专利名称：利用压块和胶带的薄膜组件安装装置及安装方法
技术领域：
本发明涉及薄膜组件安装领域，更具体地，涉及一种利用压块和胶带进行固定的薄膜组件安装装置及安装方法。
背景技术：
现有的薄膜组件支撑安装方式是边框安装、背部导轨安装和边部卡子安装的方式等。边框安装方式对组件的尺寸有一定的应用局限性，对于大组件如1. 3m*l. lm，常规的边框安装方式很难满足IEC61646中的机械在和测试要求，即使满足要求，相比其它方式，其总的材料成本较高，不适合大规模生产和应用；同时，由于在屋顶等安装时的操作空间有限的情况下几乎无法进行安装作业，因此也有比较大的应用局限性；此外，对于边部卡子安装来说，虽然成本相对较低，但是仅仅依靠边部卡子固定的组件，经受负压时在卡子和组件接触的部位可能会由于应力过度集中而导致前板材料的破坏。
发明内容
为了克服上述现有的薄膜组件安装技术中的不足，本发明旨在提供一种具有更好地缓冲性能、机械性能和安装稳定性，并且易于操作的薄膜组件安装装置及安装方法。其中所述的薄膜组件安装装置包括胶带组件，沿着平行于所述薄膜组件的边的方向在所述薄膜组件上粘接两条或多条胶带；桁条结构，其与所述的两条或多条胶带粘结固定。根据本发明的一个优选实施例，所述的薄膜组件安装装置还包括压块结构，所述的压块结构利用螺钉螺母结构将所述薄膜组件和桁条结构固定到一起。根据本发明的另一个优选实施例，所述的薄膜组件安装装置还包括机架结构，利用机械固定结构在所述机架结构上固定所述的桁条结构。根据本发明的再一个优选实施例，其中所述的薄膜组件安装装置中所述的压块结构上具有孔结构，所述的桁条结构上具有槽结构，利用螺钉穿过所述的槽结构和孔结构，并利用螺母将螺钉固定，将所述压块结构和桁条结构进行固定。根据本发明的又一个方面，提供一种薄膜组件安装方法，利用胶带对薄膜组件进行固定，其特征在于，该方法包括以下步骤沿着平行于所述薄膜组件的边的方向在所述薄膜组件上粘接两条或多条胶带；将桁条结构与所述的两条或多条胶带粘结固定。根据本发明的一个优选实施例，所述的薄膜组件安装方法还包括利用压块结构和螺钉螺母结构将所述薄膜组件和桁条结构固定到一起的步骤。根据本发明的又一个实施例，其中所述的薄膜组件安装方法还包括利用螺钉穿过所述压块结构上的的孔结构和所述桁条结构上的槽结构，并利用螺母将螺钉固定，从而实现所述压块结构和桁条结构的固定的步骤。
通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显图1是根据本发明的一个实施例的薄膜组件安装装置的结构框图。图2是根据本发明的一个实施例的包含有机架结构的薄膜组件安装装置的俯视图。图3是根据本发明的一个实施例的薄膜组件安装装置中的薄膜组件的示意图。图4是根据本发明的一个实施例的薄膜组件安装装置中的压块结构的示意图。图5是根据本发明的一个实施例的薄膜组件安装装置中的胶带的示意图。图6是根据本发明的一个实施例的薄膜组件安装装置中的桁条结构的侧视图。图7是根据本发明的一个实施例的薄膜组件安装装置中的具有槽结构的桁条结构的一侧端的示意图。图8是根据本发明的一个实施例的薄膜组件安装装置中的螺钉螺母结构、孔结构、槽结构的物理连接示意图。图9 13是现有技术中最常见的利用边部卡子进行薄膜组件支撑安装方式的示意图。其中图9是实验中用的卡子，图10是卡子安装方式示意图，图11是四点卡子支撑的应力模拟计算结果图，图12是四点卡子支撑的变形模拟计算结果图。图13是四点卡子支撑机械载荷实验结果。其中，附图中相同或相似的附图标记代表相同或相似的部件。
具体实施例方式下面将参照附图1 13对本发明做进一步的详细描述。首先参见图9 13。图9 13是现有技术中最常见的利用边部卡子进行薄膜组件支撑安装方式的示意图。其中图9是实验中用的卡子，图10是卡子安装方式示意图，图 11是四点卡子支撑的应力模拟计算结果图，图12是四点卡子支撑的变形模拟计算结果图。 图13是四点卡子支撑机械载荷实验结果。在上述的现有薄膜组件安装实验中，选用的卡子为市场中常见的类型，见图9，与组件有效接触面尺寸为SOmmX 13mm。夹装的方式见图10，夹持中心点分别位于长边的1/4 和3/4位置。经有限元模拟分析得，对于组件应力最大部位为卡子周围为183MPa，见图11， 最大位移位于玻璃中部为38. 1mm，见图12。可以预见，卡子的部位在机械载荷实验中最容易破裂。前板为普通非钢化玻璃的组件在机械载荷实验中，第一次加压压强直接加至 MOOI^后发现前板破裂，为重复验证并寻找破裂压强，第二次实验开始后的第一轮正面逐渐加压，压强加至1953 时，发现卡子夹持处前板玻璃水纹状破裂，见图13，与模拟计算所得的应力分布结果一致，未能通过IEC61215要求的MOOI^的机械载荷要求，破裂压强为 IEC标准的81%，为UL1703要求的91%。前板用非钢化玻璃的薄膜组件配以边部四点夹子安装，显然不能满足认证标准的要求。可见，在现有的薄膜组件安装方式中，不仅无法解决负压时的应力集中问题，而且
5从缓冲性、机械性能和安装稳定性上都存在一定缺陷，而图1中示出的薄膜组件安装装置则解决了上述现有技术中存在的问题，并提高了缓冲性和机械性能以及安装的稳定性。图1是根据本发明的一个实施例的薄膜组件安装装置。其中，示出了长方形薄膜组件100，其通常为太阳能电池板或光电组件。制作薄膜的过程中，通常需要在多种物质上沉积各种不同类型且并非均勻分布的金属层或其他材料层，而且光电薄膜通常需要保证足够的清洁性并避免潮湿，因此所述的薄膜组件通常采用非EVA太阳能封装、太阳能玻璃、溅射靶材、蒸镀材料等在内的创新型薄膜材料制作，这样可以保证足够的应用性，总之可以根据薄膜材料的物理性、化学性以及应用环境对薄膜材料进行选择。同时，所述的薄膜组件 100也可以是正方形或其他几何形状，也可以根据应用环境进行选择。而桁条结构103通常是长条形，以便与薄膜组件100组合，而传统的桁条结构通常是铝型材结构，其在纵向方向上一般是四面结构，在两面上具有槽结构，以便与其他组件进行固定组装。所述的桁条结构可以采用金属、非金属或其他化学材料制作，不过由于其引用环境的原因，一般也要保证其表面的清洁性以及防潮湿、防锈等特性。胶带101用于将所述桁条结构103与薄膜组件100粘结到一起。传统的胶带通常由基材和粘结剂两部分组成，粘结剂材料主要是热溶胶、压敏胶、亚克力胶、合成橡胶、天然橡胶等；基材则有聚丙烯膜、聚氯乙烯膜、纤维布、纤维塑料、海棉、泡棉、绵纸等多种材料。 根据基材划分可分为BOPP胶带、布基胶带、牛皮纸胶带、美纹纸胶带、纤维胶带、PV胶带、 PE泡棉胶带等。根据应用范围划分可分为警示胶带、地毯胶带、电工胶带、保护膜纸胶、缠绕膜胶带、封箱胶带、模块胶带等。根据市场普及率划分可分为普通胶带、特种胶带。根据应用环境温度划分可分为低温胶带、常温胶带、高温胶带。而胶带101通常采用长条形形状，以适应桁条结构和薄膜组件的粘结情况，同时，所述的胶带101可以是完整的一段形状与桁条结构以及薄膜组件进行粘结，也可以分成多段，分别实现与桁条结构以及薄膜组件的粘结。此外，并非仅仅如图所示，所述的胶带101和桁条结构103也可以与薄膜组件100 成一定角度(而非平行于薄膜组件的一边)设置，只要可以实现胶带101和桁条结构103 的固定粘结即可。其中，图示的胶带101和桁条结构103与薄膜组件100保持平行是一种最常用的配置方式，而根据胶带101和桁条结构103的数量不同，也可以采用不同结构，如采用三角形配置结构，即三条胶带和三条桁条结构，可以利用三角形的稳定性；又比如胶带和桁条结构可以成梯形结构配置与薄膜组件进行连接，梯形结构也具有较好的稳定性；或者当机架结构不适宜平行设置时，可以根据安装环境对胶带、桁条结构和薄膜组件的位置进行适当调整以更好地适应安装环境。胶带101的应用不仅提高了桁条结构103和薄膜组件100的组合的稳定性，而且由于其特殊的材料和应用位置，可以增强所述薄膜组件安装装置的缓冲性，对突然附加到薄膜组件100上的外力有很好的缓冲作用，从而达到保护薄膜组件100以防止其破碎的技术效果，同时，从一定程度上增加了所述薄膜组件安装装置的机械性能。图1中示出了 U型压块结构104和Z型压块结构105，用于将薄膜组件和桁条结构固定到一起。Z型压块通常应用于薄膜组件100的一端，而U型压块通常应用于两个薄膜组件100之间以便还将两个薄膜组件连接在一起。所述的U型压块和Z型压块通常采用金属材料制作以增强固定装置的稳定性，也可以使用机械性能较好的化学材料制作，可以根据应用环境的不同，例如对粘结性和柔韧性、机械稳定性等的要求的不同，对压104或105 块材料进行选择。在压块结构104或105上通常具有孔结构，以便通过连接装置，例如螺钉螺母结构等，将桁条结构103和所述压块结构104或105固定在一起，同时可以将压块结构 104或105的形状设计成适应薄膜组件100的边缘的形状，例如凸缘或法兰结构，利用几何结构可进一步实现压块结构104或105与薄膜组件100的固定作用，从而大大提高上述各部件之间的安装稳定性和机械性能。此外，使用压块结构104或105，由于对其形状、连接方式和材料的进一步限定，以及使用胶带101，可进一步解决现有的卡子安装过程中的应力分布问题。因为胶带结构通常采用柔韧性较好的材料制作，不仅对应力的缓冲起到关键作用，而且解决了薄膜组件100 的易碎问题，此外，压块结构104或105与薄膜组件100由于形状适配，而且采用面状结合方式进行组合，也在一定程度上克服了由于应力作用带来的薄膜组件100的易碎问题。进一步的，所述桁条结构103、胶带101 —般是相对于薄膜组件100的形状对称设置，同时压块结构104或105也对称设置，如图示出了两个桁条结构103和两条胶带101以及四个Z型压块105和两个U型压块104，这种对称设计可以使薄膜组件100在收到外力挤压或撞击时，使应力效应平均分配到薄膜组件100的每一点，从而克服负压时的应力不均问题，有效保护所述薄膜组件100。同时桁条结构之间的距离优选为760mm。当然，图1仅仅是示例性的，其中，胶带的数量可以选择多条，而且所述胶带可以与所述薄膜组件的边成一定角度设置，同时胶带的长度可以等于所述薄膜组件的边的长度或者胶带两端与薄膜组件的边平齐，此外，胶带也可以是分段状态的，本领域技术人员可以根据实际应用进行各种选择。图2示出了根据本发明的一个实施例的包含有机架结构201的薄膜组件安装装置的俯视图。如图所示，利用机械固定结构在所述机架结构201上固定薄膜组件上粘接的桁条结构，以便固定安装该薄膜组件。所述机架结构201通常根据薄膜组件100的安装环境设置，常用的是横梁结构、物理固定架状结构等，而材料通常采用木质、金属、石头等较坚固的材料制作，以防止薄膜组件100在大风、大雪等强外力作用下产生晃动或遭到破坏。图中示出了包含三角架结构的机架结构201，利用了三角形的稳定性，可充分提高薄膜组件安装装置的抗外力性，从而提高其应用性能。图3 6示出了根据本发明的一个实施例的薄膜组件安装装置中的薄膜组件100、 压块结构104或105、胶带101和桁条结构103的分解示意图。图3是薄膜组件100的示意图，其与胶带101的位置如图所示，胶带101平行于薄膜组件100的两条短边，薄膜组件 100采用长方形形状制作，这样的设计可以使该装置与桁条结构103连接时保证充分的对称性，保证附加到薄膜组件100上的外力对薄膜组件100所产生的应力能平均分布，从而保证薄膜组件100不易破碎。同时压块结构104或105设计成Z型和U型，可以不仅保证所述压块结构与薄膜组件100的连接部分是平面连接，也可以保证与所述桁条结构103的连接也是平面连接，而平面连接就可以有效减少由于外力作用而使得压块结构与薄膜组件100 之间产生的应力问题，同时保证压块结构与桁条结构103的平面连接也可以增强二者之间的连接的紧密性，提高所述压块结构和桁条结构103的结合性和稳固性。在示出的压块结构104或105和桁条结构103中，压块结构可采用铝合金材质并做阳极氧化处理，同时桁条结构也可采用铝合金或不锈钢材料，这些材料都具有良好的机械性能，结合其他构建材料例如碳钢等的热镀锌处理等，可以保证安装装置在自然环境中 10年以上的寿命，可大大降低安装装置的成本和使用的持久性。而胶带结构101也可以采用耐久性的化学材料制作，并采用柔韧性好的材料，可以大大增强缓冲性能，同时胶带粘结过程中使用的胶水可采用柔韧性好，粘结性能强的胶水，这样也可起到一定的缓冲作用，同时提高柔韧性，对防止薄膜组件意外破碎也起到一定效果。图7示出了根据本发明的一个实施例的薄膜组件安装装置中的具有槽结构的桁条结构的一侧端的示意图。图中的横梁结构具有槽结构701，其与机架结构201的位置关系如图所示，而所述桁条结构通常设计成如图7所示的侧面的形式，即两面有槽，两面封装， 这样的设计即保证了桁条结构可以通过连接结构或固定结构与机架结构201以及压块结构104或105连接或固定，同时也节省了制作桁条结构的材料，此外槽结构两侧仍旧是平面的设计可以保证其与薄膜组件100以及机架结构201的上表面的充分接触，进一步提高了所述薄膜组件安装装置的稳定性。图8示出了根据本发明的一个实施例的薄膜组件安装装置中的螺钉螺母结构、孔结构、槽结构的物理连接示意图。其中，所述螺钉804从槽结构中由下向上穿过Z型压块结构801的一端表面上的孔结构，并利用螺母将其固定，而Z型压块结构的另一面与薄膜组件实现无缝平面连接，所述带孔的一端平面与桁条结构103的上表面也实现无缝平面连接。 通常可以在螺钉螺母结构802中加入一垫片，所述垫片通常利用金属制作，也可以利用其他材料制作，可进一步起到缓冲作用，减小了当薄膜组件100受到外力作用时，Z型压块结构103和薄膜组件100以及桁条结构103之间的应力大小，增强了所述薄膜组件安装装置的安全性和机械性能。本发明的安装装置可以实现横向固定薄膜组件和竖向固定薄膜组件，利用了压块和胶带双重作用，既提高了所述薄膜组件的机械性能和安装稳定性，又通过胶带的缓冲和压块结构的对称设置，解决了薄膜组件受到外力时的应力分布问题，克服了现有技术中的诸多缺陷，从而更好地实现薄膜组件支撑安装。对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化涵括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。此外，显然“包括”一词不排除其他部件、单元或步骤，单数不排除复数。系统权利要求中陈述的多个部件、单元或装置也可以由一个部件、单元或装置通过软件或者硬件来实现。
权利要求
1.一种薄膜组件安装装置，利用胶带对薄膜组件进行固定，其特征在于，该装置包括胶带组件，沿着平行于所述薄膜组件的边的方向在所述薄膜组件上粘接两条或多条胶带；桁条结构，其与所述的两条或多条胶带粘结固定。
2.如权利要求1所述的薄膜组件安装装置，其中所述的胶带沿所述薄膜组件的中间线对称分布。
3.如权利要求1或2所述的薄膜组件安装装置，其中还包括压块结构，所述的压块结构利用螺钉螺母结构将所述薄膜组件和桁条结构固定到一起。
4.如权利要求1-3任意一项所述的薄膜组件安装装置，其中还包括机架结构，利用机械固定结构在所述机架结构上固定所述的桁条结构。
5.如权利要求1-4任意一项所述的薄膜组件安装装置，其中所述的压块结构上具有孔结构，所述的桁条结构上具有槽结构，利用螺钉穿过所述的槽结构和孔结构，并利用螺母将螺钉固定，将所述压块结构和桁条结构进行固定。
6.如权利要求1-5任意一项所述的薄膜组件安装装置，其中所述的薄膜组件是太阳能电池板或光电组件。
7.如权利要求1-5任意一项所述的薄膜组件安装装置，其中，所述的薄膜组件为长方形平板结构，正方形平板结构或其他形状的平板结构。
8.如权利要求1-5任意一项所述的薄膜组件安装装置，其中，所述胶带组件和桁条结构与所述薄膜组件的边成一定角度设置。
9.如权利要求1-5任意一项所述的薄膜组件安装装置，其中，所述的桁条结构是长条形结构。
10.如权利要求1-5任意一项所述的薄膜组件安装装置，其中，所述胶带的长度小于或等于所述桁条结构与薄膜组件接触的部分的长度。
11.如权利要求1-5任意一项所述的薄膜组件安装装置，其中，所述胶带可以成多段， 分段与所述薄膜组件进行粘结。
12.如权利要求3-5任意一项所述的薄膜组件安装装置，其中，所述的压块结构为Z型压块或U型压块。
13.如权利要求12所述的薄膜组件安装装置，其中，Z型压块应用于薄膜组件的一端， U型压块应用于两薄膜组件之间。
14.一种薄膜组件安装方法，利用胶带对薄膜组件进行固定，其特征在于，该方法包括以下步骤沿着平行于所述薄膜组件的边的方向在所述薄膜组件上粘接两条或多条胶带；将桁条结构与所述的两条或多条胶带粘结固定。
15.如权利要求14所述的薄膜组件安装方法，其中可以沿着与薄膜组件的边成一定角度的方向在所述薄膜组件上粘结两条或多条胶带。
16.如权利要求14或15所述的薄膜组件安装方法，其中还包括利用压块结构和螺钉螺母结构将所述薄膜组件和桁条结构固定到一起的步骤。
17.如权利要求16所述的薄膜组件安装方法，其中还包括利用螺钉穿过所述压块结构上的孔结构和所述桁条结构上的槽结构，并利用螺母将螺钉固定，从而实现所述压块结构和桁条结构的固定的步骤。
全文摘要
本发明公开了一种薄膜组件安装装置，利用胶带对薄膜组件进行固定，该装置包括胶带组件，沿着平行于所述薄膜组件的边的方向在所述薄膜组件上粘接两条或多条胶带；桁条结构，其与所述的两条或多条胶带粘结固定；机架结构，利用机械固定结构在所述机架结构上固定所述的桁条结构。本发明增加了薄膜组件安装的机械性能和安装的稳定性，同时克服了传统的利用卡子安装时应力分布不均的问题。
文档编号F16B1/00GK102400982SQ20111018310
公开日2012年4月4日 申请日期2011年6月30日 优先权日2011年6月30日
发明者丁建, 周盛永, 杨立友, 林乐民, 王仕鹏, 贾南鹰 申请人:浙江正泰太阳能科技有限公司