太阳能模块安装系统的制作方法

背景技术：

1.技术领域

本发明大体上涉及一种用于安装太阳能模块的系统。更具体地说，本发明涉及用于将太阳能模块耦合到框架的保持器组合件。

2.相关技术背景

提供太阳能安装系统以支撑一或多个光伏(“pv”)模块阵列及将所述阵列耦合到框架(举例来说，例如多个平行定向的可旋转扭矩管。太阳能安装系统经设计以在太阳能跟踪期间在扭矩管旋转的同时使pv模块相对于扭矩管维持在固定位置中。

由于至少两个原因，太阳能安装系统可对太阳能电力系统添加明显的成本。首先，组件本身的制造及运输是昂贵的，部分是由于它们的重量及尺寸。其次，安装可能是费力且费时的过程，需要熟练的安装人员来确保现场安装的质量。因此，需要更容易且更有效地包装、运输及安装的pv安装系统。

技术实现要素：

在本发明的一个方面中，提供一种太阳能模块安装支架系统。所述太阳能模块安装支架系统包括：多个太阳能模块，其包括形成在所述太阳能模块的侧壁中的安装槽；扭矩管，其经配置为支撑所述太阳能模块使得它们可旋转；多个安装支架，其经配置用于与所述扭矩管集成，且所述多个太阳能模块安装到所述多个安装支架；至少一个第一保持器组合件，其经连接到所述多个安装支架中的一者，第一保持器组合件包括贯穿螺栓、弹簧、安装突片及螺母。当太阳能模块放置在安装支架上且由扭矩管支撑时，安装突片保持器组合件被收纳在太阳能模块的安装槽中。

在本发明的另一方面中，第二保持器组合件经连接到所述多个安装支架中的第二者，包括卡扣件的第二保持器组合件定位在第二安装支架上，使得当太阳能模块放置在第二安装支架上时，所述卡扣件从内部方向被收纳在太阳能模块的槽中，且其中所述卡扣件防止所述太阳能模块在所述卡扣件的闭合部分的方向上移动。

在本发明的另一方面中，所述系统包括用于扭矩管的预界定区段的多个第一保持器组合件及单个第二保持器组合件。扭矩管的预界定部分可为在两个地面支柱之间的一段扭矩管。

在本发明的另一方面中，所述多个安装支架包括第一安装支架，所述第一安装支架具有：底部表面，其经配置用于与第一夹组合件集成；顶部表面，其经配置用于与第一保持器组合件集成；及螺纹u形螺栓，其中，所述第一夹组合件包括：底部表面，其具有与所述扭矩管的半径基本上类似的半径；两个孔，其经配置为收纳所述螺纹u形螺栓；及锁定突片，其经配置为被收纳到所述扭矩管的一或多个锁定孔中，其中至少一个第一保持器组合件安装在所述第一安装支架上。

在本发明的另一方面中，所述多个轨包括第二安装支架，所述第二安装支架具有：顶部表面，其具有四个或更多个安装孔、经配置用于与所述第二保持器组合件集成，及底部表面，其包括与所述扭矩管的半径基本上类似的半径，所述底部表面包括锁定突片，所述锁定突片经配置为被收纳到所述扭矩管的一或多个锁定孔中；及两个或更多个孔，其经配置为收纳螺纹u形螺栓，其中所述至少一个第二保持器组合件安装在所述第二安装支架中。

在本发明的另一方面中，所述多个安装支架包括第三安装支架，其具有：顶部表面，其包括四个或更多个安装孔、配置用于与第二保持器组合件集成，及底部表面，其包括与所述扭矩管的半径基本上类似的半径，所述底部表面包括锁定突片，所述锁定突片经配置为被收纳到所述扭矩管的一或多个锁定孔中；及两个或更多个孔，其经配置为收纳螺纹u形螺栓，且其中所述顶部表面包括经配置用于与轴承壳体组合件集成的夹组合件，其中所述至少一个第二保持器组合件安装在所述第三安装支架中。

下面参考附图更详细地描述本发明的示范性实施例的进一步细节、优点及方面。

附图说明

本文参考附图描述本发明的实施例，其中：

图1是根据本发明的示范性实施例的太阳能跟踪器系统的透视图；

图2是图1的太阳能跟踪器系统的分解图；

图3是图2的一部分的放大透视图，其描绘安装到扭矩管且支撑太阳能模块的第一安装支架；

图4描绘根据本发明的第一安装支架；

图5是图2的第一安装支架及太阳能模块的放大透视图；

图6是根据本发明的紧固两个太阳能模块的图2的轨的透视图；

图7是图4的第一安装支架的分解图；

图8是图7的第一安装支架的一部分的放大视图；

图9是支撑在图1的太阳能电力系统的扭矩管上的第一及第二安装支架的透视图；

图10是图11的第二安装支架的分解透视图；

图11是支撑在图1的太阳能电力系统的扭矩管上的第三安装支架、轴承壳体组合件及太阳能模块的说明性视图；

图12是图2的第三安装支架及轴承壳体组合件的放大侧视图；及

图13是图2的第三安装支架及轴承壳体组合件的详细分解图。

具体实施方式

根据本发明的各种实例实施例，本发明涉及一种用于将太阳能模块(例如，pv模块)安装到太阳能跟踪器的扭矩管上的系统。所述系统包括多个太阳能模块，每一太阳能模块具有形成在侧壁中的安装槽。扭矩管经配置为支撑太阳能模块，使得所述太阳能模块可旋转及跟踪太阳的位置。多个安装支架经配置用于与扭矩管集成及将多个太阳能模块紧固到扭矩管上。安装支架包括保持器组合件，所述保持器组合件被收纳在槽中并将太阳能模块紧固到轨。当太阳能模块放置在安装支架上且由扭矩管支撑时，保持器组合件被收纳在太阳能模块的安装槽中。保持器组合件使得能够有效地将太阳能模块安装在太阳能跟踪器上。太阳能电力系统及保持器组合件的这些及进一步的细节将在下面描述。

参考附图详细描述当前揭示的太阳能模块安装系统的实施例及其安装方法，附图中相同的附图标记在多个视图中的每一视图中指定相同或对应的元件。如本文所述，术语“太阳能模块”是指将来自太阳的能量转换为可用能量的任何合适的太阳能面板或太阳能面板阵列。尽管大体上参考太阳能跟踪器系统来描述，但本发明并不受限于此，且可用于任何太阳能模块安装。

参考图1及2，根据本发明说明太阳能跟踪器系统10。太阳能跟踪器系统10通常包括太阳能模块12(例如，pv模块)阵列、扭矩管14及用于将pv模块12阵列耦合到扭矩管14的安装支架100、200、300。安装支架100、200、300中的每一者可相对于扭矩管14垂直定向，且在每一pv模块12的下方延伸。扭矩管14可绕轴旋转以调整pv模块12相对于太阳的角度定向。太阳能跟踪器系统10在一端包括轴承壳体组合件(bha)13，且在相对端包括回转齿轮驱动器15。虽然未说明，但系统10可包括多于一个的扭矩管14，其经由夹(未展示)连接到回转齿轮驱动器15或扭矩管14。回转齿轮驱动器15可位于多个扭矩管14的中心，或者位于经连接的扭矩管14的一端。尽管结合回转驱动机构进行描述，但是在本发明的范围内考虑了使pv模块12相对于太阳移动的其它机构，例如，经考虑，可使用多个致动器系统替代回转齿轮驱动15。

图2描绘三个第一安装支架100、一个第二安装支架200及一个第三安装支架300，它们用于将四个pv模块12耦合到扭矩管14。如所描绘，第二安装支架200安装成离回转齿轮驱动器15最近。太阳能模块12安装在第二安装支架200与第一安装支架100之间。然后，可将任意数量的太阳能模块12安装在若干组第一安装支架100之间。最后，在扭矩管14的远端，太阳能模块安装在第一安装支架100与第三安装支架300之间。此第三安装支架300定位成最靠近bha13。

参考图3，说明示范性第一安装支架100。第一安装支架100具有大体上矩形形状。太阳能模块12可包括侧轨12a，侧轨12a包括几个安装槽12b。侧轨12a的安装槽12b经配置为收纳第一安装支架100的保持突片203。图7中更详细地呈现保持突片203。安装槽12b在形状上可为椭圆形；然而，经考虑可利用其它形状，例如正方形或圆形。安装槽12b还提供通过安装支架100、200、300的锁定装置及太阳能模块12的侧轨12a的金属对金属接触而提供额外接地的益处。

参考图4，说明示范性第一安装支架100，且第一安装支架100通常包括安置在第一安装支架100的上表面上的第一保持器组合件500。在实施例中，第一保持器组合件500是与太阳能模块12的侧轨12a接合的弹簧夹。

在组装期间，参考图5及6，第一安装支架100的第一保持器组合件500经对准以与太阳能模块12的侧壁12a的安装槽12b中的一者配合。一旦第一保持器组合件500与安装槽12b接合，第一保持器组合件500的安装突片203现在处于有利位置以与另一太阳能模块12接合。第一保持器组合件500的弹簧202防止在配合到太阳能模块12时螺栓201脱落。安装突片203及太阳能模块12是相对紧固的，从而允许第二太阳能模块12进行配合。在此阶段，在安装两个太阳能模块200之后，可拧紧第一保持器组合件500的螺栓201，以确保太阳能模块12保留固定到第一安装支架100，如图6所示。额外太阳能模块12可经由保持器组合件500以上述方式紧固到下一个第一安装支架100。

参考图7，说明示范性第一安装支架100的分解图，且第一安装支架100通常包括一或多个保持器组合件500、第一夹组合件102、u形螺栓106及一或多个螺母107。安装第一支架100的轨101经配置为收纳第一夹组合件102。在实施例中，第一夹组合件102包括与扭矩管14的半径基本上相同的半径。第一夹组合件102可包括锁定突片108，其经配置为被收纳到扭矩管14中的一或多个锁定孔中。第一夹组合件102具有用于收纳u形螺栓106的多个孔。然后，通过轨101中的多个孔收纳u形螺栓106，且使用螺母107将其固紧，以与扭矩管14摩擦接合。经考虑，可使用所属领域已知的其它锁定装置(例如夹子或固紧销)来紧固u形螺栓106。

在实施例中，第一安装支架100包括经配置用于保持太阳能模块12的一或多个第一保持器组合件500。第一保持器组合件500包括贯穿螺栓201、垫圈及弹簧组合件202、保持突片203及螺母204。贯穿螺栓201通过轨101中的孔插入穿过第一安装支架100的底部表面，使得贯穿螺栓201的头部抵靠轨101的底部表面。经考虑，可使用贯穿螺栓201上的锯齿形或肋状凸缘头部来协助螺母204的锁定。经考虑，孔可为槽或任何其它有利形状。然后，将垫圈及弹簧组合件202及保持突片203加载到贯穿螺栓201的突出部分上，其中，螺母204被拧紧到贯穿螺栓201上。弹簧组合件202的力使螺栓201的头部抵靠轨101的底部表面。此预加载有助于在安装期间在经由螺母204拧紧到位之前保持太阳能模块。

在实施例中，保持突片203可并入螺纹，使得不需要单独的螺母204。经考虑，保持突片203可具有扇形形状，以协助抓住太阳能模块12中的安装槽12b的边缘。在另一实施例中，保持突片203可利用其它系留(captive)形状。

参考图8，展示图7的示范性垫圈及弹簧组合件202。垫圈202b可经开槽以协助锁定弹簧202a，以使其不会通过轨101的顶部表面中的孔掉落。经考虑，例如垫圈202b及弹簧202a可焊接或钎焊在一起。

参考图9，说明安装到扭矩管14上的示范性第二安装支架200。第二安装支架200安置在扭矩管14上，且位于回转齿轮驱动器15附近(图2)。太阳能跟踪器系统10通常在回转齿轮驱动器15的每一侧具有一个第二安装支架200。第一安装支架100沿扭矩管14的纵轴以大致为太阳能模块12中的一者的宽度的距离安置。

参考图10，展示示范性第二安装支架200的分解图。在一个实施例中，第二安装支架200具有安置在第二安装支架200的上表面上的多个第二保持器组合件510。第二保持器组合件510沿着第二安装支架200的纵轴彼此间隔。在一个实施例中，保持器组合件510中的每一者包括卡扣件511，卡扣件511定位在第二安装支架200上，使得当太阳能模块12放置在第二安装支架200上时，所述卡扣件511被从内部方向收纳在太阳能模块12的槽12b中。卡扣件511防止太阳能模块12在卡扣件511的闭合部分的方向上移动。在另一实施例中，第二保持器组合件510中的每一者还包括夹512及夹紧在太阳能模块12的顶部上的贯通螺栓513。在从太阳能模块12的内部方向安装卡扣件511之后，夹512固持太阳能模块侧轨12a的顶部，且通过拧紧螺栓513固定到位。经考虑，卡扣件511可为用于紧固太阳能模块侧轨12a的j形钩、向上指向销、突片或其它结构。

第二安装支架200经配置用于与扭矩条夹501集成。扭矩条夹501经配置为提供与扭矩管14的摩擦接合。第二安装支架200包括经配置用于与第二保持器组合件510及扭矩条夹501集成的多个安装孔。

第二安装支架200半径基本上与扭矩管14相同，且经配置为提供与扭矩管14的摩擦接合。第二安装支架200可包括锁定突片，所述锁定突片经配置为被收纳到扭矩管14中的一或多个锁定孔中。第二安装支架200具有多个孔，其用于收纳u形螺栓503，并使用螺母502固紧，以与扭矩管14摩擦接合。扭矩管14夹在u形螺栓503与扭矩条夹501之间。其中拧紧螺母502允许u形螺栓503及扭矩条夹501在扭矩管14周围提供夹紧力。经考虑，可使用所属领域已知的其它锁定装置(例如夹子或固紧销)来紧固u形螺栓503。

参考图11到13，说明示范性第三安装支架300。第三安装支架300经配置用于与扭矩条夹301集成。经考虑，第三安装支架300的结构可与第二安装支架200的结构相同，但扭矩条夹301除外。扭矩条夹301可位于第三安装支架300的中心。扭矩条夹经配置为提供与扭矩管14的摩擦接合。第三安装支架300包括多个安装孔，其经配置用于与一或多个第二保持器组合件510及扭矩条夹301集成。经考虑，所述多个安装孔可为圆形的、开槽的或用于安装螺栓或其它保持机构的任何其它有利形状。

第三安装支架300的扭矩条夹301经配置用于通过使用连接杆315与轴承壳体组合件(bha)13集成。连接杆315在端部上可具有突片，所述突片由第三安装支架300的扭矩条夹301侧面中的开口收纳。经考虑，太阳能跟踪系统10可具有安装在bha13的两侧或任一侧上的第三安装支架300。

第三安装支架300包括与扭矩管14匹配的半径，且经配置为提供与扭矩管14的摩擦接合。第三安装支架300可包括锁定突片，所述锁定突片经配置为被收纳到扭矩管14中的一或多个锁定孔中。第三安装支架300具有多个孔，其用于收纳u形螺栓303，并使用螺母302固紧，以与扭矩管14摩擦接合。u形螺栓301穿过第三安装支架300的底部表面中的孔及穿过扭矩条夹301，且使用螺母302固紧。此夹紧提供与扭矩管14的摩擦接合。经考虑，可使用所属领域已知的其它锁定装置(例如夹子或固紧销)来紧固u形螺栓503。

第三安装支架300通过使用第二保持器组合件510以与第二安装支架200类似的方式连接到太阳能模块12。也就是说，在从太阳能模块12的内部方向安装卡扣件511后，夹512固持太阳能模块侧轨12a的顶部，且通过拧紧螺栓513将太阳能模块12固定到位。将太阳能模块12安装到第三安装支架300上可为组装期间太阳能模块的第一次或最后一次安装。

尽管大体上描述为在太阳能跟踪系统中利用，但是经考虑，安装支架100、200、300可用于任何合适的太阳能模块安装系统中，例如固定太阳能系统等，以改进太阳能模块的安装效率。

在实施例中，本文所述的固紧件可为任何合适的固紧机构，包括但不限于粘合剂、铰链、夹子、绳子、带子、皮带、胶带及/或织物搭扣固紧件。

如本文所用，术语平行及垂直被理解为包括从真正平行及真正垂直到约+或-30度的基本上平行且基本上垂直的相对配置。

应理解，可对本文揭示的实施例进行各种修改。因此，上面的描述不应被解释为限制性的，而仅仅是各种实施例的示例。所属领域技术人员将设想在随附权利要求书的范围及精神内的其它修改。