用于光伏阵列的连接器系统的制作方法
【专利说明】用于光伏阵列的连接器系统
[0001]政府权利的声明
[0002]本发明根据由能源部授予的联系编号DE-EE0004434至少部分在美国政府支持下制得。美国政府对本发明具有某些权利。
技术领域
[0003]本发明教示大体上涉及电连接两个邻近光伏组件并且允许所述两个邻近光伏组件相对于彼此的热膨胀和移动的改进的连接器。
【背景技术】
[0004]通常，光伏阵列放置在户外位置中使得光伏阵列暴露于日光。光伏阵列的组件经受不同的条件，例如，风、雨、雪、冰、热量和阳光直射。温度、湿度和降水的改变可引起光伏阵列的组件发生扩张、收缩、移动或其组合。另外，构成光伏阵列的单独的光伏组件可以直接连接到支撑结构，例如，房屋或建筑物的屋顶。由于环境改变、施加到光伏组件的质量、力或位移、施加到支撑结构的质量、力或位移或其组合，包含光伏组件的支撑结构可以扩张、收缩、移动或其组合使得压力和/或应力可以放置在两个或两个以上光伏组件之间的连接上、用于光伏组件的连接的终端上，或这两者上。此应力可以引起连接器从光伏组件中的一个或两个移位、连接器被破坏、终端被破裂，或其组合，使得光伏阵列中的不到全部的光伏模块产生动力。此外，如果连接器、光伏组件或这两者都失败且停止运行并且需要被替换，那么连接器可以增大改变连接器、光伏组件或这两者所需的时间的长度。
[0005]在第7，387，537 号、第 7，442，077 号和第 8，414，308 号美国专利;第 2010/0258157号美国专利申请公开案；第JP2005072101号日本专利申请案；以及第W02009/137347号和第TO2012/083337号国际专利申请案中可以发现一些已知连接器的实例，所有这些出于所有目的以引用的方式并入本文中。
[0006]具有电连接两个或两个以上邻近光伏组件并且提供柔性连接的连接器使得两个或两个以上邻近光伏组件可以相对于彼此移动同时维持电连接而无需松散导线的复杂性将是有吸引力的。具有可与两个邻近光伏组件在平面内移动且离开平面移动的连接器使得电连接得以维持并且连接器、两个或两个以上光伏组件的终端的完整性或这两者得以维持将是有吸引力的。所需的是可以从全部的两个或两个以上光伏组件断开而不会损坏光伏组件、连接器或这两者且不会造成连接器、光伏组件或这两者的不恰当的操作的快速释放连接器。
【发明内容】
[0007]本发明教示通过提供一种光伏组合件满足本发明的一个或多个需要，所述光伏组合件包括:(a)邻近于彼此在第一方向上的至少两个光伏组件，每个光伏组件包括(i)部分凹陷，其与邻近光伏组件中的部分凹陷连通以及(ii) 一个或多个连接器接受器，其在不平行于第一方向的第二方向上对齐；(b)连接器，其至少部分地位于光伏组件的部分凹陷中且至少部分地位于邻近光伏组件的部分凹陷中使得连接器将光伏组件连接到邻近光伏组件，所述连接器包括:(i)柔性外壳，其具有第一端和第二端；(ii)位于第一端处的一个或多个连接端口位于第二端处的一个或多个连接端口 ；以及(iv) —个或多个柔性电导体，其从位于第一端处的一个或多个连接端口延伸到位于第二端处的一个或多个连接端口 ；其中连接器是柔性的使得第一端和第二端可相对于彼此在平面中移动、离开平面移动，或这两者；其中位于第一端处的一个或多个连接端口以及位于第二端处的一个或多个连接端口与光伏组件和邻近光伏组件的一个或多个连接器接受器形成连接使得连接器将光伏组件电连接到邻近光伏组件。
[0008]本发明教示的一个可能的实施例包含:组装光伏组件的方法，其包括:(a)在所需位置处定位光伏组件；(b)邻近于所述光伏组件定位第二光伏组件；(c)对齐所述光伏组件中的部分凹陷与所述第二光伏组件中的部分凹陷；(d)获得连接器，其包括:(i)柔性外壳，其具有第一端和第二端；(ii)位于第一端处的一个或多个连接端口位于第二端处的一个或多个连接端口 ；以及(iv) —个多个电导体，其从位于第一端处的一个或多个连接端口延伸到位于第二端处的一个或多个连接端口 ；其中柔性外壳组合件是柔性的使得第一端和第二端可相对于彼此在平面中移动、离开平面移动，或这两者；并且其中连接器的第一端和第二端在第二方向上邻近彼此；(e)在光伏组件的部分凹陷中定位连接器的第一端以及在第二光伏组件的部分凹陷中定位连接器的第二端；以及(f)在光伏组件与第二光伏组件之间形成电连接、物理连接，或这两者。
[0009]本发明教示提供电连接两个或两个以上邻近光伏组件并且提供柔性连接的连接器使得两个或两个以上邻近光伏组件可以相对于彼此移动同时维持电连接而无需具有松散导线的复杂性。本发明教示提供可与两个邻近光伏组件在平面内移动且离开平面移动的连接器使得电连接得以维持并且连接器、两个或两个以上光伏组件的终端的完整性或这两者得以维持。所需的是可以从全部的两个或两个以上光伏组件断开而不会损坏光伏组件、连接器或这两者且不会造成连接器、光伏组件或这两者的不恰当的操作的快速释放连接器。
【附图说明】
[0010]图1说明连接器的透视图；
[0011]图2说明图1的连接器的分解视图；
[0012]图3A说明包含柔性区域和锁定部分的连接器的透视图；
[0013]图3B说明安装在光伏组件中的连接器的实例；
[0014]图4说明本文中的教示的另一连接器的透视图；
[0015]图5说明图4的连接器的分解视图；
[0016]图6A说明本文中的教示的另一可能的连接器；
[0017]图6B说明安装在光伏组件中的图6A的连接器；
[0018]图7说明本文中的教示的光伏组件中的部分凹陷的实例；
[0019]图8说明本文中的教示的光伏组件中的部分凹陷的另一实例；
[0020]图9说明通过本文中的教示的连接器连接的两个光伏模块的俯视图；
[0021]图10说明沿着线10-10的图9的截面视图；以及
[0022]图11说明光伏阵列。
【具体实施方式】
[0023]本文中呈现的解释和说明意图使本领域的其它技术人员熟悉本教示、其原理和其实际应用。所属领域的技术人员可以用本教示的多种形式调整并且应用本教示，从而可以最好地适合于特定用途的要求。因此，本发明教示的特定实施例如所阐述不意在为详尽的或限制本教示。因此，本教示的范围不应参考以上描述来确定，而实际上应参考所附权利要求书连同此类权利要求书所授权的等效物的全部范围来确定。所有文章和参考文献(包含专利申请案和公开案)的揭示内容出于所有目的以引用的方式并入。如将从以下权利要求书中了解，其它组合也是可能的，它们也在此以引用的方式并入本说明书中。
[0024]本文中的教示的多个光伏模块和/或光伏组件组合在一起以形成光伏阵列。光伏阵列收集日光并且日光转换成电力。一股而言，光伏模块中的每一个可以单独地放置在容纳形成光伏阵列的全部或一部分的全部的光伏模块的结构中(有时被称作太阳能阵列)。本文中的教示的光伏模块可与包含组成光伏阵列的个体的光伏模块的全部的外壳一起使用。优选地，本文中教示的光伏阵列不含容纳组成光伏阵列的光伏模块的全部的单独结构。更优选地，每个个体的光伏模块可以直接连接到一种结构并且个体的光伏模块中的每一个电连接在一起使得形成光伏阵列(即，光伏建筑一体化(building integratedphotovoltaic,BIPV)) ο光伏组件中的每一个，并且优选地光伏阵列中的每行光伏组件可以邻近于彼此在第一方向上。举例来说，如果光伏阵列包含三行光伏组件并且每行包含5个光伏组件，那么行中的每一个以及所述行内的光伏组件可以沿着第一方向延伸。第一方向可以与屋顶的斜率对齐。优选地，第一方向是横向方向(即，垂直于屋顶的斜率)。光伏模块中的每一个的一部分可以与邻近光伏模块的一部分、邻近光伏组件或这两者重叠在支撑结构上形成叠瓦配置和/或双重叠配置使得光伏模块可用作屋顶叠瓦。
[0025]光伏阵列的光伏组件可以是收集日光以生成电力的任何光伏组件、通过光伏阵列、光伏模块传递动力的任何组件、有助于从日光中生成能量的任何组件、一体式闪光件、反相器连接、反相器、连接器或其组合。优选地，光伏组件是光伏模块、一体式闪光件，或这两者。更优选地，当连接两个光伏组件时所述光伏组件中的至少一个是光伏模块。光伏组件可以通过连接器连接在一起，所述连接器从每个光伏组件离散、一体地连接到一个光伏组件并且与另一光伏组件分开，或这两者。优选地，光伏组件包含一个或多个连接器接受器，并且优选地两个或两个以上连接器接受器，使得两个或两个以上邻近和/或并列光伏组件可以电连接在一起。举例来说，两个邻近光伏组件可以位于极为接近彼此处(即，间隔物、间隙、垫片或类似物可以位于两个邻近光伏组件之间)使得连接器可以在两个邻近光伏组件之间跨越并且电连接两个邻近光伏组件。
[0026]—个或多个连接器接受器可以是光伏组件上的任何特征和/或装置，其中连接器可以将光伏组件电连接到一个或多个邻近光伏组件。连接器接受器可以配置在光伏组件的一侧上、配置在光伏组件的边缘上、配置在实际上是光伏组件的任何侧面的表面上，或其组合。优选地，连接器接受器可以位于每个光伏组件的边缘区域中的光伏组件的一侧上。更优选地，当连接到支撑结构时连接器接受器可以位于边缘区域内以及面向太阳、安装者、面向连接结构的光伏组件的一侧上或其组合。每个光伏模块的连接器接受器可以大体上在相同方向上定向；连接器接受器可以大体上沿着线定向(即，在相同平面中远离彼此指向)；一个光伏组件的连接器接受器可以位于另一连