太阳能模块和太阳能模块框架的制作方法

本发明涉及一种太阳能模块和太阳能模块框架。通常，太阳能模块具有呈层压板形式的太阳能模块层压件和太阳能模块框架，其中层压板具有前侧和后侧。太阳能模块框架用于增加太阳能模块的稳定性，以增强对太阳能模块层压件的边界的保护并且允许更容易地安装太阳能模块，例如在屋顶梁结构上安装太阳能模块。

背景技术：

通常，所采用的层压板设计为具有太阳能电池层系统的玻璃板，其中太阳能电池彼此电连接并且以耐候性(weatherproof)方式持久地封装。太阳能模块层压件具有玻璃面板，在玻璃面板上彼此电连接的太阳能电池以所谓的串来布置，其由耐用的耐候性塑料箔来掩盖。玻璃板形成太阳能模块层压件的前侧，而耐候性塑料箔形成太阳能模块层压的后侧。

在本发明的范围内，将不属于框架结构的玻璃面板、太阳能电池串、嵌入聚合物和耐候性塑料箔的层压层结构称为太阳能模块层压件。太阳能模块层压件与由框架型材形成的太阳能模块框架的组合称为太阳能模块。术语太阳能模块和术语太阳能模块层压件之间的区别在于，太阳能模块与太阳能模块层压件相比还具有作为太阳能模块框架的框架结构，并且如果需要，还具有用于胶合和夹紧框架结构至太阳能模块层压件的粘合装置和/或夹紧装置或其它紧固和/或连接装置。

例如，尚未公开的DE 10 2015 103 712描述了一种具有太阳能模块框架的太阳能模块。该太阳能模块框架具有通过角连接件彼此连接的4个框架型材。框架型材通过90°的切割角连接，并且面覆盖元件用于覆盖框架型材的暴露端。由于多个部件的原因，造成材料成本高，并且生产步骤耗时且昂贵。进一步地，诸如面覆盖元件和角连接件的附加元件会增加太阳能模块和太阳能模块框架的重量。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种太阳能模块和太阳能模块框架，其更容易构建并且在生产中更具成本效益。

根据本发明，本发明目的通过具有权利要求1所述的特征的太阳能模块以及具有权利要求8所述的特征的太阳能模块框架来实现。本发明的有利的改进和实施例产生于从属权利要求。

本发明涉及一种太阳能模块，该太阳能模块具有太阳能模块层压件和矩形太阳能模块框架，其中矩形太阳能模块框架支撑太阳能模块层压件并且由各自成对地彼此连接成角连接的框架型材组装而成，其中，至少一个角连接通过借助于折板将框架型材的第一框架型材连接到框架型材的相邻的第二框架型材而形成。优选地，角连接设计在太阳能模块框架的框架拐角处。优选地，太阳能模块框架由三个、四个或更多个框架型材组装而成。

该太阳能模块通过优化设计在各自的框架型材侧的型材横截面而具有增加的模块刚度。进一步地，由于省略了诸如角连接件的材料，因此可以节省材料成本。此外，太阳能模块可以容易的方式制造，因为其制造的工序很少。因此，安装工作量少。而且，太阳能模块框架可具有不同的型材横截面，该型材横截面具有不同材料壁厚。优化框架的几何结构。

太阳能模块框架的材料可以为铝或优选地，可以为钢。进一步地，通过使用钢来代替铝可以节省成本。而且，通过这进一步增强了模块刚度。

优选地，框架型材以细长的方式来设计。优选地，折板分别设计在第一或第二框架型材的端部，并且优选地分别垂直或基本垂直于第一或第二框架型材的纵向伸长延伸。太阳能模块具有低的材料成本和生产成本。

角连接可以设计在第一框架型材的端部和/或第二框架型材的端部。特别地，这意味着角连接也可以设计在第二框架型材的中心区域。在这种情况下，第一框架型材和第二框架型材形成T形连接。如果太阳能模块框架仅由三个框架型材组装而成，则它可以具有H形，其中中间框架型材分别与另外两个框架型材形成角连接。即使太阳能模块框架由4个框架型材组装而成，彼此平行的一个或两个框架型材可分别相对于太阳能模块的外轮廓或框架边界向内偏移，或者相对于太阳能模块层压件的相应边界向内偏移，并在极端情况下形成H形太阳能模块框架。

因此，太阳能模块框架的框架型材可以彼此连接达到总数为两个、三个、四个或更多个角连接。在此，如果折板仅分配给在各自的角连接中的第一框架型材时，则一个单个的框架型材可以同时形成第一角连接的第一框架型材和第二角连接的第一框架型材。在这种情况下，该框架型材在两端具有折板。可替换地，一个单个框架型材可以形成第一角连接的第一框架型材和形成第二角连接的第二框架型材。在这种情况下，该框架型材仅在其一端具有折板。

如前所述说明，太阳能模块层压件可以是所谓的玻璃-塑料层压件，其在前侧由玻璃面板封装，而在后侧由塑料箔封装。可替换地，其可以是玻璃-玻璃层压件，其中太阳能电池或太阳能电池串分别被封装在前侧玻璃面板或玻璃板与后侧玻璃面板或玻璃板之间，其中太阳能电池在此再嵌入于聚合物中。

优选地，太阳能模块框架围绕太阳能模块层压件。特别地，太阳能模块框架可以部分地围绕太阳能模块层压件，例如通过由相应的框架型材部分地或完全地覆盖太阳能模块层压件的两个或更多边界。优选地，太阳能模块框架完全围绕太阳能模块层压件。这意味着太阳能模块层压件的所有边界由相应的框架型材覆盖，使得太阳能模块框架完全地框住太阳能模块层压件。优选地，框架型材设计为沿层压板的边界延伸的细长框架型材。多个框架型材可以沿着边界彼此连接。优选地，在层压板的拐角处连接到相邻的第二框架型材的第一框架型材沿边界延伸。可替换地，角连接也可以设计在太阳能模块层压件下方的区域中。优选地，太阳能模块层压件设计为矩形，一个框架型材分别沿层压板的边界延伸，并且通过各自的折板在层压板的拐角处连接到相邻的框架型材。

如果太阳能模块层压件是矩形而不是正方形，则太阳能模块层压件具有两个纵向边和两个横向边。如果太阳能模块层压件具有作为纵向边的两个长边和作为横向边的两个短边，其中术语“短”和“长”以彼此相对的方式使用，则它被两个短的和两个长的框架型材所围绕。短的框架型材可以是第一框架型材，而长的框架型材可以是第二框架型材，或反之亦然。

优选地，所有的4个角连接均通过折板来设计。在优选实施例中，在每个框架型材的一个各自端处设计一个各自的折板，而每个框架型材的另一端是无折板的，即，没有折板。可替换地且优选地，第一框架型材在两端分别具有折板，而第二相邻框架型材设计为无折板，相邻第二框架型材的第三框架型材分别在两端具有折板，而相邻第一和第三框架型材的第四框架型材再次设计为无折板。

在优选实施例中，第一框架型材和/或第二框架型材部分地或完全地包围太阳能模块层压件的边界。当在横截面中观察时，第一和/或第二框架型材具有用于接收层压板的接收部分。例如，接收部分设计为两个突起，该两个突起在层压板的方向上延伸并且彼此间隔开以使层压板安装于该两个突起之间，且该两个突起沿层压板的边缘区域和边界延伸。当在横截面中观察时，接收部分设计为U形，并且通过由连接部连接且彼此相对的两个突起形成。它们部分地或者完全地与太阳能模块层压件的边界胶合和/或夹紧在一起，使得太阳能模块框架沿其边界包围太阳能模块层压件。

优选地，相邻框架型材的接收部分，即，如果第一和第二框架型材具有接收元件的话，则彼此齐平地布置。在该实施例中，通过框架结构，增加太阳能模块层压件的稳定性和扭转刚度，和/或创造安装可能性，和/或保证了太阳能模块层压件的边界保护。

优选地，第一框架型材具有U形或S形型材横截面。可替换地或此外，第二框架型材优选地具有U形或S形型材横截面。更优选地，第一框架型材具有U形型材横截面。可替换地或此外，第二框架型材具有U形型材横截面。优选地，太阳能模块框架具有第一S形框架型材和第二S形框架型材。可替换地且优选地，太阳能模块框架具有第一(或第二)S形框架型材和第二(或第一)U形框架型材。优选地，U形框架型材不具有用于包围太阳能模块层压件的U形接收部分，而是U形型材横截面设计为通过抵靠在U形框架型材上来支撑太阳能模块层压件。在上一个情况下，太阳能模块层压件可以与U形框架型材的支承表面胶合在一起。

优选地，S形框架型材以这样的方式设计，使得其具有U形接收部分、所谓的层压件凹口、和进一步的U形部分，其中太阳能模块层压件优选地粘合在层压件凹口中，其中突起是U形接收部分的一部分，并且同时也是进一步的U形部分的一部分，即，U形接收部分和进一步的U形部分呈现为设计在相对方向上的两个U形部分，且共享U形接收部分的上述突起，从而设计为S形。

如果第一框架型材具有S形型材横截面及第二框架型材具有U形型材横截面，则垂直于U形框架型材的纵向方向延伸的U形型材横截面高度，基本上等于或等于与垂直于S形框架型材纵向方向延伸的S形型材横截面的进一步的U形部分的高度。因此，太阳能模块层压件可以/是通过S形型材横截面的U形接收部分以抵靠方式和以包围方式布置在U形型材横截面上，使得太阳能模块层压件由太阳能模块框架以稳定的方式框住，而不必采用胶合的方式。

在优选实施例中，折板沿平行于第二框架型材的纵向方向的折板平面延伸，并且抵靠在位于折板平面中的第二框架型材的表面上。例如，折板的尺寸可以根据第二框架型材的U形型材横截面或S形型材横截面的U形部分的高度来设计，使得折板以配合(fitting)的方式固定至第二框架型材表面。

优选地，折板抵靠在面向太阳能模块层压件的第二框架型材的内表面上。可替换地，折板抵靠在背向太阳能模块层压件的第二框架型材的外表面上。

第一框架型材一体制成，或由来自弯曲的金属带或金属板的若干个件制成。进一步地，作为金属带或金属板的主要部分(integral part)的折板是从平行于第一框架型材的纵向方向的平面弯出的。优选地，折板以垂直于平行于第一框架型材的纵向方向的平面的方式弯曲。通过这种配置，太阳能模块进一步地保持成本效益并且只有很少的待组装的部件。

在优选实施例中，折板通过正性材料、形状配合和/或摩擦连接来连接至第二框架型材。用语“正性材料连接”意思是连接的配对件通过原子或分子力保持在一起。它呈现为只能通过破坏连接而分离的不可拆卸的连接。正性材料连接的示例是粘合连接、钎焊(solder)连接或熔焊(welding)连接。通过至少两个连接配合件彼此接合而形成形状配合连接。在摩擦连接的情况下，连接配合件通过力闭合而彼此连接。通过力例如压缩力或摩擦力的力传递产生摩擦连接。通过作用力来确保摩擦连接的内聚力。形状配合或摩擦连接的示例分别是铆钉连接、螺纹连接、钳弯连接及其它类似连接等。

进一步地，本发明涉及一种太阳能模块框架，该太阳能模块框架设计为支撑太阳能模块层压件并且由在框架拐角处分别成对地彼此连接成角连接的4个框架型材组装而成，其中，至少一个角连接通过借助于折板将4个框架型材的第一框架型材连接到4个框架型材的相邻的第二框架型材而形成。与实际的模块框架相比，太阳能模块框架具有低的材料成本和生产成本。在可生产性和模块要求方面对框架几何结构进行了优化。关于已描述的太阳能模块的太阳能模块框架的实施例和优点，将必要的变更应用至太阳能模块框架。

附图说明

本发明的进一步的特征和优点通过以下描述的附图参考示例性实施例来说明，其中：

图1是根据实施例的太阳能模块框架上的部分外侧视示意图；

图2是如图1所示的部分太阳能模块框架的部分内侧视示意图；

图3是根据另一实施例的太阳能模块框架的部分外侧视示意图；

图4是如图3所示的部分太阳能模块框架的部分内侧视示意图；

图5a至5c和6a至6c各自是根据不同实施例的太阳能模块框架的平面示意图；

图7是根据进一步的实施例的太阳能模块框架的部分内侧视示意图；以及

图8a和8b是根据具有向内偏移的框架型材的进一步的实施例的太阳能模块框架的平面示意图。

具体实施方式

图1示出了根据实施例的太阳能模块框架上的部分外侧视示意图。外侧视示意图从一侧侧向地示出了太阳能模块框架的角连接10。太阳能模块框架具有若干个框架部件，其中示出了两个框架部件，即，第一框架型材1和第二框架型材2，它们布置为相邻并且通过角连接10彼此连接。第一框架型材1和第二框架型材2以细长的方式设计，并且每个具有S形型材横截面。第一框架型材1具有用于接收太阳能模块层压件(未示出)的接收部分11，以及第二框架型材2具有用于接收太阳能模块层压件的接收部分21，接收部分11和21以齐平的方式彼此布置。接收部分11和21各自具有用于分别接收太阳能模块层压件的突起11a和21a以及分别在至太阳能模块层压件的方向上从第一框架型材1或第二框架型材2的后壁40延伸的进一步的突起11b或21b，以使得部分后壁40和突起11a和11b或21a和21b分别在边缘区域和边界处以U形包围太阳能模块层压件。

图2示出了如图1所示的部分太阳能模块框架的部分内侧视示意图。角连接10通过借助于折板(flap)3将第一框架型材1连接至相邻的第二框架型材2而形成。折板3沿着平行于第二框架型材2的纵向方向L的折板平面(未示出)延伸。折板3抵靠在位于折板平面中并面向太阳能模块层压件(未示出)的第二框架型材2的内表面(未示出)上。第一框架型材1由一体弯曲的金属带制成，其中作为金属带的主要部分的折板3是从平行于第二框架型材2的纵向方向L的平面中弯出的。折板3通过正性(positive)材料连接件(未示出)，例如胶合物，而连接至第二框架型材2上。

图3示出了根据另一实施例的太阳能模块框架上的部分外侧视示意图。除了第一框架型材具有U形型材横截面和无接收部分之外，如图3所示的实施例对应于如图1所示的实施例。太阳能模块层压件(未示出)可以这样的方式布置在太阳能模块框架中，使得其抵靠(rest on)在第一框架型材1上并且被第二框架型材的U形接收部分21所包围。

图4示出了如图3所示的部分太阳能模块框架的部分内侧视示意图。除了第一框架型材具有U形型材横截面和无接收部分之外，如图4所示的实施例对应于如图2所示的实施例。

图5a至5c和6a至6c各自示出了根据不同实施例的太阳能模块框架的平面图。这些图中所示的每个太阳能模块框架4由4个框架型材，即上框架型材41、右框架型材42、下框架型材43和左框架型材44组装而成。所示的每个太阳能模块框架4设计为矩形，其中上框架型材41和下框架型材43都设计为比右框架型材42和左框架型材44短。框架型材41、42、43、44分别在框架拐角处成对地彼此连接成角连接10，其中角连接10由通过折板3将4个框架型材41、42、43、44中的一个连接至框架型材41、42、43、44相邻的框架型材的连接而形成，其中折板3沿平行于相邻框架型材41、42、43、44的纵向方向(未示出)的折板平面(未示出)延伸，并且抵靠在位于折板平面中的相邻的框架型材41、42、43、44的表面上。

如图5a所示的太阳能模块框架具有框架型材41、42、43、44，每个框架型材具有折板3。每个折板3抵靠在面向由太阳能模块框架4围绕的太阳能模块层压件(未示出)的相邻框架型材41、42、43、44的内表面上。

如图5b所示的太阳能模块框架4对应于如图5a所示的太阳能模块框架，除了上框架型材41和下框架型材43分别不具有折板3，即，无折板，并且右框架型材42和左框架型材44分别具有两个折板3，所有这些折板都是抵靠在面向由太阳能模块框架4围绕的太阳能模块层压件(未示出)的相邻框架型材41、43的内表面上。

如图5c所示的太阳能模块框架4对应于如图5a所示的太阳能模块框架，除了右框架型材42和左框架型材44分别不具有折板3，即，无折板，而且上框架型材41和下框架型材43分别具有两个折板3，所有这些折板都是抵靠在面向由太阳能模块框架4围绕的太阳能模块层压件(未示出)的相邻框架型材42、44的内表面上。

如图6a所示的太阳能模块框架4对应于图5a所示的太阳能模块框架，除了每个框架型材41、42、43、44的各自的折板3抵靠在背向由太阳能模块框架4围绕的太阳能模块层压件(未示出)的相邻框架型材41、42、43、44的外表面上。

如图6b所示的太阳能模块框架4对应于图5b所示的太阳能模块框架，除了每个框架型材41、42、43、44的各自的折板3抵靠在背向由太阳能模块框架4围绕的太阳能模块层压件(未示出)的相邻框架型材41、42、43、44的外表面上。

如图6c所示的太阳能模块框架4对应于图5c所示的太阳能模块框架，除了每个框架型材41、42、43、44的各自的折板3抵靠在背向由太阳能模块框架4包围的太阳能模块层压件(未示出)的相邻框架型材41、42、43、44的外表面上。

图7示出了根据进一步的实施例的太阳能模块框架的部分内侧视示意图。如图7所示的太阳能模块框架4对应于如图4所示的太阳能模块框架，除了第一框架型材1的折板3分别通过形状配合或摩擦连接而连接至第二框架型材2。每个连接5呈现由钳弯(clinch)工艺形成的圆形点。可替换地，连接部5也可以设计为平接头(未示出)。

图8a示出了由4个框架型材41、42、43、44制成的太阳能框架模块4，4个框架型材通过角连接彼此成对地连接。正如上述如图5a至5c所示的实施例说明的那样，此处折板再次抵靠在相邻的框架型材41、42、43、44的内表面上。然而，它们也可以抵靠在相邻的框架型材41、42、43、44的外表面上，参见图6a至6c。然而，以不同于如图5a至5c所示的说明的方式，当与太阳能模块框架4的外轮廓相比时，两个平行的框架型材，即上框架型材41和下框架型材43以平行方式向内偏移。如图8b所示的太阳能模块框架4中，上框架型材41进一步偏移至太阳能模块框架4的中心，而完全省掉了下框架型材43。因此，如图8b所示的太阳能模块框架4仅通过借助于两个角连接10彼此连接的三个框架型材41、43、44组装而成。

附图标记列表

1 第一框架型材

10 角连接

11 接收部分

11a、11b 突起

2 第二框架型材

21 接收部分

21a、21b 突起

3 折板

4 太阳能模块框架

40 后壁

41 上框架型材

42 右框架型材

43 下框架型材

44 左框架型材

5 连接