用于光伏模塊的彈性安裝組件的制作方法
【專利摘要】用于安裝功率模塊的裝置。在一個實(shí)施方式中，該裝置包括多個安裝點(diǎn)，該多個安裝點(diǎn)（i）彼此柔性連接并（ii）將功率模塊柔性地安裝在光伏（PV）模塊附近。
【專利說明】用于光伏模塊的彈性安裝組件
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本公開的實(shí)施方式大體上涉及將功率模塊安裝至光伏模塊，具體涉及將功率模塊柔性地安裝至光伏模塊。
【背景技術(shù)】
[0002]太陽電池板或光伏(PV)模塊將所接收的來自日光的能量轉(zhuǎn)換成直流電(DC)。在一些太陽能功率系統(tǒng)中，PV模塊可以分布式架構(gòu)聯(lián)接至功率模塊，如DC-DC變換器或DC-AC逆變器；即每PV模塊一個功率模塊。在這種系統(tǒng)中，每個功率模塊可安裝至相應(yīng)的PV模塊的面(即，背板面或覆蓋物)。
[0003]在PV模塊的整個使用期限中，PV模塊經(jīng)歷由于各種情況引起的機(jī)械應(yīng)力，如天氣和溫度，運(yùn)送PV模塊，或甚至人(PV系統(tǒng)維護(hù)工人)在安裝的模塊上行走。施加至PV模塊的機(jī)械負(fù)荷和熱負(fù)荷將使PV模塊相對于被安裝部件撓屈或彎曲(面外)或變長或縮小(面內(nèi))，致使顯著面外和面內(nèi)負(fù)荷的可能性由于被附接部件如功率變換器而發(fā)展。這種外來負(fù)荷在PV模塊與功率模塊之間的結(jié)合處引起應(yīng)力，并可損壞模塊和附接的部件如被安裝功率模塊和相關(guān)的附接部件(例如，安裝硬件和相關(guān)粘附地安裝的界面)中的一個或兩者全部。例如，這種外來負(fù)荷可在聯(lián)接至PV模塊的功率模塊電連接器上導(dǎo)致過度的應(yīng)力，致使該電連接器破裂。
[0004]因此，本領(lǐng)域中存在對用于將功率變換器有效地(對于機(jī)械效果和熱效果)安裝至PV模塊的裝置的需要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的實(shí)施方式大體上涉及用于安置功率模塊的裝置。在一個實(shí)施方式中，該裝置包括多個安裝點(diǎn)，該多個安裝點(diǎn)(i )彼此柔性連接并(i i )將功率模塊柔性地安裝在光伏(PV)模塊附近。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0006]通過參照實(shí)施方式，可得到上文簡要總結(jié)的本發(fā)明的更具體描述，從而可理解本發(fā)明的上述特征，其中一些實(shí)施方式在附圖中示出。然而，應(yīng)注意，附圖僅示出了本發(fā)明的典型實(shí)施方式，因此不應(yīng)認(rèn)為是對本發(fā)明范圍的限制，因?yàn)楸景l(fā)明還可允許其他同等有效的實(shí)施方式。
[0007]圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個或多個實(shí)施方式的用于產(chǎn)生功率的光伏(PV)系統(tǒng)的框圖；
[0008]圖2是示出了根據(jù)本發(fā)明的一個或多個實(shí)施方式的PV系統(tǒng)的物理布局的框圖；
[0009]圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的一個或多個實(shí)施方式的功率模塊和彈性安裝組件的立體圖；
[0010]圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的一個或多個實(shí)施方式的聯(lián)接至彈性安裝組件的功率模塊的仰視圖；
[0011]圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的一個或多個實(shí)施方式的通過彈性安裝組件墊保持的功率模塊支腳的詳細(xì)立體圖；
[0012]圖6是根據(jù)本發(fā)明的一個或多個其他實(shí)施方式的彈性安裝組件的仰視立體圖；
[0013]圖7是根據(jù)本發(fā)明的一個或多個其他實(shí)施方式的粘合井的詳細(xì)立體圖；以及
[0014]圖8是根據(jù)本發(fā)明的一個或多個其他實(shí)施方式的聯(lián)接至彈性安裝組件的功率模塊的側(cè)視立體圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個或多個實(shí)施方式的用于產(chǎn)生功率的光伏(PV)系統(tǒng)100的框圖。這圖僅示出了無數(shù)種可能的系統(tǒng)配置中的一種變型。本發(fā)明可在各種環(huán)境和系統(tǒng)中起作用。
[0016]PV系統(tǒng)100包括多個功率模塊102^1(^...102n (集體被稱為功率模塊102)，多個PV模塊104^1042...104n (集體被稱為PV模塊104)，以及多個彈性安裝組件110”IlO2...1IOn(集體被稱為彈性安裝組件110)。在一些實(shí)施方式中，如圖1所示的實(shí)施方式，功率模塊102是用于將由PV模塊104產(chǎn)生的DC功率逆變成AC功率(B卩，AC電流)的DC-AC逆變器。在該實(shí)施方式中，功率模塊102聯(lián)接至總線106 (即，AC總線)，而總線106聯(lián)接至負(fù)荷中心108，其中負(fù)荷中心108用于分配由功率模塊102制造的AC輸出功率。負(fù)荷中心108可容納AC商業(yè)電力網(wǎng)分配系統(tǒng)與AC總線106之間的連接，而功率模塊102量出AC電流，該AC電流與AC商業(yè)電力網(wǎng)電壓同相并通過負(fù)荷中心108聯(lián)接至商業(yè)電力網(wǎng)；在一些實(shí)施方式中，功率模塊102可另外或可替代地產(chǎn)生無功功率。在其他實(shí)施方式中，功率模塊102可以是DC-DC變換器，而總線106可將DC能量運(yùn)送至接合盒108處的DC-AC逆變器。在又一些其他實(shí)施方式中，功率 模塊102可以是DC接合盒并可聯(lián)接至DC-DC變換器或DC-AC逆變器。所產(chǎn)生的AC或DC功率另外或可替代地可通過負(fù)荷中心108直接供給至商業(yè)系統(tǒng)和/或住宅系統(tǒng)，以及被存儲用于以后的使用(例如，所產(chǎn)生的能量可利用電池、熱水、水力泵送、H20-氫轉(zhuǎn)換等進(jìn)行存儲)。
[0017]根據(jù)本發(fā)明的一個或多個實(shí)施方式，每個功率模塊102^102?..102n分別通過彈性安裝組件IlO1UlO2...IlOn 一一對應(yīng)地聯(lián)接至PV模塊104”1042...104n,以使得任何接口負(fù)荷(例如，由于PV模塊104與被安裝部件之間的基于PV模塊104線性膨脹的熱膨脹系數(shù)和曲率的相對差異)被限制或除去。彈性安裝組件110是偽運(yùn)動學(xué)安裝件，其將功率模塊102機(jī)械地安裝至PV模塊104而在PV模塊104的一系列彎曲或撓屈過程中不產(chǎn)生顯著面外負(fù)荷，這將在下文進(jìn)行進(jìn)一步描述。如下文詳細(xì)描述的，彈性安裝組件110包括至少一個墊，其聯(lián)接至相應(yīng)的PV模塊104，用于柔性地保持功率模塊安裝部件(例如，從功率模塊102延伸的一個或多個突起)，以使得功率模塊界面表面與PV模塊104之間存在間隙，在該間隙處最大結(jié)合墊尺寸在尺寸上被限制，以在結(jié)合處適當(dāng)?shù)販p輕熱膨脹系數(shù)、適當(dāng)?shù)販p輕剪切負(fù)載以及使保溫效果最小化。功率模塊界面表面可以是最靠近PV模塊104背部的任何功率模塊特征，并可以是面、表面、或安裝特征。另外，在多個安裝地點(diǎn)由被安裝單元的負(fù)荷水平指示的情況下，這些多個安裝地點(diǎn)可彼此柔性連接，以使得額外的大現(xiàn)場熱膨脹系數(shù)相對應(yīng)變所誘發(fā)的負(fù)荷不顯現(xiàn)。與彈性安裝組件110的設(shè)計(jì)特征相結(jié)合的功率模塊102的安裝特征的結(jié)合產(chǎn)生了防止由于模塊熱變形或機(jī)械變形導(dǎo)致的外來負(fù)荷的發(fā)展的設(shè)計(jì)。
[0018]圖2是示出了根據(jù)本發(fā)明的一個或多個實(shí)施方式的PV系統(tǒng)的物理布局的框圖。每個PV模塊104”1042...104n分別包括結(jié)構(gòu)框架202^202^..202n (集體被稱為框架202)。每個框架202圍繞對應(yīng)的PV模塊104的邊緣并可由任何剛性材料如鋁、剛性塑料等、或這些剛性材料的任何組合構(gòu)造。PV模塊104的框架202大體上聯(lián)接成在水平方向上與鄰近的PV模塊104的框架202相齊平。
[0019]功率模塊102” 1022...102n分別——對應(yīng)地聯(lián)接至彈性安裝組件IIO1、IlO2...1lOn,并且彈性安裝組件IlO1UlO2...1lOn也——對應(yīng)地聯(lián)接至PV模塊104”1042...104n。彈性安裝組件110將功率模塊102柔性地安裝在PV模塊104的背面(即PV模塊的背離太陽的一側(cè))附近(即，隔開)，以使得每個功率模塊102 “浮”在相應(yīng)的PV模塊面上，以容納用于PV模塊104的一系列撓屈而不產(chǎn)生顯著的面外負(fù)荷。
[0020]除機(jī)械安裝至PV模塊104之外，功率模塊102通過彈性安裝組件110電聯(lián)接至PV模塊104的DC輸出部分。功率模塊102輸出部分處的功率聯(lián)接至總線106，而總線106聯(lián)接至負(fù)荷中心108。
[0021]圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的一個或多個實(shí)施方式的功率模塊102和彈性安裝組件110的立體圖。
[0022]彈性安裝組件110由彈性柔性材料如順應(yīng)型塑料形成，該彈性柔性材料對環(huán)境影響如UV射線、氧化、鹽霧等具有足夠的抵抗能力，并對暴露如工業(yè)化學(xué)品和屋頂化學(xué)品等具有足夠的抵抗能力。彈性安裝組件110包括大體上矩形的基底302，例如約為210mmX210mm，但在其他實(shí)施方式中基底302可具有不同的尺寸和/或形狀，并且基底302由剛性聚苯醚(PPO)熱塑塑料形成。凸緣320垂直于基底延伸并限定出淺的開放井322，通過井322可訪問PV模塊104的導(dǎo)電DC接觸部。在基底302已粘附至PV模塊104之后，井322允許訪問PV模塊DC接觸部。然后PV模塊DC接觸部例如可聯(lián)接至DC連接組件，其中該DC連接組件用于將來自PV模塊104的`DC電流通過彈性安裝組件110的連接器304提供至功率模塊102。隨后井322可通過覆蓋件密封和/或利用具有有限吸濕特性的非導(dǎo)電灌封材料如硅樹脂、聚氨酯等封裝，以保護(hù)PV模塊104與連接器304之間的電連接以防環(huán)境因素和外來物。灌封材料可具有合適特性，如提供粘附至PV模塊104與基底302的能力以維持密封；低剛度，以不發(fā)展負(fù)荷；對暴露如UV射線、屋頂化學(xué)品、鹽霧等具有抵抗能力；對氧化脆化具有抵抗能力；以及滿足處理控制如基于生產(chǎn)需要的固化時間和合理地可實(shí)現(xiàn)固化方法的能力。
[0023]彈性安裝組件110還包括多個墊306-1、306_2、以及306-3 (集體被稱為墊306)，其彼此相連并通過多個網(wǎng)狀件310連接至基底302。在一些實(shí)施方式中，墊306由剛性聚苯醚(PPO)熱塑塑料形成，并具有加勁肋，以在整個結(jié)合區(qū)域上充分地發(fā)展結(jié)合應(yīng)力，并可具有約1.5inX2in/38.1mmX50.8mm的尺寸。墊306和網(wǎng)狀件310與基底302共面，并且墊306粘附至PV模塊104，如下文參照圖4所描述的。網(wǎng)狀件310-1從基底302延伸至墊306-1 ;網(wǎng)狀件320-2從墊306-1延伸至墊306-2 ;網(wǎng)狀件330-3從墊306-2延伸至墊306-3 ；以及網(wǎng)狀件310-4從墊306-3延伸至基底302。網(wǎng)狀件310大體可呈S形，例如圖3所示；可替代地，網(wǎng)狀件310可呈用于墊306與基底302互連的任何其他合適的形狀。用于網(wǎng)狀件310的主設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為網(wǎng)狀件足夠硬以支承自跳動(即，網(wǎng)狀件310允許多個安裝部件-基底302和墊306-自跳動)并維持用于所有合理的處理和應(yīng)用負(fù)荷的旋轉(zhuǎn)和面內(nèi)位置的每個墊306的空間對準(zhǔn)，并足夠軟以不產(chǎn)生由于被安裝部件與PV模塊104之間的差異膨脹導(dǎo)致的外來熱膨脹系數(shù)負(fù)荷。當(dāng)將大和/或重的部件安裝至PV模塊104時，可能需要大的和/或多個結(jié)合區(qū)域以使分層應(yīng)力最小化；通過使用非剛性連接的多個墊306，在墊/接觸部分之間沒有發(fā)展出負(fù)荷(例如由于相比于結(jié)合墊的熱膨脹系數(shù)不匹配增長或曲率)。網(wǎng)狀件310可具有使得當(dāng)PV模塊104未被撓屈時網(wǎng)狀件310與功率模塊面之間存在間距的高度；可替代地，網(wǎng)狀件310可接觸功率模塊102的背部或PV模塊104，但是在其中一個或這兩個地點(diǎn)處維持足夠的間隙，以保證在最大的熱偏離或機(jī)械偏離的情況下在界面處發(fā)展最小的或沒有面外負(fù)荷。
[0024]在一些實(shí)施方式中，墊306可設(shè)置成呈“V”形；例如，墊306-1和墊306_3可水平地共線，并且墊306-2定位在墊306-1/306-3之間但偏置以更靠近基底302。在其他實(shí)施方式中，墊306可設(shè)置在其他物理布置中，如共線布置?；?02和墊306可間隔開，以使與曲率和相對膨脹相關(guān)的力最小化，該力隨安裝至PV模塊104的部件占用區(qū)域而增加；在一些實(shí)施方式中，彈性安裝組件110可具有總體占用區(qū)域，以支承具有約17X17厘米的尺寸的功率模塊102。在一些實(shí)施方式中，層疊的高度不超過22mm ;在其他實(shí)施方式中，層疊的高度可高達(dá)31.4mm。
[0025]在一些可替代性實(shí)施方式中，彈性安裝組件110可包括兩個墊306或甚至一個墊306。另外或可替代地，網(wǎng)狀件310可不用于將墊306與基底302互連(B卩，彈性安裝組件110包括兩個或更多單獨(dú)支承件)。例如，基底302和墊306可以是物理上分離(B卩，單獨(dú))的部件。在這種實(shí)施方式中，基底302和該一個或多個墊306必須在其適當(dāng)?shù)牡攸c(diǎn)結(jié)合至PV模塊104，因此當(dāng)安裝至PV模塊104時，基底302/ —個或多個墊306必須通過合適的器件適當(dāng)?shù)貙?zhǔn)。例如，可提供(例如，由PV模塊生產(chǎn)商)運(yùn)載器(或“放置夾具”)，其將每個基底302/墊306保持在其適當(dāng)位置直到結(jié)合變成永久的(即，直到設(shè)置了永久的粘合劑)。然后該運(yùn)載器可移除，并再被使用用于將另一彈性安裝組件110安裝在另一 PV模塊104上。另夕卜，在一些這種實(shí)施方式中，如果僅線纜聯(lián)接至PV模塊104 (即，沒有功率模塊102待安裝至PV模塊104)，則不需要墊306并在制造時可省略墊306。
[0026]功率模塊102包括塞314，其從功率模塊102的一端突起，用于物理地聯(lián)接至連接器304，從而將功率模塊102電聯(lián)接至PV模塊DC輸出部分。聯(lián)接的塞314/連接器304提供了用于功率模塊102的剛性安裝點(diǎn)。在系統(tǒng)水平，被安裝硬件的設(shè)計(jì)將限于，由于熱的或機(jī)械的環(huán)狀/變型負(fù)荷沒有O環(huán)/密封平移將發(fā)生。
[0027]功率模塊102還包括多個突起，或“支腳”，312-1，312-2，以及312_3 (集體被稱為支腳312)。支腳312從功率模塊102的底部(即，面朝PV模塊104)垂直地延伸。支腳312可以是功率模塊102的形式因素的一部分，并可以是剛性材料如金屬或硬塑料；可替代地，支腳312可通過合適的粘合劑粘附至功率模塊102。
[0028]每個彈性安裝組件墊306-1,306-2，以及306-3分別限定了溝槽308-1，308-2，以及308-3，其被合適地確定大小和形狀，以使得功率模塊支腳312-1,312-2，以及312-3可與相應(yīng)的溝槽308相接合并滑動進(jìn)入溝槽308，并且在每個墊306與相應(yīng)的支腳312之間維持間隙，以便柔性地保持支腳312。墊306的厚度和支腳312的高度使得當(dāng)PV模塊104未被撓屈或彎曲時，每個支腳312的底部與PV模塊104之間存在空隙或間隙，如下文參照圖5所述的。因此墊306提供了用于功率模塊102的柔性(S卩，非剛性)安裝點(diǎn)。通過以這種方式保持功率模塊102，彈性安裝組件110將功率模塊102機(jī)械地聯(lián)接至PV模塊104并且允許功率模塊102 “浮”于PV模塊104之上，以容納PV模塊104的一系列彎曲和撓屈(即，當(dāng)PV模塊104在一范圍上撓屈時，功率模塊102仍然是剛性的并不受到來自PV模塊撓屈的應(yīng)力)。
[0029]圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的一個或多個實(shí)施方式的聯(lián)接至彈性安裝組件110的功率模塊102的仰視圖。功率模塊支腳312-1，功率模塊支腳312-2，以及功率模塊支腳312-3分別延伸穿過墊306-1，墊306-2，以及墊306-3的溝槽308-1，溝槽308-2，以及溝槽308-3。每個墊306-1，墊306-2，并且墊306-3的底部分別限定了粘合井406-1，粘合井406-2，以及粘合井406-3 (集體被稱為粘合井406)，而基底302的底部限定了粘合井408。粘合井406和粘合井408灌封有粘合材料如有機(jī)硅粘合劑，其用于將彈性安裝組件110粘附至PV模塊104。通常，粘合材料具有這樣的特性，如提供粘附至PV模塊104與基底302的能力以維持密封；低剛度，以不發(fā)展負(fù)荷；對暴露如溫度變化、UV射線、屋頂化學(xué)品、鹽霧等具有抵抗能力；對氧化脆化具有抵抗能力；合適的模數(shù)(例如，避免低溫的玻璃化轉(zhuǎn)化溫度，對差異熱膨脹提供順應(yīng))；以及滿足處理控制如基于生產(chǎn)需要的固化時間和合理地可實(shí)現(xiàn)固化方法的能力。粘合井406和粘合井408均可具有維持用于粘合劑的最小厚度的深度(例如約為
1.0_)，以使由于PV模塊104與被安裝配置之間的差異膨脹導(dǎo)致的粘合劑中的峰值剪切應(yīng)變最小化。
[0030]立即粘合劑如雙面彈性泡棉膠帶可沿每個溝槽308-1,308-2，以及308_3的邊緣(例如，呈圍繞溝槽308的“U”形)用作墊粘合劑404-1,404-2，以及404-3 (集體被稱為墊粘合劑404)，并可用做圍繞井322的邊緣(例如，呈圍繞井322的矩形)的基底粘合劑402。墊粘合劑404和基底粘合劑402提供了用于將彈性安裝組件110附接至PV模塊104的立即的安全粘附，從而允許當(dāng)粘合井406和粘合井408中的粘合劑固化時，結(jié)合的PV模塊104/彈性安裝組件110緊隨組件移動而沒有任何等待時間。另外，墊粘合劑404和基底粘合劑402作為用于灌封在粘合井406和粘合井408內(nèi)的粘合材料的障礙(即，分別防止粘合材料進(jìn)入溝槽308或井322)。在一些可替代性實(shí)施方式中，不同的快速固化粘合劑可用作墊粘合劑404和/或基底粘合劑402。
[0031]圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的一個或多個實(shí)施方式的通過彈性安裝組件墊306保持的功率模塊支腳312的詳細(xì)立體圖。墊306限定溝槽308，以使得位于墊306的頂部(SP，墊306面朝功率模塊102的一側(cè))處的溝槽308的寬度比位于墊306的底部(即，墊306的粘附至PV模塊104的一側(cè))處的溝槽308的寬度更窄。支腳312由柱506形成，并且在柱506的末端具有突起508。桿506的尺寸被確定為使得桿安裝在溝槽308的最小寬度內(nèi)，突起508的尺寸被確定為使得其安裝在溝槽308的最寬部分內(nèi)并且不能夠穿過溝槽308的最小寬度，從而一旦支腳312插設(shè)在溝槽308中便保持支腳312。當(dāng)將支腳312插設(shè)在溝槽308中時，支腳312與溝槽308對準(zhǔn)，以使得突起508與溝槽308的最寬面積(靠近PV模塊面)對準(zhǔn)。然后支腳312可滑入溝槽308。間隙如間隙510出現(xiàn)在支腳312與墊306之間，并且支腳通過墊306柔性地保持。
[0032]當(dāng)PV模塊104沒有撓屈時，第一間隙502出現(xiàn)在支腳312的底部與PV模塊104之間。第一間隙502允許通過彈性安裝組件110保持功率模塊102，但仍然容納PV模塊104的一系列撓屈或彎曲而不造成顯著的面外負(fù)荷；在一些可替代性實(shí)施方式中，可利用支腳處的低剛度安裝件，其足以將足夠的最小模態(tài)頻率維持為最小剛度。墊306和支腳312的尺寸被確定為使得第一間隙502具有基于PV模塊撓屈的期望量的寬度。通常，墊306和支腳312被確定尺寸以實(shí)現(xiàn)間隙502，以使得在PV模塊表面的期望熱偏離和/或機(jī)械誘發(fā)偏離的最大范圍的情況下，沒有PV模塊104的背部表面的撞擊接觸或妨礙功率模塊102的近表面。
[0033]另外，墊306的高度被確定尺寸，以當(dāng)PV模塊104沒有撓屈時在功率模塊102與PV模塊104之間提供第二間隙504。第二間隙504允許功率模塊102與PV模塊104之間的空氣環(huán)流，以在PV模塊電池以及功率模塊102上維持合適的熱剖面。在一些實(shí)施方式中，通過分析標(biāo)準(zhǔn)PV模塊104和滿足標(biāo)準(zhǔn)而確定間隙502和/或504的寬度，其中該標(biāo)準(zhǔn)為在PV模塊表面期望的熱和/或機(jī)械誘發(fā)偏離的最大范圍的情況下，沒有(或非常少)PV模塊104的背部表面的撞擊接觸或妨礙功率模塊102的近表面。
[0034]圖6是根據(jù)本發(fā)明的一個或多個其他實(shí)施方式的彈性安裝組件110的仰視立體圖。彈性安裝組件110由彈性柔性材料如順應(yīng)型塑料形成，該彈性柔性材料對環(huán)境影響如UV射線、溫度變化、氧化作用、鹽霧等具有足夠的抵抗力，并對暴露如工業(yè)化學(xué)品和屋頂化學(xué)品等具有足夠的抵抗力。彈性安裝組件110包括基底302和多個墊606-1和606-2 (集體被稱為墊606)，該多個墊彼此相連并通過多個網(wǎng)狀件610連接至基底302。在一些實(shí)施方式中，墊606由剛性聚苯醚(PPO)熱塑塑料形成，并具有加勁肋，以在整個結(jié)合區(qū)域上充分地發(fā)展結(jié)合應(yīng)力，并可具有約1.5inX2in/38.1mmX50.8mm的尺寸。墊606和網(wǎng)狀件610與基底302共面，并且墊606粘附至PV模塊104，如下文參照圖6和圖7所描述的。每個墊606大體上具有點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)，其在墊606的邊緣內(nèi)限定了多個開放區(qū)域(例如墊606-1內(nèi)的開放區(qū)域618-1和墊606-2內(nèi)的開放區(qū)域618-2)，以使得墊606不完全覆蓋PV模塊104上粘附有墊606的部分。
[0035]在一些實(shí)施方式中，墊606和基底302可設(shè)置成呈“V”形；例如，墊606可水平地共線并且基底302定位在墊606之間但偏移以形成“V”形的底部。在其他實(shí)施方式中，相對于基底302，墊606可設(shè)置在其他物理布置中。墊606彼此間隔開約功率模塊寬度的距離，以使得功率模塊102的相反側(cè)被支承，如下文參照圖8所描述的。在一些實(shí)施方式中，如圖6所示，彈性安裝組件110可具有高達(dá)2.58inX5in/65.53mmX 127mm的占用區(qū)域。在一些實(shí)施方式中，層疊的高度不超過22_ ;在其他實(shí)施方式中，層疊的高度可高達(dá)31.4_。
[0036]網(wǎng)狀件610-1從基底302延伸至墊606-1 ;網(wǎng)狀件610-2從墊606-1延伸至墊606-2 ;以及網(wǎng)狀件610-3從墊606-2延伸至基底202。網(wǎng)狀件610允許多個安裝部件(即，基底302和墊606)自跳動。網(wǎng)狀件610可呈用于墊606與基底302互連的任何合適形狀。用于網(wǎng)狀件610的主設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為網(wǎng)狀件足夠硬以支承自跳動并維持用于所有合理的處理和應(yīng)用負(fù)荷的旋轉(zhuǎn)和面內(nèi)位置的每個墊306的空間對準(zhǔn)，并足夠軟以不產(chǎn)生由于被安裝部件與PV模塊104之間的差異膨脹導(dǎo)致的外來熱膨脹系數(shù)負(fù)荷。當(dāng)將大和/或重部件安裝至PV模塊104時，可能需要大的和/或多個結(jié)合區(qū)域以使分層應(yīng)力最小化；通過使用非剛性連接的多個墊606，在墊/接觸部分之間沒有發(fā)展出負(fù)荷(例如由于相比于結(jié)合墊的熱膨脹系數(shù)不匹配增長或曲率)。網(wǎng)狀件610具有這樣的高度，即，使得當(dāng)PV模塊104未被撓屈時網(wǎng)狀件610與功率模塊面之間存在間距；可替代地，網(wǎng)狀件610可接觸功率模塊102的背部或PV模塊104，但是在其中一個或這兩個地點(diǎn)處維持足夠的間隙，以保證在最大的熱偏離或機(jī)械偏離的情況下在界面處發(fā)展最小的或沒有面外負(fù)荷。
[0037]在一些可替代性實(shí)施方式中，網(wǎng)狀件610可不用來將墊606與基底302互連；SP，基底302和墊606可以是物理上分離(B卩，單獨(dú))的部件。在這種實(shí)施方式中，基底302和墊606必須在其適當(dāng)?shù)牡攸c(diǎn)結(jié)合至PV模塊104，并且當(dāng)安裝至PV模塊104時，基底302/墊606必須通過合適的器件適當(dāng)?shù)貙?zhǔn)。例如，可提供運(yùn)載器(或“放置夾具”)，其將每個基底302和墊306保持在其適當(dāng)位置直到結(jié)合變成永久的(即，直到設(shè)置了永久的粘合劑)。該運(yùn)載器然后可移除，并再被使用用于將彈性安裝組件110安裝在另一 PV模塊104上。另外，在一些這種實(shí)施方式中，如果僅線纜聯(lián)接至PV模塊104(即，沒有功率模塊102待安裝至PV模塊104)，則不需要墊606并在制造時可省略墊606。
[0038]每個墊606的底部限定多個粘合井612，該多個粘合井612將填充用于將墊606粘附至PV模塊104的粘合劑。在一些實(shí)施方式中，如在本文中描述的實(shí)施方式中，每個墊606可限定沿墊606的外邊界定位(例如大致相等地彼此間隔開)的三個粘合井612 ;在其他實(shí)施方式中，可利用更少或更多的粘合井612。墊606-1的底部限定了粘合井612-1-1，粘合井612-1-2，以及粘合井612-1-3 ;墊606-2的底部限定了粘合井622-2-1，粘合井622-2-2，以及粘合井622-2-3 ;墊606-3的底部限定了粘合井622-3-1，粘合井622_3_2，以及粘合井622-3-3。粘合井612中的兩個位于墊邊緣的鄰近拐角處，而第三粘合井612位于墊606的相對側(cè)的中間處(即，形成與墊606共面的等腰三角形)。在其他實(shí)施方式中，對于墊606可不同地設(shè)置粘合井612。粘合井612灌封有粘合材料如有機(jī)硅粘合劑，其用于將墊606粘附至PV模塊104。通常，粘合材料具有這樣的特性，如提供粘附至PV模塊104與基底302的能力以維持密封；低剛度，以不發(fā)展負(fù)荷；對暴露如溫度變化、UV射線、屋頂化學(xué)品、鹽霧等具有抵抗能力；對氧化脆化具有抵抗能力；合適的模數(shù)(例如，避免低溫的玻璃化轉(zhuǎn)化溫度，對差異熱膨脹提供順應(yīng))；以及滿足處理控制如基于生產(chǎn)需要的固化時間和合理地可實(shí)現(xiàn)固化方法的能力。粘合井612可具有維持用于粘合劑的最小厚度的深度(例如約為1.0mm),以使由于PV模塊104與被安裝配置之間的差異膨脹導(dǎo)致的粘合劑中的峰值剪切應(yīng)變最小化。立即粘合劑如雙面彈性泡棉膠帶可用作基底粘合劑402，例如位于淺井322周圍(例如，呈圍繞淺井622的開口的矩形)。另外，立即粘合劑可應(yīng)用至每個墊606的底部，以提供用于將彈性安裝組件110附接至PV模塊104的立即的安全粘附。然后當(dāng)基底302的粘合井408和粘合井612內(nèi)的粘合劑固化時，結(jié)合的PV模塊104/彈性安裝組件110可緊隨組件移動而沒有任何等待時間。在一些可替代性實(shí)施方式中，不同的快速固化粘合劑可用于墊粘合劑404以及用于墊606。
[0039]通過使用用于彈性安裝組件110的三點(diǎn)設(shè)計(jì)，如圖6所示，并最小地限制每個附接點(diǎn)，產(chǎn)生了最小的附接負(fù)荷。
[0040]圖7是根據(jù)本發(fā)明的一個或多個其他實(shí)施方式的粘合井612的詳細(xì)立體圖。粘合井612具有上升到基底606的剩余部分之上的階躍高度702。粘合井612在其下側(cè)為中空的并且其灌封有粘合材料如有機(jī)硅粘合劑，用于將墊606粘附至PV模塊104。階躍高度702提供受控的粘合厚度(即，粘合厚度由階躍高度702決定)，以使得當(dāng)安裝至PV模塊104時每個墊606可具有合適的結(jié)合高度。在一些實(shí)施方式中,粘合井612可至少具有約1.0mm的總高度704并具有合適的階躍高度702，以維持用于將彈性安裝組件110粘附至PV模塊104的最小粘附厚度；維持最小粘合厚度減小了由于PV模塊104與被安裝配置之間的差異膨脹而在粘合劑中導(dǎo)致的峰值剪切應(yīng)變。
[0041]在一些實(shí)施方式中，粘合井612的壁可限定孔706 (例如位于粘合井612的上壁上)，以允許任何過量的粘合劑漏出，從而允許墊606齊平地安裝至PV模塊104。
[0042]圖8是根據(jù)本發(fā)明的一個或多個其他實(shí)施方式的通過彈性安裝組件110聯(lián)接至PV模塊104的功率模塊102的側(cè)視立體圖。如上所述，墊606安裝至PV模塊104的面。保持臂804-1安裝在墊606-1的頂部上，并且保持臂804-2安裝在墊606-2的頂部上。保持臂804-1和保持臂804-2 (集體被稱為保持臂804)由任何剛性材料形成，如金屬或硬塑料；在一些實(shí)施方式中，墊606和相應(yīng)的保持臂804可以是同一形式因素的一部分。
[0043]保持臂804-1和保持臂804-2分別限定溝槽808_1和溝槽808_2。溝槽808_1和溝槽808-2(集體被稱為溝槽808)被確定尺寸和形狀，以分別保持突起802-1和突起802-2(集體被稱為突起802)，802-1和突起802-2從功率模塊102的相反側(cè)延伸。突起802可以是功率模塊102的形式因素的一部分，或者可替代地，突起802可通過合適的粘合劑粘附至功率模塊102。
[0044]當(dāng)將功率模塊102安裝至彈性安裝組件110時，功率模塊102可與彈性安裝組件110沿同一面對準(zhǔn)并在保持臂804之間水平地滑動，以使得塞314物理地聯(lián)接至連接器304(如上文參照圖3所述)，并且突起802由溝槽808接納并在突起802與溝槽808之間維持小間隙814。聯(lián)接的塞314/連接器304提供用于功率模塊102的剛性安裝點(diǎn)，并且突起802通過溝槽808柔性地保持(S卩，墊606/保持臂804提供用于功率模塊102的柔性或非剛性安裝點(diǎn))，從而允許功率模塊102 “浮”在PV模塊104之上，以容納PV模塊104的一系列彎曲和撓屈(即，當(dāng)PV模塊104在一范圍上撓屈時，功率模塊102仍然是剛性的并且不受到來自PV模塊撓屈的應(yīng)力)。
[0045]另外，當(dāng)PV模塊104未被撓屈時，間隙812出現(xiàn)在功率模塊102與PV模塊104之間。間隙812允許功率模塊102與PV模塊104之間的空氣環(huán)流，以在PV模塊電池以及功率模塊102上維持合適的熱剖面。間隙812還保證被安裝功率模塊102的底部和附接點(diǎn)上存在很少或沒有負(fù)荷。
[0046]本發(fā)明實(shí)施方式的以上描述包括執(zhí)行所述各種功能的多個元件、設(shè)備、電路和/或組件。例如，上述的基底和墊是用于將功率模塊機(jī)械地安裝在PV模塊附近的器件的示例；基底是用于提供用于功率模塊的剛性安裝點(diǎn)的器件的示例；墊是用于提供用于功率模塊的非剛性安裝點(diǎn)的器件的示例。這些元件、設(shè)備、電路、和/或組件是用于執(zhí)行各自上述的功能的器件的示例性實(shí)施。
[0047]雖然上文針對本發(fā)明的實(shí)施方式，但是在不背離本發(fā)明的基本范圍的情況下，可設(shè)想出本發(fā)明的其他及另外的實(shí)施方式，并且本發(fā)明的范圍有所附權(quán)利要求確定。
【權(quán)利要求】
1.用于安裝功率模塊的裝置，包括: 多個安裝點(diǎn)，所述多個安裝點(diǎn)(i)彼此柔性連接并(i i)將功率模塊柔性地安裝在光伏(PV)模塊附近。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述多個安裝點(diǎn)包括第一安裝點(diǎn)和至少第二安裝點(diǎn)，其中，所述第一安裝點(diǎn)提供用于所述功率模塊的剛性安裝點(diǎn)，并且所述至少第二安裝點(diǎn)中的每個安裝點(diǎn)提供用于所述功率模塊的非剛性安裝點(diǎn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其中所述至少第二安裝點(diǎn)中的每個安裝點(diǎn)限定溝槽，所述溝槽保持來自所述功率模塊的突起，以使得所述安裝點(diǎn)與所述突起之間存在第一間隙。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其中所述突起為功率模塊支腳，并且其中所述功率模塊支腳被保持為以使得，當(dāng)所述PV模塊未被撓屈時，所述功率模塊支腳與所述PV模塊之間存在第二間隙。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述多個安裝點(diǎn)將所述功率模塊安裝在所述PV模塊附近，以使得所述功率模塊的面與所述PV模塊的面之間存在間隔。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其中所述第一安裝點(diǎn)將所述功率模塊電聯(lián)接至所述PV模塊。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其中， 所述至少第二安裝點(diǎn)包括第二安裝點(diǎn)和第三安裝點(diǎn)；并且 所述第一安裝點(diǎn)通過第一柔性網(wǎng)狀件聯(lián)接至所述第二安裝點(diǎn)，所述第二安裝點(diǎn)通過第二柔性網(wǎng)狀件聯(lián)接至所述第三安裝點(diǎn)，以及所述第三安裝點(diǎn)通過第三柔性網(wǎng)狀件聯(lián)接至所述第一安裝點(diǎn)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其中所述第二安裝點(diǎn)和所述第三安裝點(diǎn)均包括具有點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)的墊、和多個粘合井，所述多個粘合井用于將所述墊粘附至所述PV模塊。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其中，對于所述多個粘合井中的每個粘合井，所述粘合井的壁限定用于允許過量粘合劑漏出的孔。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述功率模塊是DC-AC逆變器。
11.根據(jù)權(quán)利要求ι-?ο中任一項(xiàng)所述的裝置，還包括所述功率模塊。
12.根據(jù)權(quán)利要求1-10中任一項(xiàng)所述的裝置，還包括所述PV模塊。
13.根據(jù)權(quán)利要求1-10中任一項(xiàng)所述的裝置，還包括所述功率模塊和所述PV模塊。
【文檔編號】H02S40/32GK103828228SQ201280030261
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2012年7月17日 優(yōu)先權(quán)日:2011年7月18日
【發(fā)明者】安東尼·查爾斯·馬丁, 馬丁·馮納格, 潔·吉恩·崔 申請人:恩菲斯能源公司