專利名稱：太陽能電池組件陣列的裝配結(jié)構(gòu)、方法及電能生成系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種太陽能電池組件陣列的裝配結(jié)構(gòu)，一種裝配太陽能電池組件的方法，一種用于太陽能電池組件串接線電纜布線的布置連接方法，和一個(gè)陽光電所生成系統(tǒng)。本發(fā)明在這里所述的術(shù)語“太陽能電池組件”尤其是指包含由樹脂材料密封的光電器件組形成的模型組件，這里的光電器件組包括多個(gè)相互電氣連接的光電器件。術(shù)語“太陽能電池組件串”表示一個(gè)集成電路，包括多個(gè)相互電氣串聯(lián)連接的太陽能電池組件。術(shù)語“太陽能電池組件陣列”表示一個(gè)陣列，其中排列有多個(gè)太陽能電池組件串，它們相互在電氣上并聯(lián)連接。
近年來，世界上的人們關(guān)于環(huán)境和能源的社會(huì)覺悟愈來愈有所增強(qiáng)，尤其是地球愈來愈熱，原因在于大氣中含有的CO2的濃度增強(qiáng)，引起所謂的溫室效應(yīng)，帶來一系列的嚴(yán)重問題。因此，盡早實(shí)現(xiàn)一個(gè)能夠提供清潔能源的功率生成系統(tǒng)，并且在熱功率生成的同時(shí)不會(huì)大量產(chǎn)生CO2，已經(jīng)成為現(xiàn)代社會(huì)的迫切需求。
對(duì)于這種功率生成系統(tǒng)，公眾的注意力焦點(diǎn)在于陽光電所生成系統(tǒng)(即太陽能功率生成系統(tǒng))，原因在于，使用太陽能發(fā)電是一種清潔的功率生成系統(tǒng)，如果需要，這種發(fā)電系統(tǒng)可以在世界上任何地方使用。而且作為發(fā)電的能源，太陽能可以獲得比較高的發(fā)電效率，并且無需進(jìn)行復(fù)雜及煩瑣的安裝，可以預(yù)期，太陽能發(fā)電可以適應(yīng)將來對(duì)電功率的愈來愈高的需求，并且不會(huì)造成對(duì)人類環(huán)境的破壞。人們可以預(yù)料到的是，這種陽光電所生成系統(tǒng)將得到愈來愈廣泛的使用，不僅可應(yīng)用在居住的建筑物上，而且在不遠(yuǎn)的將來還可以應(yīng)用在公共設(shè)施上。人們還期望，陽光電所生成系統(tǒng)將來可以用作發(fā)電設(shè)備。
目前，陽光電所生成系統(tǒng)已經(jīng)使用在某些私人住宅上和少量公共設(shè)施上，將陽光電所生成系統(tǒng)用于公共設(shè)施逐漸增加，這是將來必然的發(fā)展趨勢(shì)。
現(xiàn)有的陽光電所生成系統(tǒng)例如采用搭排架安裝方式的太陽能電池組件，它包括一個(gè)安裝在房頂上的排架上的框式太陽能電池組件，一種建筑材料集成式太陽能電池組件是與建筑材料共同制成的太陽能電池組件，一種房頂材料集成式太陽能電池組件是與房頂材料共同制成的太陽能電池組件。人們正從事于各種有關(guān)的研究，目的是進(jìn)一步改進(jìn)這些現(xiàn)有的太陽能電池組件。尤其是所述的建筑材料集成式太陽能電池組件和房頂材料集成式太陽能電池組件的優(yōu)點(diǎn)是施工工效高和室外使用的性能，因此人們一直致力于大量開發(fā)研究太陽能電池組件。
圖2表示現(xiàn)有的太陽能電池組件(太陽能電池板)的結(jié)構(gòu)實(shí)例。在圖2中，標(biāo)號(hào)201表示一個(gè)側(cè)表面護(hù)板，標(biāo)號(hào)202是內(nèi)填充件，標(biāo)號(hào)203是光電器件，標(biāo)號(hào)204是背側(cè)護(hù)板，標(biāo)號(hào)205是框架，標(biāo)號(hào)206是輸出電能的引線盒，位于背側(cè)護(hù)板204的后表面上，標(biāo)號(hào)207是連接件，從引線盒206延伸出。前側(cè)護(hù)板201是一個(gè)厚度大約3MM的強(qiáng)化玻璃板，后側(cè)護(hù)板204是具有耐氣候性的樹脂膜，例如TEDLAR(商標(biāo)名，包含PVF(聚氟乙烯))膜。內(nèi)填充件202放置在前側(cè)護(hù)板201和后側(cè)護(hù)板204之間，使光電器件203被內(nèi)填充件202密封，所述的內(nèi)填充件202可以使用EVA樹脂(聚乙烯醇縮醛共聚物)，這種材料經(jīng)常使用在室外，具有耐氣候性。
一般，太陽能電池組件被安裝在建筑物的房頂上，由此產(chǎn)生的問題將在下面詳細(xì)描述。
日本待審專利文獻(xiàn)第86066/1996公開了一種被安裝在建筑物的房頂上的太陽能電池組件，但是當(dāng)建筑物附近發(fā)生火災(zāi)時(shí)，大火向所述的建筑物蔓延，被安裝在建筑物的房頂上的太陽能電池組件暴露在大火中或受到燃燒著的大火的熱輻射，由于火焰或過熱，太陽能電池組件的玻璃板發(fā)生斷裂，作為內(nèi)填充件的EVA燃燒熔化或流到外面。
另外，日本待審專利文獻(xiàn)第148614/1997公開了一種帶有玻璃前側(cè)護(hù)板的太陽能電池組件，但是當(dāng)建筑物附近發(fā)生火災(zāi)時(shí)，大火向所述的建筑物蔓延，被安裝在建筑物的房頂上的太陽能電池組件的玻璃護(hù)板暴露在大火中或受到燃燒著的大火的熱輻射，由于火焰或過熱，太陽能電池組件的玻璃板發(fā)生斷裂，斷裂的玻璃散沙，作為內(nèi)填充件的EVA燃燒熔化或流到外面，引起房頂?shù)南聦又稹?br> 于是，圖2所示結(jié)構(gòu)的太陽能電池組件存在如下問題，當(dāng)建筑物附近發(fā)生火災(zāi)時(shí)，大火向所述的建筑物蔓延，被安裝在建筑物的房頂上的太陽能電池組件的表層玻璃護(hù)板暴露在大火中或受到燃燒著的大火的熱輻射，由于火焰或過熱，太陽能電池組件的玻璃板發(fā)生斷裂，斷裂的玻璃散射，作為內(nèi)填充件的EVA燃燒熔化或流到外面。
在被安裝在建筑物的房頂上的太陽能電池組件用于生成電能的情況下，采用了下面將解釋的方式，首先提供若干已經(jīng)制成的太陽能電池組件，這些預(yù)定量的太陽能電池組件相互串聯(lián)電氣連接在一起，得到多個(gè)太陽能電池組件串，將這些太陽能電池組件串通過電纜相互電氣連接，形成一個(gè)房頂上的太陽能電池陣列。
本發(fā)明通過對(duì)這些太陽能電池陣列的實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果，發(fā)現(xiàn)這樣一種現(xiàn)象，當(dāng)火災(zāi)發(fā)生在太陽能電池陣列附近時(shí)，由于火焰的熱輻射，使太陽能電池組件連接電纜的護(hù)套發(fā)生故障，造成連接電纜護(hù)套的損壞或被熱熔化，從而引起所述相互電氣連接的電纜的短路事故。
過去，人們幾乎沒有考慮過被安裝在建筑物的房頂上的太陽能電池組件的連接電纜及其工作中可能發(fā)生的情況。
因此在現(xiàn)有技術(shù)中，進(jìn)入建筑物的連接電纜一般是采用如下所述的布線方案。
(1)一種情況，不管是正極還是負(fù)極，連接電纜共同穿過位于房頂上的一個(gè)入口引入所述的建筑物。
(2)一種情況，直到連接電纜被引入建筑物后，連接電纜的正極和負(fù)極相互交叉和相互接觸。
如果連接電纜的布線如上(1)或(2)所述的方式完成連接后，它們中的某些部分是暴露的，使這些連接電纜相互接觸，在這種情況下，它們之間存在發(fā)生短路的危險(xiǎn)。
當(dāng)具有所述的暴露部分的連接電纜相互接觸時(shí)，由于它們都電氣連接到一個(gè)具有直流電路接地故障檢測(cè)器的變換器上，該檢測(cè)器能夠在某種程度上檢測(cè)出是否發(fā)生電氣短路事故，因此一直被認(rèn)為可以預(yù)先防止發(fā)生第二次災(zāi)害或損壞。
可是，人們不僅希望改進(jìn)安全性能，而且希望提供可靠的安全測(cè)量。
本發(fā)明的目的是能夠解決現(xiàn)有技術(shù)在所希望的裝配地點(diǎn)例如在建筑物的房頂上安裝太陽能電池組件所出現(xiàn)的問題。
本發(fā)明的另外一個(gè)目的是提供一種太陽能電池組件陣列的安裝結(jié)構(gòu)，安裝太陽能電池組件的安裝方法，和布置太陽能電池組件串的連接電纜的布線方法，這種方法已經(jīng)克服了如上所述的現(xiàn)有技術(shù)的問題，還提供一種陽光電能生成系統(tǒng)。
本發(fā)明的另外一個(gè)目的是提供一種太陽能電池組件陣列的安裝結(jié)構(gòu)，安裝太陽能電池組件的安裝方法，和布置太陽能電池組件串的連接電纜的布線方法，還提供一種陽光電能生成系統(tǒng)，使一般施工工人能夠高效完成所要求的布線工作，并且布線過程中不會(huì)造成連接電纜的損壞。
本發(fā)明的另外一個(gè)目的是提供一種太陽能電池組件陣列的安裝結(jié)構(gòu)，其中多個(gè)太陽能電池組件串布置在所要求的安全位置上，所述的多個(gè)太陽能電池組件串帶有多個(gè)太陽能電池組件，一個(gè)將太陽能電池組件相互連接的電纜將多個(gè)太陽能電池組件電氣連接，一個(gè)正極串連接電纜和一個(gè)負(fù)極串連接電纜，其特征在于，還提供一個(gè)非接觸裝置，使所述的正極串連接電纜和所述的負(fù)極串連接電纜之間或者所述的太陽能電池組件相互連接電纜和所述的正極串連接電纜或者/和所述的負(fù)極串連接電纜之間不相接觸。
本發(fā)明的另外一個(gè)目的是提供一種太陽能電池組件陣列的安裝方法，包括將多個(gè)太陽能電池組件串布置在所要求的位置，所述的多個(gè)太陽能電池組件串包括多個(gè)太陽能電池組件，一個(gè)將太陽能電池組件相互連接的電纜將多個(gè)太陽能電池組件電氣連接，一個(gè)正極串連接電纜和一個(gè)負(fù)極串連接電纜，其特征在于，還提供一個(gè)非接觸裝置，使所述的正極串連接電纜和所述的負(fù)極串連接電纜之間或者所述的太陽能電池組件相互連接電纜和所述的正極串連接電纜或者/和所述的負(fù)極串連接電纜之間不相接觸。
本發(fā)明的另外一個(gè)目的是提供一種太陽能電池組件陣列的安裝結(jié)構(gòu)，包括將多個(gè)太陽能電池組件串布置在所要求的安裝位置，所述的多個(gè)太陽能電池組件串包括多個(gè)太陽能電池組件，一個(gè)將太陽能電池組件相互連接的電纜將多個(gè)太陽能電池組件電氣連接，一個(gè)正極串連接電纜和一個(gè)負(fù)極串連接電纜，其特征在于，所述的多個(gè)太陽能電池組件和每個(gè)所述的太陽能電池組件相互連接電纜，所述的正極串連接電纜和負(fù)極串連接電纜是這樣布置的，使所述的正極串連接電纜和所述的負(fù)極串連接電纜之間或者所述的太陽能電池組件相互連接電纜和所述的正極串連接電纜或者/和所述的負(fù)極串連接電纜之間不相接觸。
本發(fā)明的另外一個(gè)目的是提供一種太陽能電池組件陣列的安裝方法，包括將多個(gè)太陽能電池組件串布置在所要求的安裝位置，所述的多個(gè)太陽能電池組件串包括多個(gè)太陽能電池組件，一個(gè)將太陽能電池組件相互連接的電纜將多個(gè)太陽能電池組件電氣連接，一個(gè)正極串連接電纜和一個(gè)負(fù)極串連接電纜，其特征在于，所述的多個(gè)太陽能電池組件和每個(gè)所述的太陽能電池組件相互連接電纜，所述的正極串連接電纜和負(fù)極串連接電纜是這樣布置的，使所述的在正極串連接電纜和所述的負(fù)極串連接電纜之間或者所述的太陽能電池組件相互連接電纜和所述的正極串連接電纜或者/和所述的負(fù)極串連接電纜之間不相接觸。
本發(fā)明的另外一個(gè)目的是提供一種陽光電能生成系統(tǒng)，包括前述的任何太陽能電池組件安裝結(jié)構(gòu)和一個(gè)變換器。
根據(jù)本發(fā)明，在正極串連接電纜和負(fù)極串連接電纜之間，以及在這些串電纜和太陽能電池組件相互連接電纜之間都不接觸，由此，相關(guān)的電纜總是能夠維持在各自位置，不會(huì)在電纜之間發(fā)生短路。
圖1(A)和1(B)分別是說明本發(fā)明的太陽能電池組件陣列的安裝結(jié)構(gòu)的一個(gè)實(shí)施例的示意圖。
圖2(A)和2(B)是說明一個(gè)普通太陽能電池組件的示意圖。
圖3(A)和3(B)是說明本發(fā)明中所用的太陽能電池組件的一個(gè)實(shí)施例的示意圖。
圖3(C)和3(D)是說明本發(fā)明中所用的太陽能電池組件的又一個(gè)實(shí)施例的示意圖。
圖4是說明使用一個(gè)防火材料管的本發(fā)明的防電纜接觸方法的一個(gè)實(shí)例的示意圖。
圖5是說明使用一個(gè)防火橋的本發(fā)明的防電纜接觸方法的一個(gè)實(shí)例的示意圖。
圖6是說明使用一個(gè)防火隔板的本發(fā)明的防電纜接觸方法的一個(gè)實(shí)例的示意圖。
圖7是說明采用本發(fā)明的防電纜接觸方法的太陽能電池組件串的竣工方向一個(gè)實(shí)例的示意圖。
圖8是說明采用本發(fā)明的防電纜接觸方法提供在太陽能電池組件之間或在端子盒之間的引出電纜的一個(gè)實(shí)例的示意圖。
圖9是說明本發(fā)明的太陽能電池組件的引線和布局的一個(gè)實(shí)施例的示意圖。
圖10是說明本發(fā)明的太陽能電池組件的引線和布局的又一個(gè)實(shí)施例的示意圖。
圖11(A)是說明本發(fā)明的太陽能電池組件的引線和布局的又一個(gè)實(shí)施例的示意圖。
圖11(B)是說明本發(fā)明的太陽能電池組件的引線和布局的又一個(gè)實(shí)施例的示意圖。
圖12是說明本發(fā)明的太陽能電池組件的引線和布局的又一個(gè)實(shí)施例的示意圖。
圖13是說明根據(jù)本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的一個(gè)陽光功率發(fā)生系統(tǒng)的實(shí)施例的示意圖。
本發(fā)明的目的是解決上述在現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，并且實(shí)現(xiàn)了所述的目的。
下面，本文將介紹本發(fā)明的實(shí)施例。關(guān)于實(shí)施例可以這樣理解，本發(fā)明包含實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的的所有實(shí)施例的改進(jìn)方案。
本發(fā)明的最主要的特征是在一個(gè)安裝場(chǎng)所(或一個(gè)安裝平面)安裝一個(gè)太陽能電池組件陣列時(shí)，采用一種防止接觸方法，能夠防止電纜引線的相互接觸，所述的防止接觸方法是將電纜引線或太陽能電池組件(A)利用一種專用的非接觸裝置實(shí)現(xiàn)的防止接觸方法，或(B)利用一種專用的非接觸布置方式實(shí)現(xiàn)的防止接觸方法。
下面將介紹采用本發(fā)明的非接觸裝置實(shí)現(xiàn)的防止接觸方法(A)。
在這種情況下，將多個(gè)太陽能電池組件串在一個(gè)給定的安裝位置，例如某個(gè)建筑物的房頂上排列布置形成一個(gè)太陽能電池組件陣列，通過一對(duì)正極串接電纜和負(fù)極串接電纜建立各太陽能電池串之間的相互電氣連接，通過例如一個(gè)穿墻通孔，將正極串接電纜和負(fù)極串接電纜拉入建筑物內(nèi)部，將它們電氣連接到一個(gè)變換器上。
這里所述的每個(gè)太陽能電池組件串包括多個(gè)通過太陽能電池組件互連電纜(以下簡(jiǎn)稱組件互連電纜)相互電氣上串聯(lián)連接的太陽能電池組件，所述的從太陽能電池組件中引出的組件互連電纜具有一對(duì)延展的相對(duì)部分，用作一對(duì)電源輸出端子，即一個(gè)太陽能電池組件串的一個(gè)正極電源輸出端子和一個(gè)負(fù)極電源輸出端子。在所述的太陽能電池組件陣列中，通過將它們的正極電源輸出端子與正極串電纜相連接，和將它們的負(fù)極電源輸出端子與負(fù)極串電纜相連接，實(shí)現(xiàn)各太陽能電池組件串之間的相互電氣連接。
關(guān)于上述實(shí)現(xiàn)太陽能電池組件陣列時(shí)引出正極和負(fù)極串電纜，應(yīng)該考慮下面三種有可能使正極和負(fù)極串電纜相互接觸的情況(I)直到正極和負(fù)極串電纜被拉入所述的穿墻通孔內(nèi)部之后，它們才相互接觸(II)直到正極和負(fù)極串電纜被拉入所述的穿墻通孔內(nèi)部之后，正極和/或負(fù)極串電纜與組件互連電纜發(fā)生接觸(III)所述的正極和負(fù)極串電纜在所述的穿墻通孔內(nèi)發(fā)生相互接觸。
例如，在上述可能發(fā)生的情況(I)或(II)下，如圖4所示的本發(fā)明的解決方式，其中在兩個(gè)電纜402之間相互接觸之處，這兩個(gè)電纜中之一被一個(gè)由阻燃材料制成的套管401所包裹，或者如圖5所示的本發(fā)明的解決方式，在兩個(gè)相互可能接觸的電纜502之間，提供一個(gè)由阻燃材料制成的部件501(橋架)，在本實(shí)施例中，這個(gè)橋架501帶有固定用穿透件503，它能夠通過鉚釘、螺釘或錐形楔子等被固定在安裝面上(圖中未示出)。
在上述可能發(fā)生的情況(III)下，如圖6所示的本發(fā)明的解決方式，其中一個(gè)阻燃材料制成的隔板602放置在所述的穿墻通孔601上，使所述的正極串電纜(A)和負(fù)極串電纜(B)分別拉入所述的穿墻通孔601內(nèi)，由此，通過在穿墻通孔內(nèi)的隔板602，串電纜(A)和(B)中的每個(gè)電纜可以單獨(dú)穿入所述的穿墻通孔601內(nèi)。
下面將介紹采用本發(fā)明的防止接觸方法(B)。
為了在建筑物房頂?shù)囊粋€(gè)安裝場(chǎng)所(或安裝表面)上布置一個(gè)太陽能電池組件陣列過程中，能夠避免電纜引線之間發(fā)生接觸，可以在布置太陽能電池組件時(shí)采用一種非接觸布局設(shè)計(jì)，或?qū)τ陔娎|引線采用非接觸式布置方式。這種方法將在下面的第(1)-(5)段中予以詳細(xì)描述(1)當(dāng)布置太陽能電池組件串時(shí)，應(yīng)使它們相對(duì)于它們的正極端子和負(fù)極端子具有一個(gè)共同的方向，尤其是，如圖7所示，當(dāng)多個(gè)太陽能電池組件串703被安裝在一個(gè)安裝表面701上時(shí)，它們的正極端子均位于圖的右側(cè)，而它們的負(fù)極端子均位于圖的左側(cè)，太陽能電池組件串703的正極和負(fù)極串電纜704被布置在一個(gè)沒有太陽能電池組件的區(qū)域702上，這樣，使正極和負(fù)極串電纜704延伸直到位于安裝表面701的邊緣上的穿墻通孔705處均不會(huì)發(fā)生接觸。在這個(gè)實(shí)施例中，在所述的穿墻通孔705內(nèi)安裝了一個(gè)由阻燃材料制成的隔板707，這個(gè)隔板707將穿墻通孔分隔成兩個(gè)空間，于是正極和負(fù)極串電纜704分別被引入該穿墻通孔705內(nèi)，即其中的正極串電纜704通過所述的穿墻通孔的兩個(gè)空間中之一引入通孔內(nèi)，而負(fù)極串電纜704通過所述的穿墻通孔的兩個(gè)空間中的另一個(gè)引入通孔內(nèi)，以此方式，避免了具有不同極性均電纜相互接觸。
(2)所述的串電纜被布置在一個(gè)沒有太陽能電池組件的區(qū)域上，例如，如圖7所示，串電纜704被布置在一個(gè)沒有太陽能電池組件的區(qū)域702上，避免了串電纜之間的相互接觸(圖中未示出)。
(3)由各個(gè)太陽能電池組件構(gòu)成的太陽能電池組件串具有一對(duì)正極端子盒和負(fù)極端子盒，所述的串電纜布置在這兩個(gè)端子盒之間的一個(gè)區(qū)域(沒有太陽能電池組件互連電纜)上，從而避免了串電纜與組件互連電纜之間的相互接觸。
(4)所述的串電纜被布置在一個(gè)位于相鄰的太陽能電池組件之間的邊界部分上，避免了串電纜與組件互連電纜之間的相互接觸。尤其是，例如，如圖8所示，串電纜被布置在一個(gè)位于相鄰的太陽能電池組件801之間的邊界部分(圖中電纜802的橫向部分)上，和夾在太陽能電池組件801的端子盒(圖中未示出)之間的中間位置(圖中電纜802的徑向在“+”和“-”之間的位置)上，避免了串電纜802與組件互連電纜之間的相互接觸。
(5)布置多個(gè)太陽能電池組件串的端子幾乎具有相同的極性，避免了具有不同極性均串電纜相互接觸，尤其是，例如，如圖9所示，多個(gè)太陽能電池組件串布置在一個(gè)安裝表面901上，將串電纜904布置在一個(gè)沒有太陽能電池組件的區(qū)域902上，將串電纜引入在所述的安裝表面901上的穿墻通孔905內(nèi)，在每個(gè)部分907上包括一個(gè)端子盒(如圖所示標(biāo)引“++”或“--”之處)，在此處串電纜904是前后緊接的，這些串電纜被布置成具有相同的極性。
在這個(gè)實(shí)施例中，在所述的穿墻通孔905內(nèi)安裝了一個(gè)由阻燃材料制成的隔板907，這個(gè)隔板907將穿墻通孔分隔成兩個(gè)空間，于是正極和負(fù)極串電纜904分別被引入該穿墻通孔905內(nèi)，即其中的正極串電纜通過所述的穿墻通孔的兩個(gè)空間中之一引入通孔內(nèi)，而負(fù)極串電纜通過所述的穿墻通孔的兩個(gè)空間中的另一個(gè)引入通孔內(nèi)，以此方式，避免了具有不同極性的電纜相互接觸。
下面將結(jié)合


采用本發(fā)明的如上所述的非接觸方法實(shí)現(xiàn)的太陽能電池組件的安裝結(jié)構(gòu)。
圖1(A)是說明一個(gè)太陽能電池組件陣列的安裝結(jié)構(gòu)實(shí)施例的示意圖，多個(gè)房頂材料綜合型太陽能電池被安裝在一個(gè)斜錐形的房頂表面上，其中布置在一排的太陽能電池組件和布置在另一排的太陽能電池組件的連接是復(fù)雜的，它們的邊緣線的方向垂直于水平線。
在圖1(A)中，標(biāo)號(hào)101表示一個(gè)建筑物(圖中未示出)的安裝表面(房頂表面)，標(biāo)號(hào)102是一個(gè)安裝區(qū)域，標(biāo)號(hào)103是一個(gè)太陽能電池組件，標(biāo)號(hào)104是串電纜，每個(gè)標(biāo)號(hào)105A-105C表示一個(gè)穿墻通孔，標(biāo)號(hào)106是一個(gè)阻燃材料部件(阻燃材料隔板)，標(biāo)號(hào)107表示第一太陽能電池組件串，標(biāo)號(hào)108表示第二太陽能電池組件串，標(biāo)號(hào)109表示第三太陽能電池組件串，標(biāo)號(hào)110表示第四太陽能電池組件串(以下為了便于引用，將“太陽能電池組件串”稱為“串”)。
如圖1(A)所示，在該建筑物的房頂表面101的安裝表面102上，在第一排上布置了10個(gè)太陽能電池組件103，在第二排上布置了6個(gè)太陽能電池組件103，在第三排上布置了4個(gè)太陽能電池組件103，這些太陽能電池組件相互由導(dǎo)線相連接，它們中每五個(gè)串聯(lián)連接形成一個(gè)串，四個(gè)串相互并聯(lián)連接。尤其是，其中第一到第四串107-110的每一個(gè)是通過五個(gè)串聯(lián)連接的太陽能電池組件103而形成的，并且第一到第四串107-110通過一個(gè)串電纜104相互并聯(lián)連接。
在房頂表面101的邊界側(cè)開有一個(gè)穿墻通孔105C，從第一到第四串107-110伸出的串電纜104通過這個(gè)穿墻通孔105C引入所述建筑物的內(nèi)部。在房頂表面101上還開有兩個(gè)穿墻通孔105A和105B，每個(gè)位于一個(gè)確定的位置，一個(gè)在左側(cè)，一個(gè)在右側(cè)，所述的串電纜104通過5這些穿墻通孔105A和105B引入，它們分別連接到一個(gè)接線盒(圖中未示出)。尤其是，從第一到第四串107-110伸出的正極串電纜104是通過位于圖中左側(cè)的穿墻通孔105A引入的，而從第一到第四串107-110伸出的負(fù)極串電纜104是通過位于圖中右側(cè)的穿墻通孔105B引入的。
在房頂表面101的邊界側(cè)上開有的穿墻通孔105C中，一個(gè)阻燃材料隔板106包括一個(gè)阻燃材料部件，例如一個(gè)石膏板或由阻燃材料涂覆的鋼板，將其嵌入通孔內(nèi)形成一個(gè)由隔板106分隔出的左側(cè)空間和右側(cè)空間(如圖所示)，從第一到第四串107-110伸出的負(fù)極串電纜104是通過位于圖中穿墻通孔105(左側(cè)的空間引入建筑物內(nèi)的，從第一到第四串107-110伸出的正極串電纜104是通過位于圖中穿墻通孔105C右側(cè)的空間引入建筑物內(nèi)的。
此外，在房頂表面101的區(qū)域內(nèi)沒有太陽能電池組件，而是房頂用材料。
圖1(B)是說明又一個(gè)太陽能電池組件陣列的安裝結(jié)構(gòu)實(shí)施例的示意圖，多個(gè)房頂材料綜合型太陽能電池被安裝在一個(gè)斜錐形的房頂表面上，其中布置在一排的太陽能電池組件和布置在另一排的太陽能電池組件的連接是復(fù)雜的，它們的邊緣線的方向垂直于水平線。
在圖1(B)中的實(shí)施例的作用與在圖1(A)中的實(shí)施例的作用相同，只是串電纜的布置方式改變了，并且所用的穿墻通孔的數(shù)量和位置也不同。尤其是，在本實(shí)施例中，在房頂表面101的邊界側(cè)開有兩個(gè)穿墻通孔105D和105E，正極串電纜和負(fù)極串電纜分別通過這兩個(gè)穿墻通孔105D和105E之一引入所述建筑物的內(nèi)部。也就是說，在本實(shí)施例中，一個(gè)具有給定極性的串電纜通過一個(gè)穿墻通孔引入，另一個(gè)具有不同極性的串電纜通過另一個(gè)穿墻通孔引入，在這種情況下，正極串電纜和負(fù)極串電纜在房頂表面101的邊界側(cè)存在交叉，使這些具有不同極性的電纜有可能相互接觸。但是，通過采用如圖5所示的如上所述的非接觸方式能夠避免上述相互接觸問題。
下面將進(jìn)一步說明本發(fā)明所用的各種材料。
阻燃材料采用阻燃材料制成防接觸裝置，包括管401(如圖4所示)，橋架501(如圖5所示)，隔板(如圖1所示)等，只要是耐燃燒的材料即可使用。這里的特例是能夠涂覆在金屬上的阻燃材料材料，例如石膏板，磚瓦，水泥板和抗熱密封材料等。
太陽能電池組件103太陽能電池組件103可以具有如圖所示3(A)和3(B)所示的構(gòu)造和如圖所示3(C)和3(D)所示的構(gòu)造。
下面將詳細(xì)描述這些太陽能電池組件中每一種的構(gòu)造。
圖3(A)是說明一種框架式太陽能電池組件的實(shí)施例的示意圖；圖3(B)是說明如圖3(A)所示的框架式太陽能電池組件的背面的示意圖?？蚣苁教柲茈姵亟M件包括一個(gè)太陽能電池組件本體，它的外圍部分由一個(gè)鋁框架306支撐，這個(gè)框架的勾搭部分具有一個(gè)]形截面。太陽能電池組件本體包括一個(gè)封裝在一個(gè)填充層302內(nèi)的光電器件組303(具有多個(gè)相互電氣連接的光電器件)，它被密封在一個(gè)表面?zhèn)壬w板301(包括硬化玻璃)和背側(cè)蓋板304之間，標(biāo)號(hào)312表示絕緣材料制成的密封件，安裝在背側(cè)蓋板304的后表面上，用于實(shí)現(xiàn)在太陽能電池組件本體和支撐裝置(鋁框架306)之間的防水密封。
在背側(cè)蓋板304的背面上安裝有一對(duì)連接電纜308的端子盒307，所述的光電器件組303的一對(duì)輸出端子(圖中未示出)伸出與端子盒307相連接。
在框架306的每個(gè)左下和右側(cè)部位上安裝有一個(gè)固定透入件311，利用這個(gè)固定透入件311和例如攻絲螺釘類固定材料，框架306可以被直接固定到房頂頂板(圖中未示出)上。
圖3(C)是說明本發(fā)明中所用的房頂材料綜合型太陽能電池組件的一個(gè)實(shí)施例的示意圖，帶有一個(gè)表面?zhèn)壬w板301(包括耐受氣候變化的樹脂薄膜)和一個(gè)從太陽能電池組件的背面看到的背側(cè)加強(qiáng)蓋板305，如圖所示，房頂材料綜合型太陽能電池組件具有相對(duì)布置的側(cè)端部390和310，其上沒有光電器件，側(cè)端部390通過彎卷向下彎曲，用作屋檐側(cè)多角形部件，側(cè)端部310通過彎卷向上彎曲，用作屋脊側(cè)多角形部件。
如圖3(C)所示，一對(duì)端子盒307具有一個(gè)連接電纜308，布置在背側(cè)加強(qiáng)蓋板305的背面。
圖3(D)是沿圖3(C)的剖面線A-A’的截面圖，在圖3(D)中，一個(gè)太陽能電池組件本體包括一個(gè)封裝在一個(gè)填充層302內(nèi)的光電器件組303(具有多個(gè)相互電氣連接的光電器件)，它被密封在一個(gè)表面?zhèn)壬w板301和背側(cè)蓋板304之間，所述的背側(cè)加強(qiáng)蓋板305層疊放置在背側(cè)蓋板304的背面上。
下面，將描述上述的每一種太陽能電池組件的結(jié)構(gòu)。
所述的光電器件至少具有一個(gè)形成在一個(gè)帶有導(dǎo)電面的基底上的光電轉(zhuǎn)換層，這個(gè)光電轉(zhuǎn)換層可以是單晶硅系列光電轉(zhuǎn)換層，多晶硅系列光電轉(zhuǎn)換層微晶硅系列光電轉(zhuǎn)換層，無定形硅系列光電轉(zhuǎn)換層或混合半導(dǎo)體系列光電轉(zhuǎn)換層。
所述的基底可以包括一個(gè)金屬基底，一個(gè)其表面經(jīng)過電導(dǎo)處理的玻璃基底，一個(gè)其表面經(jīng)過電導(dǎo)處理的樹脂基底，或一個(gè)包括硅晶薄膜的基底。
光電器件組303一個(gè)光電器件在電性能方面具有局限性，因此，一般在設(shè)計(jì)上采用多個(gè)光電器件相互電氣連接為一個(gè)組裝件整體，這個(gè)組裝件整體在本發(fā)明中稱為光電器件組303。
所述的多個(gè)光電器件的電氣連接方式可以是串聯(lián)連接，并聯(lián)連接，或串聯(lián)和并聯(lián)的混合連接。為了使光電器件組303能夠輸出較高功率，所包含的光電器件在電氣上應(yīng)該相互串聯(lián)連接。
在本發(fā)明中，太陽能電池組件內(nèi)的光電器件組303可以由一個(gè)光電器件代替。
表面?zhèn)壬w板301由于太陽能電池組件要求在室外工作很長(zhǎng)時(shí)間，因此要求表面?zhèn)壬w板301能夠保證具有長(zhǎng)期的可靠性。在這種連接中，表面?zhèn)壬w板301的性能除了要求良好的耐氣候性(包括抗?jié)裥?，抗污染性透明度，物理強(qiáng)度和耐久力。因此，表面?zhèn)壬w板301的材料應(yīng)該滿足上述要求。
這種材料的優(yōu)選特例是硬化玻璃和含氟樹脂，例如氟乙稀聚合物樹脂，聚偏二乙稀的含氟樹脂和四氟乙稀基共聚物(ETFE)。此外，還可以使用其他能夠滿足上述要求的材料。
提供的表面?zhèn)壬w板并不總是要，覆蓋其中封裝著光電器件組303的整個(gè)填充層302的前表面，只要確保太陽能電池組件的前述的性能即可，從而只要求提供的表面?zhèn)壬w板使所述的填充層的前表面的所需覆蓋的區(qū)域被覆蓋住。
填充層302所述的填充層103的材料除了具有良好的耐氣候性，粘性，抗熱性耐凍性和防震性能之外，還要求有包裝性能。這里優(yōu)選的材料實(shí)例是EVA(乙稀乙酸乙稀脂共聚物)，EEA(乙稀丙稀酸脂共聚物)，聚稀樹脂，聚氨樹脂，硅樹脂和含氟樹脂。
在這些材料中，EVA是最合適的材料，因?yàn)槿绻麑⑵溆米魈柲茈姵亟M件的材料，它顯示出良好平衡的物理特性。
背側(cè)蓋板304背側(cè)蓋板304應(yīng)當(dāng)具有這樣一個(gè)部件，它具有特殊的絕緣物性和耐久性，這個(gè)部件的優(yōu)選的實(shí)例是采用具有良好絕緣性能和耐久性的樹脂薄膜，例如尼龍薄膜，TEDLAR「商標(biāo)名，包括PVF(氟乙稀聚合物)」薄膜和PET(聚乙稀對(duì)苯二酸脂)薄膜。
后表面加強(qiáng)件305要求后表面加強(qiáng)件305特別是在耐氣候性、牢固程度上和柔韌性方面具有良好的性能，因此，后表面加強(qiáng)件305應(yīng)當(dāng)具有這樣一個(gè)滿足上述要求的部件，它可以是不銹鋼板，平板狀鋼坯，電鍍鋼坯等。
在提供了后表面加強(qiáng)件305的情況下，可以考慮不安裝背側(cè)蓋板304。
框架306框架306包括一個(gè)用鋁處理過的長(zhǎng)邊件或電鍍鋼坯，這種長(zhǎng)邊件是空心的，或者是]形，這些形狀的選擇取決于所用的太陽能電池組件的結(jié)構(gòu)。
端子盒307如圖3(B)或3(C)所示，端子盒307包括與太陽能電池組件相連接的電纜308，用于輸出由太陽能電池組件產(chǎn)生的電功率(直流功率)。
要求端子盒307具有良好的耐熱性，耐濕性，防水性，電絕緣性能，抗凍性阻油性耐氣候性和機(jī)械強(qiáng)度，端子盒的材料應(yīng)當(dāng)滿足上述要求，并且?guī)в幸环N具有良好粘結(jié)性的粘結(jié)劑。
推薦的這種材料是防火塑性材料，這種塑性材料包括工程塑料，具有良好的物理強(qiáng)度，抗震性能，熱阻性能，硬度和抗老化性能。這種材料的特例是聚碳酸脂，聚酰胺，聚縮醛，改進(jìn)的PPO(變性對(duì)聚苯氧)，聚酯，多芳基化合物，非飽和的聚酯，苯酸和環(huán)氧樹脂，另外，根據(jù)使用的環(huán)境，還可以選用熱塑性材料，例如ABS樹脂(丙稀腈丁稀苯乙稀聚合體)，PP(聚丙烯)和PV(氯乙烯聚合物)。此外，可以使用碳黑作為顏料，用于改善防紫外線照射的性能。另外還可以在表面上采用涂覆隔離紫外線射線的樹脂材料。
連接電纜308用于本發(fā)明的連接電纜308沒有特殊的限制，但是，作為連接電纜。需要選用具有要求的電纜結(jié)構(gòu)的合適的電纜，并且，相應(yīng)于太陽能電池組件的安裝地的周圍環(huán)境而言，連接電纜應(yīng)具有較好的耐熱性，尤其是，該電纜具有良好的熱阻性，抗凍性，阻油性，耐氣候性和防火性能。
這種電纜的推薦特例是絕緣電纜，例如IV電纜，KIV電纜，HKIV電纜，交聯(lián)聚乙烯電纜，氟橡膠電纜，硅橡膠電纜和氟化樹脂電纜。此外，也可以采用VV電纜，CV電纜，CE電纜和焊接電纜。
上述的連接電纜308也可以用作前面提到的組件互聯(lián)電纜和串電纜。
太陽能電池組件串(107，108，109，110)如前所述，一個(gè)裝配電路包括多個(gè)相互串聯(lián)連接的太陽能電池組件(103)，這些連接的組件構(gòu)成了一個(gè)能夠提供所要求的輸出電壓的太陽能電池陣列，在本發(fā)明中稱為“太陽能電池組件串”。這些太陽能電池組件串的電壓107-110的設(shè)置應(yīng)使電壓降之和保持在所述的轉(zhuǎn)換器的輸入電壓范圍內(nèi)。
太陽能電池組件陣列如前所述，多個(gè)太陽能電池組件串(107，108，109，110)相互并聯(lián)連接，形成一個(gè)太陽能電池組件陣列，從而提供所需的輸出功率。這個(gè)術(shù)語“太陽能電池組件串”以后簡(jiǎn)稱為“串”。
一般，來自串107-110的串電纜穿過穿墻通孔(105A，105B，105C，105D)拉入建筑物的內(nèi)部，它們電氣連接到位于建筑物內(nèi)部的一個(gè)接線盒，在那里將它們并聯(lián)連接，接著電氣連接到一個(gè)將輸入的直流。電源轉(zhuǎn)換成交流電源的轉(zhuǎn)換器。
串電纜104如前所述，每個(gè)用于電氣連接串107-110的正極和負(fù)極端子到接線盒的電纜，在本發(fā)明中，將串107-110并聯(lián)電氣連接，簡(jiǎn)稱為“串電纜”。作為串電纜，可以選用如前所述的連接電纜308。
串電纜104如前所述穿過穿墻通孔(105A，105B，105C，105D)拉入建筑物的內(nèi)部。
穿墻通孔(105A，105B，105C，105D)在本發(fā)明中，這種允許布置在所述的安裝面上的太陽能電池組件陣列的串電纜穿過的通孔位于建筑物的內(nèi)部，稱為“穿墻通孔”。
在本實(shí)施例中，所述的安裝面是建筑物的房頂面，穿墻通孔(105A，105B，105C，105D)可以位于房頂?shù)纳w板的所需位置上。另外，也可以安裝在房頂屋檐上的所需位置，房頂?shù)奈菁够蚍宽數(shù)倪吘壣稀?br> 安裝面101如前所述，安裝面表示一個(gè)用于安裝太陽能電池組件的表面。這里安裝面主更是指一個(gè)建筑物的房頂表面，但是也可以指其他表面。
下面，將結(jié)合下列實(shí)施例進(jìn)一步詳細(xì)說明本發(fā)明的技術(shù)特征及其優(yōu)點(diǎn)，本文所述的實(shí)施例只是用于更好地說明本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。
實(shí)施例1在這個(gè)實(shí)施例中，安裝面是一個(gè)如圖1(A)所示的建筑物的普通梯形的房頂表面，其底部(屋檐)的長(zhǎng)度是12000mm，上緣(屋脊)的長(zhǎng)度是3640mm，房頂流水方向的長(zhǎng)度(以下稱為房頂流向長(zhǎng)度)是4957mm普通梯形的房頂表面上的安裝區(qū)域是這樣的，在可安裝區(qū)域的底部和房頂表面之間和在可安裝區(qū)域的上緣和房頂表面之間存在的區(qū)間是500mm，在每個(gè)可安裝區(qū)域的邊緣和房頂表面之間存在的區(qū)間是300mm。
現(xiàn)在參看圖1(A)和如前所述的布置方式，圖3(C)和3(D)表示多個(gè)房頂材料綜合式太陽能電池組件的結(jié)構(gòu)，它們?cè)诜宽敱砻娴奶菪伟惭b區(qū)域上的橫向長(zhǎng)度(圖1(A)的水平方向)是820mm，縱向長(zhǎng)度(圖1(A)的垂直方向)是1220mm。因此使布置在一行上的太陽能電池組件和那些布置在另一行的太陽能電池組件完全沿著垂直于一個(gè)水平線的共同的邊緣線排列。
在圖1(A)中，標(biāo)號(hào)101代表上述房頂表面，標(biāo)號(hào)102是上述可安裝區(qū)域。標(biāo)號(hào)103是上述太陽能電池組件，標(biāo)號(hào)104是串電纜，標(biāo)號(hào)105A-105C是穿墻通孔，標(biāo)號(hào)106是一個(gè)阻燃材料部件(阻燃隔板)。標(biāo)號(hào)107是第一太陽能電池組件串，標(biāo)號(hào)108是第二太陽能電池組件串，標(biāo)號(hào)109是第三太陽能電池組件串，標(biāo)號(hào)110是第四太陽能電池組件串(術(shù)語“太陽能電池組件串”在以下將簡(jiǎn)稱為“串”)。
下面，將說明本發(fā)明是如何布置和布線的。
計(jì)算最大可安裝布置行數(shù)如果可安裝區(qū)域102的長(zhǎng)度(即，可安裝區(qū)域的垂直長(zhǎng)度)在房頂流水方向上是A，A＝3957mm。
所述的可安裝布置行數(shù)是可安裝布置行號(hào)≤3957/1220＝3.24因此，可計(jì)算出最大可安裝布置行數(shù)是3行。
計(jì)算在每個(gè)行中的太陽能電池組件的最大安裝數(shù)目作為計(jì)算實(shí)例，從可安裝區(qū)域102的底部計(jì)算第一、第二和第三行。
在每個(gè)行中的太陽能電池組件的最大安裝數(shù)目(以下簡(jiǎn)稱“最大太陽能電池組件安裝數(shù)”)的計(jì)算如下根據(jù)下面的公式，可以計(jì)算在每個(gè)行中的太陽能電池組件的最大安裝數(shù)目。這里，每個(gè)可安裝區(qū)域102的行的上緣長(zhǎng)度簡(jiǎn)稱為“行”的上緣長(zhǎng)度，在每個(gè)行中排列有太陽能電池組件，并且，最大太陽能電池組件安裝數(shù)簡(jiǎn)稱為“最大安裝數(shù)”。
所述的最大安裝數(shù)＜＝行的上緣長(zhǎng)度/一個(gè)太陽能電池組件的長(zhǎng)度 (I)第一行的行的上緣長(zhǎng)度是8499mm，第二行的行的上緣長(zhǎng)度是6442mm，第三行的行的上緣長(zhǎng)度是4384mm，每個(gè)太陽能電池組件的橫向長(zhǎng)度是822mm。
將這些數(shù)字代入上述公式(I)中作除法運(yùn)算，可以得出如下結(jié)果在第一行中的最大安裝數(shù)是＜＝8499/822＝10.33在第二行中的最大安裝數(shù)是＜＝6442/822＝7.83在第三行中的最大安裝數(shù)是＜＝4384/822＝5.33于是，計(jì)算結(jié)果是在第一行中的最大安裝數(shù)是10，在第行中的最大安裝數(shù)是7，在第三行中的最大安裝數(shù)是5。
太陽能電池組件在房頂表面101的可安裝區(qū)域102上的布置如果考慮上述計(jì)算出的在第一至第三行中的最大安裝數(shù)結(jié)果，相應(yīng)的布置在這三行(第一至第三行)的可安裝區(qū)域102上的太陽能電池組件的數(shù)目如圖1(A)所示，尤其是如圖1(A)所示，10個(gè)太陽能電池組件排列在第一行上(這個(gè)排列數(shù)目與上述的計(jì)算出的在第一行的最大安裝數(shù)目相同)，6個(gè)太陽能電池組件排列在第二行上(這個(gè)排列數(shù)目比上述的計(jì)算出的在第二行的最大安裝數(shù)目少1)，和4個(gè)太陽能電池組件排列在第三行上(這個(gè)排列數(shù)目比上述的計(jì)算出的在第三行的最大安裝數(shù)目少1)。
在沒有太陽能電池組件存在的區(qū)域上，使用常規(guī)的房頂專用材料。
確定串聯(lián)數(shù)和并聯(lián)數(shù)在本實(shí)施例中，所用的轉(zhuǎn)換器的輸入功率范圍是130V-320V。
每個(gè)串能夠串聯(lián)的太陽能電池組件數(shù)目(這個(gè)數(shù)目以下簡(jiǎn)稱為“組件串聯(lián)數(shù)”)的計(jì)算是由下面的公式實(shí)現(xiàn)的130/(一個(gè)太陽能電池組件的最小VPM)＜＝組件串聯(lián)數(shù) (II)320/(一個(gè)太陽能電池組件的最大VOC)＜＝組件串聯(lián)數(shù) (III)每個(gè)用在這個(gè)實(shí)施例中的太陽能電池組件具有一個(gè)26.2V的最小VPM和一個(gè)33.0V的最大VOC。
將這些數(shù)字代入上述公式(II)和(III)中作除法運(yùn)算，可以得出如下結(jié)果即組件串聯(lián)數(shù)是5-9，因此，每個(gè)串(一個(gè)太陽能電池組件串)可以有5-9個(gè)太陽能電池組件串聯(lián)連接。
自然，在房頂表面101的可安裝區(qū)域102上能夠排列20個(gè)太陽能電池組件，這20些組件中，每一串中5個(gè)可以串聯(lián)連接在一起，總共5個(gè)串相互并聯(lián)連接，在所述的房頂表面上可以安裝20個(gè)太陽能電池組件。
布線在本實(shí)施例中，如圖1(A)所示，第一串107(第一太陽能電池組件串)，第二串108(第二太陽能電池組件串)，第三串109(第三太陽能電池組件串)和第四串110(第四太陽能電池組件串)分別包括5個(gè)串聯(lián)連接的太陽能電池組件，根據(jù)如圖1(A)所述的布置方式，串電纜104從這些串伸出，向下分別通過位于房頂表面101的左和右側(cè)上的穿墻通孔105A和105B拉入建筑物的內(nèi)部，穿墻通孔105C位于房頂表面的屋脊上，拉入建筑物內(nèi)部的串電纜104電氣連接到建筑物內(nèi)部的一個(gè)接線盒，采用這種布置方式，正極和負(fù)極串電纜的引線能夠作到橫向和縱向不交叉和防止相互之間發(fā)生接觸，如圖1(A)所示。
如前所述，穿墻通孔105C位于房頂表面101的屋脊上，一個(gè)阻燃隔板106由一個(gè)阻燃部件構(gòu)成，例如石膏板或涂有阻燃材料的鋼板，將隔板插入所述的通孔，形成一個(gè)由該隔板分隔的左和右兩側(cè)空腔。
在上述的串電纜104的布線中，正極串電纜104從第一串107和第四串110伸出，插入位于圖左側(cè)的穿墻通孔105A，負(fù)極串電纜104從第二串108和第三串109伸出，插入位于圖右側(cè)的穿墻通孔105B，并且負(fù)極串電纜104從第一串107和第四串110伸出，插入穿墻通孔105C的左側(cè)空腔，進(jìn)入建筑物內(nèi)部，正極串電纜104從第二串108和第三串109伸出，插入穿墻通孔105C的右側(cè)空腔，進(jìn)入建筑物內(nèi)部，從而有效防止了它們相互之間的接觸。
實(shí)施例2重復(fù)實(shí)施例1的過程，區(qū)別在于串電纜的布線方式有所改變，并且所用的穿墻通孔的數(shù)量和位置改變?yōu)閳D1(B)的形式。
特別是在本實(shí)施例中，在房頂表面101的屋脊側(cè)上布置了兩個(gè)穿墻通孔105D和105E，正極串電纜104通過位于圖左側(cè)的穿墻通孔105D插入建筑物的內(nèi)部，負(fù)極串電纜104通過位于圖右側(cè)的穿墻通孔105E插入建筑物的內(nèi)部。
在這種情況下，串電纜的布線如圖1(B)所示，這里存在一種使正極串電纜和負(fù)極串電纜在房頂表面的屋脊側(cè)上相互接觸的危險(xiǎn)。
為了防止發(fā)生這種危險(xiǎn)，在本實(shí)施例中，如圖5所示，提供一個(gè)橋架501，帶有一個(gè)涂了阻燃材料的鋼板，它放置在具有不同極性均串電纜之間，防止它們相互接觸，以此方式，能夠防止這些串電纜相互接觸。
尤其是可以使用預(yù)涂了不銹鋼層的預(yù)制好的房頂材料作為上述橋架501，其優(yōu)點(diǎn)是節(jié)約成本，另外一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是這種房頂材料還可以用作可插入的隔板。
實(shí)施例3在本實(shí)施例中，采用如圖10所示的建筑物的人字形房頂表面1101作為安裝表面，這種房頂具有長(zhǎng)度為10000mm的一個(gè)底部(屋檐)，一個(gè)長(zhǎng)度為10000mm的上緣(屋脊)，和一個(gè)長(zhǎng)度為4500mm的房頂導(dǎo)流部件(以下稱為“房頂導(dǎo)流件長(zhǎng)度”)。房頂表面的可安裝區(qū)域1002(一個(gè)可安裝范圍)應(yīng)當(dāng)在房頂表面的底部和所述的可安裝區(qū)域的底部之間基本上不留間隔，在房頂表面的上緣和可安裝區(qū)域的表面之間存在一個(gè)200mm的間隔，而在房頂表面的每個(gè)邊緣和可安裝區(qū)域的每個(gè)相對(duì)側(cè)的邊緣之間存在一個(gè)100mm的間隔。
多個(gè)太陽能電池組件(每個(gè)包括8個(gè)相互電氣串聯(lián)連接的光電器件)中的每一個(gè)具有一對(duì)正極端子盒和負(fù)極端子盒，它們分別安裝在后表面的一個(gè)端部上，具有可用寬度200mm，采用如圖10所示的每隔一錯(cuò)位覆蓋方法，將所述的太陽能電池組件布置在房頂表面1001的可安裝區(qū)域1002上，其長(zhǎng)度是2000mm。
在圖10中，標(biāo)號(hào)1001表示前述的房頂表面(相應(yīng)于一個(gè)安裝表面)，標(biāo)號(hào)1002是前述的可安裝表面，標(biāo)號(hào)1003是一個(gè)太陽能電池組件，標(biāo)號(hào)1004是正極串電纜，標(biāo)號(hào)1005是負(fù)極串電纜，標(biāo)號(hào)1006是穿墻通孔，標(biāo)號(hào)1007是包括阻燃材料的隔板，標(biāo)號(hào)1008表示第一串(第一太陽能電池組件串)，標(biāo)號(hào)1009表示第二串(第二太陽能電池組件串)，標(biāo)號(hào)1010表示第三串(第三太陽能電池組件串)，標(biāo)號(hào)1011表示第四串(第四太陽能電池組件串)，標(biāo)號(hào)1012表示第五串(第五太陽能電池組件串)，標(biāo)號(hào)1013表示第六串(第六太陽能電池組件串)，標(biāo)號(hào)1014表示第七串(第七太陽能電池組件串)。
下面，將說明本實(shí)施例的布置和布線過程。
從圖10可以看出，太陽能電池組件1003布置在可安裝表面1002上，它們中的一部分組件的正極端子放置在左側(cè)(這些太陽能電池組件以下將簡(jiǎn)稱“左側(cè)正極端子型太陽能電池組件”)，其余組件的正極端子放置在右側(cè)(這些太陽能電池組件以下將簡(jiǎn)稱“右側(cè)正極端子型太陽能電池組件”)。
計(jì)算最大可安裝布置行數(shù)如果可安裝區(qū)域1002的長(zhǎng)度在房頂流水方向上是A，A＝4500-200＝4300mm。
由下列等式得出的可安裝布置行數(shù)是個(gè)最大整數(shù)。
布置行數(shù)≤A/一個(gè)太陽能電池組件的工作寬度 (IV)將上述數(shù)值4300和工作寬度200代入上述公式(IV)中作除法運(yùn)算，可以得出如下結(jié)果可安裝布置行數(shù)≤4300/200＝21.5因此，可計(jì)算出最大可安裝布置行數(shù)是21行。
計(jì)算在每個(gè)行中的太陽能電池組件的最大安裝數(shù)目如果在水平方向上的可安裝區(qū)域的長(zhǎng)度是B，由下列等式得出的在每個(gè)行中的太陽能電池組件的最大安裝數(shù)目(以下簡(jiǎn)稱“最大太陽能電池組件安裝數(shù)”)是個(gè)最大整數(shù)。
所述的太陽能電池組件的最大安裝數(shù)≤B/一個(gè)太陽能電池組件的長(zhǎng)度(V)這里，B＝10000-(100×2)＝9800mm。
于是在每個(gè)行中排列的最大太陽能電池組件安裝數(shù)是4(個(gè)太陽能電池組件)。
太陽能電池組件在房頂表面1001的可安裝區(qū)域1002上的布置在可安裝區(qū)域1002的每一行中，一組太陽能電池組件包括多個(gè)太陽能電池組件，其數(shù)量與所計(jì)算出的最大太陽能電池組件安裝數(shù)相對(duì)應(yīng)。
每隔一錯(cuò)位覆蓋保護(hù)在上述的太陽能電池組件的布置方案中，在一行中的太陽能電池組件組和在與之相鄰的其他行中的太陽能電池組件組之間的錯(cuò)位岔開寬度是200mm。尤其是在相關(guān)行內(nèi)的太陽能電池組件組的位置在雙側(cè)上交替錯(cuò)位100mm。
確定串聯(lián)數(shù)和并聯(lián)數(shù)在本實(shí)施例中，所用的轉(zhuǎn)換器的輸入功率范圍是100V-350V。
每個(gè)串能夠串聯(lián)的太陽能電池組件數(shù)目(這個(gè)數(shù)目以下簡(jiǎn)稱為“組件串聯(lián)數(shù)”)的計(jì)算是由下面的公式實(shí)現(xiàn)的100/(一個(gè)太陽能電池組件的最小VPM)≤組件串聯(lián)數(shù) (VI)350/(一個(gè)太陽能電池組件的最大VOC)≤組件串聯(lián)數(shù) (VII)每個(gè)用在這個(gè)實(shí)施例中的太陽能電池組件1003具有一個(gè)1.28V的最小VPM和一個(gè)2.12V的最大VOC。
將這些數(shù)字代入上述公式(VI)和(VII)中作除法運(yùn)算，可以得出如下結(jié)果即組件串聯(lián)數(shù)是79-165，因此，每個(gè)串(一個(gè)太陽能電池組件串)可以有10-20個(gè)太陽能電池組件串聯(lián)連接。
自然，在房頂表面1001的可安裝區(qū)域1002上能夠排列4*21＝84個(gè)太陽能電池組件，這84些組件中，每一串中12個(gè)可以串聯(lián)連接在一起，總共7個(gè)串(見圖10中的1008至1014)相互并聯(lián)連接，因此在所述的房頂表面上可以安裝所有的太陽能電池組件。
布線在本實(shí)施例中，所述的串的布置方式如下，即，每?jī)蓚€(gè)其他的太陽能電池組件組中之一包括4個(gè)在相關(guān)行內(nèi)的太陽能電池組件，不過朝著左邊緣側(cè)偏移100mm，所述的太陽能電池組件組的一個(gè)左側(cè)太陽能電池組件的負(fù)極端子暴露在所述的左邊緣側(cè)上，其余的每個(gè)太陽能電池組件組朝著右邊緣側(cè)偏移100mm，，所述的太陽能電池組件組的一個(gè)右側(cè)太陽能電池組件的正極端子暴露在所述的右邊緣側(cè)上，并且如圖10所述的布置方式，第一串1008由串聯(lián)連接的12個(gè)太陽能電池組件構(gòu)成，這12個(gè)太陽能電池組件安裝在第一和第三行上，第二串1009由串聯(lián)連接的12個(gè)太陽能電池組件構(gòu)成，這12個(gè)太陽能電池組件安裝在第4和第7行上，第三串1010由串聯(lián)連接的12個(gè)太陽能電池組件構(gòu)成，這12個(gè)太陽能電池組件安裝在第8和第10行上，第四串1011由串聯(lián)連接的12個(gè)太陽能電池組件構(gòu)成，這12個(gè)太陽能電池組件安裝在第11和第13行上，第五串1012由串聯(lián)連接的12個(gè)太陽能電池組件構(gòu)成，這12個(gè)太陽能電池組件安裝在第15和第17行上，第六串1013由串聯(lián)連接的12個(gè)太陽能電池組件構(gòu)成，這12個(gè)太陽能電池組件安裝在第18和第21行上，第七串1014由串聯(lián)連接的12個(gè)太陽能電池組件構(gòu)成，這12個(gè)太陽能電池組件安裝在第22和第24行上。
采用這種布置方式，所有的負(fù)極串電纜1004布置在房頂表面的左側(cè)上，所有的正極串電纜1005布置在房頂表面的右側(cè)上，因此，所有的正極串電纜1005和負(fù)極串電纜1004的引線能夠分別引到穿墻通孔1006，作到橫向和縱向不交叉和防止相互之間發(fā)生接觸，如圖10所示。此外，正極串電纜1005和負(fù)極串電纜1004可以分別布置在非太陽能電池組件所在的區(qū)域的其他區(qū)域上，由此，能夠防止串電纜與組件互聯(lián)電纜之間相互接觸。
正極串電纜1005和負(fù)極串電纜1004通過穿墻通孔1006被引入建筑物內(nèi)部，并且，被引入建筑物內(nèi)部的串電纜與一個(gè)建筑物內(nèi)的接線盒電氣連接，由這個(gè)接線盒再電氣連接到同樣設(shè)在建筑物內(nèi)的如前所述的轉(zhuǎn)換器上。
如圖10所示，穿墻通孔106位于房頂表面1001的屋脊上，在這個(gè)穿墻通孔1006內(nèi)，一個(gè)阻燃隔板107由一個(gè)阻燃部件構(gòu)成，例如石膏板或涂有阻燃材料的鋼板，將隔板插入所述的通孔，形成一個(gè)由該隔板1007分隔的左和右兩側(cè)空腔。
在上述的串電纜的布線中，正極串電纜1005和負(fù)極串電纜1004分別通過穿墻通孔1006的左和右兩側(cè)空腔之一和該穿墻通孔的其余空腔被引入建筑物內(nèi)部。
采用這種方式，從而有效防止了插入穿墻通孔1006中的正極串電纜1005和負(fù)極串電纜1004相互之間發(fā)生接觸。
實(shí)施例4在本實(shí)施例中，采用建筑物的有斜脊的房頂表面作為安裝表面，如圖11(A)所示，這種房頂具有長(zhǎng)度為12000mm的一個(gè)底部(屋檐)，一個(gè)長(zhǎng)度為5000mm的上緣(屋脊)，和一個(gè)長(zhǎng)度為4500mm的房頂導(dǎo)流部件(以下稱為“房頂導(dǎo)流件長(zhǎng)度”)。房頂表面的可安裝區(qū)域1102(一個(gè)可安裝范圍)應(yīng)當(dāng)在房頂表面的底部和所述的可安裝區(qū)域的底部之間基本上不留間隔，在房頂表面的上緣和可安裝區(qū)域的表面之間存在一個(gè)200mm的間隔，而在房頂表面的每個(gè)邊緣和可安裝區(qū)域的每個(gè)相對(duì)側(cè)的邊緣之間存在一個(gè)200mm的間隔。
多個(gè)太陽能電池組件(每個(gè)包括8個(gè)相互電氣串聯(lián)連接的光電器件)中的每一個(gè)具有一對(duì)正極端子盒和負(fù)極端子盒，它們分別安裝在后表面的一個(gè)端部上，具有可用寬度200m，采用如圖11(A)所示的每隔一錯(cuò)位覆蓋方法，將所述的太陽能電池組件布置在房頂表面1101的可安裝區(qū)域1102上，其長(zhǎng)度是2000mm。
在圖11(A)中，標(biāo)號(hào)1101表示前述的房頂表面(相應(yīng)于一個(gè)安裝表面)，標(biāo)號(hào)1102是前述的可安裝表面，標(biāo)號(hào)1103是一個(gè)太陽能電池組件，標(biāo)號(hào)1107是串電纜，標(biāo)號(hào)1105是穿墻通孔，標(biāo)號(hào)1106是一種阻燃材料(或隔板)，標(biāo)號(hào)1104表示第一串(第一太陽能電池組件串)，標(biāo)號(hào)1108表示第二串(第二太陽能電池組件串)，標(biāo)號(hào)1109表示第三串(第三太陽能電池組件串)，標(biāo)號(hào)1110表示第四串(第四太陽能電池組件串)，標(biāo)號(hào)103’表示與所述的太陽能電池組件1103相同的太陽能電池組件，這個(gè)標(biāo)號(hào)103’用來識(shí)別位于接著的所有其他處的確定的兩個(gè)太陽能電池組件中每一個(gè)的標(biāo)志。關(guān)于這一點(diǎn)，將在后面予以詳細(xì)說明。
下面，將說明本實(shí)施例的布置和布線過程。
從圖11(A)可以看出，太陽能電池組件1103布置在可安裝表面1102上，它們中的一部分組件的正極端子放置在左側(cè)(這些太陽能電池組件以下將簡(jiǎn)稱“左側(cè)正極端子型太陽能電池組件”)，其余組件的正極端子放置在右側(cè)(這些太陽能電池組件以下將簡(jiǎn)稱“右側(cè)正極端子型太陽能電池組件”)。
計(jì)算最大可安裝布置行數(shù)如果可安裝區(qū)域1102的長(zhǎng)度在房頂流水方向上是A，A＝4500-200＝4300mm。
由下列等式得出的可安裝布置行數(shù)是個(gè)最大整數(shù)布置行數(shù)≤A/一個(gè)太陽能電池組件的工作寬度 (VIII)將上述數(shù)值4300和工作寬度200代入上述公式(VIII)中作除法運(yùn)算，可以得出如下結(jié)果可安裝布置行數(shù)≤4300/200＝21.5因此，可計(jì)算出最大可安裝布置行數(shù)是21行。
計(jì)算在每個(gè)行中的太陽能電池組件的最大安裝數(shù)目如果在水平方向上的可安裝區(qū)域的長(zhǎng)度是B，由下列等式(IX)得出的在每個(gè)行中的太陽能電池組件的最大安裝數(shù)目(以下簡(jiǎn)稱“最大太陽能電池組件安裝數(shù)”)是個(gè)最大整數(shù)所述的太陽能電池組件的最大安裝數(shù)≤B/一個(gè)太陽能電池組件的長(zhǎng)度 (IX)這里，B是通過將所述行的可安裝區(qū)域的長(zhǎng)度除每行中一個(gè)太陽能電池組件組的錯(cuò)位寬度而獲得的值。在本實(shí)施例中，所述的錯(cuò)位寬度設(shè)為200mm。在這種連接關(guān)系中，計(jì)算出第一至第四行中每一個(gè)太陽能電池組件的最大安裝數(shù)是5(個(gè)太陽能電池組件)，第五至第十行中每一個(gè)太陽能電池組件的最大安裝數(shù)是4(個(gè)太陽能電池組件)，第11至第17行中每一個(gè)太陽能電池組件的最大安裝數(shù)是3(個(gè)太陽能電池組件)，第18至第21行中每一個(gè)太陽能電池組件的最大安裝數(shù)是2(個(gè)太陽能電池組件)。
太陽能電池組件在房頂表面1101的可安裝區(qū)域1102上的布置在可安裝區(qū)域1102的每一行中，一組太陽能電池組件包括多個(gè)太陽能電池組件，其數(shù)量與所計(jì)算出的最大太陽能電池組件安裝數(shù)相對(duì)應(yīng)。
每隔一錯(cuò)位覆蓋保護(hù)在上述的太陽能電池組件的布置方案中，在一行中的太陽能電池組件組和在與之相鄰的其他行中的太陽能電池組件組之間的錯(cuò)位岔開寬度是200mm。尤其是在相關(guān)行內(nèi)的太陽能電池組件組的位置在雙側(cè)上交替錯(cuò)位100mm。
確定串聯(lián)數(shù)和并聯(lián)數(shù)在本實(shí)施例中，所用的轉(zhuǎn)換器的輸入功率范圍是100V-350V。
每個(gè)串能夠串聯(lián)的太陽能電池組件數(shù)目(這個(gè)數(shù)目以下簡(jiǎn)稱為“組件串聯(lián)數(shù)”)的計(jì)算是由下面的公式實(shí)現(xiàn)的100/(一個(gè)太陽能電池組件的最小VPM)≤組件串聯(lián)數(shù) (X)350/(一個(gè)太陽能電池組件的最大VOC)≤組件串聯(lián)數(shù) (XI)每個(gè)用在這個(gè)實(shí)施例中的太陽能電池組件1103具有一個(gè)1.28V的最小VPM和一個(gè)2.12V的最大VOC。
將這些數(shù)字代入上述公式(X)和(XI)中作除法運(yùn)算，可以得出如下結(jié)果即組件串聯(lián)數(shù)是79-165，因此，每個(gè)串(一個(gè)太陽能電池組件串)可以有10-20個(gè)太陽能電池組件串聯(lián)連接。
自然，在房頂表面1101的可安裝區(qū)域1102上能夠排列73個(gè)太陽能電池組件，這73些組件中，每一串中18個(gè)可以串聯(lián)連接在一起，總共4個(gè)串(見圖11(A)中的1104，1108至110)相互并聯(lián)連接，因此在所述的房頂表面上可以安裝72個(gè)太陽能電池組件，72是上述數(shù)字73的近似值。在這種情況下，所述的四個(gè)串是第一串1104，第二串1108，第三串1109和第四串1110。每一個(gè)串包括18個(gè)通過組件互聯(lián)電纜串聯(lián)連接的太陽能電池組件。
太陽能電池組件的布置首先從第一和安裝上述73個(gè)太陽能電池組件，以便滿足如前所述的在有關(guān)的行安裝太陽能電池組件的最大安裝數(shù)的要求，形成所述的四個(gè)串，第一串1104安裝布置終止在第四安裝行，于是第二串1108接著開始。因此，第一串1104的最后的太陽能電池組件1103不可避免地近似作為第二串1108的太陽能電池組件1103’(1103)的開始，從第一串1104的太陽能電池組件1103的終端伸出的串電纜1107和從第二串1108的太陽能電池組件1103’的終端伸出的串電纜容易相互接觸，如果前者的串電纜極性和后者的串電纜極性不同，在它們之間容易發(fā)生短路。
在本實(shí)施例中，為了防止發(fā)生這種情況，相互靠近放置的兩個(gè)串電纜應(yīng)當(dāng)是相同極性，使位于第四行上的第一串1104的太陽能電池組件(包括太陽能電池組件1103)是左正極端子型，使位于第四行上的第二串1108的太陽能電池組件(包括太陽能電池組件1103’)是右正極端子型，如圖11(A)所示。
由此，能夠防止在兩個(gè)具有不同極性的串電纜之間可能發(fā)生的相互接觸導(dǎo)致如前所述的電氣短路問題。
穿墻通孔105
需要將串電纜1107拉入建筑物的內(nèi)部，從而與建筑物內(nèi)部的接線盒相連接，繼而電氣連接到也安裝在建筑物內(nèi)部的轉(zhuǎn)換器，為此提供如圖11(A)所示的三個(gè)穿墻通孔105，圖11(A)所示，穿墻通孔1105位于屋脊下面右側(cè)位置上，正極和負(fù)極串電纜1107從其中穿過，在這個(gè)穿墻通孔1105內(nèi)，一個(gè)阻燃隔板1106由一個(gè)阻燃部件構(gòu)成，例如石膏板或涂有阻燃絕緣材料的鋼板，將隔板插入所述的通孔，形成一個(gè)由該隔板1106分隔的左和右兩側(cè)空腔。在上述的串電纜的布線中，正極串電纜和負(fù)極串電纜分別插入位于右側(cè)或左側(cè)的穿墻通孔1105的空腔之一，進(jìn)入建筑物內(nèi)部，由此，有效防止了在穿墻通孔1105中的正極串電纜和負(fù)極串電纜相互之間的接觸。
實(shí)施例5重復(fù)實(shí)施例4的過程，區(qū)別是串電纜的布置方式有所改變，并且所用的穿墻通孔的數(shù)量和位置也有所改變，如圖11(B)所示。
在本實(shí)施例中，在房頂表面1101的屋脊上的中心位置處提供一個(gè)穿墻通孔1105，為了防止發(fā)生在穿墻通孔1105中的正極串電纜和負(fù)極串電纜相互之間的接觸，在這個(gè)穿墻通孔1105內(nèi)，一個(gè)阻燃隔板1106由一個(gè)阻燃部件構(gòu)成，將隔板插入所述的通孔，形成一個(gè)由該隔板1106分隔的左和右兩側(cè)空腔。在上述的串電纜的布線中，正極串電纜和負(fù)極串電纜分別插入位于右側(cè)或左側(cè)的穿墻通孔1105的空腔之一，進(jìn)入建筑物內(nèi)部。
利用阻燃絕緣材料的密封件，可以將所述的穿墻通孔1105的上部封閉。
所述的密封件可以阻止外部空氣通過穿墻通孔1105流入太陽能電池組件的后表面，并且改進(jìn)了房頂?shù)姆阑鹦阅堋４送?，還改善了房頂?shù)恼谟晷阅堋?br> 實(shí)施例6在本實(shí)施例中，采用如圖12所示的建筑物的三角形屋頂表面1201作為安裝表面。這種房頂具有長(zhǎng)度為10000mm的一個(gè)底部(屋檐)，一個(gè)長(zhǎng)度為10000mm的上緣(屋脊)，和一個(gè)長(zhǎng)度為4000mm的房頂導(dǎo)流部件(以下稱為“房頂導(dǎo)流件長(zhǎng)度”)。房頂表面1201的可安裝區(qū)域1202(一個(gè)可安裝范圍)應(yīng)當(dāng)在房頂表面的底部和所述的可安裝區(qū)域的底部之間基本上不留間隔，在房頂表面的上緣和可安裝區(qū)域的表面之間存在一個(gè)300mm的間隔，而在房頂表面的每個(gè)邊緣和可安裝區(qū)域的每個(gè)相對(duì)側(cè)的邊緣之間存在一個(gè)100mm的間隔。
多個(gè)太陽能電池組件(每個(gè)包括8個(gè)相互電氣串聯(lián)連接的光電器件)中的每一個(gè)具有一對(duì)正極端子盒和負(fù)極端子盒，它們分別安裝在后表面的一個(gè)端部上，具有可用寬度200mm，采用如圖12所示的每隔一錯(cuò)位覆蓋方法，將所述的太陽能電池組件布置在房頂表面1201的可安裝區(qū)域1202上，其長(zhǎng)度是2000mm。
在圖12中，標(biāo)號(hào)1201表示前述的房頂表面(相應(yīng)于一個(gè)安裝表面)，標(biāo)號(hào)1202是前述的可安裝表面，標(biāo)號(hào)1203是一個(gè)太陽能電池組件，標(biāo)號(hào)1204是串電纜，標(biāo)號(hào)1205是穿墻通孔，標(biāo)號(hào)1206是包括阻燃材料的隔板，標(biāo)號(hào)1207是組件互聯(lián)電纜，標(biāo)號(hào)1208表示第一串(第一太陽能電池組件串)，標(biāo)號(hào)1209表示第二串(第二太陽能電池組件串)，標(biāo)號(hào)1210表示第三串(第三太陽能電池組件串)，標(biāo)號(hào)1211表示第四串(第四太陽能電池組件串)。
下面，將說明本實(shí)施例的布置和布線過程。
從圖12可以看出，太陽能電池組件1203布置在可安裝表面1202上，它們中的一部分組件的正極端子放置在左側(cè)(這些太陽能電池組件以下將簡(jiǎn)稱“左側(cè)正極端子型太陽能電池組件”)，其余組件的正極端子放置在右側(cè)(這些太陽能電池組件以下將簡(jiǎn)稱“右側(cè)正極端子型太陽能電池組件”)。
計(jì)算最大可安裝布置行數(shù)如果可安裝區(qū)域1202的長(zhǎng)度在房頂流水方向上是A，則A＝4000-300＝3700mm。
由下列等式得出的可安裝布置行數(shù)是個(gè)最大整數(shù)布置行數(shù)≤A/一個(gè)太陽能電池組件的工作寬度 (XII)將上述數(shù)值3700和工作寬度200代入上述公式(XII)中作除法運(yùn)算，可以得出如下結(jié)果可安裝布置行數(shù)≤3700/200＝18.5因此，可計(jì)算出最大可安裝布置行數(shù)是18行。
計(jì)算在每個(gè)行中的太陽能電池組件的最大安裝數(shù)目如果在水平方向上的可安裝區(qū)域的長(zhǎng)度是B，由下列等式得出的在每個(gè)行中的太陽能電池組件的最大安裝數(shù)目(以下簡(jiǎn)稱“最大太陽能電池組件安裝數(shù)”)是個(gè)最大整數(shù)。
所述的太陽能電池組件的最大安裝數(shù)≤B/一個(gè)太陽能電池組件的長(zhǎng)度(XIII)這里，B＝10000-(100×2)＝9800mm，一個(gè)太陽能電池組件的長(zhǎng)度是2000mm。
將這些值代入上述等式(XIII)，于是求出在每個(gè)行中排列的最大太陽能電池組件安裝數(shù)是9800/2000＝4.9。
因此，計(jì)算出在每一個(gè)行中的最大太陽能電池組件安裝數(shù)是4(個(gè)太陽能電池組件)。
太陽能電池組件在房頂表面1201的可安裝區(qū)域1202上的布置在可安裝區(qū)域1202的每一行中，一組太陽能電池組件包括多個(gè)太陽能電池組件，其數(shù)量與所計(jì)算出的最大太陽能電池組件安裝數(shù)相對(duì)應(yīng)。
每隔一錯(cuò)位覆蓋保護(hù)在上述的太陽能電池組件的布置方案中，在一行中的太陽能電池組件組和在與之相鄰的其他行中的太陽能電池組件組之間的錯(cuò)位岔開寬度是200mm。尤其是在相關(guān)行內(nèi)的太陽能電池組件組的位置在雙側(cè)上交替錯(cuò)位100mm。
確定串聯(lián)數(shù)和并聯(lián)數(shù)在本實(shí)施例中，所用的轉(zhuǎn)換器的輸入功率范圍是153.5V-330V。
每個(gè)串能夠串聯(lián)的太陽能電池組件數(shù)目(這個(gè)數(shù)目以下簡(jiǎn)稱為“組件串聯(lián)數(shù)”)的計(jì)算是由下面的公式實(shí)現(xiàn)的153.5/(一個(gè)太陽能電池組件的最小VPM)≤組件串聯(lián)數(shù) (XIV)330/(一個(gè)太陽能電池組件的最大VOC)≤組件串聯(lián)數(shù) (XV)每個(gè)用在這個(gè)實(shí)施例中的太陽能電池組件1203具有一個(gè)1.28V的最小VPM和一個(gè)2.12V的最大VOC。
將這些數(shù)字代入上述公式(XIV)和(XV)中作除法運(yùn)算，可以得出如下結(jié)果即組件串聯(lián)數(shù)是120-155，因此，每個(gè)串(一個(gè)太陽能電池組件串)可以串聯(lián)連接有15-19個(gè)太陽能電池組件1003。
自然，在房頂表面1201的可安裝區(qū)域1202上能夠排列4*18＝＝72個(gè)太陽能電池組件，這72些組件中，每一串中18個(gè)可以串聯(lián)連接在一起，總共4個(gè)串(見圖12中的1208至1211)相互并聯(lián)連接，因此在所述的房頂表面上可以安裝所有的太陽能電池組件(72個(gè)太陽能電池組件)。
布線在本實(shí)施例中，所述的安裝在房頂表面1201的可安裝區(qū)域1202上的太陽能電池組件的布置方式如下，如圖12所示，即，一個(gè)太陽能電池組件組中包括4個(gè)在每行內(nèi)由18個(gè)太陽能電池組件構(gòu)成的太陽能電池組件，這18個(gè)太陽能電池組件組在兩側(cè)交錯(cuò)偏移100mm，所述的太陽能電池組件組交錯(cuò)布置，使布置在每隔一個(gè)太陽能電池組件組中的太陽能電池組件的正極或負(fù)極端子朝著兩側(cè)，這些太陽能電池組件組的太陽能電池組件，每18個(gè)太陽能電池組件通過互聯(lián)電纜1207串聯(lián)連接，形成4個(gè)串，即第一串1208，第二串1209，第三串1210和第四串1211。這些串中的每一個(gè)帶有一對(duì)串電纜1204(正極串電纜和負(fù)極串電纜)。
在本實(shí)施例中，在房頂表面的屋脊附近的一個(gè)區(qū)域上提供有兩個(gè)穿墻通孔1205，其中一個(gè)位于左側(cè)，另一個(gè)位于右側(cè)。正極串電纜和負(fù)極串電纜1204從第一和第三串1208和1210延伸，通過位于左側(cè)的穿墻通孔1205引入建筑物內(nèi)，正極串電纜和負(fù)極串電纜1204從第二和第四串1209和1211延伸，通過位于右側(cè)的穿墻通孔1205引入建筑物內(nèi)，被引入建筑物內(nèi)部的串電纜與一個(gè)建筑物內(nèi)的接線盒電氣連接，由這個(gè)接線盒再電氣連接到同樣設(shè)在建筑物內(nèi)的如前所述的轉(zhuǎn)換器上。
如圖12所示，在上述的串電纜的布線中，從相應(yīng)的串延伸的正極串電纜和負(fù)極串電纜分別引入到一個(gè)沒有太陽能電池組件的區(qū)域上，和在包括每一個(gè)太陽能電池組件的正極和負(fù)極端子盒之間。采用這種方式，不僅有效防止了正極串電纜和負(fù)極串電纜相互之間發(fā)生接觸，而且能夠防止串電纜與組件互聯(lián)電纜之間的相互接觸。
為了防止正極串電纜和負(fù)極串電纜1204在每一個(gè)穿墻通孔1205內(nèi)相互接觸，在每個(gè)穿墻通孔內(nèi)，一個(gè)阻燃隔板1206由一個(gè)阻燃部件構(gòu)成，例如石膏板，將隔板插入所述的通孔，形成一個(gè)由該隔板1206分隔的左和右兩側(cè)空腔。正極串電纜和負(fù)極串電纜1204分別通過任一個(gè)穿墻通孔1205的左和右兩側(cè)空腔之一和該穿墻通孔的其余空腔被引入建筑物內(nèi)部。采用這種方式，有效防止了正極串電纜和負(fù)極串電纜在每一個(gè)穿墻通孔1205內(nèi)相互之間發(fā)生接觸。
此外，采用石膏板作為阻燃隔板1206，利用一個(gè)合適的切削刀可以容易地將其加工成所需的隔板1206形狀，這種分隔部件例如上述石膏板，可以通過螺釘或鉚釘固定在屋頂?shù)牡撞?，也可以利用某種粘結(jié)劑將其粘貼在屋頂?shù)牡撞可?。因此，上述隔板的制造成本低。而且易于制造?br> 實(shí)施例7在本實(shí)施例中，根據(jù)實(shí)施例4所述的組件布置方案形成一個(gè)太陽能電池組件陣列，這種陣列構(gòu)成了一個(gè)互聯(lián)型太陽能發(fā)電系統(tǒng)，如圖13所示，該系統(tǒng)能夠?yàn)榫用裉峁┥钣秒姟?br> 在圖13中，標(biāo)號(hào)1301是屋頂表面(一個(gè)可安裝表面)，標(biāo)號(hào)1302代表可安裝區(qū)域，標(biāo)號(hào)1303是串(太陽能電池組件串)，標(biāo)號(hào)1304是太陽能電池組件陣列，標(biāo)號(hào)1305是接線盒，標(biāo)號(hào)1306是轉(zhuǎn)換器，標(biāo)號(hào)1307是配電操作盤，標(biāo)號(hào)1308是負(fù)載，標(biāo)號(hào)1309是用于切斷電源的電度表，標(biāo)號(hào)1310是用于計(jì)量消耗功率的電度表。
如前所述，根據(jù)本發(fā)明，可以容易地在建筑物的屋頂表面上的可安裝表面上形成太陽能電池組件陣列，這種布置安裝方案具有很高的安全可靠性，正極和負(fù)極串電纜被以所要求的方式布線，在兩個(gè)電纜之間不會(huì)發(fā)生電氣短路故障，即使當(dāng)該建筑物附近發(fā)生火災(zāi)的情況下，在其屋頂表面上安裝的太陽能電池組件陣列的結(jié)構(gòu)保證了其工作可靠性，仍然能夠防止在電纜引線之間發(fā)生任何短路現(xiàn)象。
權(quán)利要求
1.一種太陽能電池組件陣列的安裝結(jié)構(gòu)，其中多個(gè)太陽能電池組件串被安裝在指定的安裝表面上，所述的多個(gè)太陽能電池組件串具有多個(gè)太陽能電池組件，一個(gè)太陽能電池組件互聯(lián)電纜將所述的多個(gè)太陽能電池組件電氣連接，包括一個(gè)正極串電纜和一個(gè)負(fù)極串電纜，其特征在于，提供一個(gè)非接觸裝置，使所述的正極串電纜和所述的負(fù)極串電纜之間不會(huì)發(fā)生相互接觸，或使所述的太陽能電池組件互聯(lián)電纜與所述的正極串電纜或/和所述的負(fù)極串電纜之間不會(huì)發(fā)生相互接觸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的安裝結(jié)構(gòu)，其中所述的非接觸裝置是一個(gè)阻燃管，它安裝在所述的太陽能電池組件互聯(lián)電纜、所述的正極串電纜和所述的負(fù)極串電纜中至少一個(gè)的至少一部分上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的安裝結(jié)構(gòu)，其中所述的非接觸裝置是一個(gè)阻燃管，它安裝在從所述的太陽能電池組件互聯(lián)電纜、所述的正極串電纜和所述的負(fù)極串電纜中選出的兩個(gè)電纜之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的安裝結(jié)構(gòu)，其中所述的非接觸裝置是一個(gè)放置在一個(gè)穿墻通孔內(nèi)的阻燃分隔件，所述的正極串電纜和所述的負(fù)極串電纜從該分隔件引入。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的安裝結(jié)構(gòu)，其中所述的安裝表面是屋頂表面。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的安裝結(jié)構(gòu)，其中所述的多個(gè)太陽能電池組件是建筑材料綜合型太陽能電池組件。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的安裝結(jié)構(gòu)，其中所述的建筑材料綜合型太陽能電池組件是屋頂材料綜合型太陽能電池組件。
8.一種太陽能電池組件陣列的安裝方法，包括布置多個(gè)太陽能電池組件串在指定的位置上，所述的多個(gè)太陽能電池組件串具有多個(gè)太陽能電池組件，一個(gè)太陽能電池組件互聯(lián)電纜將所述的多個(gè)太陽能電池組件電氣連接，包括一個(gè)正極串電纜和一個(gè)負(fù)極串電纜，其特征在于，提供一個(gè)非接觸裝置，使所述的正極串電纜和所述的負(fù)極串電纜之間不會(huì)發(fā)生相互接觸，或使所述的太陽能電池組件互聯(lián)電纜與所述的正極串電纜或/和所述的負(fù)極串電纜之間不會(huì)發(fā)生相互接觸。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的安裝方法，其中所述的非接觸裝置是一個(gè)阻燃管，它安裝在所述的太陽能電池組件互聯(lián)電纜、所述的正極串電纜和所述的負(fù)極串電纜中至少一個(gè)的至少一部分上。
10.根據(jù)權(quán)利要求8的安裝方法，其中所述的非接觸裝置是一個(gè)阻燃管，它安裝在從所述的太陽能電池組件互聯(lián)電纜、所述的正極串電纜和所述的負(fù)極串電纜中選出的兩個(gè)電纜之間。
11.根據(jù)權(quán)利要求8的安裝方法，其中所述的非接觸裝置是一個(gè)放置在一個(gè)穿墻通孔內(nèi)的阻燃分隔件，所述的正極串電纜和所述的負(fù)極串電纜從該分隔件引入。
12.根據(jù)權(quán)利要求8的安裝方法，其中所述的安裝表面是屋頂表面。
13.根據(jù)權(quán)利要求8的安裝方法，其中所述的多個(gè)太陽能電池組件是建筑材料綜合型太陽能電池組件。
14.根據(jù)權(quán)利要求13的安裝方法，其中所述的建筑材料綜合型太陽能電池組件是屋頂材料綜合型太陽能電池組件。
15.一種太陽能電池組件陣列的安裝結(jié)構(gòu)，其中多個(gè)太陽能電池組件串被安裝在指定的安裝表面上，所述的多個(gè)太陽能電池組件串具有多個(gè)太陽能電池組件，一個(gè)太陽能電池組件互聯(lián)電纜將所述的多個(gè)太陽能電池組件電氣連接，包括一個(gè)正極串電纜和一個(gè)負(fù)極串電纜，其特征在于，所述的多個(gè)太陽能電池組件和每個(gè)所述的太陽能電池組件互聯(lián)電纜及所述的正極串電纜和所述的負(fù)極串電纜是這樣布置的，使所述的正極串電纜和所述的負(fù)極串電纜之間不會(huì)發(fā)生相互接觸，或使所述的太陽能電池組件互聯(lián)電纜與所述的正極串電纜或/和所述的負(fù)極串電纜之間不會(huì)發(fā)生相互接觸。
16.根據(jù)權(quán)利要求15的安裝結(jié)構(gòu)，其中多個(gè)太陽能電池組件串中的每一個(gè)具有位于所述的安裝表面的一端上的正極端子，和位于所述的安裝表面的另一端上的負(fù)極端子，所述的多個(gè)太陽能電池組件串是這樣布置的，它們?cè)谒龅陌惭b表面的兩個(gè)端上的極性是相同的。
17.根據(jù)權(quán)利要求15的安裝結(jié)構(gòu)，其中所述的正極串電纜或/和所述的負(fù)極串電纜均布置在安裝表面的一個(gè)沒有太陽能電池組件的區(qū)域上。
18.根據(jù)權(quán)利要求15的安裝結(jié)構(gòu)，其中多個(gè)太陽能電池組件中的每一個(gè)具有一個(gè)正極端子盒，和一個(gè)負(fù)極端子盒，所述的正極串電纜或/和所述的負(fù)極串電纜均布置在所述的多個(gè)太陽能電池組件的正極端子盒和負(fù)極端子盒之間。
19.根據(jù)權(quán)利要求15的安裝結(jié)構(gòu)，其中所述的正極串電纜或/和所述的負(fù)極串電纜布置在所述的多個(gè)太陽能電池組件之中的邊緣部分。
20.根據(jù)權(quán)利要求15的安裝結(jié)構(gòu)，其中當(dāng)多個(gè)太陽能電池組件串中的兩個(gè)相鄰的太陽能電池組件串是位于(A)兩個(gè)太陽能電池組件串之一的一個(gè)端部(A-I)，一個(gè)正極串電纜和一個(gè)負(fù)極串電纜之一從該端部伸出，它們是非常近似于(B)其他太陽能電池組件串的一個(gè)端部(B-I)，其他太陽能電池組件串從該端部伸出，布置在所述的一端部(A-I)上的太陽能電池組件和布置在所述的一端部(B-I)上的太陽能電池組件是這樣排列的，使所述的端子(A)和所述的端子(B)具有相同的極性。
21.根據(jù)權(quán)利要求15的安裝結(jié)構(gòu)，其中所述的安裝表面是屋頂表面。
22.根據(jù)權(quán)利要求15的安裝結(jié)構(gòu)，其中所述的多個(gè)太陽能電池組件是建筑材料綜合型太陽能電池組件。
23.根據(jù)權(quán)利要求22的安裝結(jié)構(gòu)，其中所述的建筑材料綜合型太陽能電池組件是屋頂材料綜合型太陽能電池組件。
24.一種太陽能電池組件陣列的安裝方法，其中多個(gè)太陽能電池組件串被安裝在指定的安裝表面上，所述的多個(gè)太陽能電池組件串具有多個(gè)太陽能電池組件，一個(gè)太陽能電池組件互聯(lián)電纜將所述的多個(gè)太陽能電池組件電氣連接，包括一個(gè)正極串電纜和一個(gè)負(fù)極串電纜，其特征在于，所述的多個(gè)太陽能電池組件和每個(gè)所述的太陽能電池組件互聯(lián)電纜及所述的正極串電纜和所述的負(fù)極串電纜是這樣布置的，使所述的正極串電纜和所述的負(fù)極串電纜之間不會(huì)發(fā)生相互接觸，或使所述的太陽能電池組件互聯(lián)電纜與所述的正極串電纜或/和所述的負(fù)極串電纜之間不會(huì)發(fā)生相互接觸。
25.根據(jù)權(quán)利要求24的安裝方法，其中多個(gè)太陽能電池組件串中的每一個(gè)具有位于所述的安裝表面的一端上的正極端子，和位于所述的安裝表面的另一端上的負(fù)極端子，所述的多個(gè)太陽能電池組件串是這樣布置的，它們?cè)谒龅陌惭b表面的兩個(gè)端上的極性是相同的。
26.根據(jù)權(quán)利要求24的安裝方法，其中所述的正極串電纜或/和所述的負(fù)極串電纜均布置在安裝表面的一個(gè)沒有太陽能電池組件的區(qū)域上。
27.根據(jù)權(quán)利要求24的安裝方法，其中多個(gè)太陽能電池組件中的每一個(gè)具有一個(gè)正極端子盒，和一個(gè)負(fù)極端子盒，所述的正極串電纜或/和所述的負(fù)極串電纜均布置在所述的多個(gè)太陽能電池組件的正極端子盒和負(fù)極端子盒之間。
28.根據(jù)權(quán)利要求24的安裝方法，其中所述的正極串電纜或/和所述的負(fù)極串電纜布置在所述的多個(gè)太陽能電池組件之中的邊緣部分。
29.根據(jù)權(quán)利要求24的安裝方法，其中當(dāng)多個(gè)太陽能電池組件串中的兩個(gè)相鄰的太陽能電池組件串是位于(A)兩個(gè)太陽能電池組件串之一的一個(gè)端部(A-I)，一個(gè)正極串電纜和一個(gè)負(fù)極串電纜之一從該端部伸出，它們是非常近似于(B)其他太陽能電池組件串的一個(gè)端部(B-1)，其他太陽能電池組件串從該端部伸出，布置在所述的一端部(A-I)上的太陽能電池組件和布置在所述的一端部(B-I)上的太陽能電池組件是這樣排列的，使所述的端子(A)和所述的端子(B)具有相同的極性。
30.根據(jù)權(quán)利要求24的安裝方法，其中所述的安裝表面是屋頂表面。
31.根據(jù)權(quán)利要求24的安裝方法，其中所述的多個(gè)太陽能電池組件是建筑材料綜合型太陽能電池組件。
32.根據(jù)權(quán)利要求31的安裝方法，其中所述的建筑材料綜合型太陽能電池組件是屋頂材料綜合型太陽能電池組件。
33.一種太陽能發(fā)電生成系統(tǒng)，包括由權(quán)利要求1-7或權(quán)利要求15-23中所限定的任何一個(gè)太陽能電池組件陣列的安裝結(jié)構(gòu)和一個(gè)轉(zhuǎn)換器。
全文摘要
一種太陽能電池組件陣列的安裝結(jié)構(gòu),其中多個(gè)太陽能電池組件串被安裝在指定的安裝表面上,所述的多個(gè)太陽能電池組件串具有多個(gè)太陽能電池組件,一個(gè)太陽能電池組件互聯(lián)電纜將所述的多個(gè)太陽能電池組件電氣連接,包括一個(gè)正極串電纜和一個(gè)負(fù)極串電纜,提供一個(gè)非接觸裝置,使所述的正極串電纜和所述的負(fù)極串電纜之間不會(huì)發(fā)生相互接觸,或使所述的太陽能電池組件互聯(lián)電纜與所述的正極串電纜或/和所述的負(fù)極串電纜之間不會(huì)發(fā)生相互接觸。這種布置安裝方案安全可靠性,在兩個(gè)電纜之間不會(huì)發(fā)生電氣短路故障。
文檔編號(hào)E04D3/40GK1274174SQ0010687
公開日2000年11月22日 申請(qǐng)日期2000年2月25日 優(yōu)先權(quán)日1999年2月25日
發(fā)明者牧田英久, 三村敏彥, 森昌宏, 井上裕二, 鹽見哲, 小森綾子, 長(zhǎng)尾吉孝, 笹岡誠(chéng), 糸山誠(chéng)紀(jì) 申請(qǐng)人:佳能株式會(huì)社