塑料光伏模块框架和托架，以及用于制备其的组合物的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及光伏打（PV)模块和用于安装其的托架。一方面，本发明涉及由塑料制 成的PV模块，而另一方面，本发明涉及无需螺栓、螺钉或其它金属紧固件就容易组装成PV 模块阵列的PV模块。一方面，本发明涉及用于制备PV模块框架和托架的塑料组合物。
【背景技术】
[0002] 光伏打模块也称为太阳能模块，其为用于从日光直接产生电的构造体。在其它组 件中，其在框架内包含一个或多个，通常多个PV或太阳能电池。框架向PV电池提供抵抗机 械力（例如风）的机械支撑。多个PV模块在上面组装成PV模块阵列的框架和托架需要良 好机械强度和热尺寸稳定性。
[0003]目前，铝为PV模块框架和托架的选定材料，因为其成本相对低并且机械强度高。 然而，铝具有多种缺点。因为铝框架的导电性，所以使用铝框架的PV模块可能发生电流泄 漏，并且电流泄漏可使PV电池的导电层降级。另外，铝PV框架（和托架）出于安全原因需 要接地，并且这对于许多模块应用（例如太阳能农场）可能变成严重成本问题。另外，铝比 其它材料（例如塑料）重，并且框架通常越轻越好。
[0004] 最近，许多制造PV模块框架的公司开始使用以下中的任一个或组合来开发铝替 代物：多种聚合物，例如聚酰胺（PA)、聚苯醚/聚苯乙烯（PPE/PS)、聚酰胺/聚对苯二甲酸 丁二酯（PA/PBT)以及聚酰胺/聚苯醚/聚苯乙烯（PA/PPE/PS)、玻璃纤维强化的丙烯腈/ 苯乙烯/丙烯酸酯（ASA)(获自巴斯夫（BASF))以及聚氨酯系统（获自拜耳（Bayer))。然 而，研究不仅针对适用于本申请案中的塑料，而且适用于更好的框架和托架设计。
[0005] 铝框架和托架通常包含许多需要使用螺钉、螺栓和其它金属紧固件组装的片段， 并且因此又可能使其成为缓慢和低效组合件。接线盒没有整合到框架中，并且因此需要独 立连接。通常需要许多长电源线来将模块彼此连接成阵列。通常需要混凝土墩或压载物将 模块或模块阵列固定于基底。这些和其它考虑因素使得不仅需要用于PV模块框架和托架 的非金属材料，而且需要更好的PV模块框架和托架设计。
【发明内容】
[0006] 在一个实施例中，本发明为包含以下的组合物：(A)热塑性聚合物，具体来说热塑 性聚烯烃（ΤΡΟ)，（B)强化成分，具体来说玻璃纤维，（C)不含卤素的膨胀型阻燃剂，（D)抗 冲击改性剂，（E)偶合剂，以及任选的（F) -种或多种添加剂，例如抗氧化剂、UV稳定剂等。
[0007] 在一个实施例中，本发明为由包含以下的组合物制成的框架、托架或框架或托架 组件：(A)热塑性聚合物，具体来说热塑性聚烯烃（ΤΡΟ)，（B)强化成分，具体来说玻璃纤维， (C)不含卤素的膨胀型阻燃剂，（D)抗冲击改性剂，具体来说除（A)的热塑性聚合物之外的 聚烯烃弹性体，（E)偶合剂，以及任选的（F) -种或多种添加剂，例如抗氧化剂、UV稳定剂 等。
[0008] 在一个实施例中，本发明为一种太阳能面板组合件，其包含以下：
[0009] (A) (A)PV模块，其包含一个或多个在塑料框架内的PV电池，且所述框架包含塑料 前部和后部基底附接件，所述前部基底附接件以枢转方式连接到所述PV模块的所述框架 并且所述后部基底附接件与所述PV模块的所述框架可滑动地啮合；
[0010] (B)塑料基底，包含两个间隔开的安装基底，其通过连接器板结合在一起，各安装 基底装备有与所述PV模块的所述框架的所述前部基底附接件以枢转方式啮合的塑料前部 支脚，以及与所述PV模块的所述后部基底附接件以搭扣配合关系啮合的后部槽；
[0011] (C)塑料导风板，其与所述两个后部基底附接件中的每一个以搭扣配合关系啮 合；
[0012] (D)塑料接线盒，其与所述PV模块框架整合；以及
[0013] (E)两个塑料自身配向装置，其用于彼此接合相邻PV模块，各装置与所述PV模块 框架整合。
[0014] 在一个实施例中，本发明为一种塑料PV模块框架，其特征为（A)单式模制或超模 制部分，（B)L形，（C)两段接线盒，一段位于所述框架的一侧且另一段位于所述框架的对面 和另一侧；(D)自身配向装置，以及（E)至少一个结构部件，其在所述面板背面上以向所述 面板提供机械强度。
[0015] 在一个实施例中，本发明为一种光伏打组合件，其包含：
[0016] (A)太阳能面板模块，其包含背部支撑件、前部支撑件以及在所述前部支撑件与所 述背部支撑件之间的吸收层；
[0017] (B)在所述模块周围的整体式整合模制框架；
[0018] (C)接线盒，其整合到所述框架中；
[0019] (D)在所述框架的一端上的入口，所述模块可通过所述入口插入到所述框架中； [0020] (E)密封块或盖子，其在所述入口上方且与所述框架以搭扣配合关系啮合；以及
[0021] (F)在所述框架的所述盖子与所述插入模块之间的密封剂位置。
【附图说明】
[0022] 图1A和1B示出了两个常规托架式太阳能面板阵列。
[0023] 图1C和1D示出了上面连接有图1A-B的太阳能面板阵列的常规托架配置。
[0024] 图1E示出了太阳能面板借以连接到托架的一个常规金属固定件。
[0025] 图2A和2B分别示出了常规太阳能面板的前部和背部。
[0026] 图2C和2D分别示出了金属螺钉和金属角形插头，其用于建构图2A-B的太阳能面 板的金属框架。
[0027] 图2E示出了图2A-B的太阳能面板的接地组合件。
[0028] 图3A为本发明的太阳能面板组合件和其支撑基底的一个实施例的分解图。
[0029] 图3B为图3A的太阳能面板组合件的整合或有缝接线盒的图示。
[0030] 图3C为图3A的太阳能面板组合件的整合电端口的图示。
[0031] 图3D-E进一步示出了图3A的安装基底38A-B。
[0032] 图3F示出了太阳能面板与安装基底的啮合。
[0033] 图3G示出了框架基底后部隆起与后部基底附接件的啮合。
[0034] 图3H示出了后部基底附接件与太阳能面板组合件框架的啮合。
[0035] 图31示出了导风板与后部基底附接件的啮合。
[0036] 图3J示出了两个太阳能面板组件与其支撑托架一起定位成阵列。
[0037] 图4A示出了PV模块，其包含L形框架、接线盒、自身配向装置和结构梁。
[0038] 图4B和4C示出了一个PV模块上的配向装置与毗邻模块的配向装置的联接。
[0039] 图4D示出了光伏打阵列背面上结构梁的定位。
[0040] 图5A、5B、5C以及ro示出了PV模块框架，其包含⑴具有整合接线盒的背板，和 (ii)十字形体。
[0041] 图5E-F分别示出了角形连接器的外部和内部视图。
[0042] 图5G提供与边缘框架和层压太阳能面板啮合的角形连接器的剖视图。
[0043] 图5H-J示出了太阳能面板阵列在屋顶或类似结构上的安置。
[0044] 图6A-B示出了PV模块，其分别具有⑴前侧，包含四个框架段和一个太阳能电池 阵列，以及（ii)后侧，包含四个框架段和四个角形连接器。
[0045] 图6C和6D示出了角形连接器。
[0046] 图6E示出了具有切口的框架，所述切口的尺寸和形状对应于角形连接器上的突 出部。
[0047] 图6F、6G和6H示出了角形连接器偶合或接合PV模块框架的两个区段的方式。
[0048] 图61示出了通过角形连接器接合之后将两个框架段焊接在一起。
[0049] 图7A和7B示出了具有铰链和搭扣配合构造的整合PV模块。
[0050] 图7C-D分别为框架/盖板搭扣配合的打开和封闭的示意图。
[0051] 图7E-F分别为图7C-D的实施例的框架/盖板搭扣配合的替代打开和封闭示意 图。
[0052] 图8A、8B和8C示出了具有整合背板和接线盒的吹塑模制PV模块。
[0053] 图9A-F示出了在一个工艺实施例中，太阳能面板与塑料框架超模制的步骤。
[0054] 图10A示出了延伸的托架支柱通过铰链连接到框架的PV模块。
[0055] 图10B示出了图10A的PV模块，其中托架支柱抵靠模块的后侧折叠回来。
[0056] 图10C-D示出了折叠到模块框架的通道中的托架支柱。
[0057] 图10E示出了使用侧臂将PV模块锁定于适当位置的延伸支柱。
[0058] 图10F示出了PV模块的后部托架支柱，其具有可伸缩功能以允许调整模块高度。
[0059] 图11A示出了本发明的PV模块的一个实施例的分解图。
[0060] 图11B示出了组装形式的图11A的PV模块。
[0061] 图11C示出了图11A-B的PV模块的搭扣封闭的一个实施例。
[0062] 图12示出了具有烟囱状通风口的PV模块。
【具体实施方式】
[0063] 定义
[0064] 除非规定为相反，否则来自上下文或本领域惯用的暗示，所有部分和百分比都是 按重量计。出于美国专利实务的目的，任何所参考专利、专利申请案或公开案的内容都以全 文引用的方式并入（或其等效美国版本如此以引用的方式并入），尤其在所属领域中的合 成技术、定义（在与本发明中特定提供的任何定义不一致的程度上）和常识的披露内容方 面。
[0065] 除非另外指明，否则本发明中的数值范围是近似值，并且因此可以包括在所述范 围之外的值。数值范围包括来自并包括下限值和上限值、以一个单位递增的全部值，其限制 条件为任何下限值和任何上限值之间存在至少两个单位的间隔。举例来说，如果例如分子 量、粘度、熔融指数等的组合特性、物理特性或其它特性为1〇〇到1，〇〇〇,那么打算明确地枚 举所有单独值，例如100、101、102等以及子范围，例如100到144、155到170、197到200等。 对于含有小于一的值或含有大于一的分数（例如1. 1、1. 5等）的范围，一个单位按需要被 视为0. 000U0. 001、0. 01或0. 1。对于含有小于十的个位数（例如1到5)的范围，一个单 位通常被视为0. 1。这些仅是具体预定的实例，并且所列举的最低值和最高值之间的数值的 全部可能组合将被视为在本发明中明确陈述。本发明中提供的数值范围尤其针对用以制造 PV模块框架和托架的组合物中的多种组分的相对量。
[0066] "包含"、"包括"、"具有"以及其衍生词并不打算排除任何其它组分、步骤或程序的 存在，不论其是否具体披露。为了避免任何疑问，除非规定为相反，否则通过使用术语"包 含"所要求的所有组合物可以包括任何其它添加剂、佐剂或化合物（无论聚合或以其它方 式）。相比之下，术语"主要由......组成"从任何随后列举的范围中排除任何其它组分、 步骤或程序，对可操作性来说不是必不可少的那些除外。术语"由......组成"排除没有 具体叙述或列出的任何组件、步骤或程