专利名称：框架及使用此框架的光伏面板模块、系统的制作方法
技术领域：
本发明是有关于一种光伏面板模块，且特别是有关于一种光伏面板模块的支撑结 构设计。
背景技术：
目前由于国际能源短缺，世界各国一直持续研发各种可行的替代能源，其中以光 伏面板，例如太阳能面板，最受到瞩目。太阳能面板具有使用方便、取之不尽、用之不竭、无 废弃物、无污染、无转动部份、无噪音、可阻隔辐射热、使用寿命长、尺寸可随意变化、并与建 筑物作结合及普及化等优点，故太阳能面板的制造技术越来越受到重视。目前太阳能面板模块大都架设于户外的屋顶上，藉以随时接收太阳照射并转换的 电能输出。由于太阳能面板模块架设于户外，除了需要承受高低温变化，还要能够承受气候 所带来的外力(例如台风所带来的强风等)。因此，太阳能面板模块的设计会有承受外力的 安规测试，藉以满足某些区域或某些国家安规标准。请参照图9，其绘示一种现有技术的光伏面板模块承受外力后的剖面图。在多种安 规测试的其中一种是让光伏面板模块200的光伏面板220的上表面承受均勻的施力F，造成 光伏面板220的弯曲。在测试的过程中，若框架250的支撑墙254的强度较弱，支撑墙254 也会弯曲。当支撑墙254过度弯曲，很容易造成光伏面板220局部的过度弯曲而破裂(例 如光伏面板220中间的部份)。请参照图10，其绘示另一种现有技术的光伏面板模块承受外力后的剖面图。在另 一种光伏面板模块202的测试状况中，光伏面板222的上表面承受均勻的施力F，造成光伏 面板222的弯曲。光伏面板模块202的框架252的支撑墙256的强度较图9的支撑墙254 来的大，使得测试的过程中，支撑墙256几乎不弯曲。当支撑墙256不弯曲时，在测试的过 程中，光伏面板222于两侧258的局部弯曲会最大，也会造成面板的破裂。由上述的两种现有光伏面板模块的测试结果可知，光伏面板的弯曲容许度需配合 其适当的支撑墙强度，才能使光伏面板模块于受力测试时不会造成局部弯曲过大的状况， 也才能防止光伏面板的破裂。然而，在现实状况中，由于光伏面板的弯曲容许度会因不同的材料与制程而有所 不同。如何设计出适当的光伏面板框架，且其支撑墙强度能配合光伏面板的弯曲容许度，在 实务上有很大的困难度且需要耗费很大的人力与成本。如何解决上述的问题是该技术领域 的人所期盼的。
发明内容
因此，本发明的目的提供一种可以解决上述的问题的光伏面板模块。根据上述目的，提供一种光伏面板模块的框架，其包含一底板、一支撑墙、一上唇 板、一下唇板以及一缓冲墙。支撑墙从底板纵向或大致垂直往上延伸。上唇板与下唇板各 自从支撑墙的顶端往内延伸，且下唇板位于底板与上唇板之间。缓冲墙从下唇板或底板沿
3纵向延伸。补强肋位于缓冲墙的一边，例如顶边或底边，且与底板或下唇板之间具有一狭 缝。狭缝与缓冲墙、补强肋具有相同的长度。根据上述目的，提供另一种光伏面板模块的框架，其包含一底板、一支撑墙、一上 唇板、一下唇板以及二缓冲墙。支撑墙从底板纵向或大致垂直往上延伸。上唇板与下唇板 各自从支撑墙的顶端往内延伸，且下唇板位于底板与上唇板之间。第一缓冲墙从下唇板往 下延伸。第二缓冲墙从底板往上延伸，且与第一缓冲墙之间形成一狭缝。狭缝与第一、第二 缓冲墙皆具有相同的长度。根据本发明的一实施例，狭缝的宽度范围从2毫米到10毫米。根据本发明的另一实施例，补强肋的截面宽度为该缓冲墙的截面宽度的2倍到4倍。根据本发明的另一实施例，补强肋与缓冲墙共同具有一 L形截面或一倒L形截面。根据本发明的另一实施例，补强肋与缓冲墙共同具有一 T形截面或一倒T形截面。根据本发明的另一实施例，上唇板与下唇板彼此平行。根据本发明的另一实施例，支撑墙平行于缓冲墙。根据上述目的，提供一种光伏面板模块，其包含一光伏面板以及一种如上述的多 个框架，这些框架用以固定光伏面板所有的侧边。根据上述目的，提供一种架构于屋顶的光伏面板系统，其包含一光伏面板、一种如 上述的多个框架、多个连接梁以及多个扣夹装置。这些框架用以固定光伏面板所有的侧边。 这些连接梁用以供这些框架固定于其上。这些扣夹装置用以固定这些连接梁于一屋顶的多 个锁缝上。
图1绘示依照本发明一实施例的一种架构于屋顶的光伏面板系统； 图2绘示依照本发明一实施例的一种光伏面板模块的剖面图； 图3绘示沿图2的3-3’的剖面图4绘示依照本发明另一实施例的一种光伏面板模块的框架；
图5绘示依照本发明又一实施例的一种光伏面板模块的框架；
图6绘示依照本发明再一实施例的一种光伏面板模块的框架；
图7绘示依照本发明再一实施例的一种光伏面板模块的框架；
图8绘示依照本发明再一实施例的一种光伏面板模块的框架；
图9绘示一种现有技术的光伏面板模块承受外力后的剖面图10绘示另一种现有技术的光伏面板模块承受外力后的剖面图。
其中，附图标记
100:光伏面板模块160:狭缝
102 屋顶160，狭缝
102a:锁缝160”狭缝
104 连接梁161 缓冲墙
106 扣夹装置 161a 补强肋
120 光伏面板 161b 补强肋
4
150 框架162 底孔
152 底板W:宽度
154 支撑墙L:长度
156 缓冲墙(I1 截面宽度
156a补强肋d2 截面宽度
156b补强肋F 施力
157 缓冲墙200 ；光伏面板模块
157a补强肋202 ；光伏面板模块
157b补强肋220 ；光伏面板
158a上唇板222 ；光伏面板
158b下唇板250 ；框架
159 缓冲墙252 ；框架
159a补强肋254 ；支撑墙
159b补强肋256 ；支撑墙
258两侧
具体实施例方式以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。请参照图1，其绘示依照本发明一实施例的一种架构于屋顶的光伏面板系统。光伏 面板系统包含多个光伏面板模块100锁固于多个连接梁104上。每一连接梁104再藉多个 扣夹装置106锁固于屋顶102的锁缝上102a上，因此光伏面板模块100能稳固的锁附于屋 顶 102。请参照图2，其绘示依照本发明一实施例的一种光伏面板模块的剖面图。为了解决 「现有技术」所提及的问题，光伏面板模块100的框架150的设计特别作了改良。框架150 基本上包含底板152、支撑墙154、上唇板158a、下唇板158b以及缓冲墙156。框架150的材 质可以是铝或铝合金。支撑墙154从底板152纵向或大致垂直往上延伸，并平行于缓冲墙 156。上唇板158a与下唇板158b彼此平行，并从支撑墙154的顶端往内延伸，亦即沿水平 方向延伸，藉以夹持一光伏面板120的部分或所有侧边(例如一矩形光伏面板的4个侧边) 于两者之间，下唇板158b位于底板152与上唇板158a之间。缓冲墙156从下唇板158b往 下延伸，且与底板152之间具有一狭缝160。请同时参照图2、9、10，比较图2的实施例与图9、10的现有光伏面板模块的差异。 主要的差异就在于缓冲墙156的设计。更具体的说，缓冲墙156与底板152之间的狭缝160 对于解决「现有技术」所提及的问题有很大的帮助。缓冲墙156与支撑墙154均具有支撑上 唇板158a与下唇板158b的功用。当光伏面板120的上表面平均受力时(如同图9、10的 受力状况)，本实施例可以避免在支撑墙不弯曲的情况下，光伏面板于两侧的局部弯曲最大 所造成面板的破裂问题。换言之，支撑墙154在受力测试时需要能够适当弯曲。为了避免 支撑墙254过度弯曲造成的问题(参照上述现有技术关于图9的说明)发生在支撑墙154 上，本实施例多了缓冲墙156阻止支撑墙154的过度弯曲。当缓冲墙156的底端抵接底板 152时，就能抑止支撑墙154继续弯曲。狭缝160的宽度W具有控制支撑墙154弯曲程度的
5功能。狭缝160的宽度W愈大，控制支撑墙154弯曲程度的功能愈小，狭缝160的宽度W愈 小，控制支撑墙154弯曲程度的功能就愈大。因此不同宽度的狭缝160就能配合不同光伏 面板的弯曲容许度，藉以防止光伏面板因局部过度弯曲而破裂的状况。对制造光伏面板模块的框架而言，『要利用材料、厚度控制支撑墙154的弯曲程 度』的难度比『利用缓冲墙156与底板152之间的狭缝160控制支撑墙154的弯曲程度』的 难度高多了。因此，只要能找出符合光伏面板模块弯曲容许度的狭缝宽度范围，就不需要耗 费很大的人力与成本去设计与制造出合适的支撑墙强度。经过本案发明人测试多种光伏面板模块后，发现狭缝160的宽度W从2毫米到10 毫米能配合目前大多数光伏面板的弯曲容许度的需求。当狭缝160的宽度W小于2毫米时， 支撑墙154能够弯曲程度过小，对于防止光伏面板因局部过度弯曲而破裂没有帮助。当狭 缝160的宽度W大于10毫米时，容易对大多数金属支撑墙造成永久的弯曲变形而无法回复 原形状，因此宽度W也不宜大于10毫米。缓冲墙156的底边亦可设计一补强肋156a。在本实施例中，补强肋156a的截面宽 度d2为缓冲墙156的截面宽度Cl1的2倍到4倍，且补强肋156a与缓冲墙156共同具有一 L形截面。补强肋156a的设计有助于增加缓冲墙156接触底板152的摩擦力，让两者的接 触更稳固。在一较佳实施例中，狭缝160的宽度W与补强肋156a的截面宽度d2相同或相近， 亦即狭缝160的宽度W也可以为缓冲墙156的截面宽度Cl1的2倍到4倍。因此，在宽度W 的范围介于2毫米到10毫米的情况下，补强肋156a的截面宽度d2的范围建议介于2毫米 到10毫米，而缓冲墙156的截面宽度Cl1的范围则建议介于0. 5毫米到5毫米。通过上述 设计，补强肋156a能有效地增加补强肋156a与底板152的接触面积，并增加缓冲墙156接 触底板152的摩擦力，使得缓冲墙156不易沿着水平方向而在接触底板152滑动，以稳固地 提供控制支撑墙154弯曲程度的能力。狭缝160除了上述的功能，还能作为气体或液体的疏通管道。举例来说，堆积于支 撑墙154与缓冲墙156之间的气体或液体，可以经狭缝160与底孔162排出光伏面板模块 100外，使框架150免于堆积气体或液体的侵蚀而氧化，造成铝或铝合金的材料腐蚀。请参照图3，其绘示沿图2的3-3’剖线的剖面图。由此剖面图可知，缓冲墙156、 补强肋156a与底板152藉狭缝160完全分离，换言之，狭缝160与缓冲墙156、补强肋156a 具有相同的长度L。在一较佳的实施例中，狭缝160与缓冲墙156的长度亦与框架150的侧 边长度或周边长度相同，亦即可以在框架150的任一侧边或四个侧边设置狭缝160与缓冲 墙156。此外，在另一较佳实施例中，狭缝160的宽度W从左至右都是相同的，狭缝160提供 给缓冲墙156的缓冲空间才能够一致。缓冲墙156底边的补强肋的设计，除了上述图2的156a夕卜，亦可如图4的156b的 设计。在本实施例中，狭缝的宽度与补强肋156b的截面宽度相同或相近，补强肋156b的截 面宽度为缓冲墙156的截面宽度的2倍到4倍，且补强肋156b与缓冲墙156共同具有一倒 T形截面。请参照图5，其绘示依照本发明又一实施例的一种光伏面板模块的框架。此实施例 与第2或4图的框架的差异之处在于缓冲墙的设计与狭缝的位置。在本实施例中，缓冲墙分 为两部分。缓冲墙157从下唇板158b往下延伸，缓冲墙159从底板152往上延伸，且与缓
6冲墙157之间形成一狭缝160’。在本实施例中，缓冲墙157的底边具有补强肋157a，而缓 冲墙159的顶边具有补强肋159a。狭缝160，与缓冲墙157、159及其补强肋157a、159a皆 具有相同的长度(例如图3的狭缝160的长度L)。狭缝160’的宽度与补强肋157a、159a 的截面宽度相同或相近，补强肋157a、159a的截面宽度为缓冲墙157、159的截面宽度的2 倍到4倍，补强肋157a与缓冲墙157共同具有一 L形截面，而补强肋159a与缓冲墙159共 同具有一倒L形截面。由于缓冲墙157与缓冲墙159的截面宽度通常小于5毫米，例如介 于0. 5毫米到5毫米，补强肋可以增加缓冲墙157与缓冲墙159之间的接触面积，使两者抵 接时不致于发生滑动而错位的状况。当截面宽度小于0. 5毫米时，缓冲墙157与缓冲墙159 之间的错位会让缓冲墙失去对支撑墙缓冲功能，支撑墙可能会因此过度弯曲。而当截面宽 度大于5毫米时，例如缓冲墙159截面宽度大于5毫米，会使得缓冲墙159过于厚重，除了 增加框架150整体的重量，不利于搬运以外，也会增加材料的成本。请参照图6，其绘示依照本发明再一实施例的一种光伏面板模块的框架。此实施例 与图5的框架的差异之处在于补强肋的截面形状。在本实施例中，缓冲墙分为两部分。缓 冲墙157从下唇板158b往下延伸，缓冲墙159从底板152往上延伸，且与缓冲墙157之间 形成一狭缝160’。在本实施例中，缓冲墙157的底边具有补强肋157b，而缓冲墙159的顶 边具有补强肋159b。补强肋157b与缓冲墙157共同具有一倒T形截面，而补强肋159b与 缓冲墙159共同具有一 T形截面。狭缝160，与缓冲墙157、159及其补强肋157b、159b皆 具有相同的长度(例如图3的狭缝160的长度L)。由于缓冲墙157与缓冲墙159的截面宽 度通常小于5毫米，例如介于0. 5毫米到5毫米，补强肋可以增加缓冲墙157与缓冲墙159 之间的接触面积，使两者抵接时不致于发生滑动而错位的状况。当截面宽度小于0. 5毫米 时，缓冲墙157与缓冲墙159之间的错位会让缓冲墙失去对支撑墙缓冲功能，支撑墙可能会 因此过度弯曲。而当截面宽度大于5毫米时，例如缓冲墙159截面宽度大于5毫米，会使 缓冲墙159过于厚重，除了增加框架150整体的重量，不利于搬运以外，也会增加材料的成 本。请参照图7，其绘示依照本发明再一实施例的一种光伏面板模块的框架。此实施例 与第2或4图的框架的差异之处在于缓冲墙的设计与狭缝的位置。在本实施例中，缓冲墙 161从底板152往上延伸，且与下唇板158b之间形成一狭缝160”。在本实施例中，缓冲墙 161的顶边具有补强肋161a。狭缝160”与缓冲墙161及其补强肋161a皆具有相同的长度 (例如图3的狭缝160的长度L)。在本实施例中，狭缝160”的宽度与补强肋161a的截面 宽度相同或相近，补强肋161a的截面宽度为缓冲墙161的截面宽度的2倍到4倍，且补强 肋161a与缓冲墙161共同具有一 T形截面。请参照图8，其绘示依照本发明再一实施例的一种光伏面板模块的框架。此实施例 与图7的框架的差异之处在于补强肋的设计。在本实施例中，狭缝的宽度与补强肋161b的 截面宽度相同或相近，补强肋161b的截面宽度为缓冲墙161的截面宽度的2倍到4倍，且 补强肋161b与缓冲墙161共同具有一倒L形截面。由上述本发明实施方式可知，应用本发明的光伏面板模块的框架改良设计，增加 一缓冲墙，且设计一狭缝介于缓冲墙的底边与底板之间。通过控制狭缝的宽度，使框架的支 撑墙就能配合不同光伏面板的弯曲容许度，藉以防止光伏面板因局部过度弯曲而破裂的状 况。当上述框架改良设计应用于户外屋顶的光伏面板系统时，光伏面板所能承受的外力的
7强度又更为提高。 当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟 悉本领域的技术人员当可根据本发明做出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变 形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
权利要求
一种框架，其特征在于，至少包含一底板；一支撑墙，从该底板往上延伸；一上唇板、一下唇板，从该支撑墙的顶端往内延伸，且该下唇板位于该底板与该上唇板之间；一缓冲墙，从该下唇板或该底板沿纵向延伸；以及一补强肋，位于该缓冲墙的一边，且与该底板或该下唇板之间具有一狭缝，该狭缝与该缓冲墙、该补强肋具有相同的长度。
2.根据权利要求1所述的框架，其特征在于，该狭缝的宽度范围从2毫米到10毫米。
3.根据权利要求1所述的框架，其特征在于，该补强肋的截面宽度为该缓冲墙的截面 宽度的2倍到4倍。
4.根据权利要求1所述的框架，其特征在于，该补强肋与该缓冲墙共同具有一L形截面 或一倒L形截面。
5.根据权利要求1所述的框架，其特征在于，该补强肋与该缓冲墙共同具有一T形截面 或一倒T形截面。
6.根据权利要求1所述的框架，其特征在于，该上唇板与该下唇板彼此平行。
7.根据权利要求1所述的框架，其特征在于，该支撑墙平行于该缓冲墙。
8.一种框架，其特征在于，至少包含 一底板；一支撑墙，从该底板往上延伸；一上唇板、一下唇板，从该支撑墙的顶端往内延伸，且该下唇板位于该底板与该上唇板 之间；一第一缓冲墙，从该下唇板往下延伸；以及一第二缓冲墙，从该底板往上延伸，且与第一缓冲墙之间形成一狭缝，该狭缝与该第一 及第二缓冲墙皆具有相同的长度。
9.一种光伏面板模块，其特征在于，至少包含 一光伏面板；以及一种如权利要求1到8的其中任一的多个框架，用以固定该光伏面板所有的侧边。
10.一种架构于屋顶的光伏面板系统，其特征在于，至少包含 一光伏面板；多个如权利要求1到8的其中任一的框架，用以固定该光伏面板所有的侧边； 多个连接梁，供这些框架固定于其上；以及 多个扣夹装置，固定这些连接梁于一屋顶的多个锁缝上。
全文摘要
框架及使用此框架的光伏面板模块、系统。本发明有关于一种框架包含一底板、一支撑墙、一上唇板、一下唇板以及一缓冲墙。支撑墙从底板纵向或大致垂直往上延伸。上唇板与下唇板各自从支撑墙的顶端往内延伸。缓冲墙从下唇板往下延伸，且与底板之间具有一狭缝，狭缝与缓冲墙具有相同的长度。通过控制狭缝的宽度，使框架的支撑墙就能配合不同光伏面板的弯曲容许度，藉以防止光伏面板因局部过度弯曲而破裂的状况。
文档编号H01L31/042GK101969077SQ20101025957
公开日2011年2月9日 申请日期2010年8月19日 优先权日2010年8月19日
发明者刘得志, 王耀常, 蔡佳勋, 黄明远 申请人:友达光电股份有限公司