，在一個實(shí)施例中，基板是薄隔膜，諸如可從商業(yè)上得到的且列為標(biāo)準(zhǔn) Rubberguard EPDM II的厚度為0. 045至0. 060英寸的固化乙烯丙烯雙烯單體(EthylenePropylene Diene Mononer) (C-EPDM)橡膠(三元乙丙橡膠)隔膜。在另一實(shí)施例中，隔膜 是可從商業(yè)上得到的且列為Sarnafil S327、G410、Johns Manville SR50的厚度為0. 048 至0.050英寸的聚氯乙烯(PVC)；或者可從商業(yè)上得到的且列為Genflex White的厚度為 0.045至0.060英寸的熱塑性聚烯烴(TPO)；具有平滑和/或粒狀表面紋理等的苯乙烯-丁 二烯-苯乙烯(SBS)改性浙青多層(multiple-ply)。在其他實(shí)施例中，基板可以包括加固 材料，包括但不限于聚酯、玻璃纖維、或其他材料、或其組合。如圖2所示，裝配系統(tǒng)16配置成將光伏器件和基板固定到表面18。在該實(shí)施例 中，裝配系統(tǒng)16包括位于基板14周圍的粘合劑部20，如圖1所示。粘合劑部20用于牢固 地固定基板14到表面18。粘合劑部20還配置成使得基板的一部分可從表面18非破壞性 拆卸，且光伏器件并不由于該拆卸過程而變得不能操作。例如，粘合劑部20是被施加到表 面18和基板14的下表面的雙面膠帶以可拆卸地將二者固定在一起。在替換實(shí)施例中，熱焊 接工藝用于結(jié)合基板和表面之間的粘合劑部。在示例性實(shí)施例中，粘合劑部20是橡膠或丁 基合成物。這種粘合劑的示例在商業(yè)上可從密西根麥迪遜高地(Madison Heights)的Sika Corporation 的名為SikaLastomer -68 得到。粘合劑部配置為使得它能夠以非破壞性方式從基板、中間層或光伏器件的非活性 區(qū)拆卸且并不使得光伏器件由于該拆卸過程而不能操作。在一個實(shí)施例中，當(dāng)熱施加到基 板的暴露面的區(qū)域(一般與粘合劑部相對)時，粘合劑部配置成降解，使得基板可以從表面 非破壞性地拆卸。例如，通過將基板的暴露面的一部分加熱到100°c約5分鐘來降解粘合劑 部，然后可以使用約5磅的力使基板的一部分或者整個基板從表面非破壞性地拆卸，由此 基板從表面被非破壞性地拆卸。在另一實(shí)施例中，例如利用干冰，暴露的基板的區(qū)域被冷卻到充分冷的溫度，以降 解粘合劑部，使得基板的一部分從表面非破壞性地拆卸，而并不使得光伏器件由于該拆卸 過程而變得不能操作。而在另一實(shí)施例中，粘合劑部配置成在溶液與粘合劑部接觸時降解， 使得基板的一部分可從表面非破壞性地拆卸，而不使得光伏器件由于該拆卸過程而變得不 能操作。在實(shí)施例中，基板、界面層、中間層或非活性區(qū)是可非破壞性地拆卸的，例如其中 它們不被切斷或穿孔以從表面拆卸它們。在其他實(shí)施例中，當(dāng)從表面拆卸基板、層或非活性 區(qū)時，可能導(dǎo)致它們的輕微的劣化?；辶踊?，例如，剝離或破裂，并沒有達(dá)到使得光伏器件 不能操作的程度。在一些實(shí)施例中，一旦從表面移開基板，粘合劑部配置成使得剩余的粘合劑就可 以基本從基板去除。粘合劑的降解和去除可以采用諸如剝離、刮擦或應(yīng)用溶劑或其他溶液、 加熱、冷卻或其組合這樣的工藝。在一些實(shí)施例中，粘合劑的成分和/或降解粘合劑部的手 段將使得在用于降解粘合劑以從表面拆卸基板的工藝之后，不需要對基板進(jìn)行進(jìn)一步處理 以從基板去除粘合劑。在其他實(shí)施例中，在降解粘合劑以從表面拆卸基板之后，比如砂紙打 磨、摹拓等紋理化處理將應(yīng)用于粘合劑的基板區(qū)域以加強(qiáng)粘合劑的后續(xù)應(yīng)用。在另一示例性實(shí)施例中，粘合劑部具有兩部分配置，其中它們的結(jié)構(gòu)狀態(tài)/成分 變化以用于控制何時在各部分之間發(fā)生粘合劑結(jié)合。粘合劑的第一部分施加到基板(或光 伏器件的非活性區(qū))的底面(或者未暴露面)，其中在那里粘合劑的第一部分配置成并不 在與某些材料接觸時粘合到例如皮膚或某些封裝材料。在安裝光伏器件時，粘合劑的第二部分施加到基板(或非活性區(qū))所固定到的結(jié)構(gòu)的表面。在一個實(shí)施例中，當(dāng)基板布置到 表面上時，粘合劑的第一和第二部分配置成彼此接觸地相互作用，使得它們固定地結(jié)合在 一起以將基板固定到表面，由此倚靠表面來固定光伏器件。在另一實(shí)施例中，粘合劑的第一 和/或第二部分包括微囊配置，該微囊包含粘合劑或其一部分，使得當(dāng)基板布置在結(jié)構(gòu)上 時，在其間夾有第一和第二粘合劑部分，粘合劑微囊破碎，使得以將基板結(jié)合到結(jié)構(gòu)的方式 激活其內(nèi)含物。粘合劑微囊可以保持在布置在基板或表面之上的涂層中，使得微囊中的內(nèi) 含物與涂層相互作用以形成結(jié)合粘合劑，或者涂層可以配置為僅用于保持微囊且允許微囊 內(nèi)的內(nèi)含物在微囊破碎、溶解時將基板結(jié)合到表面。在其他實(shí)施例中，在需要時包括微囊的 粘合劑部分可以在光伏器件的多個部分和基板之間使用。在另一實(shí)施例中，當(dāng)向通常在粘合劑部或其附近的區(qū)域施加能量時，粘合劑的第 一和第二部分被激活以結(jié)合在一起。例如，像上面討論的示例一樣，施加的能量可以是熱 能，諸如在區(qū)域處施加熱量或者冷卻區(qū)域。在其他實(shí)例中，安裝被配置為使得電能被施加到 區(qū)域以激活粘合劑的第一和第二部分以結(jié)合在一起。而在另一示例中，化學(xué)試劑施加到該 區(qū)域以激活粘合劑的第一和第二部分以結(jié)合在一起。注意，例如，通過利用上面討論的方 法，結(jié)合的粘合劑的第一和第二部分還配置成可非破壞性地拆卸。在另一示例性實(shí)施例中且參考圖3，示出光伏系統(tǒng)30。安裝系統(tǒng)30包括固定到界 面層34的一個或多個光伏器件32a、32b、32c和32d、基板36和裝配系統(tǒng)38。在該實(shí)例中， 界面層34布置在光伏器件和基板36之間。裝配系統(tǒng)38可以類似于光伏安裝10的裝配系 統(tǒng)20且并入上面討論的替換實(shí)施例。在某些實(shí)施例中，界面層幫助管理光伏安裝的特性，例如，熱、化學(xué)、電學(xué)、易燃、昆 蟲控制等。例如，界面層提供光伏器件和表面之間的熱屏障。方位性可以具有用于結(jié)構(gòu)的 建筑規(guī)范要求以具有最小量的熱阻(R-值)。和具有較低R值的層相比，具有高R值的界面 層更加絕緣。在另一實(shí)施例中，聚氨基甲酸酯界面層布置在基板和表面之間。在另一實(shí)施例中，界面層可以配置成保護(hù)表面和/或基板和光伏器件免受潮濕。 在另一實(shí)例中，界面層可以配置成提供防止昆蟲的保護(hù)。在又一實(shí)施例中，界面層可以配置 成使用防火等級或分類提供光伏器件和表面之間的防火屏障，使得火勢減慢或者防止穿過 屏障。在另一實(shí)施例中，界面層是施加到表面的涂層，其中非活性區(qū)或基板可拆卸地固 定到該涂層。在另一實(shí)施例中，界面層是施加到非活性區(qū)、基板或中間層的非暴露面的涂 層，其中粘合劑部于是附著到該涂層。在這種實(shí)施例中，粘合劑部是可去除的，而涂層的一 部分也可以從非活性區(qū)、基板或中間層去除，而不劣化光伏器件以使得它們不能操作。參考圖4，示出根據(jù)本發(fā)明的另一示例性實(shí)施例的光伏安裝系統(tǒng)40。安裝系統(tǒng)40 包括固定到基板44的隔開的光伏器件42a、42b、42c和42d以及裝配系統(tǒng)46。在本示例性 實(shí)施例中，裝配系統(tǒng)46包括多個隔開的粘合劑部48，其中粘合劑部將基板44固定到結(jié)構(gòu)的 表面。粘合劑部均配置成使得基板的一部分從表面可非破壞性地拆卸，且并不使得光伏器 件由于該拆卸過程而變得不能操作。粘合劑部及其布置可以配置成滿足特定環(huán)境、結(jié)構(gòu)的配置、位置特定的建筑規(guī)范 需求，負(fù)荷條件等，以用于倚靠表面來固定光伏器件。在某些實(shí)施例中，粘合劑部具有獨(dú)特 的配置以在預(yù)定負(fù)載條件期間保持基板和光伏器件倚靠表面。例如，且在一個實(shí)施例中，特定數(shù)目的粘合劑部(每個部分具有基本相同的表面積和成分)被選擇為在預(yù)定風(fēng)浮力條件 中保持基板和光伏器件倚靠表面。在另一實(shí)施例中，與用于保持基板和光伏器件倚靠表面 的剩余粘合劑部相比，某一數(shù)量的粘合劑部具有獨(dú)特的成分、與基板的接觸表面積和/或 相對于光伏安裝和結(jié)構(gòu)的取向。在另一實(shí)施例中，兩行粘合劑部沿著基板布置在一個或多 個位置，用于倚靠表面來固定基板和光伏器件。在實(shí)施例中，如果確定或者建筑規(guī)范指示來自北向的疾風(fēng)盛行，則和用于固定基 板到表面的剩余部分相比，較大數(shù)量的粘合劑部可以布置在安裝接近北向的部分。另外，粘 合劑部的子集也可以具有比其余粘合劑部更高的強(qiáng)度成分、粘合劑部之間不同的間距和/ 或布置在較高負(fù)荷位置附近的較大接觸表面積。在另一實(shí)施例中，兩行隔開的粘合劑部布 置在高負(fù)荷位置附近，而單行隔開的粘合劑部在基板和表面之間的安裝的其他區(qū)域使用。 當(dāng)然，在另一實(shí)施例中，至少兩行粘合劑部均勻地用在光伏器件安裝周圍，在安裝的其他內(nèi) 部位置具有或不具有粘合劑部。在另一替換實(shí)施例中，如圖4所示，基板44包括多個隔開的切口 50。切口可以幫 助減小例如當(dāng)光伏器件安裝經(jīng)受大風(fēng)負(fù)荷條件時傾向于從表面提起該光伏器件安裝的壓 力。在另一應(yīng)用中，切口可以幫助減小在安裝條件中，例如由于過度伸展基板的一部分導(dǎo)致 的材料張力引起的基板劣化。在另一應(yīng)用中，切口可以幫助減小在安裝之后，例如由于熱循 環(huán)導(dǎo)致的材料張力引起的基板劣化。當(dāng)然，使用的切口的數(shù)目將取決于安裝設(shè)計適應(yīng)的特 定環(huán)境、安裝配置、負(fù)荷條件等。并且在另一替換實(shí)施例中，安裝系統(tǒng)可以結(jié)合隔膜，壓力均 衡閥，以抵消與風(fēng)浮力負(fù)荷條件相關(guān)的有害影響。當(dāng)然，安裝系統(tǒng)40的替換實(shí)施例可以包括上面相對于圖1的安裝系統(tǒng)10討論的 基板或隔膜材料，且可以使用參考圖3的安裝系統(tǒng)30討論的界面層。另外，在其他實(shí)施例 中，基板、非活性層或其他中間層可以包括結(jié)構(gòu)加強(qiáng)或者修改為容納裝配件(比如粘合劑 部)、電學(xué)部件、緊固件、閥門和其他系統(tǒng)部件的部分。在其他光伏器件安裝中，可能希望使用包括可拆卸裝配件或壓載件的裝配系統(tǒng)來 倚靠表面固定光伏器件。壓載件及其布置可以配置成滿足特定環(huán)境、結(jié)構(gòu)的配置、位置特定 的建筑規(guī)范需求、負(fù)荷條件等，用于倚靠表面來固定光伏器件。例如，壓載件可以具有與唯 一材料、形狀、尺寸和質(zhì)量相關(guān)的配置以適合應(yīng)用。一些非限制性示例是低剖面細(xì)長大質(zhì) 量件、在大質(zhì)量部分之上具有較低質(zhì)量部分的圓形、塊狀、兩片件以及穿孔件。在某些實(shí)施例中，裝配系統(tǒng)使用壓載件，所述壓載件配置成倚靠具有基本水平的 取向或斜坡的表面來固定光伏器件，使得光伏器件安裝或其部件并不由于重力影響而發(fā)生 位移。參考圖5，示出根據(jù)本公開的示例性實(shí)施例的光伏安裝系統(tǒng)60。安裝系統(tǒng)60包括 光伏器件62和裝配系統(tǒng)64。在本實(shí)施例中，裝配系統(tǒng)64包括多個隔開的壓載件66。壓載 件配置成倚靠表面68來可拆卸地固定光伏器件62，如圖6所示。如上面討論的，表面例如 可以是建筑物表面(比如屋頂表面)或者結(jié)構(gòu)的蓋子。在該實(shí)施例中，光伏器件62包括接合在一起的活性區(qū)70和非活性區(qū)72?；钚詤^(qū) 是光伏器件配置成將入射光轉(zhuǎn)換成電能的區(qū)域。例如，活性區(qū)70可以包括薄膜雙結(jié)或三結(jié) 太陽能電池構(gòu)造。非活性區(qū)72是不用于將入射光轉(zhuǎn)換成電能的光伏器件區(qū)域。在示例性 實(shí)施例中，制造光伏器件使得非活性區(qū)不是單獨(dú)件，而是從活性區(qū)延伸的集成部分。
在一個實(shí)施例中，非活性區(qū)具有在遠(yuǎn)離活性區(qū)的方向上延伸的相似材料的薄膜結(jié) 構(gòu)。在另一實(shí)施例中，非活性區(qū)由不同于活性區(qū)的材料構(gòu)成。在另一實(shí)施例中，非活性區(qū)具 有與活性區(qū)不同的厚度。在其他實(shí)施例中，非活性區(qū)的部分被結(jié)構(gòu)加強(qiáng)或修改以適應(yīng)壓載 件或用于可拆卸地固定壓載件的緊固件。另外，在一些實(shí)施例中，非活性區(qū)可以包括上面參 考圖4的安裝系統(tǒng)40討論的切口。壓載件66配置成快速且牢固地固定到光伏器件的非活性區(qū)以推進(jìn)非活性區(qū)(以 及光伏器件的結(jié)合的活性區(qū))與表面相倚靠。另外，壓載件配置成使得它們可以快速且容 易地以非破壞性的方式從非活性區(qū)拆卸且光伏器件并不由于該拆卸過程而變得不能操作。 在示例性實(shí)施例中，壓載件和非活性區(qū)配置為使得最小數(shù)目的工具用于壓載件與非活性區(qū) 的組裝或去除。在一個實(shí)施例中，壓載件和非活性區(qū)配置為不需要工具將兩者固定在一起或者從 非活性區(qū)非破壞性地拆卸壓載件。在一些實(shí)施例中，光伏器件可以被倚靠表面固定且稍后 以非破壞性方式從表面拆卸從而不劣化非活性區(qū)。在其他實(shí)例中，非活性區(qū)、基板或中間層 的一部分可能由于壓載件的拆卸而劣化，但是并不劣化到由于該拆卸過程在下一次安裝時 光伏器件不能操作的程度。壓載件及其固定配置使得拆卸壓載件不需要切斷或刺穿非活性 區(qū)、基板或中間層。在一個實(shí)施例中，至少其中一個壓載件66通過粘合劑(諸如冷結(jié)合粘合劑)可拆 卸地固定到非活性區(qū)72。在替換實(shí)施例中，至少其中一個壓載件利用鉤環(huán)緊固器件可拆卸 地固定到非活性區(qū)。在另一替換實(shí)施例中，至少其中一個壓載件利用絲扣緊固件固定到非 活性區(qū)。例如，緊固件可以是平頭位于非活性區(qū)的底面(非暴露面)的螺栓，其中螺栓的螺 母部分沿著非活性區(qū)材料的厚度延伸并延伸到或穿過布置在非活性區(qū)的暴露面的壓載件。在某些實(shí)施例中，選擇壓載件的數(shù)目、它們的配置和/或布置以承受在光伏器件 安裝的位置的某些條件，諸如但不限于風(fēng)負(fù)荷、振動移動以及環(huán)境元素。例如，在某些實(shí)施 例中，壓載件具有獨(dú)特配置來在單一預(yù)定負(fù)荷條件期間保持光伏器件倚靠表面。例如，且在一個實(shí)施例中，某一數(shù)目的壓載件(每一個具有基本相似的配置)沿著 非活性區(qū)布置以在一地理位置的預(yù)定風(fēng)浮力條件下保持非活性區(qū)和光伏器件倚靠表面。在 另一實(shí)施例中，與用于保持光伏器件的非活性區(qū)倚靠表面的剩余壓載件相比，某一數(shù)目的 壓載件具有獨(dú)特配置和/或與非活性區(qū)的接觸表面積，或相對于光伏器件安裝和結(jié)構(gòu)的取 向。在另一實(shí)施例中，兩行或更多的隔開的壓載件在高負(fù)荷的位置附近布置，而單行隔開的 壓載件可以用在不經(jīng)歷雙行壓載件所處區(qū)域的高負(fù)荷的裝置的其他區(qū)域處。在另一實(shí)施例中，接觸非活性區(qū)的壓載件的表面包括紋理，使得當(dāng)壓載件與非活 性區(qū)相倚靠布置時，壓載件沿著非活性區(qū)的移動被阻止。且在另一實(shí)施例中，非活性區(qū)的表 面可以具有阻止接觸壓載件沿著非活性區(qū)移動的紋理。當(dāng)然，壓載件和非活性區(qū)均可以具 有接觸紋理化的表面以阻止壓載件沿著非活性區(qū)移動。在另一示例性實(shí)施例中，且參考圖7，示出光伏系統(tǒng)80。安裝系統(tǒng)80包括固定到 界面層84的光伏器件82、基板86、以及具有多個隔開的裝配件或壓載件的裝配系統(tǒng)88。在 該實(shí)施例中，界面層84布置在光伏器件82和基板86之間。界面層84基本類似于圖3的 安裝系統(tǒng)30的界面層34且可以具有參考界面層34討論的替換形式。當(dāng)然，在替換實(shí)施例 中，基板86可以具有如參考圖1的安裝系統(tǒng)10的基板14討論的替換形式。裝配系統(tǒng)88可以類似于光伏安裝60的裝配系統(tǒng)64和/或合并了上面討論的替換實(shí)施例。參考圖8，示出根據(jù)另一示例性實(shí)施例的光伏安裝系統(tǒng)100。安裝系統(tǒng)100包括多 個隔開的光伏器件102a、102b、102c和102d、基板104以及裝配系統(tǒng)106。在本實(shí)施例中， 裝配系統(tǒng)106包括多個隔開的壓載件108。壓載件配置成倚靠表面來固定基板104 (光伏器 件固定到其上)。壓載件還配置成可從基板非破壞性拆卸，且光伏器件并不由于該拆卸過程 變得不能操作。在本實(shí)施例中，基板104還包括多個隔開的切口 110，其目的基本類似于此 前討論的圖4的安裝系統(tǒng)40的切口 50。在其他替換實(shí)施例中，利用壓載件蓋子，壓載件被固定到光伏器件的非活性區(qū)或 者中間層或基板。在這種實(shí)施例中，壓載件僅放置在非活性區(qū)或基板的暴露區(qū)域上且通過 蓋子可拆卸地保持在適當(dāng)位置。蓋子布置在壓載件上，與非活性區(qū)或基板接觸。在某些實(shí) 施例中，蓋子是布置在壓載件之上的單獨(dú)部件，且可拆卸地附著到非活性區(qū)或基板。在替換 實(shí)施例中，蓋子是非活性區(qū)或基板的集成部分。在這種實(shí)施例中，壓載件蓋包括蓋固定件，該蓋固定件配置成可拆卸地固定到非 活性區(qū)或基板的互補(bǔ)固定件。在某些實(shí)施例中，類似于上面參考粘合劑部和壓載件的獨(dú)特 配置以適合特定環(huán)境和/或負(fù)荷條件所討論的，利用固定件的壓載件布置可以具有獨(dú)特的 配置以適合應(yīng)用。在一個示例性實(shí)施例中，盡管壓載件可以基本類似，但是和安裝的其他位 置的剩余壓載件相比，某一數(shù)目的蓋子/固定件可以具有較高強(qiáng)度配置以用于在經(jīng)歷較高 負(fù)荷的安裝的位置固定壓載件。在此處考慮的實(shí)施例中，固定件可以具有各種配置，諸如可降解/可去除的粘合 劑、鉤環(huán)緊固器件、搭扣配合部件或推拉鎖型機(jī)制。鉤環(huán)緊固件包括金屬、塑料型機(jī)械部件 或總部在新漢普郡的曼徹斯特的Velcro USA供應(yīng)的Velcro產(chǎn)品。在其他實(shí)施例中，中間 層、非活性區(qū)、基板或界面層包括被結(jié)構(gòu)加強(qiáng)或修改以容納此位置的固定件的部分。在又一替換實(shí)施例中，壓載件本身可以具有這種配置壓載固定件是配置成可拆 卸地固定到非活性區(qū)或基板的互補(bǔ)固定件的壓載件的集成部分。例如，壓載件可以具有諸 如粘合劑、鉤環(huán)緊固器件、搭扣配合部件或推拉鎖型機(jī)制的集成緊固件。在又一替換實(shí)施例 中，壓載緊固件是蓋子，其中該蓋子具有嚙合互補(bǔ)基板固定件的蓋固定件。在另一示例中，壓載件包括強(qiáng)制嚙合互補(bǔ)母件(female)部分由此倚靠基板來可 拆卸地固定壓載件的搭扣配合公件部分。在另一示例中，接合到壓載固定件的部件滑動地 嚙合互補(bǔ)基板固定件且合并可拆卸地固定壓載固定件與基板固定件的嚙合鎖，以倚靠基板 來可拆卸地固定壓載件。在一些實(shí)施例中，可拆卸嚙合鎖定機(jī)制以類似于座位安全帶扣的 方式操作。在替換實(shí)施例中，除了固定件之外，可以使用壓載件蓋以將壓載件固定到非活性 區(qū)或基板。還可以考慮，在某些應(yīng)用中，裝配系統(tǒng)包括用于可拆卸地將光伏器件固定到表面 的壓載件和粘合劑部的組合。而且，在光伏器件可以從一個地點(diǎn)遷至具有不同環(huán)境條件和/ 或結(jié)構(gòu)的另一地點(diǎn)的其他應(yīng)用中，可能希望將先前的裝配系統(tǒng)改變?yōu)椴煌难b配系統(tǒng)以適 應(yīng)新的安裝。此處旨在表明，粘合劑部配置和壓載件配置的某些實(shí)施例可以非破壞性地從 附著部件去除，使得裝配系統(tǒng)的新配置可以與被重新安置的光伏器件一起使用以適合新安 裝。還可以考慮，在另一實(shí)施例中，光伏器件非破壞性地附著在布置在不規(guī)則表面上的基板之上，該不規(guī)則表面諸如但不限于砂礫、灰塵、草等。附著方法包括前面考慮粘合劑 和/或壓載件的應(yīng)用所討論的那些方法。在另一替換實(shí)施例中，隔開的壓載件僅布置在光伏器件的非活性區(qū)或基板的暴露 區(qū)域上以推進(jìn)光伏器件與表面相倚靠。在該實(shí)施例中，壓載件不固定到非活性區(qū)，而是由于 壓載件的質(zhì)量而推進(jìn)非活性區(qū)與裝配表面相倚靠。在示例性實(shí)施例中，壓載件被穿孔以減 小例如經(jīng)歷風(fēng)負(fù)荷的表面積，使得壓載件保持非活性區(qū)或基板倚靠表面。壓載件還可以利 用空氣動力學(xué)被配置為使得風(fēng)負(fù)荷不太可能使壓載件發(fā)生位移。例如，壓載件可以包括圓 形或錐形部等以減小壓載件由于風(fēng)負(fù)荷而移位的機(jī)會。在另一替換實(shí)施例中，隔開的壓載 件可以使用通過穿孔部分的連接件(例如，線纜或桿)耦合在一起。在該實(shí)施例中，任何一 個壓載件較不可能在經(jīng)受大風(fēng)負(fù)荷時相對于其他壓載件移動很大的距離。在又一替換實(shí)施例中，壓載件還具有用于插入和去除壓載材料的裝置。例如，壓載 件可以具有填充和排泄端口或者用于填充和稍后去除壓載材料的可拆卸部分。具有這種配 置的壓載件可以在選擇和改變壓載材料方面具有效用和靈活性以適合安裝光伏器件的特 定環(huán)境和/或負(fù)荷條件。剛剛討論的壓載件的配置還提供不必運(yùn)輸沉重壓載件的益處。在某些實(shí)施例中，自由隔開的壓載件可以配置成使得壓載件的第一部分配置且定 位為在諸如大風(fēng)負(fù)荷或振動負(fù)荷的環(huán)境條件中保持光伏器件的一部分倚靠表面。壓載件的 第二部分具有不同的配置且定位于在不同于壓載件的第一部分經(jīng)歷的負(fù)荷條件中保持光 伏器件的另一部分倚靠表面。當(dāng)然，利用自由隔開的壓載件的光伏器件安裝可以包括此前 討論的諸如中間層、隔膜或界面層的一層或更多層。還可以考慮，此處討論的實(shí)施例還可以配置成遵循諸如安全監(jiān)測實(shí)驗室或工廠互 保研究中心(UL/FM)這樣的組織設(shè)定的規(guī)范。例如，包括可非破壞性地拆卸的裝配系統(tǒng)的 光伏器件安裝滿足涉及材料、尺寸、重量、強(qiáng)度、電學(xué)、點(diǎn)火/火焰、昆蟲、嚙齒動物等規(guī)范的 某些組織需要。盡管上面的描述涉及利用固定光伏器件的可非破壞性地拆卸的裝配系統(tǒng)的光伏 器件安裝的某些實(shí)施例，本發(fā)明的原理可應(yīng)用于此處未公開的光伏器件安裝的其他實(shí)施 例。鑒于此處提出的教導(dǎo)，其他本發(fā)明的修改和變型對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說是顯而易見的。 上面是特定實(shí)施例的說明，絕非其實(shí)踐的限制。下面包括所有等價權(quán)利的權(quán)利要求限定了 本發(fā)明的范圍。
權(quán)利要求
1.一種用于倚靠表面來固定光伏器件的裝配系統(tǒng)，該裝配系統(tǒng)包含用于將光伏器件的 非活性區(qū)固定到表面的裝配件，該裝配件配置成使得非活性區(qū)能夠從表面非破壞性地拆卸 且光伏器件并不由于該拆卸過程而變得不能操作。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝配系統(tǒng)，其中該表面是平面表面。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝配系統(tǒng)，其中該裝配件利用干涉配合嚙合將光伏器件的非 活性區(qū)固定到表面。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝配系統(tǒng)，還包含在該非活性區(qū)周圍隔開的多個裝配件，至 少其中兩個裝配件利用干涉配合嚙合，所述裝配件的每一個配置成使得非活性區(qū)的一部分 能夠從表面非破壞性地拆卸且光伏器件并不由于該拆卸過程而變得不能操作。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝配系統(tǒng)，其中所述裝配件具有在光伏器件上施加的預(yù)定負(fù) 荷條件期間將光伏器件的非活性區(qū)固定到表面的配置。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝配系統(tǒng)，還包含基板，光伏器件固定到該基板，其中，所述 裝配件在該基板周圍隔開以用于將基板固定到表面，所述裝配件的每一個配置成使得基板 的一部分能夠從表面非破壞性地拆卸且光伏器件并不由于該拆卸過程而變得不能操作。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝配系統(tǒng)，還包含布置在光伏器件和基板之間的界面層。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝配系統(tǒng)，其中該光伏器件的非活性區(qū)還包括切口。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝配系統(tǒng)，其中該裝配件是粘合劑部。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝配系統(tǒng)，其中該粘合劑部具有在光伏器件上施加的預(yù)定 負(fù)荷條件期間將光伏器件的非活性區(qū)固定到表面的配置。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝配系統(tǒng)，其中該粘合劑部包含施加到非活性區(qū)的第一部 分和施加到表面的第二部分，其中該第一和第二粘合劑部分的每一個具有使得在粘合劑部 的第一和第二部分之間接觸期間激活結(jié)合的配置。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的裝配系統(tǒng)，其中該第一和第二粘合劑部分的每一個具有這 種配置在粘合劑部的第一和第二部分之間接觸之后，當(dāng)向通常與第一粘合劑部分相對的 非活性區(qū)施加能量時激活結(jié)合。
13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝配系統(tǒng)，其中該粘合劑部具有這種配置通過施加能量到 粘合劑部附近的區(qū)域以從表面非破壞性地拆卸非活性區(qū)，其被劣化。
14.根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝配系統(tǒng)，其中該粘合劑部具有這種配置通過向粘合劑部 施加溶液以從表面非破壞性地拆卸非活性區(qū)，其被劣化。
15.根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝配系統(tǒng)，還包含多個隔開的粘合劑部以用于將非活性區(qū) 固定到表面，所述粘合劑部的每一個配置為使得非活性區(qū)的一部分能夠從表面非破壞性地 拆卸且光伏器件并不由于該拆卸過程而變得不能操作。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的裝配系統(tǒng)，其中該多個粘合劑部具有在光伏器件上施加的 預(yù)定負(fù)荷條件期間將光伏器件的非活性區(qū)固定到表面的配置。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的裝配系統(tǒng)，其中所述粘合劑部的配置包括具有第一配置的 第一組粘合劑部以及具有第二配置的第二組粘合劑部，粘合劑部的第一配置在預(yù)定負(fù)荷條 件期間將非活性區(qū)的第一部分固定到表面，粘合劑部的第二配置在不同于該預(yù)定負(fù)荷條件 的負(fù)荷條件期間將非活性區(qū)的第二部分固定到表面。
18.根據(jù)權(quán)利要求15所述的裝配系統(tǒng)，還包含基板，光伏器件固定到該基板，其中，所述粘合劑部在該基板周圍隔開以用于將該基板固定到表面，所述粘合劑部的每一個配置成 使得基板的一部分能夠從表面非破壞性地拆卸且光伏器件并不由于該拆卸過程而變得不 能操作。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的裝配系統(tǒng)，其中所述粘合劑部的配置包括具有第一配置的 第一組粘合劑部以及具有第二配置的第二組粘合劑部，粘合劑部的第一配置在預(yù)定負(fù)荷條 件期間將基板的第一部分固定到表面，粘合劑部的第二配置在不同于該預(yù)定負(fù)荷條件的負(fù) 荷條件期間將基板的第二部分固定到表面。
20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的裝配系統(tǒng)，其中多個隔開的光伏器件被固定到基板。
21.根據(jù)權(quán)利要求18所述的裝配系統(tǒng)，還包含布置在光伏器件和基板之間的界面層。
22.根據(jù)權(quán)利要求18所述的裝配系統(tǒng)，其中該基板還包括切口。
23.一種用于倚靠表面來固定光伏器件的裝配系統(tǒng)，該裝配系統(tǒng)包括布置在光伏器件 的非活性區(qū)上的多個隔開的壓載件，其中所述壓載件推進(jìn)非活性區(qū)與表面相倚靠。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的裝配系統(tǒng)，其中該表面是平面表面。
25.根據(jù)權(quán)利要求23所述的裝配系統(tǒng)，其中所述壓載件被穿孔。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的裝配系統(tǒng)，其中所述隔開的壓載件使用利用孔的一部分的 連接件耦合在一起。
27.根據(jù)權(quán)利要求23所述的裝配系統(tǒng)，還包含基板，光伏器件固定到該基板，所述隔開 的壓載件布置在基板上且所述壓載件推進(jìn)基板與表面相倚靠。
28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的裝配系統(tǒng)，其中，所述壓載件牢固地固定到基板，且所述壓 載件的每一個配置成能夠從基板非破壞性地拆卸且光伏器件并不由于該拆卸過程而變得 不能操作。
29.根據(jù)權(quán)利要求28所述的裝配系統(tǒng)，其中所述壓載件中的至少一個使用粘合劑被可 拆卸地固定到基板。
30.根據(jù)權(quán)利要求28所述的裝配系統(tǒng)，其中所述壓載件中的至少一個利用鉤環(huán)緊固件 被可拆卸地固定到基板。
31.根據(jù)權(quán)利要求28所述的裝配系統(tǒng)，其中所述壓載件中的至少一個包括嚙合互補(bǔ)基 板固定件的壓載固定件。
32.根據(jù)權(quán)利要求31所述的裝配系統(tǒng)，其中該壓載固定件是搭扣配合、鉤環(huán)或嚙合-鎖 緊固件之一。
33.根據(jù)權(quán)利要求31所述的裝配系統(tǒng)，其中該壓載固定件是布置在該壓載件上的蓋 子，該蓋子具有嚙合互補(bǔ)基板固定件的蓋固定件。
34.根據(jù)權(quán)利要求33所述的裝配系統(tǒng)，其中該蓋子是基板的集成部分。
35.根據(jù)權(quán)利要求31所述的裝配系統(tǒng)，還包含布置在光伏器件和基板之間的界面層。
36.根據(jù)權(quán)利要求31所述的裝配系統(tǒng)，其中所述壓載件的配置包括具有第一配置的第 一組壓載件以及具有第二配置的第二組壓載件，壓載件的第一配置在預(yù)定負(fù)荷條件期間將 基板的第一部分固定到表面，壓載件的第二配置在不同于該預(yù)定負(fù)荷條件的負(fù)荷條件期間 將基板的第二部分固定到表面。
37.一種將光伏器件固定到表面的方法，該方法包含沿著基板的非暴露面布置裝配件，其中光伏器件固定到該基板的暴露面；以及將裝配件固定到表面，該裝配件配置成使得基板能夠從表面非破壞性地拆卸且光伏器 件并不由于該拆卸過程而變得不能操作。
38.根據(jù)權(quán)利要求37所述的方法，其中所述裝配件中的至少一個包含粘合劑部或搭扣 配合緊固件。
39.根據(jù)權(quán)利要求38所述的方法，其中該粘合劑部包含施加到基板的第一部分和施加 到表面的第二部分，其中該第一和第二粘合劑部分具有使得在粘合劑部的第一和第二部分 之間接觸期間激活結(jié)合的配置。
40.根據(jù)權(quán)利要求39所述的方法，其中該粘合劑部具有這種配置通過施加能量到粘 合劑部附近的區(qū)域以從表面非破壞性地拆卸基板，其被劣化。
41.根據(jù)權(quán)利要求37所述的方法，還包含在光伏器件和基板之間設(shè)置界面層的步驟。
全文摘要
根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例提供一種用于將光伏器件固定到表面的裝配系統(tǒng)。該裝配系統(tǒng)包含用于將光伏器件的非活性區(qū)固定到表面的一個或多個裝配件。該裝配件配置成使得非活性區(qū)可從表面非破壞性地拆卸且光伏器件并不由于該拆卸過程而變得不能操作。在示例性實(shí)施例中，該裝配系統(tǒng)包括裝配件的獨(dú)特配置，以用于在光伏器件上施加的預(yù)定負(fù)荷條件期間倚靠表面來固定光伏器件。
文檔編號H01L31/042GK102007602SQ200980113763
公開日2011年4月6日 申請日期2009年2月17日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月19日
發(fā)明者J·考爾, S·古哈, U·瓦德 申請人:聯(lián)合太陽能奧沃尼克有限責(zé)任公司