太阳能板的框架、用于联接框架的轨道以及集成系统的制作方法

本发明涉及太阳能板的边框，特别是涉及一种太阳能板的框架、用于联接框架的轨道以及集成系统。

背景技术：

1、在本发明首先旨在用于所谓的c-硅太阳能板，但是通常它可以应用于其他种类的太阳能板，例如薄膜太阳能板、双面太阳能板、复合太阳能板，或其他太阳能板，其就附接或附着在玻璃上、被另一玻璃等覆盖的太阳能电池而言，可以与c-硅太阳能板相比。

2、已知这样的太阳能板可以以各种方式固定在支架结构和/或顶部的轨道上。

3、根据第一种可能性，太阳能板通过框架顶部或框架底部上的夹具附接到轨道。夹具、中间夹具、端部夹具或简单夹具由金属制成，并使用螺栓和螺母穿过轨道上的孔或狭槽向下夹紧。这些现有技术需要许多零件，并且安装者需要花费大量时间来处理和固定。

4、根据第二种可能性，太阳能板通过螺栓和螺母直接穿过框架下侧上的预制孔并穿过轨道上的孔或狭槽连接至轨道。这种方式的优点在于，它使用较少的零件来夹紧，但是需要匹配预制孔并且接近螺栓，这往往很困难或是不可能的，例如，将其安装在顶部，这会导致现场钻孔，延迟工序。

5、根据第三种可能性，通过从框架的侧面插入的夹具将太阳能板附接到轨道。这种方法的优点是快速插入和固定，但在框架侧面需要预制的狭槽。因此，框架具有更大的尺寸并使用更多的材料。到目前为止，太阳能行业中只有一家公司first solar使用这种方法，其夹具由合作公司modurack，inc.生产，本发明人在该公司工作。

6、根据第四种可能性，通过夹紧框架的内边缘将太阳能板附接到轨道(本发明人正在申请的专利#15081817)。这种方法的优点是快速夹紧和集成接地效果。框架保持相同的尺寸，而没有材料减少和高度降低的益处。

7、上述类型的框架夹紧的缺点首先要求框架本身足够坚固以支撑太阳能板并满足所有工业机械和安全规范及要求。结果，当前的太阳能板框架需要大量的材料，主要是铝。框架高度还限制了包装密度，其导致包装和运输成本高。夹紧过程也限制了安装速度，导致高昂的人工成本，尤其是导致项目执行周期长。

8、自有意义的工业规模扩大开始以来，数十年来，太阳能板一直使用类似的框架设计而没有发生重大变化。为了解决这些缺点，已经开发出试图提高安装速度的技术，例如带有所谓的“速度槽”的first solar s6框架。

9、另一方面，边缘连接器在诸如地板的其他用途中也是已知的。在地板应用中，所谓的榫舌和凹槽被应用在地板的相对侧上并依次连接。这些技术不能应用于太阳能板，原因是需要将太阳能板固定在室外环境中以供日晒，并且没有平坦的底板作为支撑。太阳能板安装也不允许自由浮动。

技术实现思路

1、本发明旨在提供一种上述类型的改进的太阳能板，该太阳能板可以以最佳方式联接到轨道上，并且该太阳能板可以以平稳的方式制造，从而减少了材料消耗，减小了框架高度并且安装更快，从而优选地排除了上述缺点中的一个或多个。可以理解的是，通过联接的榫舌和凹槽元件与轨道集成在一起，太阳能板框架和轨道形成了太阳能板和轨道的固定部分，以这种方式使得框架和轨道一起提供了机械强度。

2、此外，本发明的目的还在于太阳能板，由此可以以最佳方式实现太阳能板的后续维修和/或更换。

3、为此目的，本发明涉及一种由太阳能电池和玻璃组成的太阳能板，其至少在两个相对侧面的边缘处设有框架，该框架具有与轨道的联接部件配合的联接部件，其基本为舌榫和凹槽形式，其中，联接部件设有集成的机械锁定元件，该机械锁定元件防止联接的太阳能板偏移和晃动到垂直和平行于太阳能板表面的相关轨道边缘。因此，优化这些联接部件以消除偏移和晃动。

4、本发明的目的还在于提供一种太阳能板，其优点是在准备过程中和/或在安装过程中减少安装人员的错误。

5、在第一重要优选实施方式中，太阳能板框架和轨道联接以形成一体的部件，该一体的部件具有来自框架和轨道的组合强度。在太阳能板框架和轨道的接合位置中，彼此施加拉力，从而通过轨道的强度在沿着框架和轨道的整个联接长度的大多数位置(即使不是全部)上为太阳能板提供机械强度。这是与前述夹紧方法最明显的区别之一，后者的支撑仅限于夹具的位置。

6、此外，联接部件设有锁定机构，该锁定机构排除了偏移和晃动，太阳能板和轨道之间没有自由间隙。

7、该锁定机构还具有消除和/或减少安装人员错误的最佳方式。

8、根据本发明的另一特征，联接部件在此与太阳能板框架和支架系统的支撑轨道一体地形成。

9、根据第二实施例，太阳能板框架和轨道上的联接锁定部件具有卡扣(转动方向c)，滑入(方向b)和平行推入(方向e)的形状来实现上述优化，如图25-27所示。结果，可以以这三种方式来安装太阳能板，并且随后的任何单个太阳能板的更换都可以通过移除板或联接的轨道来实现。

10、由于联接部件提供了太阳能板框架和轨道的互锁，以及由于轨道部件由强度满足规范和机械要求的钢、铝等制成，因此可以保证框架上的材料显著减少，并且降低高度。即使在反复进行热膨胀和风效应循环的情况下，锁定功能所提供的始终处于拉力状态下的完美连接也可以消除偏移和晃动。

11、特征的组合可以与上述特征组合或不与上述特征组合，即当太阳能板和轨道接合在一起时，锁定装置彼此施加拉力。

12、本发明的太阳能板框架和轨道包括榫舌和凹槽特征。榫舌可以具有各种形状，并带有匹配的凹槽。榫舌可以在框架侧或在轨道侧，另一侧带有凹槽。某些榫舌和匹配的凹槽配对允许所有卡扣、推入和滑入功能。一些榫舌和匹配的凹槽配对仅允许其中一个或两个功能。

13、根据第三重要优选实施例，太阳能板框架和联接轨道的特征在于，凹槽的上唇部限定了在轨道的上侧上的接触水平。锁定元件形成为向内向下倾斜的凹槽上唇部的至少一部分，并且该部分延伸超过凹槽的下唇部。

14、根据一个特定实施方式，联接部件配置为矩形，并且联接部件设置在所有四个边缘处。

15、根据一个优选的实施方式，太阳能板被配置为矩形形状，并且联接部件设置在这些太阳能板的相对的较长侧处，而不是在两个相对的短边缘上。

16、根据一个优选的实施方式，太阳能板框架可以设置为凹槽作为结合部件，并且轨道可以设置榫舌作为结合部件。优点是，轨道可以是c型桁条，并且生产简单，工程数据易于获得。

17、根据一个优选的实施方式，太阳能板框架上的凹槽具有向内开口。优点是太阳能板是对称的，并且两个相邻的太阳能板之间的间隙具有最小的宽度。

18、在最优选的实施方式中，用于框架和联接部件的基本材料应由相同的材料制成，并制成一体的金属材料。更特别地，应该由已经被广泛用于太阳能板框架的挤压铝制成。

19、在最优选的实施方式中，用于轨道和联接部件的基本材料应由相同的材料制成，并制成一体的金属材料。更特别地，应由已经广泛用于太阳能支架系统的辊轧镀锌钢制成。

20、将本发明应用于由上述材料构成的太阳能板和轨道具有以下优点：制造过程，即挤压和辊压成型，是极其有效且成熟的制造工艺。而且，这些材料，即铝和钢，是最基本、广泛存在且当前正在使用的材料。挤压和辊压成型的产品均具有光滑且均匀的表面，这具有以下优点：太阳能板可以在互锁位置中沿彼此的表面手动滑动。

21、在框架和轨道由基于合成材料的材料制成的情况下，为此用途，合成材料可以是合成材料的混合物，甚至由回收材料组成。优选地，太阳能板通过联接轨道彼此固定而不使用螺栓。在这种联接中，当发生太阳能板损坏时，可以更换太阳能板。但是很明显，不排除太阳能板和联接轨道之间的滑动限位销或螺栓。

22、本发明还涉及制造方法，即挤压和辊压成型。两种制造方法都提供了单程工艺(one-pass process)来完成设计的轮廓。